KR102035682B1 - APPARATUS FOR CONTROLLING SERIAL AND PARALLEL OPERATION OF BATTERY PACKk - Google Patents
APPARATUS FOR CONTROLLING SERIAL AND PARALLEL OPERATION OF BATTERY PACKk Download PDFInfo
- Publication number
- KR102035682B1 KR102035682B1 KR1020150153405A KR20150153405A KR102035682B1 KR 102035682 B1 KR102035682 B1 KR 102035682B1 KR 1020150153405 A KR1020150153405 A KR 1020150153405A KR 20150153405 A KR20150153405 A KR 20150153405A KR 102035682 B1 KR102035682 B1 KR 102035682B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- battery cell
- parallel
- external
- battery pack
- fet
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0024—Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H02J2007/0067—
-
- H02J2007/0096—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
본 발명은 직렬 회로 및 병렬 회로를 포함하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치에 있어서, 상기 직렬 회로 및 상기 병렬 회로와 전기적으로 연결되는 복수 개의 배터리 셀 그룹들로 구성된 배터리 팩; 및 외부 충전 장치 또는 외부 고출력 요구 시스템의 연결 여부를 판단하고, 상기 외부 충전 장치가 연결되었다고 판단된 경우, 상기 직렬 회로 상의 경로를 차단하고, 상기 병렬 회로 상의 경로를 도통시켜 상기 외부 충전 장치로부터 공급되는 충전 전력을 도통시킨 상기 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐르게 하여 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 충전하며, 상기 외부 고출력 요구 시스템이 연결되었다고 판단된 경우, 상기 병렬 회로 상의 경로를 차단하고, 상기 직렬 회로 상의 경로를 도통시켜 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들에 저장된 전기 에너지를 상기 충전 전력보다 높은 전압 값을 갖는 고전압 상태로 방전하여 연결된 상기 외부 고출력 요구 시스템에 공급되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치가 제시된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling parallel / parallel operation of a battery pack including a series circuit and a parallel circuit, comprising: a battery pack including a plurality of battery cell groups electrically connected to the series circuit and the parallel circuit; And determining whether an external charging device or an external high power request system is connected, and when determining that the external charging device is connected, interrupt a path on the series circuit and conduct a path on the parallel circuit to supply from the external charging device. Charges the plurality of battery cell groups by flowing through a path on the parallel circuit that conducts charging power, and when the external high power request system is determined to be connected, shuts off the path on the parallel circuit, And a controller configured to control an electrical path stored in the plurality of battery cell groups to be discharged to a high voltage state having a voltage value higher than the charging power to be supplied to the connected external high power request system. Parallel operation of battery pack The device is provided.
Description
본 발명은 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치에 관한 것으로, 특히 배터리 팩에 저장된 전기 에너지를 충전 전력의 전압보다 높은 고전압 상태로 방전하여 제공할 수 있는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등과 최근의 리듐 이온 전지를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 전지는 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 전지는 소형, 경향으로 제작할 수 있어서, 이동 기기의 전원으로 사용된다. 또한, 리듐 이온 전지는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.Recently, research and development on secondary batteries have been actively conducted. Here, the secondary battery is a battery that can be charged and discharged, and is meant to include both a conventional Ni / Cd battery, a Ni / MH battery, and a recent lithium ion battery. Among the secondary batteries, lithium ion batteries have an advantage of having a much higher energy density than conventional Ni / Cd batteries, Ni / MH batteries, etc. In addition, lithium ion batteries can be manufactured in a small size and tend to be used as a power source for mobile devices. . In addition, the lithium ion battery has attracted attention as a next-generation energy storage medium because the range of use as an electric vehicle power source is extended.
한편, 배터리 관리 시스템(Battery Management System, 이하 BMS)에서 고출력을 목적으로 하는 제품에 대한 고객의 요구가 많아지고 있어 고전압을 출력할 수 있는 BMS 기술의 개발이 활발하게 진행 중이다. 하지만 종래의 고전압을 출력할 수 있는 배터리 모듈의 경우, 충전 시 고 전압의 충전 전원을 사용하고, 충전 시 안전에 대한 만족도에 대한 문제점이 있었다.On the other hand, in the battery management system (BMS), the customer demand for high-power products is increasing, and the development of BMS technology capable of outputting high voltage is actively underway. However, in the case of a battery module capable of outputting a conventional high voltage, there is a problem in using a high voltage charging power when charging and satisfaction with safety when charging.
따라서, 고전압으로 충전 전력을 제공받지 않으며, 고출력이 필요한 외부 시스템이 접속 시 충전된 전기 에너지를 고전압 상태로 출력하여 외부 시스템으로 제공할 수 있는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어에 관한 기술의 개발이 요구된다.Therefore, there is a need for the development of a technology for controlling parallel / parallel operation of a battery pack that is not provided with charging power at a high voltage and that outputs charged electrical energy in a high voltage state when an external system requiring a high output is connected to the external system. do.
