KR102008518B1 - 멀티 셀 충전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티셀로 구성된 배터리 시스템에서 셀별 특성을 파악하여 셀의 상태에 따라 개별 충전이 이루어지도록 하고, 셀의 완충 전압을 일치시킴으로 언밸런싱에 의한 특성저하, 소손을 방지하도록 한 멀티셀 충전 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 멀티셀 충전 시스템은 복수의 셀을 연결하여 구성되는 배터리; 상기 배터리에 연결되어 복수의 상기 셀 각각의 상태를 감지하는 배터리 관리부; 상기 배터리에 연결되고 복수의 상기 셀을 각각 충전시키는 충전부; 및 상기 배터리 관리부의 감지 결과에 따른 상기 셀의 상태에 충전이 이루어지도록 상기 충전부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 셀 충전 시스템{CHARGING SYSTEM FOR MULTI-CELL}

본 발명은 멀티셀 충전 시스템에 관한 것으로 특히, 멀티셀로 구성된 배터리 시스템에서 셀별 특성을 파악하여 셀의 상태에 따라 개별 충전이 이루어지도록 하고, 셀의 완충 전압을 일치시킴으로써 언밸런싱에 의한 특성저하, 소손을 방지하도록 한 멀티셀 충전 시스템에 관한 것이다.

리튬을 사용하는 이차전지는 다른 전지들에 비해 에너지 밀도가 높고 단자 전압이 높아 소형 고용량 배터리의 생산이 가능하다. 리튬 배터리의 우수한 특성으로 인해 다양한 분야에 다양한 형태로 이용되고 있다. 특히, 기존에 사용되던 다른 배터리의 자리를 빠른 속도로 대체하고 있으며, 배터리를 사용하기 곤란했던 분야에서도 배터리 사용에 따른 효과를 얻을 수 있게 하고 있다.

리튬 배터리는 사용환경에 따라 하나의 배터리가 이용되는 단셀 또는 배터리 사용 용량을 늘리거나, 출력전압 또는 출력전류를 높이기 위한 멀티셀 패키지 타입으로 이용된다. 이를 통해 출력전압, 출력전류, 총 용량을 조절함으로써 다양한 분야에 적절한 형태에 배터리를 적용하여 이용이 가능해졌다.

이러한 리튬 배터리는 에너지 밀도가 높고 다른 배터리에 비해 단자 전압이 높아 전원의 구성이 유리하다는 장점은 있지만, 이미 알려진 바와 같이 발화, 폭발, 스웰링에 의한 손상과 같은 문제점이 있다.

특히, 배터리 셀을 직렬, 병렬 연결하거나, 이를 혼합한 형태의 멀티셀의 경우 이러한 문제점과 함께 셀간 불균형이 큰 문제가 되고 있다. 셀 간 불균형은 단자전압 불일치에 의해 주로 발생되지만, 용량 불일치, 방전률 차이 등 다른 요소들에 의해서도 발생되는 것으로, 셀 용량의 감소, 수명 저하, 손상의 원인이 되고 있다.

때문에, 일반적으로 멀티셀 형태로 구성되는 배터리 팩은 밸런싱 수단을 두어 셀간의 균형을 맞추도록 하여, 셀간 불균형에 의해 손상 발생, 방전과 같은 문제가 발생되는 것을 방지하고 있다.

한편, 셀간 불균형은 충전이 이루어진 상태, 전력을 외부로 공급하는 상태에서만 문제가 되는 것은 아니다. 셀의 충전시 내부적으로 셀간 불균형이 발생된 상태이면 충전에 따른 소손이 발생할 수 있다. 일례로, 멀티셀에서 일부 셀의 단자전압이 정상범위를 넘어간 경우 이를 고려하지 않고 충전하게 되면, 단자전압이 다른 셀에 비해 낮은 셀의 파손이 발생되고 이로 인해, 배터리 팩의 소손 및 사용 불가능 상태가 발생된다.

그러나, 기존의 충전방식, 기존의 밸런싱 회로에 의해서는 이러한 문제점을 극복하여 셀을 안정적으로 충전하고 사용할 수 있게 하는 적절한 방법이 이용되지 않는 실정이다.

