KR101946288B1 - Battery Management System Using Mobile - Google Patents

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KR101946288B1
KR101946288B1 KR1020180075442A KR20180075442A KR101946288B1 KR 101946288 B1 KR101946288 B1 KR 101946288B1 KR 1020180075442 A KR1020180075442 A KR 1020180075442A KR 20180075442 A KR20180075442 A KR 20180075442A KR 101946288 B1 KR101946288 B1 KR 101946288B1
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박석배
설동철
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주식회사 태양기전
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Abstract

The present invention provides a battery management system using a mobile network, which can perform real-time control on a battery connected to a load at a remote place by performing wireless communications with a smartphone (20) of a user, comprising: a voltage sensor unit (100) measuring voltage of the battery (10); a current sensor unit (200) measuring current of the battery (10); a micro-controller unit (300) connected to the battery (10), the voltage sensor unit (100) and the current sensor unit (200) to receive voltage measured by the voltage sensor unit (100) and current measured by the current sensor unit (200) and controlling input and output of the battery (10); a wireless communication module (400) connected to the micro-controller unit (300) to perform wireless communications with the smartphone (20); and a protection circuit connected to a backup battery connected to the battery (10) and the battery (10) to protect the battery (10) from a shock due to overcharge, over-discharge, discharge over-current, charge over-current, and short-circuit.

Description

모바일을 이용한 배터리 관리 시스템 및 방법{Battery Management System Using Mobile}{Battery Management System Using Mobile}

본 발명은 스마트폰을 이용하여 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)을 안전하게 관리 할 수 있도록 원격으로 제어가능하고, 배터리의 상태나 부하를 관리할 수 있는 배터리 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery management system and method capable of remotely controllably managing a battery management system (BMS) using a smart phone, and managing the status and load of the battery.

BMS란 Battery Management System의 약자로 배터리의 상태를 모니터링 하여 최적의 조건에서 유지, 사용할 수 있도록 배터리 시스템을 자동 관리하고, 배터리의 교체시기를 예측하고 문제의 배터리를 사전에 발견하는 역할을 한다. 복수의 배터리가 직렬, 병렬로 연결됨에 따라 배터리간의 전위차가 발생하며 이에 따른 배터리 수명 단축 방지를 위한 Cell Balancing 기능과 배터리 충전과 방전 시 전압, 전류, 온도를 측정하여 전지의 남은 용량과 예상 수명을 알려주고 과전류, 과충전, 과전류에 의한 폭발이나 화재의 위험성을 사전에 감지하여 안전 조치를 실행 하는 등의 기능도 포함하기도 한다.BMS is an abbreviation of Battery Management System. It monitors battery condition, automatically manages the battery system so that it can be maintained and used under optimal conditions, predicts battery replacement time, and finds a problem battery in advance. When battery is connected in series or parallel, there is a potential difference between the batteries. In order to prevent battery life shortening, the cell balancing function and battery charge and discharging voltage, current and temperature are measured, It also informs the user of the danger of explosion or fire caused by overcurrent, overcharge, overcurrent, and performs safety measures.

특히 리튬이온 계열(리튬코발트, 리튬망간, 리튬니켈, 망간코발트, 리튬인산철 등)의 리튬계열의 배터리들은 과충전, 과열, 외부충격으로 인해 폭발할 가능성이 있기 때문에 이를 제어하기 위한 시스템이 반드시 필요하다.In particular, lithium-based batteries of lithium ion series (lithium cobalt, lithium manganese, lithium nickel, manganese cobalt, lithium iron phosphate, etc.) are likely to explode due to overcharging, overheating and external impact. Do.

KR 10-1587581 B1KR 10-1587581 B1 KR 10-1197569 B1KR 10-1197569 B1 KR 10-1320372 B1KR 10-1320372 B1

따라서 본 발명은 부하와 연결된 배터리를 사용자의 스마트폰을 통해서 원격으로 모니터링할 수 있는 배터리 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다. 좀 더 상세히 설명하자면 배터리의 과충전 및 과방전을 막아주며, 배터리 고장 시 자동으로 부하와의 전기적 연결을 차단하여 안전을 확보하고, 배터리의 에너지 효율 및 수명을 높여주는 배터리 관리 시스템 및 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention relates to a battery management system and method that can remotely monitor a battery connected to a load through a smartphone of a user. More specifically, the present invention provides a battery management system and method for preventing overcharging and overdischarge of a battery, securing safety by automatically disconnecting an electrical connection with a load when a battery fails, and increasing energy efficiency and life of the battery .

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템은 사용자의 스마트폰(20)과 무선통신하여 원격으로 부하와 연결된 배터리의 실시간 제어가 가능한 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템에 있어서, 배터리(10)의 전압을 측정하는 전압 센서 유닛(100); 배터리(10)의 전류를 측정하는 전류 센서 유닛(200); 상기 배터리(10), 상기 전압 센서 유닛(100) 및 상기 전류 센서 유닛(200)과 연결되어 상기 전압 센서 유닛(100)에서 측정된 전압과 상기 전류 센서 유닛(200)에서 측정된 전류를 입력받고, 상기 배터리(10)의 입출력을 제어하는 마이크로 컨트롤러 유닛(300); 상기 마이크로 컨트롤러(300) 유닛과 연결되어 상기 스마트폰(20)과 무선통신하는 무선 통신 모듈(400); 상기 배터리(10)와 연결된 백업 배터리 및 상기 배터리(10)와 연결되어 상기 배터리(10)를 과충전, 과방전, 방전 과전류, 충전 과전류 및 단락으로부터 발생하는 전기적인 충격으로부터 보호하는 보호회로(104)를 포함하고, 상기 보호회로(140)는, 과충전 검출회로(110), 과방전 검출회로(111), 방전 과전류 검출회로(112), 충전 과전류 검출회로(113), 단락 검출회로(114)를 포함하고, 상기 마이크로 컨트롤러(300)는, 상기 백업 배터리의 셀을 모니터링하고, 상기 배터리(10)의 전압과 전류를 측정하여, 기설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 배터리(10)의 상태를 비정상인 것으로 판단하여 상기 스마트폰(20)으로 알림을 주고 상기 배터리(10)와 부하와의 전기적인 연결을 차단하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, a battery management system using a mobile according to the present invention is a mobile management system using a mobile capable of real-time control of a battery connected to a load remotely by communicating with a user's smartphone 20, A voltage sensor unit (100) for measuring the voltage of the battery (10); A current sensor unit (200) for measuring a current of the battery (10); The voltage sensor unit 100 is connected to the battery 10, the voltage sensor unit 100 and the current sensor unit 200 and receives a voltage measured by the voltage sensor unit 100 and a current measured by the current sensor unit 200 A microcontroller unit 300 for controlling the input / output of the battery 10; A wireless communication module (400) connected to the microcontroller (300) unit and wirelessly communicating with the smartphone (20); A backup battery 104 connected to the battery 10 and a protection circuit 104 connected to the battery 10 to protect the battery 10 from electric shocks caused by overcharge, overdischarge, discharge overcurrent, charging overcurrent, The overcurrent detection circuit 111, the discharge overcurrent detection circuit 112, the charge overcurrent detection circuit 113, and the short circuit detection circuit 114. The overcurrent detection circuit 110, the overcurrent detection circuit 111, the discharge overcurrent detection circuit 112, The microcontroller 300 monitors a cell of the backup battery and measures a voltage and a current of the battery 10 to determine that the state of the battery 10 is abnormal if the battery 10 is out of a predetermined range And informs the smartphone 20 of the determination, thereby disconnecting the battery 10 from the load.