본 발명은 충전 시 고전압의 충전 전력을 제공받지 않으며, 고출력이 필요한 외부 고출력 요구 시스템이 연결될 경우, 충전된 에너지를 고전압 상태로 출력하여 외부 고출력 요구 시스템에 제공할 수 있는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치를 제공한다.The present invention does not receive a high voltage charging power during charging, and when an external high power request system requiring high power is connected, the parallel or parallel operation control of a battery pack capable of outputting charged energy in a high voltage state and providing the external high power demand system Provide the device.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치는, 직렬 회로 및 병렬 회로를 포함하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치에 있어서, 상기 직렬 회로 및 상기 병렬 회로와 전기적으로 연결되는 복수 개의 배터리 셀 그룹들로 구성된 배터리 팩; 및 외부 충전 장치 또는 외부 고출력 요구 시스템의 연결 여부를 판단하고, 상기 외부 충전 장치가 연결되었다고 판단된 경우, 상기 직렬 회로 상의 경로를 차단하고, 상기 병렬 회로 상의 경로를 도통시켜 상기 외부 충전 장치로부터 공급되는 충전 전력을 도통시킨 상기 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐르게 하여 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 충전하며, 상기 외부 고출력 요구 시스템이 연결되었다고 판단된 경우, 상기 병렬 회로 상의 경로를 차단하고, 상기 직렬 회로 상의 경로를 도통시켜 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들에 저장된 전기 에너지를 상기 충전 전력보다 높은 전압 값을 갖는 고전압 상태로 방전하여 연결된 상기 외부 고출력 요구 시스템에 공급되도록 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, an apparatus for controlling parallel / parallel operation of a battery pack includes: a device for controlling parallel / parallel operation of a battery pack including a series circuit and a parallel circuit, and a plurality of electrically connected to the series circuit and the parallel circuit. A battery pack consisting of battery cell groups; And determining whether an external charging device or an external high power request system is connected, and when determining that the external charging device is connected, interrupt a path on the series circuit and conduct a path on the parallel circuit to supply from the external charging device. Charges the plurality of battery cell groups by flowing through a path on the parallel circuit that conducts charging power, and when the external high power request system is determined to be connected, shuts off the path on the parallel circuit, A controller configured to conduct a path so as to discharge electrical energy stored in the plurality of battery cell groups to a high voltage state having a voltage value higher than the charging power and to supply the connected external high power request system; It may include.
상기 외부 충전 장치 연결시 상기 외부 충전 장치로부터 공급되는 상기 충전 전력의 전류를 감지할 수 있는 충전 전류 감지 저항; 을 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 충전 전류 감지 저항을 통해 감지된 충전 전류의 존재 유무나 상기 외부 충전 장치와 데이터 송수신 진행 여부에 따라 상기 외부 충전 장치의 연결 여부를 판단하고, 감지된 상기 충전 전류가 존재하거나 상기 데이터 송수신 진행 중이라고 판단된 경우, 상기 외부 충전 장치가 연결되었음을 인식할 수 있다.A charging current sensing resistor capable of sensing a current of the charging power supplied from the external charging device when the external charging device is connected; The control unit may further include determining whether the external charging device is connected according to whether the charging current sensed through the charging current sensing resistor is present or whether data transmission and reception with the external charging device are performed. When it is determined that a current exists or the data transmission and reception is in progress, it may be recognized that the external charging device is connected.
상기 외부 고출력 요구 시스템 연결시 발생하는 물리적인 힘에 의해 출력 신호의 상태가 전환되는 물리적 스위치; 를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 물리적 스위치의 상태의 전환 여부에 따라 상기 외부 고출력 요구 시스템의 연결 여부를 판단하고, 상기 출력 신호의 상태가 전환된 경우, 상기 외부 고출력 요구 시스템이 연결되었음을 인식할 수 있다.A physical switch in which the state of the output signal is switched by a physical force generated when the external high power request system is connected; The controller further includes determining whether the external high power request system is connected according to whether the state of the physical switch is switched, and recognizing that the external high power request system is connected when the state of the output signal is switched. can do.
상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들과 병렬 연결된 충전 FET; 및 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 외부 충전 장치가 연결되었다고 판단된 경우, 상기 충전 FET의 상태를 온 상태로 제어하여 상기 병렬 회로 상의 경로를 도통시키고, 상기 방전 FET의 상태를 오프 상태로 제어하여 상기 직렬 회로 상의 경로를 차단시키며, 상기 충전 전력을 도통된 상기 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐르게 하여 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 충전할 수 있다.A charge FET connected in parallel with the plurality of battery cell groups; And a discharge FET connected in series between each battery cell group constituting the plurality of battery cell groups, wherein the controller is configured to turn on the state of the charge FET when it is determined that the external charging device is connected. Control the conductive paths on the parallel circuits, control the state of the discharge FET to the off state to block the paths on the series circuits, and allow the charge power to flow through the paths on the parallel circuits being conducted; The cell groups can be charged.
상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들과 병렬 연결된 충전 FET; 및 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 외부 고출력 요구 시스템이 연결되었다고 판단된 경우, 상기 충전 FET의 상태를 오프 상태로 제어하여 상기 병렬 회로 상의 경로를 차단시키고, 상기 방전 FET의 상태를 온 상태로 제어하여 상기 직렬 회로 상의 경로를 도통시키며, 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들에 저장된 전지 에너지를 도통시킨 상기 직렬 회로의 경로를 통해 상기 고전압 상태로 방전하여 상기 외부 고출력 요구 시스템에 공급할 수 있다.A charge FET connected in parallel with the plurality of battery cell groups; And a discharge FET connected in series between each battery cell group constituting the plurality of battery cell groups, wherein the controller is configured to turn off the state of the charge FET when it is determined that the external high power request system is connected. The path on the parallel circuit by blocking the path on the parallel circuit, and controlling the state of the discharge FET to be on to conduct the path on the series circuit, and conducting battery energy stored in the plurality of battery cell groups. It can be discharged to the high voltage state through a path and supplied to the external high power demand system.
