KR102059616B1

KR102059616B1 - 배터리의 충전 전압 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102059616B1
Application number: KR1020150168343A
Authority: KR
Inventors: 이연옥; 김수제; 노승진
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2019-12-26
Also published as: KR20170062766A

Abstract

본 발명은 배터리의 충전 전압 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 완충 전 고전압 상태에서 배터리 팩의 전압과 배터리의 충전 전압간의 편차가 적어서 충전이 되지 않는 경우에 충전 전압을 증가시켜 충전이 되지 않는 문제를 해결할 수 있는 배터리의 충전 전압 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

배터리의 충전 전압 제어 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING CHARGE VOLTAGE OF BATTERY}

일반적으로 배터리 팩은 BMS(Battery Management System)를 가지고 있고, BMS의 제어부는 FET 등과 같은 전력 스위칭 소자를 제어하여 배터리의 보호 동작을 수행한다. 만약 배터리 내에 과방전, 과충전, 쇼트 및 과전류와 같은 이상 상태가 발생되면, 제어부는 전력 스위칭 소자인 충전 FET/방전 FET를 온/오프(ON/OFF)제어하여 이상 상태로부터 배터리를 보호한다.

한편, 종래에 배터리 팩은 완충 전 고전압상태에서 과방전 등과 같은 이상 상태가 발생하여 전력 스위칭 소자인 방전 FET가 오프되는 경우, 충전 FET가 온 제어가 되어 충전 가능한 상태임에도 배터리의 충전 전압과 고전압상태인 배터리 팩 간의 전압 편차가 작아서 충전이 되지 않았다.

또한, 배터리 팩을 정상 운용하기 위해서는 배터리를 충전시켜 오프된 방전 FET의 보호동작을 해제 시켜야 되는데, 현재 배터리는 충전도 방전도 불가하여 배터리 팩을 운용할 수 없는 문제점이 발생한다.

따라서 완충 전 고전압 상태의 배터리 팩과 배터리의 충전 전압 간의 전압 편차가 작아 충전되지 않는 경우, 충전을 가능하게 하여 배터리 팩의 정상적인 운용을 할 수 있게 하는 기술의 개발이 요구된다.

KR

2000-0041973

A

본 발명은 배터리 팩이 완충 전 고전압 상태에서 이상 상태에 대한 보호동작으로 방전이 불가능한 경우, 배터리 팩의 전압과 배터리의 충전 전압간의 편차가 작아서 충전이 되지 않는 문제를 해결하여 배터리 팩의 정상적인 운용을 할 수 있게 하는 있는 배터리의 충전 전압 제어 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명은 배터리의 충전 전압 제어 방법에 있어서, 배터리 이상 상태로 인하여 방전 불가상태인지를 확인하는 방전 가능 상태 확인단계, 배터리 이상상태로 인하여 방전이 불가능한 상태인 경우, 충전이 가능한 지 배터리의 상태를 확인하는 충전 가능 상태 확인단계, 충전이 가능한 상태지만 충전이 되지 않는 경우, 배터리 팩의 전압과 충전 전압간의 전압 편차를 측정하는 전압 편차 측정단계, 상기 배터리 팩의 전압과 배터리의 충전 전압간의 전압 편차가 소정의 전압 편차 값 이하인 경우, 현재 배터리의 충전 전압을 승압하는 충전 전압 승압단계를 포함하여 구성된다.

상기 방전 가능 상태 확인단계는 배터리의 이상 상태를 확인하는 이상 상태 확인단계 및 상기 이상 상태 확인단계에서 이상 상태가 확인되는 경우, 방전 FET가 오프 되었는지 상태를 확인하는 방전 중지 상태 확인단계를 포함하여 구성된다.

상기 방전 중지 상태 확인단계는 제어부에서 방전 FET오프 명령을 확인하는 제어부 명령 확인단계 또는 방전 FET 양단의 전류를 측정하여 전류 값에 따라 방전 FET가 온/오프 되었는지 확인할 수 있는 방전 FET 전류 측정단계를 통하여 방전 중지 상태를 확인 할 수 있다.