본 발명은 배터리의 고장과 장애를 사전에 진단하여 배터리 수명이 장기화될 수 있도록 하고, 배터리의 효율적인 관리가 가능하도록 한다. 또한 배터리 사용 시 부하에 걸리는 전압과 전류를 실시간으로 모니터링하여 보다 안전하고 효율적인 배터리 사용이 가능하다.The present invention prolongs the life of a battery by diagnosing a failure and a failure of the battery in advance and enables efficient management of the battery. In addition, it monitors battery voltage and current in real time when using battery, so it is possible to use more safe and efficient battery.

도 1은 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템의 실시 예이다.
도 3은 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템에서 관리 시스템의 동작을 보여주는 플로우 차트이다.
도 6은 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템에서 배터리 셀 간의 전압 차이를 제어하는 수동, 능동셀 밸런스 방식을 보여주는 회로도이다.
도 7은 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템에 적용할 수 있는 보호회로이다.
1 is a block diagram of a battery management system using a mobile device according to the present invention.
2 is an embodiment of a battery-managed battery management system according to the present invention.
3 is a block diagram illustrating a configuration of a battery management system using a mobile device according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a battery management method using a mobile device according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the management system in the mobile-based battery management system according to the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a passive active cell balance method for controlling a voltage difference between battery cells in a battery-managed battery management system according to the present invention.
7 is a protection circuit applicable to a battery management system using a mobile device according to the present invention.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

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. 또한, 명세서에 기재된 "... 부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When an element is referred to as " including " an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, the terms " part, " " module, " and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between .

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.In the present specification, when any one element 'transmits' data or signals to another element, the element can transmit the data or signal directly to the other element, and through at least one other element Data or signal can be transmitted to another component.

그리고 본 명세서에서 모듈이라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 모듈은 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.In this specification, a module may mean a functional and structural combination of hardware for carrying out the technical idea of the present invention and software for driving the hardware. For example, the module may mean a logical unit of a predetermined code and a hardware resource for executing the predetermined code, and it does not necessarily mean a physically connected code or a kind of hardware. Can be easily deduced to the average expert in the field of < / RTI >

설명에 앞서 본 명세서에는 다수의 양태 및 실시양태가 기술되며, 이들은 단순히 예시적인 것으로서 한정하는 것이 아니다.Prior to the description, numerous aspects and embodiments are set forth in this specification, which are intended to be illustrative only and not limiting.

본 명세서를 읽은 후에, 숙련자는 다른 양태 및 실시예가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 가능함을 이해할 것이다.After reading this specification, it will be understood by those skilled in the art that other embodiments and examples are possible without departing from the scope of the present invention.

이하에서 설명되는 실시양태의 상세 사항을 다루기 전에, 몇몇 용어를 정의하거나 또는 명확히 하기로 한다.Before dealing with the details of the embodiments described below, some terms will be defined or clarified.

마이크로컨트롤러(Microcontroller) 또는 MCU(Micro Controller Unit)는 마이크로프로세서와 입출력 모듈을 하나의 칩으로 만들어 정해진 기능을 수행하는 컴퓨터를 의미한다.A microcontroller or a microcontroller unit (MCU) refers to a computer in which a microprocessor and an input / output module are integrated into one chip to perform predetermined functions.

도 1은 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템의 실시 예이고, 도 3은 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템의 구성을 보여주는 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 방법을 보여주는 플로우 차트이고, 도 5는 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템에서 관리 시스템의 동작을 보여주는 플로우 차트이고, 도 6은 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템에서 배터리 셀 간의 전압 차이를 제어하는 수동, 능동셀 밸런스 방식을 보여주는 회로도이고, 도 7은 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템에 적용할 수 있는 보호회로이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a battery management system using a mobile device according to the present invention, FIG. 2 is an embodiment of a battery management system using a mobile device according to the present invention, FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a battery management method using a mobile according to the present invention, FIG. 5 is a flowchart showing an operation of a management system in a battery management system using a mobile according to the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a manual and active cell balancing method for controlling a voltage difference between battery cells in a mobile-based battery management system according to the present invention. FIG. 7 is a block diagram of a battery management system using a mobile, Is a protection circuit.