한국공개특허 10-2003-0004617(공개일 2003. 01. 15)

따라서, 본 발명의 목적은 멀티셀로 구성된 배터리 시스템에서 셀별 특성을 파악하여 셀의 상태에 따라 개별 충전이 이루어지도록 하고, 셀의 완충 전압을 일치시킴으로써 언밸런싱에 의한 특성저하, 소손을 방지하도록 한 멀티셀 충전 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 멀티셀 충전 시스템은 복수의 셀을 연결하여 구성되는 배터리; 상기 배터리에 연결되어 복수의 상기 셀 각각의 상태를 감지하는 배터리 관리부; 상기 배터리에 연결되고 복수의 상기 셀을 각각 충전시키는 충전부; 및 상기 배터리 관리부의 감지 결과에 따른 상기 셀의 상태에 충전이 이루어지도록 상기 충전부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 복수의 상기 셀 중 미리 지정된 기준에 부합되는 상기 셀은 나머지 셀들과 충전전류, 충전전압 및 충전율 중 어느 하나 이상을 달리하여 충전되도록 상기 충전부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 미리 지정된 기준에 부합되는 상기 셀이 충전의 진행 중에 상기 기준을 벗어나는 경우 상기 나머지 셀들과 상기 충전전류, 상기 충전전압 및 상기 충전율 중 어느 하나 이상이 일치되도록 하여 충전을 진행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 복수의 상기 셀 중 만충 상태에서 단자전압이 가장 낮은 셀의 단자전압과 같은 단자전압이 유지되도록 나머지 셀의 충전을 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 복수의 상기 셀 중 만충 상태에 가장 빠르게 도달하는 셀의 단자전압과 같은 단자전압이 유지되도록 나머지 셀의 충전을 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 충전부는 상기 제어부에 의해 각각 제어되고, 복수의 상기 셀 각각을 충전하기 위한 복수의 셀충전부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리 관리부는 상기 제어부의 제어에 따라 복수의 상기 셀 간의 밸런스를 조절하기 위한 스위칭 소자 또는 전력 소모성 소자를 구비하는 밸런싱 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 멀티셀 충전 시스템은 멀티셀로 구성된 배터리 시스템에 셀별 특성을 파악하여 셀의 상태에 따라 개별 충전이 이루어지도록 하고, 셀의 완충 전압을 일치시키으로써 언밸런싱에 의한 특성저하, 소손을 방지하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티셀 충전 시스템의 구성을 도시한 구성예시도.
도 2는 본 발명에 따른 멀티셀 충전 시스템의 구성을 좀 더 상세히 도시한 예시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티셀 충전 시스템의 구성을 도시한 구성예시도이다.

도 1을 참조하면 본 발명에 따른 멀티셀 충전 시스템은 배터리(10), 배터리관리부(20), 충전부(30) 및 제어부(40)를 포함하여 구성된다.

배터리(10)는 충전부(30)를 통해 공급되는 전력에 의해 충전되고, 출력단자(Vout +, -)를 통해 외부에 충전된 전력을 공급한다. 이러한 배터리(10)는 리튬과 같은 금속이온 또는 금속 산화물을 재료로 하며, 이온, 폴리머, 산화물 또는 이의 등가형태로 구성되는 이차전지의 셀이 복수로 구성되어, 복수의 셀이 직렬 또는 병렬 또는 직병렬 혼합으로 연결되는 멀티셀로 구성된다. 이러한 배터리(10)의 각 셀은 충전부(30)로부터 각각 전력을 공급받아 충전된다. 또한, 배터리(10)의 각 셀은 배터리 관리부(20)에 연결되어 배터리 관리부(20)에 의해 밸런싱 관리, 단자전압 관리가 이루어지게 된다. 이에 대해서는 하기의 구성 설명 및 다른 도면을 참조한 설명을 통해 좀 더 상세히 설명하기로 한다. 이 배터리(10)는 방전을 통해 출력단자(Vout +, -)에 연결된 외부장치에 전력을 공급하며, 충전은 충전부(30)를 통해 각 셀에 직접 충전이 이루어지게 된다.

