KR102045047B1 - Maximum capacity charging apparatus considering SOH unbalance of battery module and control method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a maximum capacity charging device considering state of health (SOH) unbalance of a battery module and a control method thereof. The maximum capacity charging device considering SOH unbalance of a battery module comprises: a plurality of main battery modules connected in parallel to each other to receive current so as to be charged; a measurement unit sensing a state of the main battery module; a discharging unit discharging power of the main battery module; and a control unit controlling the discharging unit to discharge the main battery module reaching a target charging capacity as much as a charging amount supplied to the main battery module reaching the target charging capacity among the plurality of main battery modules. Despite SOH unbalance of the plurality of battery modules forming a secondary battery pack, the charging amount of the secondary battery pack can be maximized.

Description

배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치 및 그 제어방법{Maximum capacity charging apparatus considering SOH unbalance of battery module and control method thereof}Maximum capacity charging apparatus considering SOH unbalance of battery module and control method

본 발명은 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치에 관한 것이다. The present invention relates to a full-capacity charging device taking into account the SOH imbalance of the battery module.

전기자동차 등에 사용되는 아치전지 배터리팩은 직병렬로 연결된 복수의 배터리모듈을 포함하며 리튬이온, 리튬폴리머 등의 배터리셀을 이용한다. 리튬이온 배터리는 충전과 방전을 반복함에 따라서 배터리의 열화가 진행되어 내부 임피던스 및 성분들의 변화가 나타남에 따라 충전용량 감소가 나타나면서 동일한 전류 충전량을 기준으로 충전시간 감소가 나타나게 된다. 이때, 배터리 팩에서 배터리모듈의 물리적 위치, 내부 온도차이, 배터리별 특성 등의 차이로 인해 완벽한 SOH(State Of Health) 균형이 나타날 수 없다. The arch battery battery pack used in an electric vehicle includes a plurality of battery modules connected in parallel and uses battery cells such as lithium ions and lithium polymers. As the lithium ion battery is repeatedly charged and discharged, the battery deteriorates, and as the internal impedance and components change, the charge capacity decreases and the charging time decreases based on the same current charge amount. In this case, a perfect state of health (SOH) balance may not appear due to a difference in a physical location of the battery module, an internal temperature difference, and characteristics of each battery in the battery pack.

현재 전기자동차의 배터리팩 충전은 차량탑재형 충전기(On Board Charger, OBC) 또는 차량외부의 급속 충전기를 이용하는 방식이 사용된다. 이러한 방식은 충전시 배터리모듈을 병렬로 구성하여 각 배터리모듈에 동일한 충전량을 공급한다. 이 때, 복수의 배터리모듈은 SOH가 불균형 상태에 있고, 배터리모듈의 용량 감소량이 서로 다르고 따라서 충전시간도 서로 다르게 나타난다. 배터리모듈의 과충전을 방지하기 위해서 SOH가 낮아서 최소용량을 보유하는 배터리모듈 기준으로 충전을 시행한다. 이러한 경우 SOH가 가장 낮은 배터리모듈의 충전이 완료되면 전체 배터리 팩의 충전이 중지되므로 SOH가 좋은 배터리모듈의 최대 충전 용량을 만족하지 않아 배터리 팩을 최대로 충전할 수 없는 한계점이 나타나고 있다.Currently, electric vehicle battery pack charging is performed using an onboard charger (OCC) or a fast charger outside the vehicle. In this method, the battery modules are configured in parallel to charge and supply the same amount of charge to each battery module. At this time, the plurality of battery modules are in an unbalanced state of SOH, the amount of capacity reduction of the battery module is different, and thus the charging time is different. In order to prevent overcharging of the battery module, charge is performed based on the battery module having the minimum capacity due to low SOH. In this case, when the charging of the battery module having the lowest SOH is completed, charging of the entire battery pack is stopped. Therefore, there is a limit point in that the battery pack cannot be fully charged because the SOH does not satisfy the maximum charging capacity of a good battery module.

KR 10-1810655 B1KR 10-1810655 B1

본 발명의 일실시예에 따른 목적은, 이차전지 배터리팩을 구성하는 복수의 배터리모듈의 SOH 불균형을 고려하여 이차전지 배터리팩의 충전량을 최대화하기 위한 것이다.An object according to an embodiment of the present invention is to maximize the amount of charge of a secondary battery battery pack in consideration of the SOH imbalance of the plurality of battery modules constituting the secondary battery battery pack.

본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치는, 병렬로 연결되어 전류를 공급받아 충전되는 복수의 메인배터리 모듈, 상기 메인배터리 모듈의 상태를 센싱하는 측정부, 상기 메인배터리 모듈의 전력을 방전시키는 방전부, 및 충전시에 상기 측정부로부터 수신하는 상기 복수의 메인배터리 모듈의 상태에 기초하여, 상기 복수의 메인배터리 모듈 중에서 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 공급되는 충전량만큼 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈을 방전시키도록 상기 방전부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The maximum capacity charging device considering the SOH imbalance of the battery module according to an embodiment of the present invention, a plurality of main battery modules are connected in parallel to receive a current, the measuring unit for sensing the state of the main battery module, the A discharge unit for discharging electric power of the main battery module, and a main battery module having reached a target charge capacity among the plurality of main battery modules based on a state of the plurality of main battery modules received from the measurement unit at the time of charging. It may include a control unit for controlling the discharge unit to discharge the main battery module that has reached the target charge amount by the supplied charge amount.

또한, 상기 방전부는 상기 복수의 메인배터리 모듈마다 대응하여 연결되는 복수의 DC/DC 컨버터, 및 상기 DC/DC 컨버터에 연결된 서브 배터리를 포함하며, 상기 제어부는 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 공급되는 충전량만큼을 상기 서브 배터리로 방전하도록 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 연결된 상기 DC/DC 컨버터를 제어할 수 있다. The discharge unit may include a plurality of DC / DC converters corresponding to each of the plurality of main battery modules, and a sub battery connected to the DC / DC converter, and the control unit may include the main battery module reaching the target charge capacity. The DC / DC converter connected to the main battery module reaching the target charge amount may be controlled to discharge the charge amount supplied to the sub battery.