상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들은, 각각의 배터리 셀 그룹으로 구성되되, 상기 배터리 셀 그룹은 서로간 직렬 연결된 상기 복수 개의 배터리 셀들을 포함할 수 있다.The plurality of battery cell groups may be configured by respective battery cell groups, and the battery cell groups may include the plurality of battery cells connected in series with each other.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치는, 외부 충전 장치와 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치가 서로 연결되면, 외부 충전 장치로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로를 통해 복수 개의 배터리 셀 그룹들로 제공하여 충전을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, in the parallel / parallel operation control apparatus of a battery pack, when the external charging apparatus and the parallel-parallel operation control apparatus of the battery pack are connected to each other, a plurality of batteries may be charged through a parallel circuit to charge power supplied from the external charging apparatus. Charging may be performed by providing the cell groups.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법은, 외부 고출력 요구 시스템과 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치가 서로 연결되면, 복수 개의 배터리 셀 그룹들에 저장된 전기 에너지를 직렬 회로를 통해 연결된 외부 고출력 요구 시스템으로 충전 전력의 전압 값보다 높은 값을 갖는 고전압 상태로 방전하여 고출력의 방전을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, in a method of controlling a parallel / parallel operation of a battery pack, when an external high power request system and a serial / parallel operation control device of a battery pack are connected to each other, a series circuit of electrical energy stored in a plurality of battery cell groups is provided. A high power discharge may be performed by discharging to a high voltage state having a value higher than a voltage value of charging power to an external high power demand system connected through the power supply.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 외부 충전 장치 연결시 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 병렬 회로 배터리 팩 충전 동작을 나타내는 예시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 외부 고출력 요구 시스템 연결시 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 직렬 회로 배터리 팩 방전 동작을 나타내는 예시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법을 나타내는 순서도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 외부 장치 연결 판단 단계 중 외부 충전 장치 연결 여부 판단 단계를 나타내는 순서도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 외부 장치 연결 판단 단계 중 외부 고출력 요구 시스템 연결 여부 판단 단계를 나타내는 순서도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 병렬 회로 배터리 팩 충전 단계를 나타내는 순서도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 직렬 회로 배터리 팩 방전 단계를 나타내는 순서도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 상황별 직병렬 회로 동작을 나타내는 예시도.1 is a block diagram showing an apparatus for controlling a serial and parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a parallel circuit battery pack charging operation of an apparatus for controlling a parallel and parallel operation of a battery pack when an external charging device is connected according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
3 is an exemplary view illustrating a series circuit battery pack discharging operation of an apparatus for controlling a serial / parallel operation of a battery pack when an external high power request system is connected according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for controlling a parallel and parallel operation of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a step of determining whether to connect an external charging device in a step of determining an external device connection in a method of controlling a parallel / parallel operation of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a step of determining whether to connect an external high power request system in an external device connection determination step of a method of controlling a parallel / parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a flowchart illustrating a parallel circuit battery pack charging step of a method of controlling a parallel / parallel operation of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a series circuit battery pack discharging step of a method of controlling a parallel / parallel operation of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.
9 is an exemplary view illustrating a situation-specific series-parallel circuit operation of the apparatus for controlling a serial-parallel operation of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 이해를 돕기 위해 아래와 같이 용어를 설명한다.First, terms will be described as follows to help understand a method of controlling a parallel-parallel operation of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 충전 및 방전 가능한 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 포함할 수 있다.A battery pack according to an embodiment of the present invention may include a plurality of battery cell groups that can be charged and discharged.
본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 배터리 셀 그룹을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹은 배터리 팩이나 외부 고출력 요구 시스템의 부하 등의 사양(specification)에 부합되도록 다양한 전기적인 방식으로 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 배터리 셀 그룹 서로간 전기적인 직렬 및/또는 병렬 방식으로 연결될 수 있다.Each battery cell group constituting the plurality of battery cell groups according to an embodiment of the present invention may be connected to each other in various electrical manners so as to meet specifications such as a load of a battery pack or an external high power request system. For example, a plurality of battery cell groups may be connected to each other in electrical series and / or in parallel.
본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 배터리 셀 그룹을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹은 복수 개의 배터리 셀들을 포함할 수 있다. 여기서 배터리 셀 그룹에 포함된 복수 개의 배터리 셀들을 구성하는 각각의 배터리 셀들은 전기적인 직렬 회로 방식으로 서로간 연결될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 서로간 직렬 회로 및/또는 병렬 회로 방식으로 연결된 복수 개의 배터리 셀 그룹들로 구성되며, 각각의 배터리 셀 그룹은 서로간 직렬 회로 방식으로 연결된 복수 개의 배터리 셀들로 구성될 수 있다.Each battery cell group constituting a plurality of battery cell groups according to an embodiment of the present invention may include a plurality of battery cells. Here, each battery cell constituting the plurality of battery cells included in the battery cell group may be connected to each other in an electrical series circuit manner. That is, the battery pack according to an embodiment of the present invention is composed of a plurality of battery cell groups connected to each other in a series circuit and / or parallel circuit manner, each battery cell group is a plurality of batteries connected to each other in a series circuit manner It may consist of cells.