배터리관리부(20)는 배터리(10)의 충전, 충전상태 유지시 각 배터리의 정보를 제어부(40)에 전달하는 한편, 충전, 충전상태 유지, 방전시 멀티셀의 충전특성이 일관되게 나타나도록 조절하는 역할을 한다. 예를 들어 배터리 관리부(20)는 충전상태를 유지하는 배터리의 단자전압이 불평등한 경우, 높은 단자전압의 배터리 전력을 낮은 단자전압의 배터리에 전달하여, 충전률이 낮은 배터리를 충전하거나, 높은 단자전압을 나타내는 배터리의 전력을 소모시켜 단자전압을 낮춤으로써 복수의 셀이 최대한 동일한 상태가 유지될 수 있게 하는 역할을 한다.

또한, 배터리 관리부(20)는 멀티셀의 셀 각각에 대한 상태를 측정하여 측정정보를 제어부(40)에 전달한다. 예를 들어 배터리 관리부(20)는 셀별 온도정보, 충전 또는 방전에 따른 셀별 단자전압, 셀별 출력/입력 전류를 제어부(40)에 전달한다. 이를 위해 배터리 관리부(20)는 멀티셀을 구성하는 복수의 셀 각각과 연결된다. 특히, 배터리 관리부(20)는 제어부(40)의 제어에 따라 셀간의 균형을 유지하기 위한 상태제어를 수행하며, 이 상태제어는 방전 또는 셀 전력을 이용한 충전을 포함한다. 또한, 이 상태제어를 위해 배터리 관리부(20)는 밸런싱수단(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 밸런싱 수단은 복수의 셀을 셀 단위로 개별 연결되도록 구성할 수 있는 복수의 스위치, 또는 셀별로 전력을 방전시킬 수 있도록 하는 스위치와 전력소모성 소자를 복수로 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 배터리의 상태를 확인하기 위한 센서들을 포함하여 구성될 수도 있는 것으로 제시된 바에 의해서만 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

충전부(30)는 제어부(40)의 제어에 따라 배터리(10)의 충전을 수행한다. 구체적으로 충전부(30)는 배터리(10)를 구성하는 멀티셀의 각 셀에 대해 개별적인 충전을 수행한다. 이를 위해 충전부(30) 셀별 충전을 수행하는 셀충전부를 셀의 수에 대응되는 만큼 구비한다.

이 셀충전부는 셀별 감지결과에 따른 각 셀의 충전제어를 수행하는 제어부(40)로부터 충전 제어신호를 전달받아 동작한다. 이 제어부(40)는 셀을 충전할 때의 전압, 전류량, 충전율(임의 충전전류에 의해 충전에 소요되는 시간값 또는 C-Rate)과 같은 사항을 포함하여 지정하고, 이에 따른 제어신호를 생성하여 셀충전부에 전달한다. 셀충전부는 이러한 제어신호에 따라 충전전류의 값을 다른 셀과 같거나 다르게 하여 충전을 수행한다. 여기서, 충전전류 외에도 충전을 위한 출력전압을 다른 셀과 같거나 다르게 하여 충전을 수행할 수도 있으나, 제시된 바에 의해서 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 일례로 셀충전부는 특정 셀의 단자전압이 1V(충전율 0.2C 내지 1C)와 같이 일반적인 충전으로 충전이 불가능한 상태에서는 제어신호에 따라 매우 낮은 충전율 예를 들어 0.05C와 같은 충전율 즉, 매우 작은 전류에 의해 충전이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 셀충전부는 이와 같은 셀이 정상충전이 가능한 상태에서는 충전율을 변경하여 충전을 함으로써, 일반적인 방법으로는 충전이 곤란한 배터리를 충전할 수 있게 하는 역할을 한다.

또한, 셀충전부는 제어부(40)의 제어에 따라 복수의 셀 중 만충된 상태에서 단자전압이 가장 낮은 셀에 맞추어 다른 셀의 충전을 수행함으로써 만충상태에서 셀간 전압 불균형이 발생하는 것을 방지하게 된다.

제어부(40)는 전술한 바와 같이 배터리 관리부(20)의 감지결과에 따라 각 셀의 특성은 감지하고, 셀의 밸런스가 유지되도록 배터리 관리부(20)를 제어하거나, 셀별 특성에 따라 충전이 이루어지고, 만충된 셀간의 밸런스가 균등해지도록 충전을 제어하는 역할을 한다.