도 4에 따른 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템 및 방법은 사용자의 스마트폰(20)과 무선통신하여 원격으로 부하와 연결된 배터리의 실시간 제어가 가능한 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템에 있어서, 배터리(10)의 전압을 측정하는 전압 센서 유닛(100); 배터리(10)의 전류를 측정하는 전류 센서 유닛(200); 상기 배터리(10), 상기 전압 센서 유닛(100) 및 상기 전류 센서 유닛(200)과 연결되어 상기 전압 센서 유닛(100)에서 측정된 전압과 상기 전류 센서 유닛(200)에서 측정된 전류를 입력받고, 상기 배터리(10)의 입출력을 제어하는 마이크로 컨트롤러 유닛(300) 및 상기 마이크로 컨트롤러(300) 유닛과 연결되어 상기 스마트폰(20)과 무선통신하는 무선 통신 모듈(400)을 포함하는 것을 특징으로 하고, 사용자의 스마트폰(20)과 무선통신하여 원격으로 부하와 연결된 배터리의 실시간 제어가 가능한 모바일을 이용한 배터리 관리 방법에 있어서, 배터리의 전압 및 전류를 측정하는 단계(S100); 측정된 전압과 전류를 기설정된 범위와 비교하는 단계(S200); 상기 기설정된 범위를 벗어날 경우 비정상으로 판단하는 단계(S300) 및 상기 S300단계에서 비정상으로 판단될 경우 배터리와 부하사이의 전기적인 연결을 차단하고, 스마트폰(20)으로 알림을 주는 단계(S400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The battery management system and method according to the present invention according to the present invention according to the present invention as shown in FIG. 4 is a mobile management system using a mobile which can wirelessly communicate with a user's smartphone 20 to control a battery connected to a load remotely, A voltage sensor unit (100) for measuring a voltage of the battery (10); A current sensor unit (200) for measuring a current of the battery (10); The voltage sensor unit 100 is connected to the battery 10, the voltage sensor unit 100 and the current sensor unit 200 and receives a voltage measured by the voltage sensor unit 100 and a current measured by the current sensor unit 200 A microcontroller unit 300 for controlling the input and output of the battery 10 and a wireless communication module 400 connected to the microcontroller 300 and wirelessly communicating with the smartphone 20. [ (S100) for measuring a voltage and a current of a battery, the method comprising the steps of: measuring a voltage and a current of the battery; Comparing the measured voltage and current with a preset range (S200); (S300) of determining that the battery is out of the predetermined range (S300), and if it is determined to be abnormal in step S300, the electrical connection between the battery and the load is blocked and the smartphone (20) And a control unit.

또한, 상기 마이크로 컨트롤러(300)는, 상기 배터리(10)의 전압과 전류를 측정하여, 기설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 배터리(10)의 상태를 비정상인 것으로 판단하여 상기 스마트폰(20)으로 알림을 주고 상기 배터리(10)와 부하와의 전기적인 연결을 차단하는 것을 특징으로 한다.The microcontroller 300 measures the voltage and current of the battery 10 and determines that the state of the battery 10 is abnormal when the battery 10 is out of a preset range, And electrically disconnects the battery 10 from the load.

도 1과 같이 스마트폰을 이용하여 BMS(배터리 관리 시스템)를 안전하게 관리 할 수 있도록 수신되는 신호에 따라 전원이 on/off, 충전 채널 및 출력이 조절되는 기능과 상기 통신 또는 와이파이(Wi-Fi) 통신으로 연결되고 적외선통신으로도 연결되어 원격제어 할 수 있도록 중앙 컨트롤 부를 포함함으로 해당기기를 제어 할 수 있도록 하고 적외선 통신을 할 수 있는 LED를 다수개 포함하여 광범위에서 적외선 신호를 수신함으로써 제어하고자하는 원격제어 프로그램이 먼 거리에 있거나 실내의 사각지대에 있는 경우에도 원격제어가 가능하며, 배터리의 상태나 부하를 관리할 수 있도록 한다. 여러 대 배터리나 배터리 충전기기를 한꺼번에 제어할 수 있도록 하는 스마트폰을 이용한 제어 시스템컨트롤 프로그램을 개시할 수 있다.As shown in FIG. 1, in order to safely manage a BMS (battery management system) using a smart phone, a function of controlling power on / off, a charge channel and an output according to a received signal, and a function of controlling the communication or Wi- And a central control unit for remote control by being connected to the infrared communication so that it can control the corresponding device and includes a plurality of LEDs capable of performing infrared communication, Remote control is possible even if the remote control program is located at a distance or in a blind spot in the room, and it can manage the condition or load of the battery. It is possible to start a control system control program using a smart phone that allows a plurality of batteries or a battery charger to be controlled at once.

한편, 배터리 백업 시스템도 함께 사용할 수 있다. 배터리 백업 시스템은 직렬 또는 병렬로 연결된 백업 배터리와 함께 사용된다. 또한 안정적인 전원을 공급해야하기 때문에 셀을 원격으로 모니터링한다. 과부하가 걸리거나 일부 긴급 문제가 생길 때 배터리의 수명이 감소하지만, 이러한 배터리 백업 시스템이 있는 모니터링 시스템은 배터리의 수명을 감소시키지 않을 수 있다.On the other hand, a battery backup system can be used together. Battery backup systems are used with backup batteries connected in series or in parallel. It also monitors the cell remotely because it needs to supply stable power. The battery life is reduced when overloaded or some critical problems occur, but a monitoring system with such a battery backup system may not reduce the battery life.

또한, 제어 시스템(하드웨어 설계)과 소프트웨어 시스템 (마이크로 컨트롤러 및 스마트 폰 애플리케이션의 프로그램)의 두 부분으로 구성할 수 있다.It can also consist of two parts: a control system (hardware design) and a software system (a program of microcontroller and smartphone applications).

스마트 폰 애플리케이션의 제어 시스템(SWBLMS)에서의 제어 시스템은 배터리 및 부하 시스템의 전압 및 전류를 측정하도록 설계한다. 그리고 마이크로 컨트롤러는 무선 통신 방법으로 블루투스(Bluetooth)를 사용하여 스마트 폰 응용 프로그램으로 보낼 RMS(root mean square) 값을 계산한다. 블루투스를 사용하는 이유는 스마트 폰 애플리케이션으로 사용하기에 실용성이 좋기 때문이다.The control system in the control system (SWBLMS) of the smartphone application is designed to measure the voltage and current of the battery and load system. The microcontroller then calculates the root mean square (RMS) value to be sent to the smartphone application using Bluetooth as a wireless communication method. The reason for using Bluetooth is because it is practical for use as a smartphone application.

제어 시스템(SVCMS)의 모듈에는 전압 센서 유닛(100), 전류 센서 유닛(200), 마이크로 컨트롤러 유닛(300)이 포함될 수 있다. 다음은 각 구성요소에 적용할 수 있는 실시 예를 통한 상세한 설명을 하도록 한다.The voltage sensor unit 100, the current sensor unit 200, and the microcontroller unit 300 may be included in the module of the control system SVCMS. Hereinafter, a detailed description will be given through embodiments that can be applied to the respective components.