본 발명의 실시 예에 따른 각각의 배터리 셀의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 배터리 셀의 종류로는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지 및 니켈 아연 전지 등을 포함할 수 있다.The type of each battery cell according to an embodiment of the present invention is not particularly limited. For example, the type of battery cell may include a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery and a nickel zinc battery.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 외부 충전 장치와 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치가 서로 연결될 경우, 제어부의 제어에 따라 외부 충전 장치로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로를 통해 공급받아 전기 에너지로 저장할 수 있다.In the battery pack according to an embodiment of the present invention, when the external charging device and the serial / parallel operation control device of the battery pack are connected to each other, the battery pack is supplied with the electrical energy by receiving the charging power supplied from the external charging device through a parallel circuit under the control of the controller. Can be stored.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 외부 고출력 요구 시스템과 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치가 서로 연결될 경우, 제어부의 제어에 따라 저장된 전기 에너지를 직렬 회로를 통해 충전 전력보다 높은 전압 값을 갖는 고전압 상태로 외부 고출력 요구 시스템에 제공할 수 있다.In addition, the battery pack according to an embodiment of the present invention, when the external high-output request system and the parallel operation control device of the battery pack is connected to each other, under the control of the controller to store the stored electrical energy through a series circuit to a voltage value higher than the charging power It can be provided to external high power demanding system with high voltage condition.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 일 예1. An example of a parallel and parallel operation control apparatus of a battery pack according to an embodiment of the present invention
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for controlling a serial and parallel operation of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)는 배터리 팩(110), AFE부(120), 물리적 스위치(130), FET부(140), 충반전 전류 감지부(150) 격리 소자(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the apparatus for controlling parallel / parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present invention includes a
배터리 팩(110)은 복수 개의 배터리 셀 그룹들(110a, 110b, , 110n)인 제1 배터리 셀 그룹(110a), 제2 배터리 셀 그룹(110b) 및 제n 배터리 셀 그룹(110n)들을 포함할 수 있다. 여기서 각각의 배터리 셀 그룹들은 서로간 직렬 회로 방식으로 연결된 복수 개의 배터리 셀들로 구성될 수 있다.The
또한, 배터리 팩(110)은 제어부(170)의 제어에 따라 외부 충전 장치(200)가 연결된 경우, 외부 충전 장치(200)로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로를 통해 제공받아 충전 될 수 있다.In addition, when the
또한, 배터리 팩(110)은 제어부(170)의 제어에 따라 외부 고출력 요구 시스템(300)이 연결된 경우, 충전된 전기 에너지를 직렬 회로를 통해 충전 전력보다 높은 전압 값을 갖는 고전압 상태로 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급할 수 있다.In addition, when the external high
AFE부(120)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들 각각에 일대일로 대응되는 복수 개의 AFE들(120a, 120b, , 120n)인 제1 AFE(120a), 제2 AFE(120b) 및 제n AFE(120n)을 포함할 수 있다.The
또한, AFE부(120)는 제어부(170)의 제어에 따라 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹을 대상으로 전압 값, 전류 값 및 온도 값 등을 측정하여 제어부(170)로 전달할 수 있다.In addition, the
물리적 스위치(130)는 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 여부를 감지할 수 있다. 더욱 상세하게는, 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)와 외부 고출력 요구 시스템(300)이 서로 미연결된 경우, 물리적 스위치(130)의 상태가 온 또는 오프 상태를 유지하다가 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)와 외부 고출력 요구 시스템(300)이 서로 연결되면, 물리적 스위치(130)의 상태는 전환될 수 있다. 예를 들어, 물리적 스위치(130)의 상태는 외부 고출력 요구 시스템(300)이 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)과 접속시 외부에서 가해지는 물리적인 압력에 의해 전환될 수 있다.The
FET부(140)는 방전 FET(141)와 충전 FET(142)를 포함할 수 있다.The
방전 FET(141)는 제어부(170)의 제어에 따라 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀들에 저장된 전기 에너지를 연결된 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급하기 위해 방전 전류를 도통시키거나 단락시키는 스위칭 동작을 수행할 수 있다.The
충전 FET(142)는 적어도 두 개 이상의 충전 FET(142a, 142b)를 포함할 수 있다. 충전 FET(142)는 제어부(170)의 제어에 따라 연결된 외부 충전 장치(200)에서 공급되는 충전 전류를 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀들에 전달하기 위해 충전 전류를 도통시키거나 단락시키는 스위칭 동작을 수행할 수 있다.The
충방전 전류 감지부(150)는 충전 전류 감지 저항(151)과 방전 전류 감지 저항(152)을 포함할 수 있다. The charging and discharging
충전 전류 감지 저항(151)은 제어부(170)의 제어에 따라 충전 전류가 흐르는 회로 경로(path)상에 위치하여 충전 전류의 존재 유무를 감지할 수 있다.The charging
방전 전류 감지 저항(152)은 제어부(170)의 제어에 따라 방전 전류가 흐르는 회로 경로(path)상에 위치하여 제어부(170)의 제어에 따라 방전 전류의 존재 유무를 감지할 수 있다.The discharge
격리 소자(isolation)(160)는 제어부(170)의 제어에 따라 AFE부(120)에 포함된 복수 개의 AFE들(120a, 120b, , 120n)를 구성하는 각각의 AFE 간의 신호의 간섭이 일어나지 않게 하기 위해 격리 동작을 수행할 수 있다.The
제어부(170)는 배터리 팩(110), AFE부(120), 물리적 스위치(130), FET부(140), 충반전 전류 감지부(150) 및 격리 소자(160)의 동작을 제어할 수 있다.The