또한, 상기 방전부는 상기 서브배터리 모듈에 연결되는 서브 DC/DC 컨버터를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 서브배터리 모듈이 완충된 경우 상기 서브배터리 모듈에 공급되는 충전량만큼 상기 서브배터리 모듈을 방전시키도록 상기 서브 DC/DC 컨버터를 제어할 수 있다.The discharge unit may further include a sub DC / DC converter connected to the sub battery module, and the controller may discharge the sub battery module by the amount of charge supplied to the sub battery module when the sub battery module is fully charged. The sub DC / DC converter may be controlled.

또한, 상기 서브 DC/DC 컨버터는 상기 서브배터리 모듈로부터 방전시킨 전력을 상기 메인배터리 모듈의 충전라인으로 공급하도록 연결될 수 있다. The sub DC / DC converter may be connected to supply power discharged from the sub battery module to a charging line of the main battery module.

본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치 제어방법은, 병렬로 연결되어 전류를 공급받아 충전되는 복수의 메인배터리 모듈, 상기 메인배터리 모듈의 상태를 센싱하는 측정부, 상기 메인배터리 모듈의 전력을 방전시키는 방전부, 충전시에 상기 측정부로부터 수신하는 상기 복수의 메인배터리 모듈의 상태에 기초하여 상기 방전부를 제어하는 제어부를 포함하는, 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치를 제어함에 있어서, 충전시에 상기 측정부가 상기 메인배터리 모듈의 상태를 측정하여 상기 제어부로 제공하는 측정단계, 상기 제어부가 상기 측정부로부터 수신한 상기 메인배터리 모듈의 상태에 기초하여 상기 메인배터리 모듈이 목표충전용량에 도달하였는지 판단하는 제1 충전량 판단단계, 및 상기 제1 충전량 판단단계를 수행한 결과 상기 복수의 메인배터리 모듈 중에서 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈이 존재하는 경우, 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 공급되는 충전량만큼 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈을 방전시키도록 제어부가 상기 방전부를 제어하는 제1 방전단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method of controlling a maximum capacity charging device considering an SOH imbalance of a battery module includes: a plurality of main battery modules connected in parallel and charged with a current and a sensing unit sensing a state of the main battery module; And a discharging unit for discharging electric power of the main battery module, and a control unit controlling the discharging unit based on a state of the plurality of main battery modules received from the measuring unit at the time of charging. In the control of the full-capacity charging device, during the charging step of measuring the state of the main battery module and providing the control unit, the control unit based on the state of the main battery module received from the measuring unit A first charge amount determining step of determining whether the main battery module has reached a target charge amount; As a result of performing the step of determining the first charge amount, when there is a main battery module that reaches the target charge amount among the plurality of main battery modules, the target charge amount is supplied by the amount of charge supplied to the main battery module that has reached the target charge amount. The control unit may include a first discharging step of controlling the discharging unit so as to discharge the main battery module having reached.

또한, 상기 방전부는 상기 복수의 메인배터리 모듈마다 대응하여 연결되는 복수의 DC/DC 컨버터, 및 상기 DC/DC 컨버터에 연결된 서브 배터리를 포함하며, 상기 제1 방전단계는 제어부가 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 공급되는 충전량만큼을 상기 서브 배터리로 방전하도록 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 연결된 상기 DC/DC 컨버터를 제어하는 것일 수 있다. The discharge unit may include a plurality of DC / DC converters corresponding to the plurality of main battery modules, and a sub battery connected to the DC / DC converter. The DC / DC converter connected to the main battery module reaching the target charge amount may be controlled to discharge the charged amount supplied to the main battery module to the sub battery.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be interpreted in their ordinary and dictionary meanings, and the inventors will be required to properly define the concepts of terms in order to best describe their own invention. On the basis of the principle that it can be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따르면, 메인배터리 모듈마다 DC/DC 컨버터가 연결되는 분산형 DC/DC 컨버터 구조에서, 충전시에 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 연결된 DC/DC 컨버터를 동작시켜 충전량만큼 방전을 동시에 수행함으로써 나머지 메인배터리를 계속하여 충전할 수 있으므로, 배터리 팩의 충전용량을 최대한 활용할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in a distributed DC / DC converter structure in which a DC / DC converter is connected to each main battery module, the DC / DC converter connected to the main battery module reaching the target charge capacity during charging is operated. By simultaneously discharging as much as the amount of charge, the remaining main battery can be continuously charged, thereby maximizing the charge capacity of the battery pack.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치의 방전부의 구성을 더 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 서브 DC/DC 컨버터가 더 포함된 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a maximum capacity charging device considering the SOH imbalance of the battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the configuration of the discharge unit of the full-capacity charging device considering the SOH imbalance of the battery module according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of controlling a maximum capacity charging device in consideration of an SOH imbalance of a battery module according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 to 7 is a view showing the operation of the full-capacity charging device considering the SOH imbalance of the battery module according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a maximum capacity charging device considering the SOH imbalance of a battery module further includes a sub DC / DC converter according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명의 일실시예를 설명함에 있어서, 본 발명의 일실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다. The objects, specific advantages and novel features of one embodiment of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings. In the present specification, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components as possible, even if displayed on different drawings have the same number as possible. In addition, terms such as “one side”, “other side”, “first”, “second”, etc. are used to distinguish one component from another component, and a component is limited by the terms. no. Hereinafter, in describing one embodiment of the present invention, detailed descriptions of related well-known techniques that may unnecessarily obscure the subject matter of one embodiment of the present invention will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치(100)를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the maximum capacity charging device 100 in consideration of the SOH imbalance of the battery module according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치(100)는, 병렬로 연결되어 전류를 공급받아 충전되는 복수의 메인배터리 모듈(110), 메인배터리 모듈(110)의 상태를 센싱하는 측정부(120), 메인배터리 모듈(110)의 전력을 방전시키는 방전부(130), 충전시에 측정부(120)로부터 수신하는 복수의 메인배터리 모듈(110)의 상태에 기초하여, 복수의 메인배터리 모듈(110) 중에서 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈(110)에 공급되는 충전량만큼 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈(110)을 방전시키도록 방전부(130)를 제어하는 제어부(140)를 포함할 수 있다. Maximum capacity charging device 100 considering the SOH imbalance of the battery module according to an embodiment of the present invention, the plurality of main battery module 110, the main battery module 110 is connected in parallel to receive the current is charged Based on the state of the measurement unit 120 for sensing a state, the discharge unit 130 for discharging the power of the main battery module 110, and the plurality of main battery modules 110 received from the measurement unit 120 during charging. The discharge unit 130 is discharged to discharge the main battery module 110 that reaches the target charge amount by the amount of charge supplied to the main battery module 110 that reaches the target charge amount among the plurality of main battery modules 110. It may include a control unit 140 for controlling.