전압 센서 유닛(100)은 구성 요소를 기준으로 250 VAC 미만의 전압이 인가되며, 이 회로는 허용 오차가 5 VACpp 미만인 230 VACrms 후에 차동 감쇄기를 사용하는 것이 권장된다. 회로의 출력 파형(5 VAC)은 DC 전압을 오프셋(약 2.5 V)으로 받고 있으며 진폭은 전위차계로 조정할 수 있지만 5 V 이하로 조정할 수 있다. 회로의 출력은 ADC(analog to digital converter) 핀에 직접 연결되며, Arduino(오픈 플랫폼, 오픈 소스 프로그램) 마이크로 컨트롤러선 통신 장치를 활용할 수 있다.The voltage sensor unit 100 is applied with a voltage of less than 250 VAC based on the component, and it is recommended that this circuit use a differential attenuator after 230 VACrms with a tolerance of less than 5 VACpp. The output waveform (5 VAC) of the circuit receives the DC voltage as an offset (about 2.5 V) and the amplitude can be adjusted by a potentiometer but can be adjusted below 5 V. The output of the circuit is connected directly to an analog-to-digital converter (ADC) pin and can utilize an Arduino (open platform, open source program) microcontroller line communication device.

전류 센서 유닛(200)의 전류 측정 회로는 Allegro ACS712 IC 센서를 기반으로 하는 것을 권장한다. ACS(ACS=Alternating Converter System)712 IC는 AC 및 DC 전류를 측정하는 데 사용되는 선형 전류 센서로, 감지 된 최대 전류 (± 5, ± 20 및 ± 30A)에 따라 세 가지 유형으로 제공되며, 본 발명의 실시 예에서는 ACS712-30A가 전류 센서로 사용되도록 하였다. ACS712-30A로 전류를 측정 할 수 있으며, +5 V DC 전원 공급 장치에서 최대 ± 30 A 및 66 mV / A 출력 감도를 제공한다.It is recommended that the current measurement circuit of the current sensor unit 200 be based on the Allegro ACS712 IC sensor. ACS (Alternating Converter System) The ACS (Alternating Converter System) 712 IC is a linear current sensor used to measure AC and DC current and is available in three types, depending on the maximum current sensed (± 5, ± 20, and ± 30A) In an embodiment of the invention, the ACS 712-30A is used as a current sensor. The ACS712-30A can measure current and provides up to ± 30 A and 66 mV / A output sensitivity on a +5 V DC power supply.

한편, 전압 센서 유닛(100)과 전류 센서 유닛(200)말고도 온도 센서 유닛을 추가하여 본 발명에 적용할 수 있다. 이 경우 전압과 전류에서 이상이 생겼을 때 뿐만이 아니라 발열과 같은 문제가 생겼을 때 좀 더 빠르게 감지하여 부하와 배터리의 연결을 차단할 수 있다.In addition to the voltage sensor unit 100 and the current sensor unit 200, a temperature sensor unit may be added to the present invention. In this case, not only when the voltage and current are abnormal, but also when a problem such as a heat is generated, it is possible to detect it more quickly and to disconnect the load from the battery.

마이크로 컨트롤러 유닛(300)은 Arduino 개발 보드인 ATmega328의 V3.0 기반의 오픈 소스 전자 프로토 타이핑 플랫폼 인 Arduino Nano V3.0 보드를 사용한다.The microcontroller unit 300 uses the Arduino Nano V3.0 board, an open source electronic prototyping platform based on V3.0 of the Arduino development board ATmega328.

무선 통신 모듈(400)은 Bluetooth HC-05 모듈을 사용할 수 있으며 마이크로 컨트롤러 유닛(300)과 최종 사용자(스마트 폰(20)) 사이의 무선 통신 장치로 사용할 수 있으며, Arduino Nano V3.0에 직접 연결된다.The wireless communication module 400 may use the Bluetooth HC-05 module and may be used as a wireless communication device between the microcontroller unit 300 and the end user (smartphone 20) and may be connected directly to the Arduino Nano V3.0 do.

다음은 모니터링 시스템(소프트웨어 설계)에 대해 좀 더 상세히 설명하도록 한다. 소프트웨어 설계에는 두 가지 유형의 프로그램이 사용되며, 첫 번째는 Arduino 마이크로 컨트롤러가 전압 및 전류 센서에서 데이터를 읽고 블루투스로 최종 사용자에게 결과를 전송하는 것에 관한 것이다. 두 번째는 마이크로 컨트롤러로부터 수신 된 데이터를 모니터링하기 위한 것이다. SVCMS(smart votage current morinitoring system)의 모니터링 시스템 또는 모니터링 소프트웨어는 Android 스마트 폰에 설치될 수 있다. 이 응용 프로그램은 받은 데이터를 모니터링 하도록 설계된다.The following describes the monitoring system (software design) in more detail. Two types of programs are used in the software design, the first being that the Arduino microcontroller reads the data from the voltage and current sensors and transmits the results to the end user via Bluetooth. The second is to monitor the data received from the microcontroller. The monitoring system or monitoring software of the smart voting current morinitoring system (SVCMS) can be installed on an Android smartphone. This application is designed to monitor the data received.

마이크로 컨트롤러 프로그램으로는 배터리 감시용으로 설계된 하드웨어에서 데이터를 읽는 마이크로 컨트롤러 코드가 있다. 마이크로 컨트롤러 코드 프로그램은 Arduino 플랫폼으로 작성된 다음 USB 연결을 사용하여 Arduino 보드에 업로드될 수 있도록 한다. 프로그램의 이 부분에서는 블루투스 장치의 가용성을 검사하여 연결 여부를 확인하고 결과를 읽고 이 데이터를 Bluetooth 통신 프로토콜을 통해 스마트 폰으로 전송할 수 있도록 한다.Microcontroller programs include microcontroller code that reads data from hardware designed for battery monitoring. The microcontroller code program is written in the Arduino platform and can then be uploaded to the Arduino board using a USB connection. In this part of the program, the availability of the Bluetooth device is checked to confirm whether it is connected, the result is read, and the data can be transmitted to the smartphone through the Bluetooth communication protocol.

배터리 매개 변수 및 로드는 Android 스마트 폰 응용 프로그램인 모니터링 프로그램에서 모니터링하고 제어할 수 있도록 한다. 상기 응용 프로그램은 Android 프로젝트 응용 프로그램 용 온라인 소프트웨어로 공개 소스 플랫폼으로도 개발 가능하며, 화면은 구성 요소 세트와 프로그램 도구로 구성한다. 이러한 구성 요소에는 최종 스마트 폰 응용 프로그램(예 : 텍스트, 단추, 레이블 등)에 보이는 항목과 데이터베이스, 무선 도구 등의 보이지 않는 항목이 포함된다.Battery parameters and load are monitored and controlled by a monitoring program, an Android smartphone application. The application program can be developed as an open source platform as online software for Android project application, and the screen consists of a set of components and a program tool. These components include visible items in the final smartphone application (such as text, buttons, labels, etc.) and invisible items such as databases and wireless tools.

