KR102088332B1 - 배터리 예열장치를 이용한 배터리 예열방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 배터리 예열방법은, 상기 온도센서를 이용하여 각 파트셀의 온도를 측정하는 제1 단계; 상기 배터리 관리시스템이 각 파트셀 중 사전에 설정된 기준온도 미만인 예열필요 파트셀이 존재하는 지를 판단하는 제2 단계; 상기 제2 단계에서 예열필요 파트셀이 존재하는 경우, 상기 배터리 관리시스템이 보조배터리의 충전율이 기준치 이상인지를 판단하는 제3 단계; 상기 제3 단계에서 상기 보조배터리의 충전율이 기준치 이상인 경우, 상기 배터리 관리시스템이 보조배터리를 예열전원으로 설정하는 제4 단계; 상기 배터리 관리시스템이 예열필요 파트셀의 예열순서를 온도가 높은 순으로 설정하는 제5 단계; 설정된 예열전원을 이용하여 상기 복수 개의 예열필요 파트셀 중 온도가 가장 높은 최선순위 파트셀을 예열하는 제6 단계; 상기 배터리 관리시스템이 예열 중인 파트셀의 온도가 기준온도 이상인지를 판단하는 제7 단계; 상기 제7 단계에서 예열 중인 파트셀의 온도가 기준치 이상인 경우, 상기 배터리 관리시스템이 상기 파트셀의 예열을 중단하는 제8 단계; 상기 온도센서를 이용하여 모든 파트셀의 온도가 기준온도 이상인지를 판단하는 제9 단계; 상기 제9 단계에서 모든 파트셀의 온도가 기준온도 이상이면, 상기 배터리 관리시스템이 모든 예열 과정을 중단하는 제10 단계;를 포함한다.
Description
본 발명은 별도의 보조배터리를 이용하여 배터리를 예열하는 배터리 예열방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 배터리를 구성하는 다수 개의 파트셀을 하나씩 순차적으로 예열하여, 보다 빠른 예열이 가능하도록 구성되는 배터리 예열방법에 관한 것이다.
최근의 자동차 산업에 있어서 연비의 향상과 CO2 배출 저감은 큰 숙제로 남아 있다. 이에 대해 자동차 업계에서는 기존의 납축전지와 비교하여 더 고출력을 낼 수 있고 충전 효율 역시 더 우수한 리튬이온 이차전지를 이용함으로써 연비의 향상을 꾀하려는 노력이 지속적으로 이루어지고 있다.
그러나, 이러한 리튬이온 이차전지의 경우 기온이 일정온도 이하로 떨어지는 경우 출력 특성이 급격히 나빠지는 단점이 있으며, 이러한 리튬이온 이차전지의 단점은 자동차의 저온 시동성의 개선을 위해 극복해야 할 과제로 남아있다.
현재 사용중인 이차전지는 전해질을 통해 이온이 이동하고 저온에서 이온의 이동속도가 작아지기 때문에 저온에서 배터리의 효율이 현저하게 저하되는데, 일반적인 리튬 이온 배터리의 경우 최대 효율 대비 -10℃에서는 60~70%, -20℃에서는 40%, -40℃에서는 10%로 떨어지는 것으로 알려져 있다. 따라서 전기자동차와 같이 실외에서 사용하는 장치의 경우 이러한 온도에 따른 효율저하로 인해 운행시간이 짧아지는 심각한 문제를 발생한다.
이를 해결하기 위해 배터리 셀의 저온 효율을 개선하는 방법, 배터리팩을 이용한 자가 예열방법, 별도의 예열용 배터리를 이용하는 방법, 배터리 대신 슈퍼 커패시터를 적용하는 방법 등이 고려되고 있으나, 배터리 셀의 저온 효율을 개선하는 방법은 소재 개발이 수반되어야 하기 때문에 큰 진전이 없는 상태이고, 자가 예열방법은 정상온도에 도달하기까지 장시간이 소요되고 그 사이에 배터리 소모가 크다는 문제가 있고, 예열용 배터리를 이용하는 방법은 예열용 배터리의 효율 또한 저온에서 저하되는 문제가 있으며, 슈퍼 커패시터는 온도저하에 따른 효율저하 문제가 거의 없으나 현재까지 고용량화에 어려움에 있고 가격이 높다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기온이 매우 낮은 경우에도 배터리를 효과적으로 예열할 수 있고, 배터리를 예열하는 시간을 단축할 수 있는 배터리 예열방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 배터리 예열장치는, 복수 개의 파트셀로 나누어진 배터리를 예열하는 장치에 있어서, 상기 파트셀은 외부로부터 전류가 인가되었을 때 열을 발생시키는 발열체가 장착되고, 상기 각 파트셀의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 각 파트셀로 예열전류를 인가하는 보조배터리와, 상기 복수 개의 파트셀 중 사전에 설정된 기준온도 미만인 예열필요 파트셀로의 예열전류 인가를 제어하는 배터리 관리시스템을 포함하며, 상기 배터리 관리시스템은, 온도가 가장 높은 순서대로 복수 개의 예열필요 파트셀에 상기 보조배터리의 전류를 인가하되고, 예열된 파트셀의 온도가 사전에 설정된 기준온도 이상이 되었을 때 상기 예열된 파트셀의 전류를 다음 예열 대상 파트셀로 인가하도록 구성된다.