상기 충전 가능 상태 확인단계는 제어부에서 충전 FET온 명령을 하였는지를 확인하여 충전 FET가 온상태인 지 판단하는 충전 FET 상태 판단단계, 상기 충전 FET 상태 판단단계에서 충전 FET가 온상태인 경우, 충전 FET 양단의 전류를 측정하여 충전 상태를 확인하는 충전 FET 전류 측정단계를 포함하여 구성된다.

상기 전압 편차 측정단계는 배터리 팩의 전압을 측정하는 전압 측정단계, 배터리의 충전 전압에서 상기 측정된 전압을 빼는 전압 편차 연산단계 및 충전이 가능한 소정의 전압 편차 값과 상기 전압 편차 연산단계에서 연산된 전압 편차를 비교하는 전압 편차 비교단계를 포함하여 구성된다.

상기 충전 전압 승압단계는 상기 전압 편차 측정단계에서 측정한 전압 편차가 소정의 전압 편차 값 이하인 경우, 충전이 가능한 소정의 전압 편차 값에 상기 전압 편차 측정 단계에서 측정한 전압 편차를 빼서 기존의 충전 전압에 더한 만큼 충전 전압을 승압한다.

본 발명은 하나 이상의 배터리 셀 및/또는 모듈을 포함하여 구성되는 배터리의 충전 전압 제어 장치에 있어서, 방전 FET 오프 상태를 확인하는 방전 중지 상태 확인부, 배터리 팩이 충전 가능 상태인지를 확인하는 충전 가능 상태 확인부, 상기 충전가능상태 확인부의 확인 결과 충전이 불가능한 것으로 확인되는 경우 배터리 팩의 전압과 배터리의 충전 전압간의 편차를 측정하는 전압 편차 측정부를 포함하고, 상기 제어부의 전압 편차 측정부의 전압 편차 측정 결과 배터리 팩의 전압과 배터리의 충전 전압간의 편차가 소정의 전압 편차 값 이하인 경우 충전 전압을 승압하도록 충전 전압 승압 명령을 발생시키는 제어부, 상기 제어부의 충전전압 승압명령에 따라 충전전압을 승압하는 충전 전압 승압부 및 배터리에 이상 상태 발생 시 상기 제어부가 방전 중지명령을 발생시키도록 배터리 팩의 이상 상태를 확인하여 제어부에 이상 상태를 통보하도록 하는 배터리 이상 상태 확인부를 포함하여 구성된다.

상기 제어부의 방전중지 상태 확인부는 제어부가 방전 FET의 방전 중지를 명령한 것인 지 확인하는 제어부 명령 확인부 또는 방전 FET 양단의 전류를 측정하는 방전 FET 전류 측정부를 포함하여 구성된다.

상기 제어부의 충전가능상태 확인부는, 제어부가 충전 FET에게 온 명령을 하였는지를 확인하는 제어부 명령 확인부 및 충전 FET 양단의 전류를 측정하는 충전 FET 전류 측정부를 포함하여 구성된다.

상기 제어부의 전압 편차 측정부는 배터리 팩의 전압을 측정하는 전압 측정부 및 상기 전압 측정부에서 측정된 배터리 팩의 전압과 상기 충전 전압을 비교하는 전압 비교부를 포함하여 구성된다.

상기 충전 전압 승압부는 정상 충전 전압 공급부와 승압 충전 전압 공급부를 포함하여 구성된다.