또한, 본 발명에 따른 배터리 관리 시스템의 기능을 지원하여주는 소프트웨어에는 전압, 전류, 온도 등의 계측(Measuring algorithm for voltage, current and temperature)알고리즘, 충전량 계산(SOC : State of Charge calculation), 수명 예측(SOH : State of Health estimation), 셀 밸런싱 알고리즘(Cell balancing algorithm), 온도 관리(Thermal Management), 진단 알고리즘(Diagnostic algorithm), 방호 알고리즘(Protection algorithm), 부하와의 통신(Communication with load) 등이 있다.The software that supports the functions of the battery management system according to the present invention may include measuring algorithms for voltage and current and temperature, a state of charge calculation (SOC) Such as State of Health estimation (SOH), Cell balancing algorithm, Thermal management, Diagnostic algorithm, Protection algorithm, Communication with load etc. have.

따라서, 본 발명에 따른 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템은 1)고장과 장애를 진단하여 배터리 수명이 장기화 될 수 있도록 하고, 2)배터리의 가용성(효율성)을 극대화함으로써 효율적인 배터리 관리가 가능케 하며, 3)배터리 사용 시의 그 전력에 대한 로드(부하)를 효과적으로 모니터링 함으로써 수명이 오래갈 수 있도록 관리할 수 있는 특징을 갖는다.Accordingly, the battery management system using the mobile according to the present invention enables 1) diagnosis of failure and failure to prolong battery life, 2) maximize battery availability (efficiency), and 3) And has a characteristic that the lifetime can be managed for a long time by effectively monitoring the load (load) with respect to the power when the battery is used.

도 5를 참조하여 본 발명에 따른 배터리 관리 시스템의 동작에 대해 설명하면, IP와 port number를 읽은 후(S10), S10이 성공하면 마이크로 컨트롤러 유닛(300)의 데이터베이스로 배터리(10)의 파라미터를 추가하고(S20), 서버로 접속하여(S30), S30이 성공하면 마스터-제어 인터페이스에서 Wi-Fi를 통해 메세지를 주고받고(S40), 배터리(10)의 파라미터를 보여주고 제어 명령을 입력하는(S50) 단계를 포함한다.5, the operation of the battery management system according to the present invention will be described. After the IP and port number are read (S10), if the S10 is successful, the parameters of the battery 10 are stored in the database of the microcontroller unit 300 If the S30 is successful, the master-control interface sends and receives a message via Wi-Fi (S40), displays the parameters of the battery 10 and inputs a control command (S30) (S50).

다음으로 도 6을 참고하여 배터리 셀 간의 전압 차이에 대한 제어 방법에 대해 좀 더 상세히 설명하도록 한다. 특정 셀 군의 전압이 높은 것을 검출하게 되면 ASIC의 온 칩 회로가 작동해서 특정 셀 군을 외부저항 회로망에 접속한다. 선택된 셀 군이 어느 정도 방전하게 되면 전압 차가 줄어들게 된다. 도 6에서는 셀 밸런스 방식의 2가지 종류의 회로도를 보여주고 있다. 부하와 배터리간의 연결을 스위치를 통해 제어하는 방식인데 간략한 수동 셀 밸런스(Passive cell balance)방식은 신뢰성이 높고 비용이 적게 드는 방법이지만, 방전 저항 내에서 에너지가 열로 손실되기 때문에 효율이 떨어진다. 반면에 능동 셀 밸런스(Active cell balance)방식은 전압이 가장 높은 셀로부터의 전하를 받아 축적해서 전압이 가장 낮은 셀로 재분배를 하여준다. 전하의 축적과 재분배에는 콘덴서, 인덕터, 트랜스를 사용해서 셀을 순차적으로 바꿔가면서 상황에 따라 전하를 축적하고 방전 또는 재분배하여 준다. 이 방식은 수동 셀 밸런스 방식에 비해서 에너지 보존(효율)이라는 점에서 우수하지만, 시스템의 비용이 증가하고 복잡하다는 점이 있다. 따라서 사용자의 필요에 따라 선택하여 사용하면 될 것이다.Next, referring to FIG. 6, a method of controlling the voltage difference between the battery cells will be described in more detail. When it is detected that the voltage of a certain cell group is high, the on-chip circuit of the ASIC operates to connect a specific cell group to the external resistance network. When the selected cell group is discharged to some extent, the voltage difference is reduced. Fig. 6 shows two kinds of circuit diagrams of the cell balance method. The connection between the load and the battery is controlled through a switch. A simple passive cell balance method is a highly reliable and cost-effective method, but efficiency is lost due to heat loss in the discharge resistance. On the other hand, the active cell balance method accumulates charge from the highest voltage cell and redistributes it to the lowest voltage cell. Charge accumulation and redistribution are performed by using capacitors, inductors, and transformers to sequentially change the cells and accumulate and discharge or redistribute the charge according to the situation. This method is superior to the passive cell balance method in terms of energy conservation (efficiency), but the cost and complexity of the system is pointed out. Therefore, it can be selected according to the needs of the user.