또한, 제어부(170)는 외부 충전 장치(200) 또는 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 여부를 판단할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 제어부(170)는 충전 전류 감지 저항(151)을 통해 감지된 충전 전류의 존재 유무나 외부 충전 장치(200)와 데이터 송수신 진행 여부에 따라 외부 충전 장치(200)의 연결 여부를 판단할 수 있다.For example, the
충전 전류 감지 저항(151)을 통해 감지된 충전 전류의 존재하거나 외부 충전 장치(200)와 데이터 송수신 진행 중이라고 판단된 경우, 제어부(170)는 연결된 외부 충전 장치(200)의 존재를 인식할 수 있다.When it is determined that the charging current sensed by the charging
외부 충전 장치(200)가 연결되었다고 인식된 후, 제어부(170)는 외부 충전 장치(200)로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로 상의 도통시킨 경로를 통해 흐르게 하여 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 충전하는 병렬 회로 배터리 팩 충전 동작을 수행할 수 있다.After it is recognized that the
더욱 상세하게는, 외부 충전 장치(200)가 연결되었다고 인식된 경우, 제어부(170)는 도 2에 도시된 바와 같이 병렬 회로 배터리 팩 충전 동작을 수행할 수 있다.In more detail, when it is recognized that the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 외부 충전 장치 연결시 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 병렬 회로 배터리 팩 충전 동작을 나타내는 예시도이다.FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a parallel circuit battery pack charging operation of an apparatus for controlling a parallel and parallel operation of a battery pack when an external charging device is connected according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 2를 참조하면, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)과 병렬로 연결된 FET부(140)에 포함된 충전 FET(142: 142a, 142b)의 상태를 온 상태로 제어하여 병렬 회로 상의 경로를 도통시키는 충전 FET 온 동작을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
그 후, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET(141)의 상태를 오프 상태로 제어하여 직렬 회로 상의 경로를 차단시키는 방전 FET 오프 동작을 수행할 수 있다.Thereafter, the
그 후, 제어부(170)는 외부 충전 장치(200)로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐르게 하여 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 충전하는 병렬 회로 충전 제어 동작을 수행할 수 있다.Thereafter, the
다른 예를 들어, 제어부(170)는 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 여부를 판단할 수 있다. 제어부(170)는 물리적 스위치(130)의 상태에 따라 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 외부 고출력 요구 시스템(300)이 미연결시 물리적 스위치(130)의 상태가 온 또는 오프 상태일 경우, 외부 고출력 요구 시스템(300)이 연결되면, 물리적 스위치(130)의 상태가 기존 상태에서 전환될 수 있다. 제어부(170)는 전환된 물리적 스위치(130)의 상태를 감지하여 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 여부를 판단할 수 있다.For another example, the
외부 고출력 요구 시스템(300)이 연결되었다고 인식된 후, 제어부(170)는 병렬 회로 상의 경로를 차단하고, 직렬 회로 상의 경로를 도통시켜 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 그룹들(100a, 100b, , 100n)에 저장된 전기 에너지를 직렬 회로 상의 도통시킨 경로를 통해 충전 전력의 전압 값보다 높은 전압 값을 갖는 고전압 상태로 연결된 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급하는 직렬 회로 배터리 팩 방전 동작을 수행할 수 있다.After it is recognized that the external high
더욱 상세하게는, 외부 고출력 요구 시스템(300)이 연결되었다고 인식된 경우, 제어부(170)는 도 3에 도시된 바와 같이 직렬 회로 배터리 팩 방전 동작을 수행할 수 있다.More specifically, when it is recognized that the external high
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 외부 고출력 요구 시스템 연결시 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 직렬 회로 배터리 팩 방전 동작을 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary diagram illustrating a series circuit battery pack discharging operation of an apparatus for controlling a serial / parallel operation of a battery pack when an external high power request system is connected according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)과 병렬로 연결된 FET부(140)에 포함된 충전 FET(142: 142a, 142b)의 상태를 오프 상태로 제어하여 병렬 회로 상의 경로를 차단시키는 충전 FET 오프 동작을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
그 후, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET(141)의 상태를 온 상태로 제어하여 직렬 회로 상의 경로를 도통시키는 방전 FET 온 동작을 수행할 수 있다.Thereafter, the
그 후, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)에 저장된 전지 에너지를 도통시킨 직렬 회로의 경로를 통해 고전압 상태로 방전하여 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급하는 직렬 회로 방전 제어 동작을 수행할 수 있다.Thereafter, the
2. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 일 예2. An example of a method for controlling parallel and parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present invention
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법을 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method for controlling a parallel and parallel operation of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)의 제어부(170)는 외부 충전 장치(200) 또는 외부 고출력 요구 시스템의 연결 여부를 판단하는 외부 장치 연결 판단 단계(S410)를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
더욱 상세하게는, 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)의 제어부(170)가 수행하는 외부 장치 연결 판단 단계(S410)는 다음과 같은 단계들 포함하여 수행될 수 있다.More specifically, the external device connection determination step (S410) performed by the
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 외부 장치 연결 판단 단계 중 외부 충전 장치 연결 여부 판단 단계를 나타내는 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a step of determining whether to connect an external charging device in a step of determining an external device connection of a method for controlling a parallel / parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present disclosure.