상기 배터리 관리시스템은, 상기 예열필요 파트셀의 온도가 동일한 경우 효율이 높은 순으로 예열순서를 설정하고, 상기 예열필요 파트셀의 온도와 효율이 모두 동일한 경우 예열 횟수가 적은 순으로 예열순서를 설정하며, 상기 예열필요 파트셀의 온도와 효율과 예열 횟수가 모두 동일한 경우 예열 이력이 오래된 순으로 예열순서를 설정하도록 구성된다.
상기 배터리 관리시스템은, 예열된 파트셀의 전류와 상기 보조배터리의 전류를 다음 예열 대상 파트셀로 인가하도록 구성된다.
상기 배터리 관리시스템은, 예열이 필요치 아니한 모든 파트셀의 전류를 다음 예열 대상 파트셀로 인가하도록 구성된다.
상기 보조배터리는 슈퍼 커패시터이다.
본 발명에 의한 배터리 예열방법은 상기와 같이 구성되는 배터리 예열장치를 이용하여 배터리를 예열하는 방법으로서, 상기 온도센서를 이용하여 각 파트셀의 온도를 측정하는 제1 단계; 상기 배터리 관리시스템이 각 파트셀 중 사전에 설정된 기준온도 미만인 예열필요 파트셀이 존재하는 지를 판단하는 제2 단계; 상기 제2 단계에서 예열필요 파트셀이 존재하는 경우, 상기 배터리 관리시스템이 보조배터리의 충전율이 기준치 이상인지를 판단하는 제3 단계; 상기 제3 단계에서 상기 보조배터리의 충전율이 기준치 이상인 경우, 상기 배터리 관리시스템이 보조배터리를 예열전원으로 설정하는 제4 단계; 상기 배터리 관리시스템이 예열필요 파트셀의 예열순서를 온도가 높은 순으로 설정하는 제5 단계; 설정된 예열전원을 이용하여 상기 복수 개의 예열필요 파트셀 중 온도가 가장 높은 최선순위 파트셀을 예열하는 제6 단계; 상기 배터리 관리시스템이 예열 중인 파트셀의 온도가 기준온도 이상인지를 판단하는 제7 단계; 상기 제7 단계에서 예열 중인 파트셀의 온도가 기준치 이상인 경우, 상기 배터리 관리시스템이 상기 파트셀의 예열을 중단하는 제8 단계; 상기 온도센서를 이용하여 모든 파트셀의 온도가 기준온도 이상인지를 판단하는 제9 단계; 상기 제9 단계에서 모든 파트셀의 온도가 기준온도 이상이면, 상기 배터리 관리시스템이 모든 예열 과정을 중단하는 제10 단계;를 포함한다.
상기 제3 단계에서 보조배터리의 충전율이 기준치 미만인 경우, 기준온도 이상인 파트셀이 존재하는지의 여부를 판단하는 제3-1 단계와, 상기 제3-1 단계에서 기준온도 이상인 파트셀이 존재하면 기준온도 이상인 파트셀을 예열전원으로 설정하는 제3-2 단계를 더 포함하며,
상기 제3-1 단계에서 기준온도 이상의 파트셀이 없으면 배터리 예열과정으로 모두 종료하도록 구성된다.
상기 제5 단계는, 예열필요 파트셀의 온도가 동일한 경우 효율이 높은 순으로 예열순서를 설정하고, 예열필요 파트셀의 온도와 효율이 모두 동일한 경우 예열 횟수가 적은 순으로 예열순서를 설정하며, 예열필요 파트셀의 온도와 효율과 예열 횟수가 모두 동일한 경우 예열 이력이 오래된 순으로 예열순서를 설정하도록 구성된다.
상기 제9 단계에서 모든 파트셀의 온도가 기준온도 이상이 아닌 경우, 예열된 파트셀을 예열전원으로 설정한 후 상기 제6 단계로 되돌아간다.