다음으로 본 발명에 따른 배터리 관리 시스템에는 배터리(10)를 보호하는 보호회로(104)를 가질 수 있다. 도 7을 참고하여 좀 더 상세히 설명하자면, 보호회로(104)는 과충전 검출회로(110), 과방전 검출회로(111), 방전 과전류 검출회로(112), 충전 과전류 검출회로(113), 단락 검출회로(114)를 포함한다.Next, the battery management system according to the present invention may have a protection circuit 104 for protecting the battery 10. 7, the protection circuit 104 includes an overcharge detection circuit 110, an over discharge detection circuit 111, a discharge over current detection circuit 112, a charge over current detection circuit 113, Circuit 114,

배터리(10)의 과충전 검출은 과충전 검출회로(110)에서 검출된다. 배터리(10) 전압은 VDD단자(105)를 통해 입력되고, 미리 설정된 과충전 검출 전압과 비교하여 설정된 과충전 검출 전압 보다 큰 경우 과충전을 검출하게 된다. 검출된 과충전 신호는 논리회로(118)에 전달되고, 발진기(116) 및 주파수 분배기(117)가 동작하여 일정한 지연시간 후 COUT단자(108)의 출력을 하이레벨에서 로우레벨로 변경하여 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)을 오프시켜 배터리(10)의 충전을 차단한다.The overcharge detection of the battery 10 is detected by the overcharge detection circuit 110. The voltage of the battery 10 is inputted through the VDD terminal 105 and detects overcharge if it is larger than the overcharge detection voltage set in comparison with the preset overcharge detection voltage. The detected overcharge signal is transferred to the logic circuit 118 and the oscillator 116 and the frequency divider 117 are operated to change the output of the COUT terminal 108 from a high level to a low level after a constant delay time, The effect transistor M11 is turned off to shut off the charging of the battery 10. [

과충전이 검출되어 충전을 차단한 상태에서도 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)의 제1 기생 다이오드(D11)에 의해 방전 전류는 계속 흐르게 된다.The discharge current continues to flow through the first parasitic diode D11 of the first field effect transistor M11 even when overcharging is detected and charging is interrupted.

그리고 VDD단자(105)의 전압이 과충전 해지 전압 이하로 낮아지게 되면 COUT단자(108)의 출력은 로우레벨에서 하이레벨로 변경되고 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)가 온(on) 되어 배터리(10)를 충전하게 된다.When the voltage of the VDD terminal 105 becomes lower than the overcharge release voltage, the output of the COUT terminal 108 is changed from the low level to the high level and the first field effect transistor M11 is turned on, .

배터리(10)의 과방전 검출은 과방전 검출회로(111)에서 검출된다. 배터리(10) 전압은 VDD단자(105)를 통해 입력되고, 미리 설정된 과방전 검출 전압과 비교하여 설정된 과방전 검출 전압 보다 작은 경우 과방전을 검출하게 된다. 검출된 과방전 신호는 논리회로(118)에 전달되고, 발진기(116) 및 주파수 분배기(117)가 동작하여 일정한 지연시간 후 DOUT단자(107)의 출력을 하이레벨에서 로우레벨로 변경하여 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)를 오프시켜 배터리(10)의 방전을 차단한다.The overdischarge detection of the battery 10 is detected by the overdischarge detection circuit 111. [ The voltage of the battery 10 is input through the VDD terminal 105 and is detected when the overdischarge detection voltage is lower than the preset overdischarge detection voltage. The detected overdrive signal is transmitted to the logic circuit 118 and the oscillator 116 and the frequency divider 117 are operated to change the output of the DOUT terminal 107 from a high level to a low level after a predetermined delay time, The field effect transistor M12 is turned off to shut off the discharge of the battery 10. [

과방전이 검출되어 방전을 차단한 상태에서도 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)의 제2 기생 다이오드(D12)에 의해 충전 전류가 흐르게 된다.The charging current flows through the second parasitic diode D12 of the second field effect transistor M12 even when over discharge is detected and the discharge is blocked.

그리고 VDD단자(105)의 전압이 과방전 검출 전압보다 증가하게 되면 DOUT단자(107)의 출력이 하이레벨로 변경되고 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)가 온되어 배터리(10)를 방전하게 된다.When the voltage of the VDD terminal 105 is higher than the overdischarge detection voltage, the output of the DOUT terminal 107 is changed to the high level and the second field effect transistor M12 is turned on to discharge the battery 10. [

방전 과전류 검출은 방전 과전류 검출회로(112)에서 V-단자(109)의 전압을 감지하여 미리 설정된 방전 과전류 검출 전압 보다 높아지게 되면 방전 과전류를 검출한다. 검출된 방전 과전류 신호는 논리회로(118)에 전달되고, DOUT단자(107)의 출력을 하이레벨에서 로우레벨로 변경하여 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)를 오프시켜 방전을 차단한다.The discharge overcurrent detection detects the discharge overcurrent when the discharge overcurrent detection circuit 112 detects the voltage of the V- terminal 109 and becomes higher than a preset discharge overcurrent detection voltage. The detected discharge overcurrent signal is transferred to the logic circuit 118, and the output of the DOUT terminal 107 is changed from a high level to a low level to turn off the second field effect transistor M12 to shut off the discharge.

방전 과전류 해지 저항(R12)은 배터리(10)가 정상상태에서 동작할 때에는 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)에 의해 오프상태를 유지하며, 방전 과전류나 단락 전류가 검출되면 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)가 온(on) 되면서 저항(R12)을 통해 VSS단자(106)와 V-단자(109)가 연결된다. 이때, 부하가 연결되어 있지 않다면, V-단자(109)의 전압은 낮아지게 되고 방전 과전류 상태나 단락 전류 상태가 자동적으로 해지된다.The discharging overcurrent cancellation resistance R12 maintains the off state by the second field effect transistor M12 when the battery 10 operates in the normal state and when the discharge overcurrent or short circuit current is detected, the second field effect transistor M12 The VSS terminal 106 and the V- terminal 109 are connected through the resistor R12. At this time, if the load is not connected, the voltage of the V- terminal 109 is lowered and the discharging overcurrent state or the short-circuit current state is automatically canceled.

충전 과전류 검출은 충전 과전류 검출회로(113)에서 V-단자(109)의 전압을 감지하여 미리 설정된 방전 과전류 검출 전압 보다 낮아지게 되면 충전 과전류를 검출한다. 검출된 충전 과전류 신호는 논리회로(118)에 전달되고, COUT단자(108)의 출력을 하이레벨에서 로우레벨로 변경하여 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)를 오프시켜 충전을 차단한다.The charging over-current detection detects the charging over-current when the charging over-current detection circuit 113 detects the voltage of the V- terminal 109 and becomes lower than a preset discharge over-current detection voltage. The detected charge overcurrent signal is transferred to the logic circuit 118 and changes the output of the COUT terminal 108 from high level to low level to turn off the first field effect transistor M11 to shut off charging.