상기 배터리 이상 상태 확인부는 충전으로 인하여 방전 FET가 오프되거나 과충전으로 인하여 충전 FET가 오프되는 경우가 아닌, 배터리에 이상 상태가 발생하여 배터리 팩의 보호 동작인 방전 FET 오프 제어를 하기 위하여 이상 상태를 확인한다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 제어 장치 및 방법은 배터리의 고정된 충전 전압을 상승시켜 충전이 가능하게 함에 따라 배터리 팩에 걸린 방전 보호동작을 해제하여 배터리 팩의 운용 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 제어 방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 제어 방법 중 방전 가능 상태 확인단계의 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 제어 방법 중 전압 편차 측정단계의 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 충전 전압 제어 장치의 구성도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 충전 전압 제어 장치 중 제어부의 구성도.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

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

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

1. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 제어 방법

본 발명은 배터리가 이상 상태로 인하여 방전 FET가 오프되는 경우, 충전이 되어야만 방전 보호 동작이 해제 되어 정상적인 배터리 팩의 운용이 가능할 수 있다.

본 발명의 충전 전압 제어방법은 배터리가 이상 상태로 인하여 방전 FET가 오프된 상태에서 배터리 팩의 전압과 배터리의 충전 전압간의 전압 편차가 작아 충전되지 않는 상태를 감지하고, 충전 전압을 승압시켜 충전이 진행되도록 하여 방전 보호 동작이 해제됨에 따라 배터리 팩이 정상적으로 운용되지 않았던 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 제어 방법의 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 제어 방법은 배터리가 현재 방전이 가능한 지를 확인하는 방전 가능 상태 확인단계(S110), 현재 배터리가 충전 수행을 할 수 있는지 확인하는 충전 가능 상태 확인단계(S120), 배터리 팩의 전압과 배터리의 충전 전압간의 편차를 측정하는 전압 편차 측정단계(S130), 충전이 가능하도록 배터리의 충전 전압을 승압하는 충전 전압 승압단계(S140)를 포함하여 구성한다.

더욱 상세하게, 도2를 참조하여 방전 가능 상태 확인단계(S110)를 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 제어 방법 중 방전 가능 상태 확인단계(S110)의 순서도이다.

도 2를 참조하면, 방전 가능 상태 확인단계(S110)는 배터리 내에 과전류와 같은 이상 상태가 발생하여 배터리 보호동작으로 방전 FET가 오프되어 방전이 불가능한 상태인지 확인하는 단계로, 이상 상태를 확인하는 이상 상태 확인단계(S111)와 방전 FET가 오프 되었는지 확인하는 방전 중지 상태 확인단계(S112)로 구성된다.

한편, 방전 중지 상태 확인단계(S112)에서는 제어부(100)에서 방전 FET가 오프 제어를 수행하도록 명령하였는지를 확인하는 제어부 명령 확인단계나 방전 FET 양단의 전류를 측정하여 그 측정된 전류 값에 따라 방전 FET가 온/오프 되었는지 확인할 수 있는 방전 FET 전류 측정단계를 수행하여 방전 FET가 오프 되었는지 확인 할 수 있다.

또한, 충전 가능 상태 확인단계(S120)는 제어부(100)에서 충전 FET온 명령을 하였는지를 확인하여 충전 FET가 온상태이면, 충전 FET 양단의 전류를 측정하여 충전이 수행되고 있는지 확인하는 단계로, 충전 FET가 온 상태로 되어있는지 판단하는 충전 FET 상태 판단단계와 충전 FET 양단의 전류를 측정하여 그 측정된 값에 따라 충전이 수행되고 있는지 확인 할 수 있는 충전 FET 전류 측정단계로 구성된다.

또한, 전압 편차 측정단계(S130)는 도3을 참고하여 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 제어 방법 중 전압 편차 측정단계(S130)의 순서도이다.