상기 제11 단계는, 상기 복수 개의 파트셀을 이용하여 상기 보조배터리를 충전시킨 후 모든 과정을 중단하도록 구성된다.
상기 보조배터리는 슈퍼 커패시터이다.
본 발명에 의한 배터리 예열장치 및 이를 이용한 배터리 예열방법을 이용하면, 기온이 매우 낮은 경우에도 배터리를 효과적으로 예열할 수 있고, 배터리를 예열하는 시간을 단축시킬 수 있는 다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 배터리 예열장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 배터리 예열방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명에 의한 배터리 예열방법의 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 배터리 예열장치 및 이를 이용한 배터리 예열방법의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 배터리 예열장치의 개략도이다.
최근 널리 상용화되고 있는 전기차는 배터리의 전원을 이용하여 주행하도록 구성되는데, 저온에서는 전류 출력량이 급감하는 배터리의 문제점을 해결할 수 있도록 별도의 보조배터리를 이용하여 상기 배터리를 예열시키는 과정의 필요성이 점차적으로 부각되고 있다.
일반적으로 전기차에 사용되는 배터리는 각각 독립된 복수 개의 파트셀(100)을 구비하도록 구성되는데, 복수 개의 파트셀(100)을 한 번에 모두 예열시키기 위해서는 보조배터리(500)의 용량이 매우 커져야 한다는 문제점이 있다. 본 발명에 의한 배터리 예열장치는 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록, 복수 개의 파트셀(100) 중 적은 전력으로도 예열이 가능한 파트셀(100) 즉, 온도가 가장 높은 파트셀(100)부터 순차적으로 하나씩 예열하도록 구성된다는 점에 가장 큰 특징이 있다.
즉, 본 발명에 의한 배터리 예열장치는, 복수 개의 파트셀(100)로 나누어진 배터리를 예열하는 장치에 있어서, 상기 파트셀(100)은 외부로부터 전류가 인가되었을 때 열을 발생시키는 발열체(300)가 장착되고, 상기 각 파트셀(100)의 온도를 감지하는 온도센서(200)와, 상기 각 파트셀(100)로 예열전류를 인가하는 보조배터리(500)과, 상기 각 파트셀(100) 중 사전에 설정된 기준온도 미만인 파트셀(이하 '예열필요 파트셀'이라 약칭한다)로의 예열전류 인가를 제어하는 배터리 관리시스템(400)(BMS : Battery Management System)을 포함한다는 점에 구성상의 특징이 있다.
이때 상기 배터리 관리시스템(400)은 온도센서(200)의 측정값을 비교 판단하여 각 예열필요 파트셀(100)로 인가되는 예열전류를 제어하는 구성요소로서, 각각의 온도센서(200)에서 측정된 각 파트셀(100)의 온도를 비교하여 온도가 가장 높은 순서대로 하나의 파트셀(100)에 상기 보조배터리(500)의 전류를 인가하도록 한다. 따라서 본 발명에 의한 배터리 예열장치를 이용하면 한 번에 모든 파트셀(100)을 예열시키는 경우에 비해 빠른 예열이 가능해진다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 배터리 예열장치는, 예열이 필요치 아니한 파트셀(100)은 예열을 하지 아니하되, 예열필요 파트셀(100)을 하나씩 가열할 때에도 가장 적은 전력으로도 예열이 가능한 예열필요 파트셀(100)(온도가 가장 높은 예열필요 파트셀)부터 순차적으로 예열을 하는바, 예열에 소요되는 전력소모를 최소화시킬 수 있고 빠른 예열이 가능해진다는 장점도 있다.
이때, 상기 보조배터리(500)가 일반적인 리튬-이온 배터리인 경우, 저온에서의 출력이 매우 낮으므로 파트셀(100)을 빠르게 예열할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서 상기 보조배터리(500)는 저온에서도 효율문제가 거의 없는 슈퍼 커패시터로 적용됨이 바람직하다. 이와 같은 슈퍼 커패시터는 본원발명이 해당하는 기술분야에서 널리 상용화되어 있는바 상기 슈퍼 커패시터의 특성 및 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 하나의 보조배터리(500)로 다수 개의 예열필요 파트셀(100)을 예열시키기 위해서는 상기 보조배터리(500)의 용량이 커져야 한다는 문제점이 있다. 또한, 하나의 보조배터리(500)로 다수 개의 예열필요 파트셀(100)을 예열시키는 경우, 상기 보조배터리(500)의 충전률이 떨어질수록 예열필요 파트셀(100) 예열시간이 증가하게 된다는 단점 즉, 최초의 예열필요 파트셀(100)은 빠르게 예열되지만 후반의 예열필요 파트셀(100)은 예열이 정상적으로 이루어지지 아니할 수 있다는 단점이 있다.