단락 전류 검출은 단락 전류 회로에서 배터리(10)가 충전 혹은 방전 상태일 때 V-단자(109)의 전압을 검출한다. 외부 부하의 단락으로 인해 순간적으로 큰 전류가 흐르면, V-단자(109)의 전압이 단락 검출 전압보다 높아지게 되고, 단락 검출 신호가 논리회로(118)에 전달된다. 이때, DOUT단자(107)의 출력은 하이레벨에서 로우레벨로 변경하여 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)를 오프시켜 단락 전류가 흐르는 것을 차단한다.The short-circuit current detection detects the voltage of the V- terminal 109 when the battery 10 is charged or discharged in the short-circuit current circuit. When a large current flows instantaneously due to the short-circuit of the external load, the voltage of the V- terminal 109 becomes higher than the short-circuit detection voltage, and the short-circuit detection signal is transmitted to the logic circuit 118. At this time, the output of the DOUT terminal 107 is changed from the high level to the low level to turn off the second field effect transistor M12 to block the short-circuit current from flowing.

방전 과전류 검출, 충전 과전류 검출, 단락 전류 검출 모두 분배기(117)에서 논리회로(118)로 전달되는 신호에 의해 지연시간을 갖지만, 단락 전류는 방전 과전류보다 더 큰 전류이기 때문에 방전 과전류 검출보다 매우 짧은 지연시간을 갖는다.Although the discharge overcurrent detection, charge overcurrent detection and shortcurrent detection both have a delay time due to the signal transmitted from the distributor 117 to the logic circuit 118, the shortcircuit current is much shorter than the discharge overcurrent, And has a delay time.

상술한 일반적인 보호회로(104)의 동작은 온도의 변화에 대해 최대한 일정한 검출 값을 가지도록 설계하고 있다. 즉, 특정 온도 이상이 되면 온도 감지 센서 유닛에서 감지하여, 충전을 중단 시키는 구조로 되어있다.The operation of the general protection circuit 104 described above is designed so as to have a maximum constant detection value with respect to a change in temperature. That is, when the temperature exceeds a specific temperature, the temperature sensor unit detects the temperature and stops the charging.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

10 : 배터리
20 : 스마트폰
100 : 전압 센서 유닛
200 : 전류 센서 유닛
300 : 마이크로 컨트롤러 유닛
400 : 무선 통신 모듈
10: Battery
20: Smartphones
100: voltage sensor unit
200: Current sensor unit
300: Microcontroller unit
400: wireless communication module

Claims (3)