도 5를 참조하면, 제어부(170)는 충전 전류 감지 저항(151)을 통해 감지된 충전 전류의 존재 유무나 외부 충전 장치(200)와 데이터 송수신 진행 여부에 따라 외부 충전 장치(200)의 연결 여부를 판단하는 외부 충전 장치 연결 여부 판단 단계(S411)를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
충전 전류 감지 저항(151)을 통해 감지된 충전 전류의 존재하거나 외부 충전 장치(200)와 데이터 송수신 진행 중이라고 판단된 경우, 제어부(170)는 연결된 외부 충전 장치(200)가 연결되었음을 인식하는 외부 충전 장치 연결 인식 단계(S412)를 수행할 수 있다.When it is determined that the charging current sensed by the charging
외부 충전 장치(200)가 연결되었다고 인식된 후, 제어부(170)는 외부 충전 장치(200)로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로 상의 도통시킨 경로를 통해 흐르게 하여 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 충전하는 병렬 회로 배터리 팩 충전 단계(S420)를 수행할 수 있다.After it is recognized that the
더욱 상세하게는, 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)의 제어부(170)가 수행하는 병렬 회로 배터리 팩 충전 단계(S420)는 다음과 같은 단계들 포함하여 수행될 수 있다.In more detail, the parallel circuit battery pack charging step (S420) performed by the
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 병렬 회로 배터리 팩 충전 단계를 나타내는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a parallel circuit battery pack charging step of a method of controlling a parallel / parallel operation of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 제어부(170)는 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)과 병렬로 연결된 FET부(140)에 포함된 충전 FET(142: 142a, 142b)의 상태를 온 상태로 제어하여 병렬 회로 상의 경로를 도통시키는 충전 FET 온 단계(S421)를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 7, the
그 후, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET(141)의 상태를 오프 상태로 제어하여 직렬 회로 상의 경로를 차단시키는 방전 FET 오프 단계(S422)를 수행할 수 있다.Thereafter, the
그 후, 제어부(170)는 외부 충전 장치(200)로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐르게 하여 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 충전하는 병렬 회로 충전 제어 단계(S423)를 수행할 수 있다.Thereafter, the
또한, 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)의 제어부(170)가 수행하는 외부 장치 연결 판단 단계(S410)는 다음과 같은 단계들 더 포함하여 수행될 수 있다.In addition, the external device connection determination step (S410) performed by the
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 외부 장치 연결 판단 단계 중 외부 고출력 요구 시스템 연결 여부 판단 단계를 나타내는 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a step of determining whether to connect an external high power request system in an external device connection determination step of a method of controlling a parallel / parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present disclosure.
도 6을 참조하면, 제어부(170)는 물리적 스위치(130)의 상태의 전환 여부에 따라 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 여부를 판단하는 외부 고출력 요구 시스템 연결 여부를 판단 단계(S413)를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
물리적 스위치(130)의 상태가 전환된 경우, 제어부(170)는 연결된 외부 고출력 요구 시스템(300)가 연결되었음을 인식하는 외부 고출력 요구 시스템 연결 인식 단계(S414)를 수행할 수 있다.When the state of the
외부 고출력 요구 시스템(300)이 연결되었다고 인식된 후, 제어부(170)는 병렬 회로 상의 경로를 차단하고, 직렬 회로 상의 경로를 도통시켜 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 그룹들(100a, 100b, , 100n)에 저장된 전기 에너지를 직렬 회로 상의 도통시킨 경로를 통해 충전 전력의 전압 값보다 높은 전압 값을 갖는 고전압 상태로 연결된 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급하는 직렬 회로 배터리 팩 방전 단계(S430)을 수행할 수 있다.After it is recognized that the external high
더욱 상세하게는, 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)의 제어부(170)가 수행하는 직렬 회로 배터리 팩 방전 단계(S430)는 다음과 같은 단계들 포함하여 수행될 수 있다.In more detail, the series circuit battery pack discharging step S430 performed by the
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 직렬 회로 배터리 팩 방전 단계를 나타내는 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a series circuit battery pack discharging step of a method of controlling a parallel / parallel operation of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)과 병렬로 연결된 FET부(140)에 포함된 충전 FET(142: 142a, 142b)의 상태를 오프 상태로 제어하여 병렬 회로 상의 경로를 차단시키는 충전 FET 오프 단계(S431)를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 8, the
그 후, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET(141)의 상태를 온 상태로 제어하여 직렬 회로 상의 경로를 도통시키는 방전 FET 온 단계(S432)를 수행할 수 있다.Thereafter, the
그 후, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)에 저장된 전지 에너지를 도통시킨 직렬 회로의 경로를 통해 고전압 상태로 방전하여 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급하는 직렬 회로 방전 제어 단계(S433)를 수행할 수 있다.Thereafter, the
3. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 상황별 직병렬 회로 동작의 일 예3. An example of a situation-specific series-parallel circuit operation of the apparatus for controlling a series-parallel operation of a battery pack according to an embodiment
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 상황별 직병렬 회로 동작을 나타내는 예시도이다.FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating a situation-specific series-parallel circuit operation of the apparatus for controlling a series-parallel operation of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 9를 참조하면, 외부 충전 장치(200)의 연결 상태가 인식된 충전 상황에서 노멀 동작을 수행하는 제어부(170)는 방전 FET(141)의 상태가 오프 상태가 되도록 제어하여 직렬 회로 상의 경로로 흐를 수 있는 충전 전류를 차단하고, 제1 충전 FET(142a) 및 제2 충전 FET(142b)의 상태가 온 상태가 되도록 제어하여 병렬 회로 상의 경로를 도통시켜 충전 전류가 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(110a, 110b, , 110n) 흐르도록 하여 병렬 회로 충전 제어를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 9, the