도 3을 참조하면, 전압 편차 측정단계(S130)는 배터리 팩의 전압을 측정하여 그 측정된 전압 값과 배터리 팩의 충전전압간의 전압 편차를 충전이 가능한 소정의 전압 편차 값과 비교하여 충전이 가능한 전압 편차 값인지 판단하는 단계로, 배터리 팩의 전압을 측정하는 전압 측정단계(S131), 배터리의 충전 전압에서 상기 측정된 전압을 빼는 전압 편차 연산단계(S132) 및 충전이 가능한 소정의 전압 편차 값과 상기 전압 편차 연산단계에서 연산된 전압 편차 값을 비교하는 전압 편차 비교단계(S133)로 구성된다. 이 때, 상기 소정의 전압 편차 값은 일 실시 예로서, 0.5V로 설정할 수 있다.

또한, 충전 전압 승압단계(S140)는 배터리 팩의 전압과 배터리의 충전 전압간의 전압 편차가 충전이 가능한 소정의 전압 편차 값 이하인 경우, 기존의 충전 전압에 충전이 가능한 소정의 전압 편차 값과 전압 편차 연산단계(S132)에서 연산한 전압 편차 값을 빼서 얻은 전압 편차 값을 더하여 충전이 가능한 적정의 전압 값 정도로만 승압할 수 있다.

이와 같이 충전 수행을 하기 위하여 배터리의 충전 전압을 제어하는 이유는 배터리 팩의 정상적인 운용을 위한 충전의 수행뿐만 아니라 방전의 보호동작을 해제하기 위해서도 충전의 수행이 필요하기 때문이다.

2. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 충전 전압 제어장치

본 발명은 배터리의 충전 전압과 배터리 팩의 전압간의 편차가 작아서 충전 FET가 온 되어 있음에도 불구하고 충전 전류가 흘러 들어가지 않아 충전이 되지 않는 문제를 해결하기 위하여, 충전전압을 승압하여 충전이 이루어지도록 하기 위한 것이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 제어 장치의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 배터리의 충전 전압 제어 장치는 전체적인 배터리 팩의 제어를 수행하고 배터리의 전류 및 전압 값을 측정하는 제어부(100), 충전 전압을 승압시키는 충전 전압 승압부(200) 및 배터리의 이상 상태를 확인하는 배터리 이상 상태 확인부(300)를 포함하여 구성된다.

제어부(100)는 충전 FET/방전 FET 온/오프 명령을 발생하는 FET 온/오프 제어부(110), 방전 FET가 오프되어 있는 상태인지 확인하는 방전 중지 상태 확인부(120), 배터리의 상태가 충전이 가능한지 확인하는 충전 가능상태 확인부(130) 및 배터리 팩의 전압과 배터리의 충전전압의 편차를 측정하는 전압 편차 측정부(140)를 포함하여 구성된다.

하기 도 5를 참조하여 제어부(100)를 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 제어 장치 중 제어부(100)의 구성도이다.

도 5를 참조하면, FET 온/오프 제어부(110)는 충전 FET와 방전 FET의 온/오프 명령을 발생시켜 충전 FET와 방전 FET의 온/오프를 제어한다.

배터리를 방전상태로 운용하는 경우에는 방전 FET 온 명령신호를 발생하고, 충전 FET는 오프 하는 제어명령을 발생시킨다.

배터리를 충전상태로 운용하는 경우에는 충전 FET 온 명령신호를 발생하고, 방전 FET는 오프 하는 제어명령을 발생시킨다.

이는 각 방전 FET 온/오프 명령부(111) 및 충전 FET 온/오프 명령부(112)로 구성될 수 있다.

방전 FET 온/오프 명령부(111)는 배터리의 방전상태 시 방전 FET 온 명령신호 발생시키고, 배터리의 충전상태 시 방전 FET 오프 명령 신호를 발생시킨다.

또한, 배터리 이상 상태 확인부(300)의 신호에 따라 배터리 이상 상태가 확인될 시 방전 FET 오프 명령 신호를 발생시킨다.

한편, 충전 FET 온/오프 명령부(112)는 배터리의 방전상태 시 충전 FET 오프 명령신호를 발생시키고, 배터리의 충전상태 시 충전 FET 온 명령신호를 발생시킨다.