구체적으로 제어부(40)는 배터리 관리부(20)로부터 셀 별 상태정보를 제공받는다. 이러한 셀별 상태정보에 따라 셀의 온도, 방전시 방전율, 방전전류의 크기와 같은 사항을 확인하여 보호동작이 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 제어부(40)는 충전상태에서 셀 간의 불균형 발생여부를 감지하고, 셀의 단자전압별 불균형이 발생된 것으로 판단되면, 배터리 관리부(20)를 제어하여, 셀의 밸런싱을 유지하도록 하는 제어를 수행한다. 일례로, 배터리 관리부(20)에 방전회로가 구성되는 경우 셀 단자전압이 높은 셀을 방전시켜 셀 단자전압이 가장 낮은 셀과 단자전압이 일치되도록 하게 된다. 또는 배터리 관리부(20)에 충방전회로가 구성되는 경우 셀 단자전압이 높은 셀을 셀 단자전압이 낮은 셀과 연결되도록 하여 내부적인 충전전력에 의해 충전전압, 충전량이 부족한 셀을 충전하여 균형을 유지하도록 하게 된다.

또한, 제어부(40)는 충전부(10)의 셀충전부를 각각 제어하여 셀별 특성에 맞는 충전이 이루어지게 한다. 이를 위해 제어부(40)는 셀별 단자전압과 같은 상태정보를 배터리관리부(20)로부터 전달받고, 각 셀의 상태를 판별하여 이에 대응되는 제어신호를 각 셀충전부에 전달한다. 일례로 전술한 바와 같이, 셀의 단자전압이 1V이하로 떨어지거나, 다른 셀과 2V 이상 차이나는 경우와 같이 일괄되게 충전할 수 없는 셀이 존재하는 경우에도 충전이 이루어질 수 있게 셀충전부의 충전을 제어한다. 구체적으로 제어부(40)는 셀 특성이 저하된 셀에 대해서는 다른 셀과 다른 충전전류, 충전율 구체적으로, 작은 충전전류, 낮은 충전율에 의해 충전이 이루어지도록 셀충전부를 제어한다. 그리고, 제어부(40)는 배터리에 규정된 충전율에 의해 충전이 가능한 전압에 도달하면, 해당 충전율 또는 충전전류에 의해 충전이 이루어지도록 충전전류, 충전전압 또는 충전율을 변경하여 충전이 진행되도록 제어하게 된다.

또한, 제어부(40)는 셀별 만충 용량 또는 만충 전압이 상이하다고 판단되는 경우, 만충 전압이 가장 작은 셀의 단자전압을 확인하고, 다른 셀의 만충전압이 가장 낮은 셀에 맞춰지도록 셀충전부를 제어하게 된다. 이를 통해 제어부(40)는 각기 다른 충전전압에 의해 충전되어 발생되는 언밸런싱이 발생되지 않도록 셀별 단자전압을 일치시키게 된다. 이를 위해 제어부(40)는 충전용량이 제일 작거나, 단자전압이 제일 작은 셀로부터 감지되는 감지결과에 의해 다른 셀들을 충전하는 셀충전부들을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 전달하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 멀티셀 충전 시스템의 구성을 좀 더 상세히 도시한 예시도이다.

도 2를 참조하면, 멀티셀 충전 시스템은 소용량 파워 뱅크용뿐만 아니라 전기 자동차, ESS(Energy Storage system)와 같은 대용량 에너지 저장시스템에 적용이 가능하다. 이러한 대용량 에너지 저장시스템은 복수의 대용량 단셀을 직병렬로 혼합하여 구성하는데. 기존과 같이 하나의 입출력 단자를 통해 충전하는 경우 충전을 위해 각 셀에 흐르는 전류가 커지게 되며, 셀에 입력되는 전류의 크기를 작게하는 경우 충전에 막대한 시간이 소요되게 된다.

그런데, 이러한 복수의 셀 중 어느 하나의 셀이 다른 셀에 비해 심한 저전압 상태인경우, 멀티셀을 하나의 셀로 간주하여 충전을 진행하면, 스웰링, 발화, 폭발과 같은 소손이 발생하는 문제점이 발생될 수 있다.

그렇다고, 저전압 상태의 셀에 맞추어 충전을 진행하는 경우, 대용량 셀의 충전에 소요되는 시간이 많이 소요되고, 저전압 상태의 셀을 정상충전이 가능한 전압레벨까지 도달시키는 것이 용이하지 않은 문제점이 있다.