본 발명에 의한 배터리 충전장치는 이와 같은 문제점을 해결할 수 있도록, 보조배터리(500)로만 예열필요 파트셀(100)을 예열하는 것이 아니라 예열이 완료된 파트셀(100)을 병용하여 나머지 예열필요 파트셀(100)들을 예열하도록 구성될 수도 있다. 즉, 예열된 파트셀(100)의 온도가 사전에 설정된 기준온도 이상이 되었을 때, 상기 배터리 관리시스템(400)은 예열된 파트셀(100)의 전류를 다음 예열필요 파트셀(100)로 인가하도록 구성될 수 있다.
이와 같이 보조배터리(500)의 전류와 예열된 파트셀(100)의 전류를 이용하여 예열필요 파트셀(100)을 예열하도록 구성되면, 보조배터리(500)의 전류소모량을 줄이면서 예열필요 파트셀(100)을 보다 빠르고 효과적으로 예열할 수 있게 된다는 장점이 있다.
더 나아가, 예열된 파트셀(100)의 전류만으로 예열필요 파트셀(100)을 충분히 예열시킬 수 있다면, 상기 배터리 관리시스템(400)은 보조배터리(500)의 전류 인가를 차단하고 예열된 파트셀(100)의 전류만을 예열필요 파트셀(100)로 인가하도록 설정될 수도 있다. 이와 같이 예열된 파트셀(100)만으로 예열필요 파트셀(100)을 예열시키도록 구성되면, 상기 보조배터리(500)는 최초 1개의 예열필요 파트셀(100)을 예열시킬 수 있는 만큼의 용량만으로 충분하므로 상기 보조배터리(500)의 소형화가 가능해진다는 장점이 있다.
또한, 최초 각 파트셀(100)의 온도를 측정하였을 때, 일부의 파트셀(100) 온도가 기준온도 이상인 경우 즉, 예열이 필요치 아니한 파트셀(100)이 존재하는 경우, 상기 예열이 필요치 아니한 모든 파트셀(100)의 전류를 예열필요 파트셀(100)로 인가하도록 구성될 수도 있다.
이와 같은 방식으로 예열필요 파트셀(100)을 예열시키도록 구성되면, 보조배터리(500)를 전혀 사용하지 아니하고서도 모든 예열필요 파트셀(100)을 기준온도 이상으로 예열시킬 수 있으므로 보조배터리(500) 수명을 증대시킬 수 있고, 복수 개의 파트셀(100) 전류를 하나의 예열필요 파트셀(100)로 인가시킴으로써 상기 예열필요 파트셀(100)의 예열을 보다 빠르게 할 수 있다는 효과도 얻을 수 있다.
한편, 예열필요 파트셀(100)의 예열순서를 설정할 때에는 상기 언급한 바와 같이 예열에 필요한 전력이 낮은 순 즉, 온도가 높은 순으로 설정하되, 예열필요 파트셀(100)의 온도가 동일한 경우에는 특정 파트셀(100)에 부하가 집중되지 아니하도록 함이 바람직하다.
예를 들어, 상기 배터리 관리시스템(400)이 다수 개의 예열필요 파트셀(100)의 예열 순서를 설정할 때, 상기 예열필요 파트셀(100)의 온도가 동일한 경우에는 효율이 높은 순으로 예열순서를 설정할 수 있다. 즉, 다수 개의 예열필요 파트셀(100) 중 효율이 우수한 파트셀(100)을 우선적으로 예열함으로써, 배터리의 전체적인 출력향상효과를 극대화시키도록 할 수 있다.
여기서 효율이 높은지 여부의 판단은, 충전효율을 판단하는 방법으로, 상기 배터리 관리시스템(400)에서 각 파트셀(100)의 만충전 상태에서의 총 전하량을 측정하여 총전하량이 더 많은 파트셀을 효율이 높은 것으로 판단할 수 있으며, 다른 방법으로, 출력효율을 판단하는 방법으로, 만충전상태에서 각 파트셀이 동일한 기능을 수행한다고 가정할 때, 방전시간이 가장 느린 파트셀이 효율이 높다고 판단할 수 있다.
또한, 상기 언급한 바와 같이 예열이 완료된 파트셀(100)을 이용하여 예열필요 파트셀(100)을 예열하는 경우에는 예열이 먼저 된 순으로 나머지 예열필요 파트셀(100) 예열에 활용되는바, 예열 이력이 많거나 최근에 예열된 파트셀은 후순위로 설정됨이 바람직하다.