삭제delete 삭제delete 배터리(10)의 전압을 측정하는 전압 센서 유닛(100); 배터리(10)의 전류를 측정하는 전류 센서 유닛(200); 상기 배터리(10), 상기 전압 센서 유닛(100) 및 상기 전류 센서 유닛(200)과 연결되어 상기 전압 센서 유닛(100)에서 측정된 전압과 상기 전류 센서 유닛(200)에서 측정된 전류를 입력받고, 상기 배터리(10)의 입출력을 제어하는 마이크로 컨트롤러 유닛(300); 상기 마이크로 컨트롤러(300) 유닛과 연결되어 스마트폰(20)과 무선통신하는 무선 통신 모듈(400); 상기 배터리(10)와 연결된 백업 배터리 및 상기 배터리(10)와 연결되어 상기 배터리(10)를 과충전, 과방전, 방전 과전류, 충전 과전류 및 단락으로부터 발생하는 전기적인 충격으로부터 보호하는 보호회로(104)를 포함하고, 상기 보호회로(104)는, 과충전 검출회로(110), 과방전 검출회로(111), 방전 과전류 검출회로(112), 충전 과전류 검출회로(113), 단락 검출회로(114)를 포함하고, 상기 마이크로 컨트롤러(300)는, 상기 백업 배터리의 셀을 모니터링하고, 상기 배터리(10)의 전압과 전류를 측정하여, 기설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 배터리(10)의 상태를 비정상인 것으로 판단하여 상기 스마트폰(20)으로 알림을 주고 상기 배터리(10)와 부하와의 전기적인 연결을 차단하는 것을 특징으로 하는 사용자의 스마트폰(20)과 무선통신하여 원격으로 부하와 연결된 배터리의 실시간 제어가 가능한 모바일을 이용한 배터리 관리 시스템을 이용한 배터리 관리 방법에 있어서,
배터리의 전압 및 전류를 측정하는 단계(S100);
측정된 전압과 전류를 기설정된 범위와 비교하는 단계(S200);
상기 기설정된 범위를 벗어날 경우 비정상으로 판단하는 단계(S300) 및
상기 S300단계에서 비정상으로 판단될 경우 배터리와 부하사이의 전기적인 연결을 차단하고, 스마트폰(20)으로 알림을 주는 단계(S400)를 포함하고,
상기 단계(S300)는,
상기 배터리(10)의 과충전을 상기 과충전 검출회로(110)에서 검출하는 단계(S310);
상기 배터리(10)의 과방전을 상기 과방전 검출회로(111)에서 검출하는 단계(S320);
상기 배터리(10)의 방전 과전류 검출을 방전 과전류 검출회로(112)에서 V-단자(109)의 전압을 감지하여 검출하는 단계(S330);
상기 배터리(10)의 충전 과전류 검출을 충전 과전류 검출회로(113)에서 V-단자(109)의 전압을 감지하여 검출하는 단계(S340) 및
상기 배터리(10)의 단락 전류 검출을 단락 전류 회로에서 검출하는 단계(S350)를 포함하고,
상기 과충전을 검출하는 단계(S310)는,
검출된 과충전 신호는 논리회로(118)에 전달되는 단계(S311);
발진기(116) 및 주파수 분배기(117)가 동작하여 일정한 지연시간 후 COUT단자(108)의 출력을 하이레벨에서 로우레벨로 변경하여 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)을 오프시켜 상기 배터리(10)의 충전을 차단하는 단계(S312) 및
VDD단자(105)의 전압이 과충전 해지 전압 이하로 낮아지게 되면 COUT단자(108)의 출력은 로우레벨에서 하이레벨로 변경되고 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)가 온(on) 되어 상기 배터리(10)를 충전하는 단계(S313)를 포함하고,
상기 과방전을 검출하는 단계(S320)는,
상기 배터리(10) 전압은 VDD단자(105)를 통해 입력되고, 미리 설정된 과방전 검출 전압과 비교하여 설정된 과방전 검출 전압 보다 작은 경우 과방전을 검출하는 단계(S321);
검출된 과방전 신호는 논리회로(118)에 전달되는 단계(S322) 및
발진기(116) 및 주파수 분배기(117)가 동작하여 일정한 지연시간 후 DOUT단자(107)의 출력을 하이레벨에서 로우레벨로 변경하여 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)를 오프시켜 배터리(10)의 방전을 차단하는 단계(S323)를 포함하고,
상기 방전 과전류 검출을 하는 단계(S330)는;
방전 과전류 검출회로(112)에서 V-단자(109)의 전압을 감지하여 미리 설정된 방전 과전류 검출 전압 보다 높아지게 되면 방전 과전류를 검출하는 단계(S331) 및
검출된 방전 과전류 신호는 논리회로(118)에 전달되고, DOUT단자(107)의 출력을 하이레벨에서 로우레벨로 변경하여 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)를 오프시켜 방전을 차단하는 단계(S332)를 포함하고,
상기 충전 과전류 검출을 하는 단계(S340)는;
충전 과전류 검출회로(113)에서 V-단자(109)의 전압을 감지하여 미리 설정된 방전 과전류 검출 전압 보다 낮아지게 되면 충전 과전류를 검출하는 단계(S341) 및
검출된 충전 과전류 신호는 논리회로(118)에 전달되고, COUT단자(108)의 출력을 하이레벨에서 로우레벨로 변경하여 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)를 오프시켜 충전을 차단하는 단계(S342)를 포함하고,
상기 단락 전류 검출을 하는 단계(S350)는;
단락 전류 회로에서 배터리(10)가 충전 혹은 방전 상태일 때 V-단자(109)의 전압을 검출하는 단계(S351) 및
외부 부하의 단락으로 인해 순간적으로 큰 전류가 흐르면, V-단자(109)의 전압이 단락 검출 전압보다 높아지게 되고, 단락 검출 신호가 논리회로(118)에 전달되어, DOUT단자(107)의 출력은 하이레벨에서 로우레벨로 변경하여 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)를 오프시켜 단락 전류가 흐르는 것을 차단하는 단계(S352)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일을 이용한 배터리 관리 방법.
A voltage sensor unit (100) for measuring the voltage of the battery (10); A current sensor unit (200) for measuring a current of the battery (10); The voltage sensor unit 100 is connected to the battery 10, the voltage sensor unit 100 and the current sensor unit 200 and receives a voltage measured by the voltage sensor unit 100 and a current measured by the current sensor unit 200 A microcontroller unit 300 for controlling the input / output of the battery 10; A wireless communication module 400 connected to the microcontroller 300 unit and wirelessly communicating with the smartphone 20; A backup battery 104 connected to the battery 10 and a protection circuit 104 connected to the battery 10 to protect the battery 10 from electric shocks caused by overcharge, overdischarge, discharge overcurrent, charging overcurrent, The overcurrent detection circuit 111, the discharge overcurrent detection circuit 112, the charge overcurrent detection circuit 113, and the short circuit detection circuit 114. The overcurrent detection circuit 110, the overcurrent detection circuit 111, the discharge overcurrent detection circuit 112, The microcontroller 300 monitors a cell of the backup battery and measures a voltage and a current of the battery 10 to determine that the state of the battery 10 is abnormal if the battery 10 is out of a predetermined range And informs the smartphone 20 of an electrical connection between the battery 10 and the load. In this case, the battery 10 is electrically connected to the load by wireless communication with the user's smartphone 20, In the battery management method for a battery management system using a mobile real-time control possible,
Measuring voltage and current of the battery (S100);
Comparing the measured voltage and current with a preset range (S200);
(S300) of determining an abnormality when it is out of the preset range
(S400), when the battery is determined to be abnormal in step S300, the electrical connection between the battery and the load is interrupted and the smart phone (20)
In the step S300,
Detecting overcharge of the battery (10) by the overcharge detecting circuit (110) (S310);
Detecting an over discharge of the battery 10 by the over-discharge detecting circuit 111 (S320);
Detecting the discharge overcurrent of the battery 10 by detecting the voltage of the V- terminal 109 in the discharge overcurrent detection circuit 112 (S330);
Detecting the charge overcurrent detection of the battery 10 by detecting the voltage of the V- terminal 109 in the charge overcurrent detection circuit 113 (S340) and
(S350) of detecting a short-circuit current of the battery (10) in a short-circuit current circuit,
The step of detecting the overcharge (S310)
The detected overcharge signal is passed to the logic circuit 118 (S311);
The oscillator 116 and the frequency divider 117 operate to change the output of the COUT terminal 108 from a high level to a low level after a predetermined delay time to turn off the first field effect transistor M11, Blocking the charging (S312) and
The output of the COUT terminal 108 is changed from the low level to the high level and the first field effect transistor M11 is turned on so that the voltage of the battery 10 (S313), and the step
The step of detecting the over-discharge (S320)
(S321) detecting overdischarge when the voltage of the battery (10) is inputted through the VDD terminal (105) and is smaller than an overdischarge detection voltage set in comparison with a preset overdischarge detection voltage;
The detected over-discharge signal is transmitted to the logic circuit 118 (S322) and
The oscillator 116 and the frequency divider 117 operate to change the output of the DOUT terminal 107 from a high level to a low level after a predetermined delay time to turn off the second field effect transistor M12, (S323), and the step
The step of detecting the discharge overcurrent (S330) comprises:
(S331) of detecting a discharge overcurrent when the voltage of the V- terminal 109 is sensed by the discharge overcurrent detection circuit 112 and becomes higher than a predetermined discharge overcurrent detection voltage, and
The detected discharge overcurrent signal is transferred to the logic circuit 118. The output of the DOUT terminal 107 is changed from a high level to a low level to turn off the second field effect transistor M12 to block the discharge Lt; / RTI >
The charging overcurrent detection step (S340) includes:
(S341) of detecting the charging over-current when the charging over-current detection circuit 113 detects the voltage of the V- terminal 109 and becomes lower than a predetermined discharge over-current detection voltage, and
The detected charging overcurrent signal is transferred to the logic circuit 118 and the output of the COUT terminal 108 is changed from a high level to a low level to turn off the first field effect transistor M11 to shut off the charge S342, Lt; / RTI >
The step (S350) of detecting the short-circuit current includes:
(S351) of detecting the voltage of the V- terminal 109 when the battery 10 is charged or discharged in the short-circuit current circuit, and
The voltage of the V- terminal 109 becomes higher than the short-circuit detection voltage, and a short detection signal is transmitted to the logic circuit 118, so that the output of the DOUT terminal 107 And turning off the second field effect transistor (M12) by switching from a high level to a low level to block short-circuit current from flowing (S352).
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