때문에 본 발명에서는 각 셀을 개별 충전하여 충전시간을 단축시키고, 셀에 흐르는 전류를 저감하여 셀이 대전류가 흐름으로써 발생되는 스트레스를 저감하고, 셀 특성에 따라 맞춤 충전이 가능하도록 하는 충전시스템을 제공한다.

이를 위해 전술한 바와 같이 각 셀에 연결되어 각각의 셀을 충전시키는 충전부(30)와, 셀별 상태를 감지하고 밸런싱을 조절하는 배터리관리부(20)와, 충전부(30) 및 배터리관리부(20)의 동작을 제어하는 제어부(40)를 포함하여 구성되는 멀티셀 충전시스템을 제공한다.

구체적으로 배터리관리부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 셀 각각의 상태를 감지하는 직접회로(21)와 밸런싱수단(22)을 포함하여 구성된다. 이 직접회로(21)는 아날로그 프론트엔드회로를 포함하여 구성될 수 있으며, AFE-IC와 같은 기성 제품에 의해 구현될 수 있다.

이러한 배터리관리부(20)는 셀의 상태 관리를 통해 안정적인 성능을 유지하도록 하기 위한 동작을 수행하며 대표적으로 셀의 상태를 측정하여 제어부(40)에 전달하거나, 제어부(40)의 제어에 따라 밸런싱수단(22)을 제어하여 셀들 간의 밸런싱을 조절하는 역할을 한다.

이를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 직접회로(21)는 각 셀의 상태를 측정할 수 있도록 각각의 셀과 연결되고, 셀별 양극과 음극 사이에는 밸런싱수단(22)이 병렬로 연결될 수 있다. 이러한 밸런싱수단(22)은 복수의 스위치, 도선을 구성되어 특정 셀 간의 연결이 이루어질 수 있게 구성되거나, 스위칭소자와 전력소모성 소자로 구성될 수 있다. 직접회로(21)는 제어부(40)의 제어에 따라 스위칭소자의 온/오프를 제어함으로써 의도한 셀 간의 연결이 이루어지게 하거나, 셀의 전력이 전력소모성 소자로 전달되어 일정부분 소모되도록 하는 역할을 한다.

한편, 직접회로(21)는 셀 각각의 단자전압, 셀로부터 출력되는 전류의 크기, 온도와 같은 정보를 셀별로 획득하여 제어부(40)에 전달할 수 있으나, 이로써만 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

충전부(30)는 셀충전부(31)와 퓨즈(32)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 셀충전부(31) 각각에는 외부전원이 입력되고, 이와 별도로 제어부(40)와 연결되어 제어신호를 전달받는다. 셀충전부(31)는 셀 수에 대응되게 구성되어 셀 별로 마련되며, 제어부(40)의 제어신호에 따라 셀별 특성에 맞게 충전을 위한 전력을 공급하고, 충전이 완료되면 전력공급을 중지하게 된다.

앞서, 도 1을 통해 설명한 바와 같이 제어부(40)가 배터리관리부(20)에 의해 셀별 단자전압을 포함하는 상태정보를 전달받으면, 충전을 위한 전압레벨, 충전전류의 크기, 충전율 중 어느 하나 이상을 결정하게 된다. 결정이 이루어지면 해당 결정에 따라 충전이 이루어지도록 각 셀충전부(31)에 제어신호를 전달하게 되며, 제어신호를 전달받은 셀충전부(31)는 제어신호에 의해 동작하여 셀 각각에 대한 충전을 수행하게 된다.

일례로 복수의 셀로 배터리가 구성되는 경우 내부저항의 차이 등으로 인해 셀의 특성 예를 들어, 자연방전에 따른 전압강하가 각각 다르게 나타나게 된다. 이때, 장기간 충전이 이루어지지 않는 상태로 유지되면, 일부 셀의 경우 다른 셀들에 비해 매우 낮은 전압까지 단자전압이 저하되게 된다. 이러한 셀을 다른 셀과 동일한 조건에 의해 충전하는 경우 소손이 발생될 수 있다.