또한, 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 상태가 인식된 방전 상황 또는 리셋 상황에서 노멀 동작을 수행하는 제어부(170)는 제1 충전 FET(142a) 및 제2 충전 FET(142b)의 상태를 오프 상태로 제어하여 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐를 수 있는 방전 전류를 차단하고, 방전 FET(141)의 상태를 온 상태로 제어하여 직렬 회로 상의 경로를 도통시켜 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(110a, 110b, , 110n)에 저장된 전기 에너지가 도통된 직렬 회로 상의 경로를 통해 고전압 상태로 방전되어 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급되는 직렬 회로 방전 제어를 수행할 수 있다.In addition, the
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.On the other hand, although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of explanation and not for the limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
100: 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치
110: 배터리 팩
110a: 제1 배터리 팩 그룹
110b: 제2 배터리 팩 그룹
110n: 제n 배터리 팩 그룹
120: AFE부
120a: 제1 AFE
120b: 제2 AFE
120n: 제n AFE
130: 물리적 스위치
140: FET
141: 방전 FET
142: 충전 FET
142a: 제1 충전 FET
142b: 제2 충전 FET
150: 충방전 전류 감지부
151: 충전 전류 감지 저항
152: 방전 전류 감지 저항
160: 격리 소자
170: 제어부100: parallel operation control device of the battery pack
110: battery pack
110a: first battery pack group
110b: second battery pack group
110n: nth battery pack group
120: AFE
120a: first AFE
120b: second AFE
120n: control AFE
130: physical switch
140: FET
141: discharge FET
142: charge FET
142a: first charge FET
142b: second charge FET
150: charge and discharge current detection unit
151: charge current sense resistor
152: discharge current sense resistor
160: isolation device
170: control unit
Claims (6)
제1 배터리 셀 그룹 및 제2 배터리 셀 그룹을 포함하여 구성된 배터리 팩;
외부 충전 장치 또는 외부 고출력 요구 시스템과 연결되는 입/출력 단자(+, -);
(+) 단자가 상기 입/출력단자의 (+) 단자와 연결된 제1 배터리 셀 그룹;
(-) 단자가 상기 입/출력단자의 (-) 단자와 연결된 제2 배터리 셀 그룹;
상기 제1 배터리 셀 그룹의 (-) 단자와 일단이 연결된 물리적 스위치;
상기 물리적 스위치의 타단과 상기 제2 배터리 셀 그룹의 (+) 단자에 연결된 방전 FET;
상기 제1 배터리 셀 그룹의 (-) 단자와 상기 입/출력 단자의 (-) 단자에 연결된 제1 충전 FET;
상기 제2 배터리 셀 그룹의 (+) 단자와 상기 입/출력 단자의 (+) 단자에 연결된 제2 충전 FET;
상기 제1 배터리 셀 그룹과 제2 배터리 셀 그룹 사이의 격리소자; 및
상기 제1 충전 FET, 제2 충전 FET 및 방전 FET와 연결되어 온(ON)/오프(OFF) 제어하고, 상기 물리적 스위치와 연결되어 물리적 스위치의 상태를 감지하는 제어부; 를 포함하여 구성되고,
외부 고출력 요구 시스템이 연결되는 경우,
상기 제어부가 상기 물리적 스위치의 온(ON) 상태의 전환을 감지하여 상기 제1 충전 FET 및 제2 충전 FET를 오프(OFF) 제어함으로써, 제1 배터리 셀 그룹, 온 (ON) 상태로 전환되는 상기 물리적 스위치, 상기 제어부가 상기 물리적 스위치의 상태의 전환을 감지하여 온(ON) 제어하는 방전 FET, 제2 배터리 셀 그룹 및 외부 고출력 요구 시스템으로 형성되는 직렬경로;
상기 외부 고출력 요구 시스템이 연결해제 되는 경우, 상기 물리적 스위치는 오프(OFF)되고, 상기 제어부가 상기 물리적 스위치의 상태의 전환을 감지하여 방전 FET를 오프(OFF) 제어하고 제1 충전 FET 및 제2 충전 FET를 온(ON) 제어하여 외부 충전 장치, 제1 충전 FET 및 제1 배터리 셀 그룹과 외부 충전 장치, 제2 충전 FET 및 제 2 배터리 셀 그룹으로 형성되는 병렬경로;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치.
In the parallel and parallel operation control apparatus of a battery pack including a series circuit and a parallel circuit,
A battery pack including a first battery cell group and a second battery cell group;
Input / output terminals (+,-) connected to an external charging device or an external high power request system;
A first battery cell group having a positive terminal connected to a positive terminal of the input / output terminal;
A second battery cell group having a (-) terminal connected to a (-) terminal of the input / output terminal;
A physical switch having one end connected to the negative terminal of the first battery cell group;
A discharge FET connected to the other end of the physical switch and a positive terminal of the second battery cell group;
A first charging FET connected to a (-) terminal of the first battery cell group and a (-) terminal of the input / output terminal;
A second charge FET connected to a positive terminal of the second battery cell group and a positive terminal of the input / output terminal;
An isolation device between the first battery cell group and the second battery cell group; And
A controller connected to the first charge FET, the second charge FET, and the discharge FET to control the ON / OFF, and connected to the physical switch to sense a state of a physical switch; It is configured to include,
If an external high power request system is connected,
The control unit detects the switching of the ON state of the physical switch to turn off the first charge FET and the second charge FET, thereby switching to the first battery cell group, the ON state. A serial path formed of a physical switch, a discharge FET for controlling the state of the state of the physical switch to be controlled by the controller, a second battery cell group, and an external high power request system;
When the external high power request system is disconnected, the physical switch is turned off, and the controller detects a change of state of the physical switch to control the discharge FET off and to control the first charge FET and the second. A parallel path formed of an external charging device, a first charging FET and a first battery cell group and an external charging device, a second charging FET, and a second battery cell group by controlling the charging FET on;
Configured including Serial and parallel operation control device of the battery pack, characterized in that.