메인배터리 모듈(110)은 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결된 복수의 이차전지 배터리를 포함한다. 복수의 메인배터리 모듈(110)은 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결되어 전기자동차용 배터리팩이나 에너지 저장시스템(Energy Storage System, ESS)용 배터리팩 등에 사용될 수 있다. 메인배터리 모듈(110)은 리튬이온 또는 리튬폴리머 등 재충전가능한 이차전지이다. 예를 들어, 메인배터리 모듈(110)은 복수의 리튬이온 배터리가 직렬로 연결되어 30V의 출력전압을 갖는 고전압 배터리(High Voltage Battery) 모듈일 수 있다. The main battery module 110 includes a plurality of secondary battery batteries connected in series, in parallel or in parallel. The plurality of main battery modules 110 may be connected in series, parallel, or in parallel to be used in a battery pack for an electric vehicle or a battery pack for an energy storage system (ESS). The main battery module 110 is a rechargeable secondary battery such as lithium ion or lithium polymer. For example, the main battery module 110 may be a high voltage battery module having a plurality of lithium ion batteries connected in series and having an output voltage of 30V.

외부전원(10)은 산업용이나 가정용 교류(AC)전원일 수 있고, 교류인 외부전원(10)에 연결된 AC/DC 컨버터(20)는 교류를 직류로 변환하여 메인배터리 모듈(110)로 전력을 공급할 수 있다. 메인배터리 모듈(110)은 복수개가 병렬로 연결된 상태로 충전될 수 있다. 복수의 메인배터리 모듈(110)은 병렬로 연결되어 외부로부터 각 메인배터리 모듈(110)에 동일한 전류량이 병렬로 공급될 수 있다. 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 4개의 메인배터리 모듈(110)이 AC/DC 컨버터(20)를 통해 외부전원(10)으로부터 전력을 공급받아 충전될 수 있으며, 4개의 메인배터리 모듈(110)은 병렬로 연결되어 AC/DC 컨버터(20)를 통해 각 메인배터리 모듈(110)에 동일한 전류량이 공급될 수 있다. The external power source 10 may be an industrial or home alternating current (AC) power source, and the AC / DC converter 20 connected to the external power source 10, which is AC, converts AC into direct current to supply power to the main battery module 110. Can supply The main battery module 110 may be charged in a state in which a plurality of main battery modules 110 are connected in parallel. The plurality of main battery modules 110 may be connected in parallel to supply the same amount of current to each main battery module 110 from the outside in parallel. For example, as shown in FIG. 1, four main battery modules 110 may be charged by receiving power from the external power source 10 through the AC / DC converter 20, and the four main battery modules ( The 110 may be connected in parallel to supply the same amount of current to each main battery module 110 through the AC / DC converter 20.

측정부(120)는 메인배터리 모듈(110)의 상태를 측정하여 제어부(140)로 제공할 수 있다. 메인배터리 모듈(110)의 상태는 메인배터리 모듈(110)의 전압, 전류, 온도, SOC, SOH 등을 포함할 수 있다. 측정부(120)는 온도센서, 전압센서, 전류센서 등을 포함할 수 있고, SOC, 또는 SOH 를 계산에 의해 추정할 수 있는 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 측정부(120)는 메인배터리 모듈(110)마다 하나씩 구비될 수 있다. The measurement unit 120 may measure the state of the main battery module 110 and provide it to the controller 140. The state of the main battery module 110 may include voltage, current, temperature, SOC, SOH, etc. of the main battery module 110. The measurement unit 120 may include a temperature sensor, a voltage sensor, a current sensor, and the like, and may include a processor and a memory capable of estimating SOC or SOH by calculation. One measurement unit 120 may be provided for each main battery module 110.

방전부(130)는 메인배터리 모듈(110)에 연결되어 메인배터리 모듈(110)을 방전시킨다. 방전부(130)는 제어부(140)의 제어에 따라 복수의 메인배터리 모듈(110) 중에서 선택된 하나 이상의 메인배터리 모듈(110)을 방전시킬 수 있다. 방전부(130)의 방전 동작은 메인배터리 모듈(110)의 충전과 동시에 수행될 수 있다. 방전부(130)는 메인배터리 모듈(110)에 공급되는 충전량과 동일한 양만큼 메인배터리 모듈(110)을 방전시킬 수 있다. 예를 들어, 방전부(130)는 메인배터리 모듈(110)로부터 전류를 인출하여 저항에 공급하는 방식으로 메인배터리 모듈(110)을 방전시킬 수 있다. The discharge unit 130 is connected to the main battery module 110 to discharge the main battery module 110. The discharge unit 130 may discharge one or more main battery modules 110 selected from the plurality of main battery modules 110 under the control of the controller 140. The discharge operation of the discharge unit 130 may be performed simultaneously with the charging of the main battery module 110. The discharge unit 130 may discharge the main battery module 110 by an amount equal to the amount of charge supplied to the main battery module 110. For example, the discharge unit 130 may discharge the main battery module 110 by drawing current from the main battery module 110 and supplying the current to the resistor.