때문에, 본 발명에서는 제어부(40)가 이런 셀을 확인하면 특성이 저하된 셀에 대해서는 충전전압, 충전전류의 크기, 충전율 중 적어도 어느 하나를 다른 셀과 다르게 하여 충전하게 된다. 충전율(C-rate)을 조절하는 경우, 다른 셀은 0.2C 에서 1C 정도로 충전하는 반면, 특성 저하가 발생된 셀은 0.05C로 충전하여 천천히, 적은 전류에 의해 충전이 이루어지도록 하여 고전류 또는 높은 충전율에 의해 충전할 경우 발생하는 소손을 방지하게 된다. 또한, 이러한 셀의 상태를 지속적으로 감지하여 정상충전이 가능해지는 시점을 판별하고, 정상적인 충전이 가능해지는 경우 충전율을 변경하거나, 인가전류, 인가전압을 변경하여 빠른 충전이 이루어지도록 하게된다.

한편, 이와 달리 반복적인 사용에 따라 특성이 균일한 셀들도, 용량, 단자전압에 변화가 발생할 수 있다. 이 경우 이러한 셀간 특성 불일치를 고려하지 않고 일괄적으로 충전을 수행하는 경우 셀간 불균형이 발생하여 결과적으로 밸런싱이 필요하게 되며, 대용량 셀이 사용될수록 밸런싱에 소요되는 시간이 크게 증가해 배터리를 효율적으로 사용할 수 없는 상황이 발생될 수 있다.

이를 방지하기 위해 본 발명에서는 셀충전부(31)에 의해 각각의 셀을 충전하고, 셀 충전에 따른 각 셀의 상태를 제어부(40)가 지속적으로 감지하게 된다. 이때, 셀들 중 단자전압이 가장 낮은 셀이 먼저 충전이 이루어지면, 제어부(40)를 이를 확인하고, 이 전압에 맞추어 다른 셀의 충전이 종료되도록 다를 셀들을 충전하는 셀충전부(31)의 충전을 제어하게 된다.

이와 같은 방법에 의해 셀의 전압을 일치시킴으로써 일관된 충전에 의해 발생할 수 있는 셀의 불균형을 미연에 방지하고, 별도의 밸런싱을 위한 작업을 생략하도록 하는 것이 가능해진다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10 : 배터리
11 : 셀
20 : 배터리 관리부
21 : 직접회로
22 : 밸런싱 수단
30 : 충전부
31 : 셀 충전부
32 : 퓨즈
40 : 제어부

Claims (7)

1. 복수의 셀을 연결하여 구성되는 배터리;
   상기 배터리에 연결되어 복수의 상기 셀 각각의 상태를 감지하는 배터리 관리부;
   상기 배터리에 연결되고 복수의 상기 셀을 각각 충전시키는 충전부; 및
   상기 배터리 관리부의 감지 결과에 따른 상기 셀의 상태에 충전이 이루어지도록 상기 충전부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
   상기 제어부는 복수의 상기 셀 중 미리 지정된 기준에 부합되는 상기 셀은 나머지 셀들과 충전전류, 충전전압 및 충전율 중 어느 하나 이상을 달리하여 충전되도록 상기 충전부를 제어하도록 마련되고,
   상기 제어부는 미리 지정된 기준에 부합되는 상기 셀이 충전 진행 중에 미리 지정된 기준을 벗어나는 시점을 판별하고, 상기 시점 이후 상기 셀을 상기 나머지 셀들과 상기 충전전류, 상기 충전전압 및 상기 충전율 중 어느 하나 이상이 일치되도록 하여 충전되도록 상기 충전부를 제어하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 멀티셀 충전 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 복수의 상기 셀 중 만충 상태에서 단자전압이 가장 낮은 셀의 단자전압과 같은 단자전압이 유지되도록 나머지 셀의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티셀 충전 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 복수의 상기 셀 중 만충 상태에 가장 빠르게 도달하는 셀의 단자전압과 같은 단자전압이 유지되도록 나머지 셀의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티셀 충전 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 충전부는
   상기 제어부에 의해 각각 제어되고, 복수의 상기 셀 각각을 충전하기 위한 복수의 셀충전부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티셀 충전 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 배터리 관리부는 상기 제어부의 제어에 따라 복수의 상기 셀 간의 밸런스를 조절하기 위한 스위칭 소자 또는 전력 소모성 소자를 구비하는 밸런싱 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티셀 충전 시스템.
   

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