방전 중지 상태 확인부(120)는 배터리가 방전 중지 상태에 있는지를 확인하는 구성이다.

이와 같은 방전 중지 상태 확인부(120)는 제어부(100)에서 방전 FET 오프 명령을 내렸는지 확인하는 제어부 명령 확인부(121)와 방전 FET에 흐르는 전류를 측정하는 방전 FET 전류 측정부(122)를 포함하여 구성될 수 있다.

더욱 상세하게, 제어부 명령 확인부(121)는 상기 제어부의 FET 온/오프 제어부(110)에서 방전 FET가 오프되도록 명령을 내렸는지 확인할 수 있다.

또한, 방전 FET 전류 측정부(122)는 방전 FET 양단에 흐르는 전류를 측정하는 방전 FET 전류 측정 회로로부터 측정되는 전류 값을 수신하여 실제로 전류가 흘러 방전이 되고 있는지를 확인할 수 있다.

충전 가능 상태 확인부(130)는 배터리가 충전 가능 상태에 있는지를 확인하는 구성이다.

이와 같은 충전 가능 상태 확인부(130)는 제어부(100)에서 충전 FET 온 명령을 내렸는지 확인하는 제어부 명령 확인부(131)와 충전 FET에 흐르는 전류를 측정하는 충전 FET 전류 측정부(132)를 포함하여 구성될 수 있다.

더욱 상세하게, 제어부 명령 확인부(131)는 상기 제어부의 FET 온/오프 제어부(110)에서 충전 FET가 온 되도록 명령을 내렸는지 확인하여 충전 FET의 상태를 확인할 수 있다.

또한, 충전 FET 전류 측정부(132)는 충전 FET 양단에 흐르는 전류를 측정하는 충전 FET 전류 측정 회로로부터 측정되는 전류 값을 수신하여 실제로 전류가 흘러 충전이 되고 있는 지를 확인할 수 있다.

전압 편차 측정부(140)는 배터리 팩의 전압과 배터리의 충전 전압의 편차를 측정하여 충전이 가능한지 제어부(100)에서 소정의 전압 편차 값과 비교하는 구성이다.

이와 같은 전압 편차 측정부(140)는 배터리 팩의 전압을 측정하는 전압 측정부(141)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 충전 전압 승압부(200)는 제어부(100)의 충전 전압 승압명령에 따라 충전 전압을 승압할 수 있다.

더욱 상세하게, 충전 전압 승압부(200)는 외부 충전기에 구성될 수 있으며, 이 경우 외부 충전기는 정상 충전 전압 공급부와 승압 충전 전압 공급부로 구성 될 수 있다. 이 경우, 충전 전압 승압부(200)는 외부 충전기에 정상 충전 전압 공급부와 승압 충전 전압 공급부 사이를 스위칭하여 충전 전압을 공급하도록 제어명령을 발할 수 있다. 이와 같은 기술사상을 응용하여 외부 충전기가 정상 충전기와 승압 충전기 두 개로 구성되어 두 개의 충전기 사이를 스위칭하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 원리로 본 발명의 충전 전압 제어 장치에 충전 전압 승압부가 구성되는 경우, 승압 회로를 이용하여 외부 충전기로부터 공급되는 충전 전압을 승압할 수 있다.

또한, 배터리 이상 상태 확인부(300)는 배터리의 이상 상태를 확인하여 이상 상태 발생 시 제어부(100)가 방전 FET에 오프 명령을 내릴 수 있게 한다.

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 통상의 지식을 가진 자는 서술한 특허청구범위 기술 내에서 다양한 실시 예가 가능할 수 있을 것이다.