제어부(140)는 측정부(120)로부터 수신하는 메인배터리 모듈(110)의 상태에 기초하여 방전부(130)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(140)는 각 메인배터리 모듈(110)이 목표충전용량에 도달하였는지 판단하고, 어느 하나의 메인배터리 모듈(110)이 목표충전용량에 도달한 경우 메인배터리 모듈(110)에 공급되는 충전량만큼을 방전부(130)가 방전시키도록 방전부(130)를 제어한다. 이러한 메인배터리 모듈(110), 측정부(120), 방전부(130), 제어부(140)의 동작에 따라, 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈(110)은 충전량과 방전량이 동일하므로 과충전되지 않은 상태에서 나머지 메인배터리 모듈(110)을 계속하여 충전할 수 있고, 최종적으로 모든 메인배터리 모듈(110)이 목표충전용량에 도달할 때까지 충전을 계속할 수 있다. The controller 140 may control the operation of the discharge unit 130 based on the state of the main battery module 110 received from the measurement unit 120. The controller 140 determines whether each main battery module 110 has reached the target charge capacity, and when any one of the main battery modules 110 has reached the target charge amount, the controller 140 supplies the amount of charge supplied to the main battery module 110. The discharge unit 130 is controlled to discharge the discharge unit 130. According to the operation of the main battery module 110, the measuring unit 120, the discharging unit 130, and the control unit 140, the main battery module 110 reaching the target charge capacity is not overcharged because the charge amount and the discharge amount are the same. In the non-state, the remaining main battery module 110 may be continuously charged, and finally charging may be continued until all main battery modules 110 reach the target charge capacity.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치(100)의 방전부(130)의 구성을 더 나타내는 도면이다.2 is a view showing the configuration of the discharge unit 130 of the maximum capacity charging device 100 in consideration of the SOH imbalance of the battery module according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치(100)의 측정부(120)는, 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)으로 구현되어 메인배터리 모듈(110)마다 하나씩 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-3, 110-4)이 병렬로 연결되어 AC/DC 컨버터(20)로부터 동일한 전류를 공급받는 방식으로 충전되고, 제1 내지 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-3, 110-4)에는 각각 제1 내지 제4 BMS(121-1, 121-2, 121-3, 121-4)가 구비될 수 있다. 제1 내지 제4 BMS(121-1, 121-2, 121-3, 121-4)는 제1 내지 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-3, 110-4)의 상태를 측정하여 제어부(140)로 제공(①②③④)한다.As shown in FIG. 2, the measuring unit 120 of the maximum capacity charging device 100 considering the SOH imbalance of the battery module according to an embodiment of the present invention is implemented as a battery management system (BMS). The main battery module 110 may be provided one by one. For example, the first to fourth main battery modules 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 are connected in parallel to be charged in such a manner that the same current is supplied from the AC / DC converter 20. The first to fourth main battery modules 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 are respectively included in the first to fourth BMSs 121-1, 121-2, 121-3, and 121-. 4) may be provided. The first to fourth BMSs 121-1, 121-2, 121-3, and 121-4 are connected to the first to fourth main battery modules 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4. The state is measured and provided to the controller 140 (①②③④).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치(100)의 방전부(130)는, 복수의 메인배터리 모듈(110)마다 대응하여 연결되는 복수의 DC/DC 컨버터(131), 및 DC/DC 컨버터(131)에 연결된 서브 배터리를 포함할 수 있다. DC/DC 컨버터(131)는 메인배터리 모듈(110)마다 하나씩 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 내지 제4 DC/DC 컨버터(131-1, 131-2, 131-3, 131-4)가 제1 내지 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-3, 110-4)에 각각 대응되도록 구비될 수 있다. In addition, the discharge unit 130 of the full-capacity charging device 100 in consideration of the SOH imbalance of the battery module according to an embodiment of the present invention, a plurality of DC / DC connected corresponding to each of the plurality of main battery modules 110 The converter 131 may include a sub battery connected to the DC / DC converter 131. One DC / DC converter 131 may be provided for each main battery module 110. For example, as illustrated in FIG. 2, the first to fourth DC / DC converters 131-1, 131-2, 131-3, and 131-4 may be configured as the first to fourth main battery modules 110-1. , 110-2, 110-3, and 110-4, respectively.

DC/DC 컨버터(131)는 동작(On)시에 메인배터리 모듈(110)을 방전시킬 수 있다. 서브배터리 모듈(132)은 충방전이 가능한 이차전지일 수 있고, 예를 들어 정격전압이 12V 인 납축전지일 수 있다. DC/DC 컨버터(131)는 동작(On)시에 메인배터리 모듈(110)의 출력전압(예를 들어 30V)을 서브배터리 모듈(132)의 입력전압(예를 들어 12V)으로 변환할 수 있다. DC/DC 컨버터(131)는 전기에너지를 동력으로 이용하는 다양한 방식의 전기자동차(xEV)에 탑재되는 저전압 DC/DC 컨버터(131)(Low voltage DC/DC Converter, LDC)일 수 있다. The DC / DC converter 131 may discharge the main battery module 110 during operation (On). The sub-battery module 132 may be a secondary battery capable of charging and discharging. For example, the sub battery module 132 may be a lead storage battery having a rated voltage of 12V. The DC / DC converter 131 may convert an output voltage (eg, 30V) of the main battery module 110 into an input voltage (eg, 12V) of the sub-battery module 132 during operation (On). . The DC / DC converter 131 may be a low voltage DC / DC converter 131 mounted in various types of electric vehicles (xEVs) using electric energy as power.

또한, 제어부(140)는 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈(110)에 공급되는 충전량만큼을 서브 배터리로 방전하도록 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈(110)에 연결된 DC/DC 컨버터(131)를 제어하도록 동작할 수 있다. 따라서, 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈(110)이 방전하는 전력을 DC/DC 컨버터(131)를 통해 서브배터리 모듈(132)로 전달하여 서브배터리 모듈(132)을 충전할 수 있다. 전기자동차의 전조등, 라이다(LIDAR), AVN 등의 전장부품은 12V 직류전원을 이용하므로 서브배터리 모듈(132)은 항상 사용되고 있어서 충전이 필요하며, 메인배터리 모듈(110)을 충전하는 과정에서 서브배터리 모듈(132)을 함께 충전될 수 있다. In addition, the controller 140 may connect the DC / DC converter 131 connected to the main battery module 110 that reaches the target charge capacity to discharge the charge amount supplied to the main battery module 110 that reaches the target charge capacity to the sub battery. May be controlled. Therefore, the sub-battery module 132 may be charged by transferring the power discharged by the main battery module 110 reaching the target charge capacity to the sub-battery module 132 through the DC / DC converter 131. Electric parts such as headlights, LIDAR, AVN, etc. of electric vehicles use 12V DC power, so the sub-battery module 132 is always in use and needs to be charged, and in the process of charging the main battery module 110, The battery module 132 may be charged together.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치(100) 제어방법을 나타내는 흐름도이며, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치(100)의 동작을 나타내는 도면이다. 도 4 내지 도 7에서 빗금 화살표는 전력의 이동을 나타낸다. 3 is a flowchart illustrating a method of controlling a maximum capacity charging device 100 in consideration of an SOH imbalance of a battery module according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 to 7 are SOHs of a battery module according to an embodiment of the present invention. A diagram showing the operation of the full-capacity charging device 100 considering the imbalance. The hatched arrows in FIGS. 4 to 7 indicate the movement of power.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치(100) 제어방법은, 상기 도 1 또는 도 2에서 설명한 최대용량 충전장치(100)를 제어하는 방법으로서, 충전시에 측정부(120)가 메인배터리 모듈(110)의 상태를 측정하여 제어부(140)로 제공하는 측정단계(S10), 제어부(140)가 측정부(120)로부터 수신한 메인배터리 모듈(110)의 상태에 기초하여 메인배터리 모듈(110)이 목표충전용량에 도달하였는지 판단하는 제1 충전량 판단단계(S20), 및 제1 충전량 판단단계를 수행한 결과 복수의 메인배터리 모듈(110) 중에서 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈(110)이 존재하는 경우, 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈(110)에 공급되는 충전량만큼 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈(110)을 방전시키도록 제어부(140)가 상기 방전부(130)를 제어하는 제1 방전단계(S30)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, the method for controlling the maximum capacity charging device 100 in consideration of the SOH imbalance of the battery module according to an embodiment of the present invention includes the maximum capacity charging device 100 described with reference to FIG. 1 or FIG. 2. As a control method, the measurement unit 120 measures the state of the main battery module 110 and provides it to the control unit 140 at the time of charging (S10), the control unit 140 is received from the measurement unit 120 A plurality of main batteries as a result of performing the first charge amount determination step (S20), and the first charge amount determination step of determining whether the main battery module 110 has reached the target charge capacity based on the state of one main battery module 110. If the main battery module 110 has reached the target charge capacity among the modules 110, the main battery module has reached the target charge amount by the amount of charge supplied to the main battery module 110 having reached the target charge amount. Discharge 110 The lock controller 140 may include a first discharge step S30 for controlling the discharge unit 130.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 방전부(130)가 복수의 메인배터리 모듈(110)마다 대응하여 연결되는 복수의 DC/DC 컨버터(131), 및 DC/DC 컨버터(131)에 연결된 서브 배터리를 포함할 수 있고, 상기 단계 (C)는 제어부(140)가 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈(110)에 공급되는 충전량만큼을 상기 서브 배터리로 방전하도록 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈(110)에 연결된 상기 DC/DC 컨버터(131)를 제어하는 것일 수 있다. In addition, as shown in FIG. 2, a plurality of DC / DC converters 131 and subs connected to the DC / DC converters 131 are connected to the discharge units 130 corresponding to the plurality of main battery modules 110. The battery may include a battery, and the step (C) may include the controller 140 reaching the target charge amount to discharge the charge amount supplied to the main battery module 110 having reached the target charge amount to the sub-battery. The DC / DC converter 131 connected to the main battery module 110 may be controlled.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-3, 110-4)이 충전중인 경우, 제1 내지 제4 BMS(121-1, 121-2, 121-3, 121-4)는 각 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-3, 110-4)의 상태를 측정(S10)하여 제어부(140)로 제공한다(①②③④). 제어부(140)는 각 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-3, 110-4)의 SOC가 목표충전용량(예를 들어 80%)에 도달하였는지 판단하고(S20), 제1 내지 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-3, 110-4)의 SOC가 각각 65%, 68%, 72%, 65%로 목표충전용량(80%)보다 낮으므로(N) 계속하여 충전을 지속하면서 상태측정(S10) 및 판단(S20)을 반복한다. As shown in FIG. 4, when the first to fourth main battery modules 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 are being charged, the first to fourth BMSs 121-1 and 121 are charged. -2, 121-3, 121-4 measures the state of each main battery module 110-1, 110-2, 110-3, 110-4 (S10) and provides it to the controller 140 (①②③④ ). The controller 140 determines whether the SOC of each of the main battery modules 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 reaches a target charge capacity (eg, 80%) (S20). Since the SOCs of the fourth main battery modules 110-1, 110-2, 110-3, and 110-4 are 65%, 68%, 72%, and 65%, respectively, lower than the target charge capacity (80%) ( N) The state measurement (S10) and determination (S20) are repeated while continuing charging.

도 5에 도시된 바와 같이, 제3 메인배터리 모듈(110-3)의 SOC가 목표충전용량(80%)에 도달한 경우(Y), 제어부(140)는 제3 메인배터리 모듈(110-3)에 연결된 제3 DC/DC 컨버터(131-3)가 제3 메인배터리 모듈(110-3)에 공급되는 충전량만큼 제3 메인배터리 모듈(110-3)을 방전시키도록 동작(On)시키는 제어신호(ⓒ)를 제3 DC/DC 컨버터(131-3)로 제공한다(S30). 제3 DC/DC 컨버터(131-3)는 제3 메인배터리 모듈(110-3)에서 방전된 전력을 서브배터리 모듈(132)로 전달하여 서브배터리 모듈(132)을 충전한다. 제3 DC/DC 컨버터(131-3)가 동작(On)하여 제3 메인배터리 모듈(110-3)로 공급되는 충전량을 방전시키므로, 제1 내지 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-3, 110-4)에 계속하여 동일한 전류를 공급하는 방식으로 제1, 제2 및 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-4)을 계속 충전할 수 있다. As illustrated in FIG. 5, when the SOC of the third main battery module 110-3 reaches the target charge amount (80%) (Y), the controller 140 controls the third main battery module 110-3. Control so that the third DC / DC converter 131-3 connected to the second battery discharges the third main battery module 110-3 by the amount of charge supplied to the third main battery module 110-3. The signal ⓒ is provided to the third DC / DC converter 131-3 (S30). The third DC / DC converter 131-3 transfers the power discharged from the third main battery module 110-3 to the sub battery module 132 to charge the sub battery module 132. Since the third DC / DC converter 131-3 operates (On) to discharge the charge amount supplied to the third main battery module 110-3, the first to fourth main battery modules 110-1 and 110-. The first, second and fourth main battery modules 110-1, 110-2, and 110-4 may be continuously charged in such a manner that the same current is continuously supplied to 2, 110-3, and 110-4. .

도 6에 도시된 바와 같이, 제2 메인배터리 모듈(110-2)의 SOC가 목표충전용량(80%)에 도달한 경우(Y), 제어부(140)는 제2 메인배터리 모듈(110-2)에 연결된 제2 DC/DC 컨버터(131-2)가 제2 메인배터리 모듈(110-2)에 공급되는 충전량만큼 제2 메인배터리 모듈(110-2)을 방전시키도록 동작(On)시키는 제어신호(ⓑ)를 제2 DC/DC 컨버터(131-2)로 제공한다(S30). 제2 DC/DC 컨버터(131-2)는 제2 메인배터리 모듈(110-2)에서 방전된 전력을 서브배터리 모듈(132)로 전달하여 서브배터리 모듈(132)을 충전한다. 이와 같이 제어부(140)는 각 메인배터리 모듈(110)의 상태에 따라 각 DC/DC 컨버터(131)마다 개별적으로 제1 방전단계(S30)를 수행할 수 있다. 이때, 제2 및 제3 DC/DC 컨버터(131-2, 131-3)가 동작(On)하고 있으므로, 제1 내지 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-3, 110-4)에 계속하여 동일한 전류를 공급하는 방식으로 제1 및 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-4)을 계속 충전할 수 있다. As shown in FIG. 6, when the SOC of the second main battery module 110-2 reaches a target charge amount (80%) (Y), the controller 140 controls the second main battery module 110-2. Control so that the second DC / DC converter 131-2 connected to the second battery unit 131-2 discharges the second main battery module 110-2 by the amount of charge supplied to the second main battery module 110-2. The signal ⓑ is provided to the second DC / DC converter 131-2 (S30). The second DC / DC converter 131-2 transfers the power discharged from the second main battery module 110-2 to the sub battery module 132 to charge the sub battery module 132. As such, the controller 140 may individually perform the first discharge step S30 for each DC / DC converter 131 according to the state of each main battery module 110. In this case, since the second and third DC / DC converters 131-2 and 131-3 are operating (On), the first to fourth main battery modules 110-1, 110-2, 110-3, and 110 are operated. The first and fourth main battery modules 110-1 and 110-4 may be continuously charged in the manner of supplying the same current continuously to −4).

도 7에 도시된 바와 같이, 제1 및 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-4)의 SOC가 목표충전용량(80%)에 도달한 경우(Y), 제어부(140)는 제1 및 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-4)에 연결된 제1 및 제4 DC/DC 컨버터(131-1, 131-4)가 제1 및 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-4)에 공급되는 충전량만큼 제1 및 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-4)을 방전시키도록 동작(On)시키는 제어신호(ⓐ, ⓓ)를 제1 및 제4 DC/DC 컨버터(131-1, 131-4)로 제공한다(S30). 제1 및 제4 DC/DC 컨버터(131-1, 131-4)는 제1 및 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-4)에서 방전된 전력을 서브배터리 모듈(132)로 전달하여 서브배터리 모듈(132)을 충전한다. 이러한 과정을 따라 제어부(140)는 모든 메인배터리 모듈(110)이 목표충전용량에 도달하도록 충전을 제어할 수 있다. 제어부(140)는 모든 메인배터리 모듈(110)이 목표충전용량에 도달한 경우 메인배터리 모듈의 충전을 중지하고 모든 DC/DC 컨버터(131)의 동작을 중지하도록 제어한다. As illustrated in FIG. 7, when the SOCs of the first and fourth main battery modules 110-1 and 110-4 reach a target charge amount (80%) (Y), the controller 140 may include the first And the first and fourth DC / DC converters 131-1 and 131-4 connected to the fourth main battery modules 110-1 and 110-4 are connected to the first and fourth main battery modules 110-1 and 110. The first and fourth DC / DC control signals ⓐ and ⓓ to operate (On) to discharge the first and fourth main battery modules 110-1 and 110-4 by the amount of charge supplied to the terminal 4. Provided to the converter (131-1, 131-4) (S30). The first and fourth DC / DC converters 131-1 and 131-4 transfer power discharged from the first and fourth main battery modules 110-1 and 110-4 to the sub battery module 132. The sub battery module 132 is charged. According to this process, the controller 140 may control the charging so that all main battery modules 110 reach the target charge capacity. The controller 140 controls to stop the charging of the main battery module and to stop the operation of all the DC / DC converters 131 when all the main battery modules 110 reach the target charging capacity.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 메인배터리 모듈(110)마다 DC/DC 컨버터(131)가 연결되는 분산형 DC/DC 컨버터 구조에서, 충전시에 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈(110)에 연결된 DC/DC 컨버터(131)를 동작시켜 충전량만큼 방전을 동시에 수행함으로써 나머지 메인배터리를 계속하여 충전할 수 있으므로, 배터리 팩의 충전용량을 최대한 활용할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, in the distributed DC / DC converter structure in which the DC / DC converter 131 is connected to each main battery module 110, the main charge that reaches the target charging capacity at the time of charging By operating the DC / DC converter 131 connected to the battery module 110 and simultaneously discharging as much as the charging amount, the remaining main battery can be continuously charged, thereby making the most of the charging capacity of the battery pack.

복수의 메인배터리 모듈(110)은 배터리 팩을 구성함에 있어서 배터리 팩에서 메인배터리 모듈(110)의 물리적인 위치의 차이나 배터리 제조상의 미세한 편차와 사용상의 충격 등의 다양한 이유로 내부저항 및 SOH의 차이가 발생한다. 이러한 메인배터리 모듈(110)간의 SOH 불균형은 셀의 전압 밸런싱을 수행하더라도 완벽히 제거될 수 없고, 배터리 사용시간이 증가할수록 불균형이 증가하고 모듈간의 용량 편차가 나타나고 충전시간의 편차도 나타난다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 목표충전용량을 SOC가 80%로 정한 경우 동일한 전류량으로 충전할 때 SOH가 가장 낮은 제3 메인배터리 모듈(110-3)이 가장 빨리 충전되고, 제1, 제2, 및 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-4)은 목표충전용량에 도달되지 않는다. 이러한 SOH 차이에 따른 충전시간의 차이에도 불구하고 본 발명의 일실시예에 따르면 나머지 제1, 제2, 및 제4 메인배터리 모듈(110-1, 110-2, 110-4)을 계속하여 충전할 수 있다. The plurality of main battery modules 110 may have a difference in internal resistance and SOH due to various reasons such as differences in physical positions of the main battery modules 110 in the battery pack, minute variations in battery manufacturing, and impact on use. Occurs. The SOH imbalance between the main battery modules 110 cannot be completely eliminated even when the voltage balancing of the cells is performed, and as the battery usage time increases, the imbalance increases, the capacity deviation between modules appears, and the charge time deviation also appears. For example, as shown in FIG. 5, when the SOC is set at 80%, the third main battery module 110-3 having the lowest SOH is charged the fastest when charging the same current amount. The first, second, and fourth main battery modules 110-1, 110-2, and 110-4 do not reach the target charge capacity. In spite of the difference in charging time according to the SOH difference, the remaining first, second, and fourth main battery modules 110-1, 110-2, and 110-4 are continuously charged according to one embodiment of the present invention. can do.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 서브 DC/DC 컨버터(133)가 더 포함된 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치(100)를 나타내는 도면이다. FIG. 8 is a diagram illustrating a maximum capacity charging device 100 considering SOH imbalance of a battery module further including a sub DC / DC converter 133 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치(100)의 방전부(130)는 서브 DC/DC 컨버터(133)를 더 포함할 수 있다. 서브 DC/DC 컨버터(133)는 서브배터리 모듈(132)로부터 방전시킨 전력을 메인배터리 모듈(110)의 충전라인으로 공급하도록 연결될 수 있다. 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이, 일부 메인배터리 모듈(110-2, 110-3)이 목표충전용량에 도달하고 나머지 메인배터리 모듈(110-1, 110-4)이 목표충전용량에 도달하지 못한 상태에서 서브배터리 모듈(132)이 최대용량까지 완충되는 경우가 발생할 수 있다. 서브배터리 모듈(132)이 최대용량까지 완전히 충전된 상태에서 DC/DC 컨버터(131)가 서브배터리 모듈(132)로 전력을 공급하면 서브배터리 모듈(132)이 과충전되는 문제가 발생할 수 있다. The discharge unit 130 of the full-capacity charging device 100 considering the SOH imbalance of the battery module according to an embodiment of the present invention may further include a sub DC / DC converter 133. The sub DC / DC converter 133 may be connected to supply power discharged from the sub battery module 132 to the charging line of the main battery module 110. For example, as shown in FIG. 6, some of the main battery modules 110-2 and 110-3 reach the target charge capacity, and the remaining main battery modules 110-1 and 110-4 reach the target charge capacity. In this case, the sub-battery module 132 may be fully charged up to the maximum capacity. If the DC / DC converter 131 supplies power to the sub battery module 132 while the sub battery module 132 is fully charged to the maximum capacity, the sub battery module 132 may be overcharged.

서브 DC/DC 컨버터(133)는 서브배터리 모듈(132)에 연결되어, 제어부(140)의 제어에 따라 서브배터리 모듈(132)이 완충된 경우 동작(On)하여 서브배터리 모듈(132)을 방전시킨다. 서브 DC/DC 컨버터(133)는 동작(On)시에 서브배터리 모듈(132)의 출력전압(예를 들어 12V)을 메인배터리 모듈(110)의 충전전압(예를 들어 30V)로 변환하여 메인배터리 모듈(110)의 충전라인으로 공급할 수 있다. 제어부(140)는 서브배터리 모듈(132)의 상태에 기초하여, 서브배터리 모듈(132)의 충전량이 최대용량에 도달하고 메인배터리 모듈(110)이 충전중인지를 판단하고(제2 판단단계), 그렇다면 서브 DC/DC 컨버터(133)를 동작(On)시키는 제어신호(㉠)를 서브 DC/DC 컨버터(133)에 제공하는 제2 방전단계를 수행할 수 있다. 이에 따라 서브배터리 모듈(132)은 메인배터리 모듈(110)로부터 DC/DC 컨버터(131)를 통해 공급받는 전력에 의해 과충전되지 않으므로 메인배터리 모듈(110)의 충전을 계속할 수 있다. The sub DC / DC converter 133 is connected to the sub battery module 132, and when the sub battery module 132 is fully buffered under the control of the controller 140, the sub DC / DC converter 133 is discharged to discharge the sub battery module 132. Let's do it. The sub DC / DC converter 133 converts the output voltage of the sub battery module 132 (for example, 12 V) into the charging voltage (for example, 30 V) of the main battery module 110 at the time of operation (On). The battery module 110 may be supplied to a charging line. The controller 140 determines whether the charging amount of the sub-battery module 132 reaches the maximum capacity and the main battery module 110 is charging based on the state of the sub-battery module 132 (second determination step), If so, the second discharging step of providing the control signal (㉠) for operating the sub DC / DC converter 133 to the sub DC / DC converter 133 may be performed. Accordingly, since the sub battery module 132 is not overcharged by the power supplied from the main battery module 110 through the DC / DC converter 131, the sub battery module 132 may continue to charge the main battery module 110.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.Although the present invention has been described in detail with reference to specific examples, it is intended to specifically describe the present invention, and the present invention is not limited thereto, and a person skilled in the art within the technical idea of the present invention. It will be clear that the modification and improvement are possible by this.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be apparent from the appended claims.

10: 외부전원
20: AC/DC 컨버터
100: 최대용량 충전장치
110: 메인배터리 모듈
120: 측정부
121: BMS
130: 방전부
131: DC/DC 컨버터
132: 서브배터리 모듈
133: 서브 DC/DC 컨버터
140: 제어부 10: external power
20: AC / DC converter
100: maximum capacity charging device
110: main battery module
120: measuring unit
121: BMS
130: discharge part
131: DC / DC converter
132: sub-battery module
133: sub-DC / DC converter
140: control unit

Claims (6)