상기 외부 충전 장치 연결시 상기 외부 충전 장치로부터 공급되는 충전 전력의 전류를 감지할 수 있는 충전 전류 감지 저항; 을 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 충전 전류 감지 저항을 통해 감지된 충전 전류의 존재 유무나 상기 외부 충전 장치와 데이터 송수신 진행 여부에 따라 상기 외부 충전 장치의 연결 여부를 판단하고, 감지된 상기 충전 전류가 존재하거나 상기 데이터 송수신 진행 중이라고 판단된 경우, 상기 외부 충전 장치가 연결되었음을 인식하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치.
The method according to claim 1,
A charging current sensing resistor capable of sensing a current of charging power supplied from the external charging device when the external charging device is connected; More,
The controller determines whether the external charging device is connected according to whether the charging current sensed through the charging current sensing resistor is present or whether data is transmitted and received with the external charging device and whether the detected charging current exists or the data. And determining that the external charging device is connected, when it is determined that transmission and reception are in progress.
각각의 배터리 셀 그룹으로 구성되되, 상기 각각의 배터리 셀 그룹은 서로간 직렬 연결된 상기 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치.The method of claim 1, wherein the plurality of battery cell groups,
And a plurality of battery cell groups, wherein each of the battery cell groups includes the plurality of battery cells connected in series with each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150153405A KR102035682B1 (en) | 2015-11-02 | 2015-11-02 | APPARATUS FOR CONTROLLING SERIAL AND PARALLEL OPERATION OF BATTERY PACKk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150153405A KR102035682B1 (en) | 2015-11-02 | 2015-11-02 | APPARATUS FOR CONTROLLING SERIAL AND PARALLEL OPERATION OF BATTERY PACKk |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170051062A KR20170051062A (en) | 2017-05-11 |
KR102035682B1 true KR102035682B1 (en) | 2019-10-23 |
Family
ID=58741828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150153405A KR102035682B1 (en) | 2015-11-02 | 2015-11-02 | APPARATUS FOR CONTROLLING SERIAL AND PARALLEL OPERATION OF BATTERY PACKk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102035682B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102331840B1 (en) | 2017-09-15 | 2021-12-01 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery pack with communication stage isolation |
KR20210111060A (en) | 2020-03-02 | 2021-09-10 | 주식회사 럼플리어 | Battery management system for recycling waste battery |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200189819Y1 (en) * | 1999-10-13 | 2000-07-15 | 엘지전자주식회사 | Battery pack capable of balanced charging cell |
JP2001186668A (en) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Sony Corp | Battery pack, power supply and charging and discharging method |
KR101123637B1 (en) * | 2010-02-24 | 2012-03-20 | 주식회사 미트 | A hybrid battery system with the serial-parallel convertible circuit |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101304325B1 (en) | 2011-04-25 | 2013-09-11 | 한국과학기술연구원 | Method for fabricating silica-coated Au nanorods and nanohybrization of silica-coated Au nanorods and silica nanoballs |
-
2015
- 2015-11-02 KR KR1020150153405A patent/KR102035682B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200189819Y1 (en) * | 1999-10-13 | 2000-07-15 | 엘지전자주식회사 | Battery pack capable of balanced charging cell |
JP2001186668A (en) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Sony Corp | Battery pack, power supply and charging and discharging method |
KR101123637B1 (en) * | 2010-02-24 | 2012-03-20 | 주식회사 미트 | A hybrid battery system with the serial-parallel convertible circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170051062A (en) | 2017-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3525314B1 (en) | Apparatus and method for preventing overcharge | |
US7928691B2 (en) | Method and system for cell equalization with isolated charging sources | |
KR100991084B1 (en) | Multi battery pack system and control method thereof, and battery pack using the same | |
KR101182890B1 (en) | System for controlling charging of battery pack | |
US20060097700A1 (en) | Method and system for cell equalization with charging sources and shunt regulators | |
CN102110976B (en) | For the protective circuit of battery pack | |
KR101387733B1 (en) | Battery pack, battery pack arrangement and electric apparatus | |
WO2014045659A1 (en) | Secondary battery pack and authentication method | |
KR20090011497A (en) | Apparatus and method for balancing of batter cell's charge capacity | |
KR20130046234A (en) | A battery pack and method for controlling the battery pack | |
US8802257B2 (en) | Battery pack and driving method thereof | |
US20060097697A1 (en) | Method and system for cell equalization with switched charging sources | |
WO2009154079A1 (en) | Secondary battery pack | |
KR102460960B1 (en) | Battery pack | |
KR20190130901A (en) | Apparatus and method for controlling main battery and sub battery | |
KR20150107032A (en) | Battery pack | |
KR102035682B1 (en) | APPARATUS FOR CONTROLLING SERIAL AND PARALLEL OPERATION OF BATTERY PACKk | |
KR101969389B1 (en) | METHOD FOR CONTROLLING SERIAL AND PARALLEL OPERATION OF BATTERY PACKk | |
US9935472B2 (en) | Battery pack | |
KR20180035080A (en) | Battery cell balancing circuit | |
CN107528353B (en) | Series battery voltage equalization method and equalization circuit | |
US20220077706A1 (en) | Charging system and charger for reducing inrush current | |
CN113078720A (en) | Charging and discharging circuit and method | |
JP5106084B2 (en) | Device for equalizing stored battery energy | |
CN110112805A (en) | Battery charge-discharge control method, system, mobile terminal and storage medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |