KR102082382B1 - Multi battery pack apparatus and control method for charging the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 포함하고, 상기 복수의 배터리 팩 각각은, 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어하는 스위칭부를 포함하며, 상기 스위칭부는 서로 역방향으로 연결된 기생 다이오드를 포함하는 멀티 배터리 팩 장치 및 그 충전 제어 방법을 제시한다.The present invention includes a plurality of battery packs connected in parallel, each of the plurality of battery packs, a plurality of battery cells and a switching unit for controlling the charging and discharging of the plurality of battery cells, the switching unit in the opposite direction to each other A multi battery pack device including a connected parasitic diode and a charging control method thereof are provided.

Description

멀티 배터리 팩 장치 및 그 충전 제어 방법{Multi battery pack apparatus and control method for charging the same}Multi battery pack apparatus and control method for charging the same}

본 발명은 멀티 배터리 팩 장치에 관한 것으로, 특히 복수의 배터리 팩의 전압을 균등화할 수 있는 멀티 배터리 팩 장치 및 그 충전 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-battery pack device, and more particularly, to a multi-battery pack device capable of equalizing voltages of a plurality of battery packs and a charging control method thereof.

스마트 폰, 노트북 컴퓨터. 디지털 카메라 등의 휴대용 전자기기는 별도의 전원이 구비되지 않아도 구동될 수 있도록 배터리 팩을 내장하고 있다. 배터리 팩은 충방전이 가능한 복수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 구성될 수 있다. 그런데, 배터리 셀은 전기화학적 비선형성 및 불안정 특성으로 가지고 있어 과충방전이나 가혹한 운용 환경에서 배터리 셀의 손상으로 인한 폭발 위험성을 내재하고 있다. 따라서, 배터리의 관리 및 제어를 위한 알고리즘을 수행하는 배터리 관리 장치(Battery Management System: 이하 BMS라 함)를 이용하여 최적 충방전량, 부하 특성 모니터링 및 열관리 등을 통해 배터리의 안정성을 확보하고 있다.Smartphone, notebook computer. Portable electronic devices such as digital cameras have a built-in battery pack so that they can be driven without a separate power source. The battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells capable of charging and discharging in series. However, since the battery cells have electrochemical nonlinearity and instability, there is an inherent risk of explosion due to damage of the battery cells in an overcharging or harsh operating environment. Accordingly, the battery stability is secured through an optimal charge / discharge amount, load characteristic monitoring, and thermal management using a battery management device (BMS) that performs an algorithm for managing and controlling the battery.

또한, 배터리의 보다 효율적인 관리를 위하여 BMS를 하나의 마스터(Master)와 복수의 슬레이브(Slave)로 구성할 수 있다. 복수의 슬레이브는 각각의 배터리 셀의 상태를 제어하고, 마스터는 복수의 슬레이브를 제어함으로써 전체적인 배터리 관리와 부분적인 배터리 관리가 안정적으로 이루어질 수 있다.In addition, for more efficient battery management, the BMS may be configured as one master and a plurality of slaves. The plurality of slaves control the state of each battery cell, and the master controls the plurality of slaves so that overall battery management and partial battery management can be stably performed.

한편, 근래에는 휴대형 전자기기의 안정된 동작을 보장하기 위한 충분한 용량을 제공하고, 다양한 종류의 휴대형 전자기기에 대응할 수 있도록 하기 위해 복수의 배터리 팩을 연결하여 이용하는 멀티 배터리 팩 장치가 제안되고 있다. 이러한 멀티 배터리 팩 장치의 예가 일본등록특허 제3405526호(이하, 선행 문헌)에 제시되어 있다. 선행 문헌은 복수의 배터리 팩 각각이 복수의 배터리 셀과 충방전 상태의 검출이나 충방전의 제어를 위한 회로를 내장하며, 1개를 마스터 배터리 팩, 그 밖을 슬레이브 배터리 팩으로 구성한다. 마스터 배터리 팩은 슬레이브 배터리 팩에 대하여 통신에 의하여 충방전 상태를 나타내는 데이터의 송신을 요구하고, 전체의 데이터의 관리 및 충방전 상태를 판정하여 충방전을 제어한다. 슬레이브 배터리 팩은 데이터 요구에 따라 충방전 상태를 나타내는 데이터를 송신하고 마스터 팩으로부터 명령을 수신하여 충방전을 실시한다.On the other hand, in recent years, a multi-battery pack device has been proposed to provide a sufficient capacity to ensure stable operation of the portable electronic device and to connect a plurality of battery packs in order to cope with various kinds of portable electronic devices. An example of such a multi-battery pack device is shown in Japanese Patent No. 3405526 (hereinafter referred to as a prior document). Prior art documents have a plurality of battery packs each including a plurality of battery cells and a circuit for detecting or controlling charge / discharge states, and configure one as a master battery pack and the other as a slave battery pack. The master battery pack requests the slave battery pack to transmit data indicating the charge / discharge state by communication, control the charge / discharge by determining the management and charge / discharge state of the entire data. The slave battery pack transmits data indicating a charge / discharge state according to a data request, and receives a command from the master pack to perform charge / discharge.

그런데, 복수의 배터리 팩을 병렬로 연결하여 이용하는 경우 배터리 팩 사이의 SOC(State Of Charge), 즉 충전 상태가 서로 다르면, 스파크 등이 발생할 수 있다. 예를 들어, 제조일로부터 경과된 시간에 따라 배터리 팩의 용량이 다를 수 있고, 그에 따라 배터리 팩의 충전 상태가 달라 전압이 높은 배터리 팩으로부터 전압이 낮은 배터리 팩으로 과전류가 흘러 스파크가 발생하게 된다. 스파크에 의해 사용자의 안전에 문제를 일으킬 수 있고 배터리 셀이나 각종 회로 부품 등을 손상시킬 수 있다.However, when a plurality of battery packs are connected and used in parallel, sparks may occur when the state of charge (SOC), that is, the state of charge, is different between the battery packs. For example, the capacity of the battery pack may vary according to the time elapsed from the date of manufacture, and accordingly, the state of charge of the battery pack is different, so that an overcurrent flows from a high voltage battery pack to a low voltage battery pack to generate a spark. Sparks can cause user safety problems and can damage battery cells and other circuit components.

또한, 복수의 배터리 팩이 병렬로 연결된 이후에도, 배터리 팩의 저장 용량을 증가시키거나 일부 배터리 팩이 파손되어 교체가 필요한 경우가 있을 수 있는데, 이때 기존에 병렬로 연결되어 있는 복수의 배터리 팩에 하나 이상의 배터리 팩을 추가로 연결해야 한다. 이러한 상황에서, 추가로 연결되는 배터리 팩이 기존에 연결되어 있는 배터리 팩과 SOC가 다를 수 있는데, 이때에도 전압이 높은 배터리 팩으로부터 전압이 낮은 배터리 팩으로 과전류가 흘러 스파크가 발생하게 된다.In addition, even after the plurality of battery packs are connected in parallel, there may be cases in which the storage capacity of the battery pack is increased or some battery packs are damaged and need to be replaced. In this case, one of the plurality of battery packs connected in parallel may be required. More battery packs should be connected. In this situation, an additionally connected battery pack may have a different SOC from a conventionally connected battery pack. In this case, overcurrent flows from a high voltage battery pack to a low voltage battery pack to generate a spark.

이러한 과전류 및 스파크를 방지하기 위해서는 충방전을 통해서 배터리 팩의 전압을 모두 동일하게 맞추는 과정이 필요하고 정밀하게 전압을 맞출 수 있는 충전 또는 방전 장비가 필요하다.To prevent such overcurrent and sparks, it is necessary to equalize the voltages of the battery packs through charge and discharge, and a charging or discharging device capable of precisely adjusting voltages is required.

일본등록특허 제3405526호Japanese Patent No. 3405526

본 발명은 복수의 배터리 셀의 전압을 균등화하여 스파크 등의 발생을 방지할 수 있는 멀티 배터리 팩 장치 및 그 충전 제어 방법을 제공한다.The present invention provides a multi-battery pack device capable of equalizing voltages of a plurality of battery cells and preventing generation of sparks and the like and a charging control method thereof.

본 발명은 별도의 충전 또는 방전 장비 필요없이 복수의 배터리 셀의 전압을 균등화할 수 있는 멀티 배터리 팩 장치 및 그 충전 제어 방법을 제공한다.The present invention provides a multi-battery pack device capable of equalizing voltages of a plurality of battery cells without the need for additional charging or discharging equipment, and a charging control method thereof.

본 발명의 일 양태에 따른 멀티 배터리 팩 장치는 병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 포함하고, 상기 복수의 배터리 팩 각각은, 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어하는 스위칭부를 포함하고, 상기 스위칭부는 서로 역방향으로 연결된 기생 다이오드를 포함한다.The multi-battery pack device according to an aspect of the present invention includes a plurality of battery packs connected in parallel, and each of the plurality of battery packs includes a plurality of battery cells and a switching unit that controls charging and discharging of the plurality of battery cells. The switching unit includes a parasitic diode connected in a reverse direction to each other.

상기 복수의 배터리 팩 중에서 하나의 배터리 팩이 마스터 배터리 팩으로 설정되고, 그 이외의 배터리 팩들이 슬레이브 배터리 팩으로 설정된다.One battery pack of the plurality of battery packs is set as a master battery pack, and other battery packs are set as slave battery packs.

상기 복수의 배터리 팩 각각은, 상기 복수의 배터리 셀의 상태를 센싱하는 센싱부와, 상기 센싱부에 의해 센싱된 상기 복수의 배터리 셀의 상태에 따라 상기 스위칭부를 제어하기 위한 제어부를 더 포함한다.Each of the plurality of battery packs further includes a sensing unit sensing a state of the plurality of battery cells, and a controller for controlling the switching unit according to a state of the plurality of battery cells sensed by the sensing unit.

상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩들의 제어부는 상기 배터리 셀의 상태 데이터를 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩으로 전송하고, 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩의 제어부는 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 복수의 배터리 팩 각각의 복수의 배터리 셀의 상태를 판단하여 상기 복수의 배터리 셀의 충방전을 제어하기 위한 제어 신호를 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩의 제어부로 전송한다.The controller of the battery packs set as the slave battery packs transmits state data of the battery cells to the battery packs set as the master battery packs, and the controller of the battery packs set as the master battery packs includes a plurality of batteries set as the slave battery packs. The controller determines a state of a plurality of battery cells of each pack and transmits a control signal for controlling charging and discharging of the plurality of battery cells to a controller of a battery pack set as the slave battery pack.

상기 스위칭부는 상기 제어부에 의해 제어되며 충전 시 구동되는 충전 스위치와, 상기 제어부에 의해 제어되며 방전 시 구동되는 방전 스위치를 포함한다.The switching unit includes a charge switch controlled by the controller and driven during charging, and a discharge switch controlled by the controller and driven during discharge.

상기 충전 스위치는 제 1 FET와, 상기 제 1 FET와 병렬 연결된 제 1 기생 다이오드를 포함하고, 상기 방전 스위치는 제 2 FET와, 상기 제 2 FET와 병렬 연결된 제 2 기생 다이오를 포함한다.The charge switch includes a first FET and a first parasitic diode connected in parallel with the first FET, and the discharge switch includes a second FET and a second parasitic diode connected in parallel with the second FET.

상기 제 1 및 제 2 기생 다이오드는 서로 역방향으로 연결되며, 상기 제 1 기생 다이오드는 배터리 셀의 방전 시 방전 경로를 제공하고, 상기 제 2 기생 다이오드는 배터리 셀의 충전 시 충전 경로를 제공한다.The first and second parasitic diodes are connected in a reverse direction to each other, the first parasitic diode provides a discharge path upon discharge of the battery cell, and the second parasitic diode provides a charge path upon charge of the battery cell.

본 발명의 다른 양태에 따른 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법은 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀을 충전 및 방전하기 위한 충전 스위치 및 방전 스위치를 각각 구비하는 복수의 배터리 팩을 병렬 연결하는 단계; 복수의 배터리 팩 각각의 상기 충전 스위치를 턴온시키고 상기 방전 스위치를 턴오프시키는 단계; 외부로부터 전원을 인가하여 상기 연결된 복수의 배터리 팩을 전압이 낮은 배터리 팩으로부터 전압이 높은 배터리 팩의 순으로 충전시키는 단계; 및 상기 복수의 배터리 팩들의 충전 전압이 동일하고 만충전된 경우 상기 충전 스위치를 턴오프시키는 단계를 포함한다.A charging control method of a multi-battery pack device according to another aspect of the present invention includes connecting a plurality of battery cells and a plurality of battery packs each including a charge switch and a discharge switch for charging and discharging the plurality of battery cells, respectively. step; Turning on the charge switch of each of the plurality of battery packs and turning off the discharge switch; Applying power from an external source to charge the plurality of connected battery packs in order from a low voltage battery pack to a high voltage battery pack; And turning off the charging switch when the charging voltages of the plurality of battery packs are the same and are fully charged.

외부 전원이 인가되면 전압이 가장 낮은 제 1 배터리 팩이 충전되고, 상기 제 1 배터리 팩의 전압이 제 2 배터리 팩의 전압과 동일하면 제 1 및 제 2 배터리 팩이 동시에 충전되는 방식으로 복수의 배터리 팩을 동일 전압으로 충전한다.When the external power is applied, the first battery pack having the lowest voltage is charged, and when the voltage of the first battery pack is equal to the voltage of the second battery pack, the first and second battery packs are simultaneously charged. Charge the pack to the same voltage.

상기 전압이 가장 낮은 제 1 배터리 팩이 충전되는 동안에 상기 제 1 배터리 팩의 방전 스위치를 턴온시키는 단계를 더 포함한다.Turning on the discharge switch of the first battery pack while the first battery pack having the lowest voltage is being charged.

상기 복수의 배터리 팩 중에서 하나의 배터리 팩을 마스터 배터리 팩으로 설정하고, 그 이외의 배터리 팩들을 슬레이브 배터리 팩으로 설정하는 단계를 더 포함한다.Setting one battery pack among the plurality of battery packs as a master battery pack, and setting other battery packs as slave battery packs.

슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩들은 상기 배터리 셀의 전압을 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩으로 전송하고, 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩은 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩 각각의 복수의 배터리 셀의 전압을 판단하여 충방전을 제어하기 위한 제어 신호를 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩으로 전송한다.The battery packs configured as slave battery packs transmit voltages of the battery cells to the battery packs set as the master battery packs, and the battery packs set as the master battery packs of the plurality of battery cells of each battery pack set as the slave battery packs. The control signal for controlling charging and discharging by determining the voltage is transmitted to the battery pack set as the slave battery pack.

본 발명의 실시 예들에 따른 멀티 배터리 팩 장치는 복수의 배터리 팩 내에 충전 및 방전 시 각각 구동되는 제 1 및 제 2 스위치를 포함하는 스위칭부를 구비하고, 충전 시 배터리 팩의 방전 경로를 차단할 수 있다. 따라서, 복수의 배터리 팩이 서로 다른 충전 상태에 따라 서로 다른 충전 전압을 갖는 경우에도 배터리의 충전 시 전압이 높은 배터리 팩으로부터 전압이 낮은 배터리 팩으로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 스파크 등이 발생되는 것을 방지할 수 있다.The multi-battery pack device according to the embodiments of the present invention may include a switching unit including first and second switches respectively driven during charging and discharging in a plurality of battery packs, and may block a discharge path of the battery pack during charging. Therefore, even when a plurality of battery packs have different charging voltages according to different charging states, it is possible to prevent current from flowing from a battery pack having a high voltage to a battery pack having a low voltage when the battery is being charged. This can be prevented from occurring.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치의 개략도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예 및 그 확대 예에 따른 일 배터리 팩의 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.1 is a schematic diagram of a multi-battery pack device according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 is a block diagram of a battery pack according to an embodiment of the present invention and an enlarged example thereof.
4 is a flowchart illustrating a charging control method of a multi-battery pack device according to an exemplary embodiment.

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, only the embodiments of the present invention make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided for complete information.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치의 개략도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예 및 그 확대 예에 따른 일 배터리 팩의 구성도이다.1 is a schematic diagram of a multi-battery pack device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams of a battery pack according to an embodiment of the present invention and an enlarged example thereof.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치는 복수의 배터리 팩(11, 12, 13, 14; 10)을 포함할 수 있다. 본 실시 예는 멀티 배터리 팩 장치으로서 네개의 배터리 팩(10)을 도시하였으나, 배터리 팩(10)은 적어도 둘 이상 복수로 마련될 수 있다. 또한, 복수의 배터리 팩(10)은 결합 및 분리 가능하며, 결합되는 배터리 팩(10)은 가변될 수 있다. 예를 들어, 두개의 배터리 팩(10)이 연결되어 멀티 배터리 팩을 구성할 수 있고, 네개의 배터리 팩(10)이 연결되어 멀티 배터리 팩을 구성할 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the multi-battery pack device according to an exemplary embodiment may include a plurality of battery packs 11, 12, 13, 14; 10. In the present embodiment, four battery packs 10 are illustrated as a multi-battery pack device, but at least two or more battery packs 10 may be provided. In addition, the plurality of battery packs 10 may be combined and detachable, and the combined battery packs 10 may be variable. For example, two battery packs 10 may be connected to form a multi-battery pack, and four battery packs 10 may be connected to form a multi-battery pack.

복수의 배터리 팩(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 배터리 셀(101, 102, 103, …, 10n)을 포함하는 배터리(100)과, 배터리(100)의 충방전을 관리하는 배터리 관리부(200)를 각각 포함할 수 있다. 복수의 배터리 팩(10)이 연결되는 경우 배터리 팩(10) 각각의 배터리(100)가 서로 연결되고, 배터리 관리부(200) 또한 서로 연결된다. 이때, 일 배터리 팩(10) 내의 복수의 배터리 셀은 직렬 연결되고, 복수의 배터리 팩(10)의 배터리(100)는 서로 병렬 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 배터리 팩(10)의 배터리(100)가 각각 n개의 배터리 셀을 포함하는 경우, 배터리 팩(10)의 제 1 배터리 셀(101)의 양극끼리 서로 연결되고, 제 n 배터리 셀(10n)의 음극끼리 서로 연결될 수 있다. 한편, 배터리 관리부(200)는 예를 들어 CAN(Controller Area Network) 통신으로 연결될 수 있다. 여기서, 복수의 배터리 팩(10) 중에서 하나가 마스터 배터리 팩이고, 나머지가 슬레이브 배터리 팩일 수 있다. 예를 들어, 제 1 배터리 팩(11)이 마스터 배터리 팩이 되고 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)가 슬레이브 배터리 팩이 될 수 있는데, 본 발명의 실시 예에서는 제 1 배터리 팩(11)이 마스터 배터리 팩으로 기능하고 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)이 슬레이브 배터리 팩으로 기능하는 경우를 예로 들어 설명한다.As illustrated in FIG. 2, the plurality of battery packs 10 includes a battery 100 including a plurality of battery cells 101, 102, 103,..., 10n, and a battery managing charge and discharge of the battery 100. Each management unit 200 may be included. When the plurality of battery packs 10 are connected, the batteries 100 of each of the battery packs 10 are connected to each other, and the battery manager 200 is also connected to each other. In this case, the plurality of battery cells in one battery pack 10 may be connected in series, and the batteries 100 of the plurality of battery packs 10 may be connected in parallel with each other. For example, when the batteries 100 of the plurality of battery packs 10 each include n battery cells, the positive electrodes of the first battery cells 101 of the battery pack 10 are connected to each other, and the nth battery The cathodes of the cells 10n may be connected to each other. Meanwhile, the battery manager 200 may be connected to, for example, controller area network (CAN) communication. Here, one of the plurality of battery packs 10 may be a master battery pack, and the other may be a slave battery pack. For example, the first battery pack 11 may be a master battery pack, and the second to fourth battery packs 12, 13, and 14 may be slave battery packs. The case where 11 functions as a master battery pack and the second to fourth battery packs 12, 13, and 14 function as slave battery packs will be described as an example.

1. 배터리 셀1. Battery Cell

복수의 배티리 셀(101, 102, 103, …, 10n)은 충방전 가능한 이차 전지를 포함할 수 있는데, 예를 들어 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-H) 전지 및 리튬(Li) 전지 등의 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리(100)는 짝수개의 배터리 셀이 연결되거나 홀수개의 배터리 셀이 연결될 수 있다. 즉, n은 짝수일 수 있고, 홀수일 수 있는데, 본 실시 예에서는 배터리 셀이 짝수개 연결되고 그에 따라 n이 짝수인 경우를 설명한다. 또한, 복수의 배터리 셀은 직렬 연결될 수 있다. 즉, 복수의 배터리 셀은 일 단자 및 타 단자, 즉 양극 및 음극을 가지는데, 일 배터리 셀의 일 단자가 타 배터리 셀의 타 단자가 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 배터리 셀(101)의 음극과 제 2 배터리 셀(102)의 양극이 연결될 수 있고, 제 2 배터리 셀(102)의 음극이 제 3 배터리 셀(103)의 양극과 연결될 수 있다. 또한, 복수의 배터리 셀은 동일 용량을 가질 수 있고 그에 따라 최대 충전 전압이 동일할 수 있는데, 예를 들어 최대 충전 전압이 5V일 수 있다. 그러나, 배터리 팩(10)에 따라 배터리 셀의 용량이 다를 수 있고, 그에 따라 최대 충전 전압이 다를 수 있다. 예를 들어, 제조일로부터 경과된 시간이 긴 배터리 팩(10)의 배터리 셀은 제조일로부터 경과된 시간이 짧은 배터리 팩(10)의 배터리 셀보다 용량이 적을 수 있고, 그에 따라 최대 충전 전압이 다를 수 있다.The plurality of battery cells 101, 102, 103,..., 10n may include rechargeable secondary batteries, for example, nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, and nickel-hydrogen (Ni-H) batteries. And lithium (Li) batteries. Here, the battery 100 may be connected to an even number of battery cells or an odd number of battery cells. That is, n may be an even number or an odd number. In the present embodiment, an even number of battery cells are connected, and thus n is an even number. In addition, the plurality of battery cells may be connected in series. That is, the plurality of battery cells have one terminal and the other terminal, that is, a positive electrode and a negative electrode, and one terminal of one battery cell may be connected to the other terminal of the other battery cell. For example, the negative electrode of the first battery cell 101 and the positive electrode of the second battery cell 102 may be connected, and the negative electrode of the second battery cell 102 may be connected with the positive electrode of the third battery cell 103. have. In addition, the plurality of battery cells may have the same capacity, and thus the maximum charging voltage may be the same, for example, the maximum charging voltage may be 5V. However, the capacity of the battery cells may vary according to the battery pack 10, and thus the maximum charging voltage may vary. For example, a battery cell of a battery pack 10 having a long time elapsed from the manufacturing date may have a smaller capacity than a battery cell of the battery pack 10 having a short time elapsed from the manufacturing date, so that the maximum charging voltage may be different. have.

2. 배터리 관리부2. Battery management unit

배터리 관리부(200)는 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리(100)의 상태를 센싱하고, 그에 따라 배터리(100)의 충방전을 제어할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리부(200)는 배터리(100)의 전압을 센싱하고 센싱된 전압에 따라 배터리(100)의 충방전을 제어할 수 있고, 소정 수의 배터리 셀에 대해 셀 밸런싱을 실시할 수 있다. 또한, 배터리 관리부(200)는 복수의 배터리 팩(10) 사이의 데이터 입출력을 제어할 수 있다. 즉, 마스터 배터리 팩, 예를 들어 제 1 배터리 팩(11)의 배터리 관리부(200)는 복수의 슬레이브 배터리 팩, 예를 들어 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 배터리 관리부(200)로부터 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 충방전 상태에 따른 데이터를 수신하고, 충방전 상태를 판단하여 슬레이브 배터리 팩의 충방전을 제어하기 위한 제어 신호를 송신할 수 있다. 또한, 슬레이브 배터리 팩인 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)은 해당 배터리 팩의 충방전 상태에 따른 데이터를 마스터 배터리 팩인 제 1 배터리 팩(11)으로 송신하고 제 1 배터리 팩(11)으로부터 제어 신호를 수신하여 충방전을 실시할 수 있다. 결국, 복수의 배터리 팩(10) 중에서 마스터 배터리 팩은 복수의 슬레이브 배터리 팩의 충방전 상태를 확인하고 복수의 슬레이브 배터리 팩의 충방전 동작을 제어할 수 있다.The battery manager 200 may sense a state of the battery 100 including the plurality of battery cells, and thereby control charging and discharging of the battery 100. For example, the battery manager 200 may sense the voltage of the battery 100, control the charge / discharge of the battery 100 according to the sensed voltage, and perform cell balancing on a predetermined number of battery cells. have. In addition, the battery manager 200 may control data input / output between the plurality of battery packs 10. That is, the battery manager 200 of the master battery pack, for example, the first battery pack 11 may include a plurality of slave battery packs, for example, the battery managers of the second to fourth battery packs 12, 13, and 14. 200 may receive data according to the charge / discharge states of the second to fourth battery packs 12, 13, and 14, determine the charge / discharge state, and transmit a control signal for controlling charge / discharge of the slave battery pack. have. In addition, the second to fourth battery packs 12, 13, and 14, which are slave battery packs, transmit data corresponding to the charge / discharge state of the battery packs to the first battery pack 11, which is a master battery pack, and the first battery pack 11. ) Can be charged and discharged by receiving a control signal. As a result, the master battery pack may check the charge / discharge states of the plurality of slave battery packs and control the charge / discharge operation of the plurality of slave battery packs among the plurality of battery packs 10.

이러한 배터리 관리부(200)는 복수의 배터리 팩(10) 사이의 데이터 입출력을 위한 입출력부(210)와, 배터리(100)의 상태를 센싱하는 센싱부(220)와, 센싱부(210)를 통해 측정된 배터리(100)의 상태에 따라 배터리(100)의 충방전을 제어하는 제어부(230)와, 제어부(230)의 제어 신호에 따라 배터리(100)와 부하 사이의 연결을 제어하는 스위칭부(240)를 포함할 수 있다. 여기서, 마스터 배터리 팩 및 슬레이브 배터리 팩 각각의 배터리 관리부(200)는 입출력부(210), 센싱부(220), 제어부(230) 및 스위칭부(240)를 포함하는 동일 구성을 가질 수 있고, 이들 구성의 적어도 하나가 다른 기능을 실시할 수 있다. 예를 들어, 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 제어부(230)는 해당 배터리 팩의 배터리(100)의 상태를 센싱하고 제 1 배터리 팩(11)의 제어 신호에 따라 배터리(100)의 충반전을 제어할 수 있고, 제 1 배터리 팩(11)의 제어부(230)는 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 배터리(100)의 상태를 판단하고 이를 이용하여 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 충방전을 제어할 수 있다. 한편, 마스터 배터리 팩으로 기능하는 제 1 배터리 팩(11)의 배터리(100)도 충방전하고, 센싱부(220)의 센싱 데이터에 따른 제어부(230)의 제어 신호에 따라 스위칭부(240)가 구동되어 충방전을 제어할 수 있다. 즉, 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11, 12, 13, 14) 각각의 배터리(100)는 충방전 가능하고, 제 1 배터리 팩(11)의 배터리 관리부(200)는 제 1 배터리 팩(11)의 배터리(100)의 충방전을 제어하고 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 배터리(100)의 충방전을 제어하도록 하며, 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 배터리 관리부(200)는 제 1 배터리 팩(11)의 배터리 관리부(200)의 제어에 따라 해당 배터리 팩(12, 13, 14)의 배터리(100)의 충방전을 제어한다.The battery manager 200 may include an input / output unit 210 for inputting / outputting data between a plurality of battery packs 10, a sensing unit 220 for sensing a state of the battery 100, and a sensing unit 210. The controller 230 controls charging and discharging of the battery 100 according to the measured state of the battery 100, and a switching unit controlling the connection between the battery 100 and the load according to the control signal of the controller 230 ( 240). Here, the battery manager 200 of each of the master battery pack and the slave battery pack may have the same configuration including the input / output unit 210, the sensing unit 220, the control unit 230, and the switching unit 240. At least one of the configurations may perform other functions. For example, the controller 230 of the second to fourth battery packs 12, 13, and 14 senses the state of the battery 100 of the corresponding battery pack and performs the battery according to the control signal of the first battery pack 11. The charging and discharging of the 100 may be controlled, and the controller 230 of the first battery pack 11 may determine a state of the battery 100 of the second to fourth battery packs 12, 13, and 14, and then may determine the state. The charging and discharging of the second to fourth battery packs 12, 13, and 14 may be controlled. Meanwhile, the battery 100 of the first battery pack 11 functioning as the master battery pack is also charged and discharged, and the switching unit 240 according to the control signal of the control unit 230 according to the sensing data of the sensing unit 220. It can be driven to control charging and discharging. That is, the battery 100 of each of the first to fourth battery packs 11, 12, 13, and 14 may be charged and discharged, and the battery manager 200 of the first battery pack 11 may be the first battery pack 11. Control charging and discharging of the battery 100 of the battery 100 and controlling charging and discharging of the battery 100 of the second to fourth battery packs 12, 13, and 14, and the second to fourth battery packs 12 and 13. The battery manager 200 of FIG. 14 controls charging and discharging of the battery 100 of the battery packs 12, 13, and 14 under the control of the battery manager 200 of the first battery pack 11.

2.1. 2.1. 입출력부I / O part

입출력부(210)는 복수의 배터리 팩(10) 사이의 데이터 입출력을 수행한다. 즉, 제 1 배터리 팩(11)과 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14) 사이의 데이터 입출력을 수행한다. 이때, 배터리 팩(10) 사이에는 CAN(Controller Area Network) 통신으로 연결되어 데이터 입출력을 수행할 수 있다. 이러한 입출력부(210)는 당 배터리 팩(10)의 제어부(230)로부터 전달된 데이터를 타 배터리 팩(10)에 전송하고, 타 배터리 팩(10)으로부터 출력되는 데이터를 입력하여 당 배터리 팩(10)의 제어부(230)로 전달한다. 복수의 배터리 팩(10)의 입출력부(210)를 통해 배터리 팩(10)의 배터리 셀(100)의 충전 상태에 따른 측정 전압 등의 상태 데이터와 충방전 동작을 제어하기 위한 제어 신호 등이 송수신될 수 있다. 즉, 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14) 각각으로부터 배터리 셀(100)의 충전 상태에 따른 데이터가 입출력부(210)를 통해 제 1 배터리 팩(11)의 입출력부(210)로 전송될 수 있고, 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 충전을 제어하기 위한 제어 신호가 제 1 배터리 팩(11)의 입출력부(210)를 통해 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 입출력부(210)로 전송될 수 있다. 한편, 입출력부(210) 내에는 데이터의 임시 저장을 위한 버퍼(미도시)가 마련될 수 있다. 즉, 제 1 배터리 팩(11) 내의 버퍼는 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)으로부터 입력되는 데이터를 임시 저장한 후 입력되는 순서대로 제어부(230)에 전달할 수 있고, 제 1 배터리 팩(11)의 제어부(230)를 통해 출력되는 데이터를 임시 저장한 후 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)으로 순서대로 전달할 수 있다.The input / output unit 210 performs data input / output between the plurality of battery packs 10. That is, data input / output is performed between the first battery pack 11 and the second to fourth battery packs 12, 13, and 14. In this case, the battery packs 10 may be connected to each other through CAN (Controller Area Network) communication to perform data input / output. The input / output unit 210 transmits data transmitted from the control unit 230 of the battery pack 10 to the other battery pack 10 and inputs data output from the other battery pack 10 to provide the battery pack ( Transfer to the control unit 230 of 10). Through the input / output unit 210 of the plurality of battery packs 10, state data such as a measured voltage according to the state of charge of the battery cells 100 of the battery pack 10 and control signals for controlling the charge / discharge operation are transmitted and received. Can be. That is, the data corresponding to the state of charge of the battery cells 100 from each of the second to fourth battery packs 12, 13, and 14 is transferred to the input / output unit 210 of the first battery pack 11 through the input / output unit 210. And a control signal for controlling the charging of the second to fourth battery packs 12, 13, and 14 through the input / output unit 210 of the first battery pack 11. It may be transmitted to the input and output unit 210 of the pack (12, 13, 14). Meanwhile, a buffer (not shown) for temporarily storing data may be provided in the input / output unit 210. That is, the buffer in the first battery pack 11 may temporarily store data input from the second to fourth battery packs 12, 13, and 14, and then transfer the data to the controller 230 in the order of input. After temporarily storing data output through the controller 230 of the battery pack 11, the data may be sequentially transferred to the second to fourth battery packs 12, 13, and 14.

2.2. 2.2. 센싱부Sensing Part

센싱부(220)는 배터리(100)의 복수의 배터리 셀의 상태를 센싱할 수 있다. 이러한 센싱부(220)로는 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하는 전압 측정부를 포함할 수 있다. 전압 측정을 위해 센싱부(220), 즉 전압 측정부는 복수의 연결 라인을 통해 복수의 배터리 셀과 연결되어 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하고 이를 제어부(230)로 전달한다. 한편, 본 발명의 실시 예에서는 센싱부(220)가 하나로 구성되는 경우를 도시하였으나, 필요에 따라 복수의 배터리 셀 각각 대응하도록 복수 마련될 수도 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 제어부(230)의 용이한 구성 및 빠른 처리 속도를 위하여 센싱부(220)와 제어부(230) 사이에 아날로그/디지털 변환부를 마련하여 센싱부(220)에서 측정된 배터리 셀 각각의 전압을 디지털 신호로 변환하여 제어부(230)에 전달할 수도 있다. 한편, 센싱부(220)는 복수의 배터리 셀의 전압 뿐만 아니라 전류 및 온도 등을 센싱할 수 있다. 즉, 센싱부(220)는 전류 측정부 및 온도 측정부 등을 더 포함할 수 있다.The sensing unit 220 may sense states of a plurality of battery cells of the battery 100. The sensing unit 220 may include a voltage measuring unit measuring voltage of each of the plurality of battery cells. In order to measure the voltage, the sensing unit 220, that is, the voltage measuring unit is connected to the plurality of battery cells through a plurality of connection lines, measures the voltage of each of the plurality of battery cells, and transmits the voltages to the controller 230. Meanwhile, in the exemplary embodiment of the present invention, although the sensing unit 220 is configured as one, a plurality of battery cells may be provided to correspond to the plurality of battery cells as necessary. In addition, although not shown, each of the battery cells measured by the sensing unit 220 by providing an analog / digital conversion unit between the sensing unit 220 and the control unit 230 for easy configuration and fast processing speed of the controller 230. The voltage may be converted into a digital signal and transferred to the controller 230. The sensing unit 220 may sense not only voltages of the plurality of battery cells but also current and temperature. That is, the sensing unit 220 may further include a current measuring unit and a temperature measuring unit.

2.3. 제어부2.3. Control

제어부(230)는 배터리 셀의 상태에 따라 배터리(100)의 충방전을 제어한다. 예를 들어, 제어부(230)는 센싱부(220)로부터 측정된 배터리(100)의 전압에 따라 배터리(100)의 충방전을 제어할 수 있다. 이러한 제어부(230)는 마스터 배터리 팩 및 슬레이브 배터리 팩에 따라 그 기능이 상이할 수 있다. 즉, 마스터 배터리 팩, 즉 제 1 배터리 팩(11)의 제어부(230)는 슬레이브 배터리 팩, 즉 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)으로부터 측정된 배터리(100)의 상태 데이터를 입력하고, 그에 따라 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 배터리(100)의 충방전을 제어하도록 하기 위한 제어 신호를 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)으로 공급한다. 또한, 슬레이브 배터리 팩, 즉 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 제어부(230)는 센싱부(220)로부터 측정된 배터리(100)의 상태 데이터를 제 1 배터리 팩(11)으로 전달하고, 제 1 배터리 팩(11)으로부터 공급되는 제어 신호에 따라 스위칭부(240)를 제어하여 배터리(100)의 충방전을 제어한다.The controller 230 controls charging and discharging of the battery 100 according to the state of the battery cell. For example, the controller 230 may control charge and discharge of the battery 100 according to the voltage of the battery 100 measured by the sensing unit 220. The controller 230 may have a different function depending on the master battery pack and the slave battery pack. That is, the controller 230 of the master battery pack, that is, the first battery pack 11, may store the state data of the battery 100 measured from the slave battery packs, that is, the second to fourth battery packs 12, 13, and 14. A control signal for inputting and controlling the charging and discharging of the battery 100 of the second to fourth battery packs 12, 13, and 14 accordingly. Supply. In addition, the controller 230 of the slave battery pack, that is, the second to fourth battery packs 12, 13, and 14 may store the state data of the battery 100 measured by the sensing unit 220 in the first battery pack 11. And control the switching unit 240 according to a control signal supplied from the first battery pack 11 to control charging and discharging of the battery 100.

마스터 배터리 팩의 제어부(230)는 복수의 슬레이브 배터리 팩의 배터리 셀(100)의 충방전 상태를 관리한다. 즉, 마스터 배터리 팩의 제어부(230)는 복수의 슬레이브 배터리 팩으로부터 입출력부(210)를 통해 입력되는 배터리(100)의 전류 및 전압 등의 데이터를 이용하여 배터리의 SOC 및 SOH 등을 추정할 수 있다. 이러한 배터리의 SOC 및 SOH를 추정하기 위해 제어부(230) 내에서는 SOC 추정부(미도시) 및 SOH 추정부(미도시)가 각각 마련될 수 있다. SOH 추정부는 배터리(100)의 퇴화 정도를 예측하기 위해 배터리(100)의 용량(Capacity)을 추정한다. 이때, 추정된 배터리(100)의 용량은 SOC 추정부에서 배터리(100)의 SOC 추정 시 이용될 수 있다. 여기서, 배터리(100)의 용량 추정은 다양한 방법으로 수행될 수 있는데, 예를 들어 배터리의 용량은 배터리의 내부 저항 변화를 통해 추정 가능하므로 배터리의 전류 및 전압을 측정하여 옴의 법칙을 이용해 배터리의 내부 저항을 간접적으로 계산할 수 있다. 즉, 슬레이브 배터리 팩으로부터 입력되는 배터리(100)의 전류 및 전압 데이터를 이용하여 배터리(100)의 용량을 추정할 수 있다. 또한, SOC 추정부는 SOH 추정부로부터 추정된 배터리(100)의 용량과 슬레이브 배터리 팩으로부터 측정된 배터리(100)의 전류를 이용하여 배터리(100)의 SOC를 추정할 수 있다. 예를 들어, SOC 추정부는 슬레이브 배터리 팩으로부터 측정된 소정 시간 동안의 전류값을 적산하고, 이를 SOH 추정부로부터 추정된 배터리 용량(Capacity)으로 나눠 배터리(100)의 SOC를 추정할 수 있다. 물론, 배터리(100)의 충방전 상태를 확인하기 위해 SOH 및 SOC를 추정하지 않고 측정 전압을 이용할 수도 있다. 즉, 마스터 배터리 팩의 제어부(230)는 최대 충전 전압 및 최저 충전 전압을 저장하고, 슬레이브 배터리 팩의 측정 전압을 최대 또는 최저 충전 전압과 비교하여 슬레이브 배터리 팩의 충방전을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 충전 동작을 정지시키기 위한 제 1 기준 전압 및 충전 동작을 실시하기 위한 제 2 기준 전압을 설정한 후 슬레이브 배터리 팩으로부터 측정된 배터리(100)의 전압을 기준 전압과 비교하여 충방전을 제어할 수 있다. 제 1 설정 전압은 배터리(100)의 최대 충전 전압이 5V라 할 경우 과충전을 방지하기 위해 예를 들어 4.5V로 설정될 수 있고, 제 2 설정 전압은 배터리(100)의 과방전을 방지하기 위해 예를 들어 1.5V로 설정될 수 있다. 이렇게 마스터 배터리 팩의 제어부(230)는 슬레이브 배터리 팩의 측정 전압을 기준 전압과 비교하고 그 결과에 따른 제어 신호, 즉 충전 또는 방전을 위한 제어 신호를 생성하여 슬레이브 배터리 팩으로 전달할 수 있다. The controller 230 of the master battery pack manages the charge / discharge state of the battery cells 100 of the plurality of slave battery packs. That is, the controller 230 of the master battery pack may estimate SOC, SOH, etc. of the battery using data such as current and voltage of the battery 100 input from the plurality of slave battery packs through the input / output unit 210. have. In order to estimate SOC and SOH of such a battery, an SOC estimator (not shown) and an SOH estimator (not shown) may be provided in the controller 230, respectively. The SOH estimator estimates the capacity of the battery 100 to predict the degree of degeneration of the battery 100. In this case, the estimated capacity of the battery 100 may be used when the SOC estimator estimates the SOC of the battery 100. Here, the capacity estimation of the battery 100 may be performed in various ways. For example, the capacity of the battery may be estimated by changing the internal resistance of the battery, and thus the current and voltage of the battery may be measured to measure the capacity of the battery using Ohm's law. Internal resistance can be calculated indirectly. That is, the capacity of the battery 100 may be estimated using current and voltage data of the battery 100 input from the slave battery pack. In addition, the SOC estimator may estimate the SOC of the battery 100 using the capacity of the battery 100 estimated from the SOH estimator and the current of the battery 100 measured from the slave battery pack. For example, the SOC estimator may estimate the SOC of the battery 100 by integrating a current value for a predetermined time measured from the slave battery pack and dividing it by the battery capacity estimated from the SOH estimator. Of course, the measured voltage may be used without estimating SOH and SOC to confirm the charge / discharge state of the battery 100. That is, the controller 230 of the master battery pack may store the maximum charging voltage and the lowest charging voltage, and control charging and discharging of the slave battery pack by comparing the measured voltage of the slave battery pack with the maximum or minimum charging voltage. For example, after setting the first reference voltage for stopping the charging operation and the second reference voltage for performing the charging operation, charging / discharging is performed by comparing the voltage of the battery 100 measured from the slave battery pack with the reference voltage. Can be controlled. The first set voltage may be set to, for example, 4.5V to prevent overcharging when the maximum charging voltage of the battery 100 is 5V, and the second set voltage may be set to prevent overdischarge of the battery 100. For example, it can be set to 1.5V. As such, the controller 230 of the master battery pack may compare the measured voltage of the slave battery pack with a reference voltage, generate a control signal according to the result, that is, a control signal for charging or discharging, and transfer the generated control signal to the slave battery pack.

슬레이브 배터리 팩의 제어부(230)는 슬레이브 배터리 팩을 구성하는 구성 요소들을 제어 및 관리한다. 즉, 슬레이브 배터리 팩의 제어부(230)는 센싱부(220)로부터 측정된 배터리 셀(100)의 전압, 전류 등의 데이터를 입출력부(260)를 통해 마스터 배터리 팩에 공급하고, 마스터 배터리 팩으로부터 공급되는 제어 신호에 따라 스위칭부(240)를 구동시켜 배터리 셀(100)의 충방전을 제어하도록 한다. 또한, 슬레이브 배터리 팩의 제어부(230)는 셀 밸런싱부(미도시)를 제어하여 해당 셀을 밸런싱하도록 할 수도 있다.The controller 230 of the slave battery pack controls and manages the components constituting the slave battery pack. That is, the controller 230 of the slave battery pack supplies data such as voltage and current of the battery cell 100 measured by the sensing unit 220 to the master battery pack through the input / output unit 260 and from the master battery pack. The switching unit 240 is driven according to the supplied control signal to control charging and discharging of the battery cell 100. In addition, the controller 230 of the slave battery pack may control the cell balancing unit (not shown) to balance the corresponding cell.

2.4. 2.4. 스위칭부Switching unit

스위칭부(240)는 배터리(100)와 부하 사이의 전류 경로 사이에 마련되어 제어부(230)에 의해 배터리(100)의 충전 및 방전을 제어한다. 이러한 스위칭부(240)는 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 스위치(241) 및 제 2 스위치(242)를 포함할 수 있다. 즉, 스위칭부(240)는 배터리(100)와 부하 사이에 마련되는데, 제 1 스위치(241)가 배터리(100) 측에 마련되고, 제 2 스위치(242)가 부하 측에 마련될 수 있다. 제 1 및 제 2 스위치(241, 242)는 제어부(230)에서 생성된 제어 신호에 따라 구동되며, 배터리(100)의 충전 및 방전 시 동시에 구동될 수 있고, 어느 하나가 구동될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 스위치(241)은 배터리(100)의 충전 시 구동될 수 있고 제 2 스위치(242)는 배터리(100)의 방전 시 구동될 수 있다. 즉, 제 1 스위치(241)는 배터리(100) 충전 시 구동되는 충전 스위치이고, 제 2 스위치(242)는 배터리(100) 방전 시 구동되는 방전 스위치이다. 여기서, 부하는 배터리 팩(10)의 배터리(100)을 충전하기 위한 외부 전원과 배터리(100)의 방전 전압에 따라 구동되는 배터리 팩(10)이 장착되는 전자기기를 포함할 수 있다. 즉, 배터리(100)의 충전 시 배터리 팩(10)은 외부 전원과 연결되고, 배터리(100)의 방전 시 배터리 팩(10)은 전자기기에 연결될 수 있다.The switching unit 240 is provided between the current path between the battery 100 and the load to control the charging and discharging of the battery 100 by the controller 230. The switching unit 240 may include a first switch 241 and a second switch 242 as shown in FIG. That is, the switching unit 240 is provided between the battery 100 and the load, the first switch 241 may be provided on the battery 100 side, the second switch 242 may be provided on the load side. The first and second switches 241 and 242 may be driven according to the control signal generated by the controller 230, and may be simultaneously driven during charging and discharging of the battery 100, and one of them may be driven. For example, the first switch 241 may be driven when the battery 100 is charged and the second switch 242 may be driven when the battery 100 is discharged. That is, the first switch 241 is a charging switch driven when the battery 100 is charged, and the second switch 242 is a discharge switch driven when the battery 100 is discharged. Here, the load may include an electronic device on which the battery pack 10 driven according to an external power source for charging the battery 100 of the battery pack 10 and the discharge voltage of the battery 100 is mounted. That is, the battery pack 10 may be connected to an external power source when the battery 100 is charged, and the battery pack 10 may be connected to an electronic device when the battery 100 is discharged.

제 1 스위치(241)는 제 1 FET(241a) 및 제 1 기생 다이오드(241b)를 포함할 수 있다. 제 1 FET(241a)는 소오스 단자 및 드레인 단자가 배터리(100)와 제 1 노드(Q1) 사이에 마련되고, 게이트 단자가 제어부(230)와 연결된다. 따라서, 제 1 FET(241a)는 제어부(230)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 구동되며, 충전 시 배터리(100)로 전류를 인가하는 역할을 한다. 제 1 기생 다이오드(241b)는 제 1 FET(241a)에 병렬 연결된다. 즉, 제 1 기생 다이오드(241b)는 배터리(100)와 제 1 노드(Q1) 사이에 순방향으로 연결된다. 이러한 제 1 기생 다이오드(241b)는 제 1 FET(241a)가 턴오프될 때 배터리(100)의 방전 경로를 설정한다. 즉, 제 1 FET(241a)을 통해 배터리(100)가 충전되고, 제 1 기생 다이오드(241b)를 통해 배터리(100)가 방전될 수 있다.The first switch 241 may include a first FET 241a and a first parasitic diode 241b. In the first FET 241a, a source terminal and a drain terminal are provided between the battery 100 and the first node Q1, and a gate terminal thereof is connected to the controller 230. Therefore, the first FET 241a is driven according to the control signal output from the controller 230 and serves to apply current to the battery 100 during charging. The first parasitic diode 241b is connected in parallel to the first FET 241a. That is, the first parasitic diode 241b is connected in the forward direction between the battery 100 and the first node Q1. The first parasitic diode 241b sets the discharge path of the battery 100 when the first FET 241a is turned off. That is, the battery 100 may be charged through the first FET 241a, and the battery 100 may be discharged through the first parasitic diode 241b.

제 2 스위치(242)는 제 2 FET(242a) 및 제 2 기생 다이오드(242b)를 포함할 수 있다. 제 2 FET(242a)는 소오스 단자 및 드레인 단자가 제 1 노드(Q1)와 부하 사이에 마련되고, 게이트 단자가 제어부(230)와 연결된다. 따라서, 제 2 FET(242a)는 제어부(230)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 구동되며, 방전 시 배터리(100)의 방전 전류를 이와 연결된 전자기기에 인가시키는 역할을 한다. 제 2 기생 다이오드(242b)는 제 2 FET(242a)에 병렬 연결된다. 즉, 제 2 기생 다이오드(242b)는 제 1 노드(Q1)와 부하 사이에 역방향으로 연결된다. 이러한 제 2 기생 다이오드(242b)는 배터리(100)의 충전 시 충전 전류의 경로를 설정한다. 즉, 제 2 FET(242a)를 통해 배터리(100)가 방전되고, 제 2 기생 다이오드(242b)을 통해 배터리(100)가 충전될 수 있다.The second switch 242 may include a second FET 242a and a second parasitic diode 242b. In the second FET 242a, a source terminal and a drain terminal are provided between the first node Q1 and a load, and a gate terminal is connected to the controller 230. Accordingly, the second FET 242a is driven according to the control signal output from the controller 230 and serves to apply the discharge current of the battery 100 to the electronic device connected thereto during discharge. The second parasitic diode 242b is connected in parallel to the second FET 242a. That is, the second parasitic diode 242b is connected in the reverse direction between the first node Q1 and the load. The second parasitic diode 242b sets the path of the charging current when the battery 100 is charged. That is, the battery 100 may be discharged through the second FET 242a, and the battery 100 may be charged through the second parasitic diode 242b.

이러한 스위칭부(240)는 제 1 FET(241a)의 게이트 단자와 제 2 FET(242a)의 게이트 단자에 제어부(230)가 연결되어 제어부(230)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 제 1 및 제 2 FET(241a, 242a)가 각각 구동된다. 제어부(230)는 배터리(100)의 충전 시 제 1 FET(241a)를 턴온시키고, 제 2 FET(242b)를 턴오프시킨다. 따라서, 부하, 즉 외부 전원으로부터 제 2 기생 다이오드(242b) 및 제 1 FET(241a)를 통해 배터리(100)가 충전된다. 또한, 제어부(230)는 배터리(100)의 방전 시 제 2 FET(242a)를 턴온시키고 제 2 FET(241a)를 턴온시킨다. 따라서, 배터리(100)로부터 제 1 FET(241a) 및 제 2 기생 다이오드(242b)를 통해 배터리(100)가 방전된다. 이때, 제 1 및 제 2 FET(241a, 242a)를 각각 턴온시키는 제어 신호는 로직 하이 신호일 수 있고, 제 1 및 제 2 FET(241a, 242a)를 각각 턴오프시키는 제어 신호는 로직 로우 신호일 수 있다.In the switching unit 240, the control unit 230 is connected to the gate terminal of the first FET 241a and the gate terminal of the second FET 242a, and according to a control signal output from the control unit 230, the first and second switches 240. FETs 241a and 242a are driven respectively. The controller 230 turns on the first FET 241a and turns off the second FET 242b when the battery 100 is being charged. Therefore, the battery 100 is charged through the second parasitic diode 242b and the first FET 241a from the load, that is, the external power source. In addition, the controller 230 turns on the second FET 242a and turns on the second FET 241a when the battery 100 is discharged. Therefore, the battery 100 is discharged from the battery 100 through the first FET 241a and the second parasitic diode 242b. In this case, a control signal for turning on the first and second FETs 241a and 242a may be a logic high signal, and a control signal for turning off the first and second FETs 241a and 242a may be a logic low signal. .

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치는 복수의 배터리 팩(10)이 연결되고, 복수의 배터리 팩(10) 각각에는 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리(100)와 배터리 관리부(200)가 각각 마련되고, 배터리 관리부(200)는 제어부(230) 및 스위칭부(240)를 포함한다. 스위칭부(240)는 배터리(100)의 충전 시 구동되는 제 1 스위치(241)와 배터리(100)의 방전 시 구동되는 제 2 스위치(242)를 포함할 수 있다. 제 1 스위치(241)는 제 1 FET(241a)와 제 1 기생 다이오드(241b)를 포함하고, 제 2 스위치(242)는 제 2 FET(242a)와 제 2 기생 다이오드(242b)를 포함한다. 배터리(100)의 충전 시 제 1 FET(241a)가 구동되어 제 2 기생 다이오드(242b) 및 제 1 FET(241a)를 통해 배터리(100)가 충전되고, 배터리(100)의 방전 시 제 2 FET(242a)가 구동되어 제 1 기생 다이오드(241b) 및 제 2 FET(242a)를 통해 배터리(100)가 방전된다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치는 복수의 배터리 팩(10) 내에 충전 및 방전 시 각각 구동되는 제 1 및 제 2 스위치(241, 242)를 포함하는 스위칭부(240)를 구비하고, 충전 시 배터리 팩(10)의 방전 경로를 차단할 수 있다. 따라서, 복수의 배터리 팩(10)이 서로 다른 충전 상태에 따라 서로 다른 충전 전압을 갖는 경우에도 배터리(100)의 충전 시 전압이 높은 배터리 팩(10)으로부터 전압이 낮은 배터리 팩(10)으로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 스파크 등이 발생되는 것을 방지할 수 있다.As described above, in the multi-battery pack device according to an embodiment of the present invention, a plurality of battery packs 10 are connected, and each of the battery packs 10 includes a battery 100 and a battery including a plurality of battery cells. Each manager 200 is provided, and the battery manager 200 includes a controller 230 and a switching unit 240. The switching unit 240 may include a first switch 241 driven when the battery 100 is charged and a second switch 242 driven when the battery 100 is discharged. The first switch 241 includes a first FET 241a and a first parasitic diode 241b, and the second switch 242 includes a second FET 242a and a second parasitic diode 242b. When the battery 100 is charged, the first FET 241a is driven to charge the battery 100 through the second parasitic diode 242b and the first FET 241a, and the second FET when the battery 100 is discharged. 242a is driven to discharge the battery 100 through the first parasitic diode 241b and the second FET 242a. That is, the multi-battery pack device according to an embodiment of the present invention includes a switching unit 240 including first and second switches 241 and 242 which are respectively driven during charging and discharging in the plurality of battery packs 10. The battery pack 10 may block a discharge path of the battery pack 10 during charging. Therefore, even when the plurality of battery packs 10 have different charging voltages according to different charging states, a current flows from the high voltage battery pack 10 to the low battery pack 10 when the battery 100 is charged. Can be prevented from flowing, and sparks can be prevented from occurring.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a charging control method of a multi-battery pack device according to an exemplary embodiment.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법은 충전 스위치를 턴온시키고 방전 스위치를 턴오프시키는 단계(S110), 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 충전을 시작하는 단계(S120)와, 모든 배터리 팩(10)의 충전 전압이 동일한지 판단하는 단계(S130)와, 모든 배터리 팩(10)의 충전 전압이 동일하면 충전 스위치를 턴온시킨 상태에서 방전 스위치의 발열 방지를 위해 방전 스위치를 턴온시키는 단계(S140)와, 만충전 이전에 충전이 종료되었는지 판단하는 단계(S150)와, 만충전 이전에 충전이 종료된 경우 재충전을 위해 충전 스위치를 턴온시키는 단계(S160)와, 복수의 배터리 팩(10)이 동일 충전 전압으로 만충전되었는지 판단하는 단계(S170)와, 복수의 배터리 팩(10)이 동일 충전 전압으로 만충전된 경우 충전 스위치를 턴오프시키는 단계(S180)를 포함한다. 이러한 본 발명의 제어 방법을 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 4, in the charging control method of the multi-battery pack device according to an exemplary embodiment of the present invention, the charging switch is turned on and the discharge switch is turned off (S110). In step S120, determining whether the charging voltages of all the battery packs 10 are the same (S130), and if the charging voltages of all the battery packs 10 are the same, preventing heat generation of the discharge switch while the charging switch is turned on. Turning on the discharge switch for the step (S140), and determining whether the charge is terminated before full charge (S150), and if the charge is terminated before full charge (S160) And determining whether the plurality of battery packs 10 are fully charged with the same charging voltage (S170), and when the plurality of battery packs 10 are fully charged with the same charging voltage, turn off the charging switch. It includes the step (S180). Referring to the control method of the present invention in detail step by step as follows.

먼저, 복수의 배터리 팩(10)이 연결된 멀티 배터리 팩 장치의 충전을 위해 복수의 배터리 팩(10) 각각에 마련된 충전 스위치를 턴온시키고 방전 스위치를 턴오프시킨다(S110). 즉, 제 1 스위치(241)의 제 1 FET(241a)는 턴온시키고, 제 2 스위치(242)의 제 2 FET(242a)는 턴오프시킨다. 이때, 본 발명의 멀티 배터리 팩 장치는 네개의 배터리 팩(11, 12, 13, 14)이 연결되고 적어도 하나의 배터리 팩(10)의 충전 전압이 다를 수 있다. 예를 들어, 제 1 배터리 팩(11)이 제 1 충전 전압을 유지하고, 제 2 배터리 팩(12)이 제 1 충전 전압보다 낮은 제 2 충전 전압을 유지하며, 제 3 배터리 팩(13)이 제 1 충전 전압보다 낮고 제 2 충전 전압보다 높은 제 3 충전 전압을 유지하고, 제 4 배터리 팩(14)이 제 1 충전 전압보다 낮고 제 3 충전 전압보다 높은 제 4 충전 전압을 유지할 수 있다. 이렇게 복수의 배터리 팩(10) 각각의 충전 스위치를 턴온시키고 방전 스위치를 턴오프시킴으로써 복수의 배터리 팩(10)은 충전은 가능하지만 방전은 불가능한 상태를 유지하게 된다. First, in order to charge the multi-battery pack device to which the plurality of battery packs 10 are connected, the charging switch provided in each of the plurality of battery packs 10 is turned on and the discharge switch is turned off (S110). That is, the first FET 241a of the first switch 241 is turned on and the second FET 242a of the second switch 242 is turned off. In this case, in the multi-battery pack device of the present invention, four battery packs 11, 12, 13, and 14 may be connected, and charging voltages of at least one battery pack 10 may be different. For example, the first battery pack 11 maintains the first charge voltage, the second battery pack 12 maintains the second charge voltage lower than the first charge voltage, and the third battery pack 13 The third charge voltage lower than the first charge voltage and higher than the second charge voltage may be maintained, and the fourth battery pack 14 may maintain the fourth charge voltage lower than the first charge voltage and higher than the third charge voltage. By turning on the charge switch of each of the plurality of battery packs 10 and turning off the discharge switch, the plurality of battery packs 10 can be charged but not maintained.

외부 전원으로부터 전원이 공급되어 충전이 시작되면(S120) 외부 전원으로부터 공급되는 전류는 충전 전압이 가장 낮은 배터리 팩(10), 즉 제 2 배터리 팩(12)으로 흘러 제 2 배터리 팩(12)의 전압이 상승하게 된다. 한편, 전압이 가장 낮은 제 2 배터리 팩(12)이 충전되는 동안 제 2 배터리 팩(12)의 발열을 감소시키기 위해 제 2 배터리 팩(12)의 방전 스위치를 턴온시킬 수 있다. 이때, 방전 스위치를 턴온시키더라도 전압이 가장 낮은 상태를 유지하므로 다른 배터리 팩으로 방전하지 않는다. 전압이 가장 낮은 제 2 배터리 팩(12)이 충전되어 그 다음으로 전압이 낮은 제 3 배터리 팩(13)과 전압이 같아지면 제 2 배터리 팩(12)과 제 3 배터리 팩(13)으로 전류가 나뉘어 흘러 제 2 및 제 3 배터리 팩(12, 13)이 동시에 충전된다. 또한, 제 2 및 제 3 배터리 팩(12, 13)의 충전 전압이 제 4 배터리 팩(14)과 같아지면 제 2, 제 3 및 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)으로 전류가 흘러 제 2, 제 3 및 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)이 동시에 충전된다. 이때, 복수의 배터리 팩(10) 각각이 충전은 가능하지만 방전이 불가능한 상태를 유지하므로 전압이 높은 제 1 배터리 팩(11)으로부터 전압이 낮은 배터리 팩(12, 13, 14)으로 전류가 흐르는 것이 원천적으로 방지된다.When power is supplied from an external power source to start charging (S120), the current supplied from the external power source flows to the battery pack 10 having the lowest charging voltage, that is, the second battery pack 12, of the second battery pack 12. The voltage rises. Meanwhile, the discharge switch of the second battery pack 12 may be turned on to reduce the heat generation of the second battery pack 12 while the second battery pack 12 having the lowest voltage is being charged. At this time, even when the discharge switch is turned on, since the voltage is kept at the lowest level, the battery does not discharge to another battery pack. When the second battery pack 12 having the lowest voltage is charged and the voltage is the same as the next low voltage third battery pack 13, current flows to the second battery pack 12 and the third battery pack 13. The flow is divided so that the second and third battery packs 12 and 13 are simultaneously charged. In addition, when the charging voltage of the second and third battery packs 12 and 13 is equal to the fourth battery pack 14, current flows to the second, third and fourth battery packs 12, 13 and 14. The second, third and fourth battery packs 12, 13 and 14 are simultaneously charged. At this time, since each of the plurality of battery packs 10 maintains a state in which charge is possible but discharge is not possible, current flows from the high voltage first battery pack 11 to the low voltage battery packs 12, 13, and 14. It is prevented at the source.

이렇게 전압이 가장 낮은 제 2 배터리 팩(12)으로부터 가장 높은 제 1 배터리 팩(11)의 순으로 충전이 이루어져 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11 내지 14)의 전압이 모두 같아지게 되면 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11 내지 14)으로 전류가 나뉘어 흘러 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11 내지 14)가 동시에 충전된다. 이렇게 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11 내지 14)가 충전되는 동안에 각 배터리 팩(10) 내의 배터리 관리부(200)는 각각의 배터리(100)의 상태를 센싱하고, 이를 마스터 배터리 팩인 제 1 배터리 팩(11)으로 전달한다. When the voltages of the first to fourth battery packs 11 to 14 are equalized, the charging is performed in order from the second battery pack 12 having the lowest voltage to the highest first battery pack 11. Current flows into the fourth battery packs 11 to 14 so that the first to fourth battery packs 11 to 14 are simultaneously charged. While the first to fourth battery packs 11 to 14 are charged in this way, the battery manager 200 in each battery pack 10 senses a state of each battery 100 and uses the first battery pack as a master battery pack. Deliver to (11).

제 1 내지 제 4 배터리 팩(11 내지 14)의 전압이 동일해지면(S130), 충전 스위치를 턴온시킨 상태에서 방전 스위치의 발열을 줄이기 위해 제 2 스위치(242)의 제 2 FET(242a)를 턴온시킨다(S140). 즉, 제 1 배터리 팩(11)의 배터리 관리부(200)는 제 1 배터리 팩(11)의 전압 및 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)으로부터 전달된 배터리(10)의 전압을 판단하여 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11, 12, 13, 14)의 전압이 동일해지면, 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11, 12, 13, 14)의 충전 스위치가 턴온된 상태에서 방전 스위치를 턴온시킨다. 이때, 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11 내지 14)의 전압이 모두 동일하기 때문에 배터리 팩(10) 사이에 전류가 흐르지 않고 그에 따라 스파크가 발생되지 않는다.When the voltages of the first to fourth battery packs 11 to 14 become equal (S130), the second FET 242a of the second switch 242 is turned on to reduce the heat generation of the discharge switch while the charging switch is turned on. (S140). That is, the battery manager 200 of the first battery pack 11 may measure the voltage of the first battery pack 11 and the voltage of the battery 10 transferred from the second to fourth battery packs 12, 13, and 14. If it is determined that the voltages of the first to fourth battery packs 11, 12, 13, and 14 are the same, the discharge switch in a state where the charge switch of the first to fourth battery packs 11, 12, 13, and 14 is turned on. Turn on. At this time, since the voltages of the first to fourth battery packs 11 to 14 are all the same, no current flows between the battery packs 10 and sparks do not occur accordingly.

복수의 배터리 팩(10)이 만충전 전에 충전이 종료되는 경우(S150) 재충전을 위해 충전 스위치, 즉 제 1 FET(241a)을 턴온시키고 방전 스위치, 즉 제 2 FET(242a)는 턴온 또는 턴오프시킨다(S160). 즉, 제 1 FET(241a)를 턴온시켜 배터리 팩(10)을 충전시키고, 이때 제 2 FET(242a)는 턴오프시킬 수도 있고 발열을 줄이기 위해 턴온시킬 수도 있다.When the plurality of battery packs 10 are charged before the full charge (S150), the charge switch, that is, the first FET 241a is turned on for recharging, and the discharge switch, that is, the second FET 242a is turned on or off. (S160). That is, the first FET 241a is turned on to charge the battery pack 10, and the second FET 242a may be turned off or turned on to reduce heat generation.

복수의 배터리 팩(10)이 모두 만충전되면(S170) 충전 스위치, 즉 제 1 FET(241a)를 턴오프시킨다(S180). 따라서, 복수의 배터리 팩(10)의 과충전이 방지되면서 충전이 종료된다. 이때, 방전 스위치, 즉 제 2 FET(242a)는 시스템 환경에 따라 턴온 또는 턴오프시킬 수 있다.When the plurality of battery packs 10 are fully charged (S170), the charge switch, that is, the first FET 241a is turned off (S180). Accordingly, charging is terminated while overcharging of the plurality of battery packs 10 is prevented. In this case, the discharge switch, that is, the second FET 242a may be turned on or off depending on the system environment.

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 description 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.

10 : 배터리 팩 100 : 배터리 셀
200 : 배터리 관리부 210 : 입출력부
220 : 센싱부 230 : 제어부
240 : 스위칭부10: battery pack 100: battery cell
200: battery management unit 210: input and output unit
220: sensing unit 230: control unit
240: switching unit

Claims (12)

병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 포함하고,
상기 복수의 배터리 팩 각각은,
복수의 배터리 셀;
해당 배터리 팩의 충전 경로를 제어하는 충전 스위치; 및 방전 경로를 제어하는 방전 스위치; 를 포함하는 스위칭부; 및
충전 시, 상기 배터리 팩이 충전은 가능하지만 방전은 불가능한 상태를 유지하도록 상기 충전 스위치를 턴온 시키고 상기 방전 스위치는 턴오프 시키는 제어부;
를 포함하여 구성되고,
상기 제어부에 의해 각각의 배터리 팩의 충전 경로가 개방되고 방전 경로는 차단된 상태에서, 외부 전원이 인가되면, 상기 복수의 배터리 팩 중 전압이 가장 낮은 배터리 팩부터 전압이 높은 배터리 팩의 순서로 충전이 이루어져, 상기 복수의 배터리 팩이 동일한 전압 상태로 충전되는 것을 특징으로 하며,
상기 스위칭부는 서로 역방향으로 연결된 기생 다이오드를 포함하는 멀티 배터리 팩 장치.
A plurality of battery packs connected in parallel,
Each of the plurality of battery packs,
A plurality of battery cells;
A charge switch controlling a charging path of the battery pack; And a discharge switch controlling a discharge path. Switching unit comprising a; And
A controller configured to turn on the charge switch and turn off the discharge switch so that the battery pack maintains a state in which the battery pack can be charged but cannot be discharged;
It is configured to include,
When the charging path of each battery pack is opened and the discharge path is blocked by the controller, when external power is applied, the battery packs are charged in the order of the battery pack having the lowest voltage among the plurality of battery packs and the battery pack having the highest voltage. It is made, characterized in that the plurality of battery packs are charged in the same voltage state,
The switching unit includes a multi-battery pack device including a parasitic diode connected in reverse direction to each other.
청구항 1에 있어서, 상기 복수의 배터리 팩 중에서 하나의 배터리 팩이 마스터 배터리 팩으로 설정되고, 그 이외의 배터리 팩들이 슬레이브 배터리 팩으로 설정되는 멀티 배터리 팩 장치.
The multi-battery pack device of claim 1, wherein one battery pack of the plurality of battery packs is set as a master battery pack, and other battery packs are set as slave battery packs.
청구항 2에 있어서, 상기 복수의 배터리 팩 각각은,
상기 복수의 배터리 셀의 상태를 센싱하는 센싱부를 포함하며,
상기 제어부는, 상기 센싱부에 의해 센싱된 상기 복수의 배터리 셀의 상태에 따라 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티 배터리 팩 장치.
The method of claim 2, wherein each of the plurality of battery packs,
It includes a sensing unit for sensing the state of the plurality of battery cells,
The controller may control the switching unit according to the state of the plurality of battery cells sensed by the sensing unit.
청구항 3에 있어서, 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩들의 제어부는 상기 배터리 셀의 상태 데이터를 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩으로 전송하고, 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩의 제어부는 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 복수의 배터리 팩 각각의 복수의 배터리 셀의 상태를 판단하여 상기 복수의 배터리 셀의 충방전을 제어하기 위한 제어 신호를 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩의 제어부로 전송하는 멀티 배터리 팩 장치.
The battery pack of claim 3, wherein the controller of the battery packs configured as the slave battery packs transmits state data of the battery cells to a battery pack set as the master battery pack, and the controller of the battery packs set as the master battery pack is configured as the slave battery pack. And determining a state of a plurality of battery cells of each of the plurality of battery packs, and transmitting a control signal for controlling charging and discharging of the plurality of battery cells to a controller of a battery pack set as the slave battery pack.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 충전 스위치는 제 1 FET와, 상기 제 1 FET와 병렬 연결된 제 1 기생 다이오드를 포함하고,
상기 방전 스위치는 제 2 FET와, 상기 제 2 FET와 병렬 연결된 제 2 기생 다이오드를 포함하는 멀티 배터리 팩 장치.
The method of claim 1, wherein the charge switch comprises a first FET and a first parasitic diode connected in parallel with the first FET,
The discharge switch includes a second FET and a second parasitic diode connected in parallel with the second FET.
청구항 6에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 기생 다이오드는 서로 역방향으로 연결되며, 상기 제 1 기생 다이오드는 배터리 셀의 방전 시 방전 경로를 제공하고, 상기 제 2 기생 다이오드는 배터리 셀의 충전 시 충전 경로를 제공하는 멀티 배터리 팩 장치.
The method of claim 6, wherein the first and second parasitic diodes are connected in a reverse direction to each other, the first parasitic diode provides a discharge path when the battery cell is discharged, and the second parasitic diode is a charge path when the battery cell is charged. Providing multi battery pack device.
복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀을 충전 및 방전하기 위한 충전 스위치 및 방전 스위치를 각각 구비하는 복수의 배터리 팩을 병렬 연결하는 단계;
복수의 배터리 팩 각각의 상기 충전 스위치를 턴온시키고 상기 방전 스위치를 턴오프시켜, 모든 배터리 팩의 충전 경로를 개방하고, 방전 경로는 차단하는 단계;
외부로부터 전원을 인가하여 상기 연결된 복수의 배터리 팩 중 전압이 가장낮은 제1의 배터리 팩으로 충전 전류가 흘러, 상기 전압이 가장 낮은 제1의 배터리 팩을 충전하는 제1 충전 단계;
상기 제1 충전 단계를 통해 상기 전압이 가장 낮은 제1의 배터리 팩이 충전되어, 그 전압이 다음으로 낮은 배터리 팩인 제2의 배터리 팩의 전압과 동일해지면, 상기 충전 전류가 상기 제1의 배터리 팩과 제2의 배터리 팩으로 나뉘어 흘러 상기 제1 및 제2의 배터리 팩을 동시에 충전하는 제2 충전 단계;
상기 병렬로 연결된 복수의 배터리 팩이 3개 이상인 경우, 나머지 배터리 팩들에 대하여 전압이 낮은 순서대로 상기 제2 충전 단계를 반복하는 제3 충전 단계;
상기 제1 내지 제3 충전 단계를 통하여 상기 병렬로 연결된 복수의 배터리 팩의 충전 전압이 동일하게 만충전되면, 상기 복수의 배터리 팩 각각의 상기 충전 스위치를 턴오프시켜 상기 복수의 배터리 팩의 충전을 종료하는 단계;
를 포함하여 구성되는 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법.
Parallel connection of a plurality of battery cells and a plurality of battery packs each including a charge switch and a discharge switch for charging and discharging the plurality of battery cells;
Turning on the charge switch of each of the plurality of battery packs and turning off the discharge switch to open the charge paths of all battery packs and block the discharge paths;
A first charging step of charging a first battery pack having a lowest voltage by applying power from an external source to a first battery pack having a lowest voltage among the plurality of connected battery packs;
When the first battery pack having the lowest voltage is charged through the first charging step, and the voltage becomes equal to the voltage of the second battery pack, which is the next lowest battery pack, the charging current is equal to the first battery pack. A second charging step of dividing into a second battery pack and simultaneously charging the first and second battery packs;
A third charging step of repeating the second charging step in order of low voltage with respect to the remaining battery packs when there are three or more battery packs connected in parallel;
When the charging voltages of the plurality of battery packs connected in parallel are equally charged through the first to third charging steps, the charging switch of each of the plurality of battery packs is turned off to charge the plurality of battery packs. Terminating;
Charge control method of a multi-battery pack device configured to include.
삭제delete 청구항 8에 있어서, 상기 전압이 가장 낮은 제 1의 배터리 팩이 충전되는 동안에 상기 제 1의 배터리 팩의 방전 스위치를 턴온시키는 단계를 더 포함하는 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법.
The method of claim 8, further comprising turning on a discharge switch of the first battery pack while the first battery pack having the lowest voltage is being charged.
청구항 8에 있어서, 상기 복수의 배터리 팩 중에서 하나의 배터리 팩을 마스터 배터리 팩으로 설정하고, 그 이외의 배터리 팩들을 슬레이브 배터리 팩으로 설정하는 단계를 더 포함하는 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법.
The method of claim 8, further comprising setting one battery pack among the plurality of battery packs as a master battery pack, and setting other battery packs as slave battery packs.
청구항 11에 있어서, 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩들은 상기 배터리 셀의 전압을 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩으로 전송하고, 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩은 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩 각각의 복수의 배터리 셀의 전압을 판단하여 충방전을 제어하기 위한 제어 신호를 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩으로 전송하는 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법.The battery pack of claim 11, wherein the battery packs configured as slave battery packs transmit voltages of the battery cells to the battery packs set as the master battery packs, and the battery packs set as the master battery packs each of the battery packs set as the slave battery packs. A charging control method of a multi-battery pack device, which determines a voltage of a plurality of battery cells and transmits a control signal for controlling charging and discharging to a battery pack set as the slave battery pack.
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