100: 제어부
110: FET 온/오프 제어부
111: 방전 FET 온/오프 명령부
112: 충전 FET 온/오프 명령부
120: 방전 중지상태 확인부
121: 제어부 명령 확인부
122: 방전 FET 전류 측정부
130: 충전가능상태 확인부
131: 제어부 명령 확인부
132: 충전 FET 전류 측정부
140: 전압 편차 측정부
141: 전압 측정부
200: 충전 전압 승압부
300: 배터리 이상 상태 확인부

Claims

배터리의 충전 전압 제어 방법에 있어서,
과방전으로 인한 배터리 이상 상태로 인하여 방전 불가상태인지를 확인하는 방전 가능 상태 확인단계;
상기 배터리 이상상태로 인하여 방전이 불가능한 상태인 경우, 충전이 가능한 상태인지를 확인하는 충전 가능 상태 확인단계;
상기 충전 가능 상태 확인 결과 충전이 가능한 상태인 경우, 외부 충전기로부터 배터리 팩으로의 충전전류를 측정하여 충전 진행여부를 확인하는 충전 진행여부 확인단계;
상기 충전 진행여부 확인단계에서 충전이 진행되지 않는 것으로 판단되는 경우, 현재 배터리 팩의 전압과 상기 외부 충전기에 기 설정된 배터리의 충전 전압 간의 전압 편차를 측정하는 전압 편차 측정단계;
상기 배터리 팩의 전압과 배터리의 충전 전압간의 전압 편차가 소정의 전압 편차 값 이하인 경우, 현재 배터리의 충전 전압을 승압하는 충전 전압 승압단계;
상기 충전 전압 승압단계에 의해, 현재 배터리 팩의 전압과 상기 외부 충전기의 배터리의 충전 전압 간의 편차가 소정의 편차 값을 초과하는 상태가 되어, 상기 배터리 팩의 충전이 정상적으로 수행되며 상기 방전 불가상태가 해제되는 정상 운용 단계;
를 포함하여 구성되며,
상기 충전 전압 승압단계는, 하기의 식(1)에 의해 산출되는 전압 값만큼 현재 배터리의 충전 전압을 승압하는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전 전압 제어 방법.
식 (1) = 현재 배터리의 충전 전압 + {소정의 전압 편차 값 - (현재 배터리의 충전 전압 - 현재 배터리 팩의 전압}
청구항 1에 있어서, 상기 방전 가능 상태 확인단계는,
배터리의 이상 상태를 확인하는 이상 상태 확인단계; 및
상기 이상 상태 확인단계에서 이상 상태가 확인되는 경우, 방전 FET가 오프 되었는지 상태를 확인하는 방전 중지 상태 확인단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전 전압 제어 방법.
청구항 2에 있어서, 상기 방전 중지 상태 확인단계는,
제어부에서 방전 FET오프 명령을 확인하는 제어부 명령 확인단계; 또는
방전 FET 양단의 전류를 측정하여 전류 값에 따라 방전 FET가 온/오프 되었는지 확인할 수 있는 방전 FET 전류 측정단계;
를 통하여 방전 중지 상태를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전 전압 제어 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 충전 가능 상태 확인단계는,
제어부에서 충전 FET온 명령을 하였는지를 확인하여 충전 FET가 온상태인 지 판단하는 충전 FET 상태 판단단계; 를 포함하고,
상기 충전 진행여부 확인단계는,
상기 충전 FET 상태 판단단계에서 충전 FET가 온상태인 경우, 충전 FET 양단의 전류를 측정하여 충전 진행 상태를 확인하는 충전 FET 전류 측정단계; 를 포함하며,
상기 FET 양단의 전류가 소정의 전류 값 미만인 경우, 충전이 진행되지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전 전압 제어 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 전압 편차 측정단계는,
배터리 팩의 전압을 측정하는 전압 측정단계;
배터리의 충전 전압에서 상기 측정된 전압을 빼는 전압 편차 연산단계; 및
충전이 가능한 소정의 전압 편차 값과 상기 전압 편차 연산단계에서 연산된 전압 편차를 비교하는 전압 편차 비교단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전 전압 제어 방법.
삭제
하나 이상의 배터리 셀 및/또는 모듈을 포함하여 구성되는 배터리의 충전 전압 제어 장치에 있어서,
과방전으로 인한 배터리 이상 상태로 인하여 방전 FET가 오프 상태인지를 확인하는 방전 중지 상태 확인부;
상기 방전 중지 상태 확인부에 의해 방전 FET가 오프 상태인 것으로 확인되면, 현재 배터리 팩이 충전 가능 상태인지를 확인하는 충전 가능 상태 확인부;
상기 충전가능상태 확인부의 확인 결과, 충전 FET가 온 상태이어서 충전이 가능한 상태지만, 상기 배터리 팩과 연결된 외부 충전기로부터의 충전 전류가 상기 충전 FET로 흘러 들어가지 않아 충전이 수행되지 않는 것으로 확인되는 경우, 현재 배터리 팩의 전압과 상기 외부 충전기에 기 설정된 배터리의 충전 전압 간의 편차를 측정하는 전압 편차 측정부;
를 포함하고,
상기 전압 편차 측정부의 전압 편차 측정 결과, 현재 배터리 팩의 전압과 상기 외부 충전기의 배터리의 충전 전압간의 편차가 소정의 전압 편차 값 이하인 경우 충전 전압을 승압하도록 충전 전압 승압 명령을 발생시키는 제어부;
상기 제어부의 충전전압 승압명령에 따라, 상기 배터리의 충전전압을 승압하는 충전 전압 승압부; 및
배터리에 이상 상태 발생 시 상기 제어부가 방전 중지명령을 발생시키도록 배터리 팩의 이상 상태를 확인하여 제어부에 이상 상태를 통보하도록 하는 배터리 이상 상태 확인부;
를 포함하여 구성되며,
상기 충전 전압 승압부에서 외부 충전기로부터 공급되는 충전전압을 승압하면, 현재 배터리 팩의 전압과 상기 외부 충전기의 배터리의 충전 전압 간의 편차가 소정의 전압 편차 값을 초과하는 상태가 되어, 상기 배터리 팩의 충전이 정상적으로 수행되고 그에 따라 상기 방전 FET 오프 상태가 해제되는 것을 특징으로 하며,
상기 충전 전압 승압부는, 하기의 식(1)에 의해 산출되는 전압 값만큼 현재 배터리의 충전 전압을 승압하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전전압 제어장치.
식(1) = 현재 배터리의 충전 전압 + {소정의 전압 편차 값 - (현재 배터리의 충전 전압 - 현재 배터리 팩의 전압}
청구항 7에 있어서, 상기 제어부의 방전중지 상태 확인부는,
제어부가 방전 FET의 방전 중지를 명령한 것인지 확인하는 제어부 명령 확인부; 또는
방전 FET 양단의 전류를 측정하는 방전 FET 전류 측정부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전전압 제어장치.
청구항 7에 있어서, 상기 제어부의 충전가능상태 확인부는,
제어부가 충전 FET에게 온 명령을 하였는지를 확인하는 제어부 명령 확인부; 및
충전 FET 양단의 전류를 측정하는 충전 FET 전류 측정부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전전압 제어장치.
청구항 7에 있어서, 상기 제어부의 전압 편차 측정부는,
배터리 팩의 전압을 측정하는 전압 측정부; 및
상기 전압 측정부에서 측정된 배터리 팩의 전압과 상기 충전 전압을 비교하는 전압 비교부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전전압 제어장치.
청구항 7에 있어서, 상기 충전 전압 승압부는,
정상 충전 전압 공급부와 승압 충전 전압 공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 전압 제어 장치.
청구항 7에 있어서, 상기 배터리 이상 상태 확인부는,
충전으로 인하여 방전 FET가 오프되거나 과충전으로 인하여 충전 FET가 오프되는 경우가 아닌, 배터리에 이상 상태가 발생하여 배터리 팩의 보호 동작인 방전 FET 오프 제어를 하기 위하여 이상 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 전압 제어 장치.