병렬로 연결되어 각각 동일한 전류를 공급받아 충전되는 복수의 메인배터리 모듈;
상기 메인배터리 모듈의 상태를 센싱하는 측정부;
상기 복수의 메인배터리 모듈마다 대응하여 연결되는 복수의 DC/DC 컨버터;
상기 복수의 DC/DC 컨버터에 연결되는 서브배터리 모듈; 및
충전시에 상기 측정부로부터 수신하는 상기 복수의 메인배터리 모듈의 상태에 기초하여 상기 복수의 메인배터리 모듈 중에서 목표충전용량에 도달한 모듈이 존재하는지 판단하고, 상기 복수의 메인배터리 모듈 중에서 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 공급되는 충전량만큼 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈을 방전시키도록 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 연결된 DC/DC 컨버터를 제어하여, 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈을 동시에 충전 및 방전시키면서 나머지 메인배터리 모듈을 계속 충전시키는 제어부를 포함하며,
상기 서브배터리 모듈은
상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 연결된 DC/DC 컨버터로부터 수신하는 전력으로 충전되어 상기 메인배터리 모듈의 충전시에 함께 충전되는, 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치.A plurality of main battery modules connected in parallel and charged with the same currents;
A measuring unit configured to sense a state of the main battery module;
A plurality of DC / DC converters correspondingly connected to the plurality of main battery modules;
A sub battery module connected to the plurality of DC / DC converters; And
On the basis of the state of the plurality of main battery modules received from the measuring unit at the time of charging, it is determined whether there is a module that has reached the target charging capacity among the plurality of main battery modules, and the target charging capacity among the plurality of main battery modules. The DC / DC converter connected to the main battery module reaching the target charge capacity is controlled to discharge the main battery module reaching the target charge amount by the amount of charge supplied to the main battery module reaching the target charge amount. And a controller for continuously charging and discharging the main battery module while charging and discharging the main battery module at the same time.
The sub battery module
The maximum capacity charging device in consideration of the SOH imbalance of the battery module is charged with the power received from the DC / DC converter connected to the main battery module that has reached the target charge capacity when charging the main battery module. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 서브배터리 모듈에 연결되는 서브 DC/DC 컨버터를 더 포함하며,
상기 서브 DC/DC 컨버터는
상기 서브배터리 모듈의 출력전압을 상기 메인배터리 모듈의 충전전압으로 변환하여, 상기 서브배터리 모듈이 방전시킨 전력을 상기 메인배터리 모듈의 충전라인으로 공급하도록 연결되고,
상기 제어부는
상기 서브배터리 모듈이 완충되고 상기 메인배터리 모듈이 충전중인 경우 상기 서브배터리 모듈에 공급되는 충전량만큼 상기 서브배터리 모듈을 방전시켜 상기 메인배터리 모듈의 충전라인으로 공급하도록 상기 서브 DC/DC 컨버터를 제어하는, 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치.The method according to claim 1,
Further comprising a sub DC / DC converter connected to the sub battery module,
The sub DC / DC converter
It is connected to convert the output voltage of the sub-battery module to the charging voltage of the main battery module, to supply the discharged power to the charging line of the main battery module,
The control unit
When the sub-battery module is fully charged and the main battery module is being charged, the sub-DC / DC converter is controlled to discharge the sub-battery module by the amount of charge supplied to the sub-battery module to supply the charging line of the main battery module. , Maximum capacity charging device considering SOH imbalance of battery module. 삭제delete 병렬로 연결되어 각각 동일한 전류를 공급받아 충전되는 복수의 메인배터리 모듈, 상기 메인배터리 모듈의 상태를 센싱하는 측정부, 상기 복수의 메인배터리 모듈마다 대응하여 연결되는 복수의 DC/DC 컨버터, 상기 복수의 DC/DC 컨버터에 연결되는 서브배터리 모듈, 충전시에 상기 측정부로부터 수신하는 상기 복수의 메인배터리 모듈의 상태에 기초하여 상기 복수의 DC/DC 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하는, 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치 제어방법에 있어서,
충전시에 상기 측정부가 상기 메인배터리 모듈의 상태를 측정하여 상기 제어부로 제공하는 측정단계;
상기 제어부가 상기 측정부로부터 수신한 상기 메인배터리 모듈의 상태에 기초하여 상기 메인배터리 모듈이 목표충전용량에 도달하였는지 판단하는 제1 충전량 판단단계; 및
상기 제어부가 상기 제1 충전량 판단단계를 수행한 결과 상기 복수의 메인배터리 모듈 중에서 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈이 존재하는 경우, 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 공급되는 충전량만큼 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈을 방전시키도록 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 연결된 DC/DC 컨버터를 제어하여, 상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈을 동시에 충전 및 방전시키면서 나머지 메인배터리 모듈을 계속 충전시키는 제1 방전단계를 포함하고,
상기 제1 방전단계에서 상기 서브배터리 모듈은
상기 목표충전용량에 도달한 메인배터리 모듈에 연결된 DC/DC 컨버터로부터 수신하는 전력으로 충전되어 상기 메인배터리 모듈의 충전시에 함께 충전되는, 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치 제어방법.A plurality of main battery modules connected in parallel and charged with the same current, a sensing unit sensing a state of the main battery module, a plurality of DC / DC converters corresponding to each of the plurality of main battery modules, and the plurality of main battery modules A sub-battery module connected to a DC / DC converter of the battery module, the battery module including a control unit controlling the plurality of DC / DC converters based on a state of the plurality of main battery modules received from the measuring unit when charged. In the control method of the maximum capacity charging device considering the SOH imbalance,
A measurement step of measuring the state of the main battery module by the measurement unit and providing the control unit to the charging unit;
A first charge amount determining step of determining, by the controller, whether the main battery module has reached a target charging capacity based on the state of the main battery module received from the measuring unit; And
If there is a main battery module that reaches a target charge capacity among the plurality of main battery modules as a result of performing the step of determining the first charge amount, the control unit supplies the amount of charge supplied to the main battery module that has reached the target charge amount. The DC / DC converter connected to the main battery module reaching the target charge capacity is controlled to discharge the main battery module reaching the target charge capacity, while simultaneously charging and discharging the main battery module reaching the target charge capacity. A first discharging step of continuously charging the main battery module,
In the first discharge step, the sub-battery module
And charging with power received from a DC / DC converter connected to the main battery module that has reached the target charge capacity and being charged together at the time of charging the main battery module. 청구항 5에 있어서,
상기 최대용량 충전장치는
상기 서브배터리 모듈의 출력전압을 상기 메인배터리 모듈의 충전전압으로 변환하여, 상기 서브배터리 모듈이 방전시킨 전력을 상기 메인배터리 모듈의 충전라인으로 공급하도록 상기 서브배터리 모듈에 연결되는 서브 DC/DC 컨버터를 더 포함하며,
상기 제어부가 상기 제1 방전단계를 수행하는 중에, 상기 서브배터리 모듈이 완충되고 상기 메인배터리 모듈이 충전중인 경우 상기 서브배터리 모듈에 공급되는 충전량만큼 상기 서브배터리 모듈을 방전시켜 상기 메인배터리 모듈의 충전라인으로 공급하도록 상기 서브 DC/DC 컨버터를 제어하는 제2 방전단계를 더 포함하는, 배터리 모듈의 SOH 불균형을 고려한 최대용량 충전장치 제어방법.The method according to claim 5,
The maximum capacity charging device
A sub DC / DC converter connected to the sub battery module to convert the output voltage of the sub battery module to the charge voltage of the main battery module to supply power discharged by the sub battery module to the charging line of the main battery module; More,
While the control unit performs the first discharging step, when the sub battery module is fully charged and the main battery module is being charged, the sub battery module is discharged by the amount of charge supplied to the sub battery module to charge the main battery module. And a second discharging step of controlling the sub DC / DC converter to supply to a line, wherein the SOH imbalance of the battery module is taken into consideration.
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