즉, 상기 예열필요 파트셀(100)의 온도와 효율이 모두 동일한 경우에는 과거에 기준온도 미만으로 냉각되었던 횟수가 적은 순으로(예열 횟수가 적은 순으로) 예열순서를 설정하고, 상기 예열필요 파트셀(100)의 온도와 효율뿐만 아니라 예열 횟수까지도 모두 동일한 경우에는, 예열 이력이 오래된 순으로 예열순서를 설정하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명에 의한 배터리 예열방법의 순서도이다.
본 발명에 의한 배터리 예열방법은 도 1에 도시된 배터리 예열장치를 이용하여 복수 개의 파트셀(100)로 나누어진 배터리를 예열하는 방법으로서, 전기차의 시동이 걸렸을 때(S10) 상기 배터리 관리시스템(400)은 먼저 상기 온도센서(200)를 이용하여 각 파트셀(100)의 온도를 측정하고(S11), 각 파트셀(100) 중 사전에 설정된 기준온도 미만인 파트셀(100)이 존재하는지 즉, 예열필요 파트셀(100)이 있는지를 판단한다(S12).
상기 배터리 관리시스템(400)은 예열이 필요한 파트셀(100)이 있으면 즉, 기준온도 미만인 파트셀(100)이 존재하면 보조배터리(500)의 충전율이 기준치 이상인지를 판단하여(S13), 상기 보조배터리(500)의 충전율이 기준치 이상인 경우 보조배터리(500)를 예열전원으로 설정한다(S14).
이때, 본 발명에 의한 배터리 예열방법은 기준온도 미만의 모든 예열필요 파트셀(100)을 동시에 예열시키는 것이 아니라, 온도가 높은 순서대로 순차적으로 예열필요 파트셀(100)을 하나씩 예열한다는 점에 특징이 있다. 따라서 예열전원의 설정이 완료되면, 예열필요 파트셀(100)의 예열순서를 온도가 높은 순으로 설정하는 과정(S15)을 거친 후, 온도가 가장 높은 최선순위 파트셀(100)을 예열하는 과정(S16)을 거치게 된다.
상기 배터리 관리시스템(400)이 예열 중인 파트셀(100)의 온도가 기준온도 이상인지를 판단하여(S17), 예열 중인 파트셀(100)의 온도가 기준치 이상인 경우 상기 파트셀(100)의 예열을 중단한다(S18). 예열 중인 파트셀(100)의 온도가 기준온도 이상인지를 판단하는 단계(S17)에서 예열 중인 파트셀(100)의 온도가 기준온도 미만인 경우에는 예열 중인 파트셀(100)의 온도가 기준온도 이상이 될 때까지 예열을 지속한다.
이때, 예열된 파트셀(100)과 보조배터리(500)를 모두 예열전원으로 설정할 수도 있고, 예열된 파트셀(100)만을 예열전원으로 설정할 수도 있는데, 예열된 파트셀(100)과 보조배터리(500)를 모두 예열전원으로 설정하였을 때의 장점과, 예열된 파트셀(100)만을 예열전원으로 설정하였을 때의 장점은 상기 도 1을 참조하여 설명하였는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
예열 중인 파트셀(100)의 예열이 중단되면, 모든 파트셀(100)의 온도가 기준온도 이상인지를 판단하여(S19), 모든 파트셀(100)의 온도가 기준온도 이상인 경우 모든 예열 과정을 중단하고(S21) 종료한다.
상기 언급한 바와 같이 본 발명에 의한 배터리 충전방법을 이용하면, 예열이 필요한 다수의 파트셀(100) 중 전력소모가 적으면서 빠른 예열이 가능한 파트셀(100)을 하나씩 순차적으로 예열시키는바, 작은 용량의 보조배터리(500)로 배터리 전체의 예열을 빠르게 할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 보조배터리(500)가 충분히 충전되어 있지 아니한 경우에는 상기 보조배터리(500)를 보호할 수 있도록, 상기 배터리 관리시스템(400)은 기준온도 이상인 파트셀(100)이 존재하는지의 여부를 판단하여(S22), 기준온도 이상인 파트셀(100)이 존재하면 기준온도 이상인 파트셀(100)을 예열전원으로 설정하고(S23), 기준온도 이상인 파트셀(100)이 존재하지 아니하면 배터리 예열과정으로 모두 종료하도록 설정됨이 바람직하다.
또한, 모든 파트셀(100)의 온도가 기준온도 이상인지의 여부를 판단하는 단계(S19)에서 모든 파트셀(100)의 온도가 기준온도 이상이 아닌 경우(예열이 필요한 파트셀(100)이 아직 존재하는 경우), 예열된 파트셀을 예열전원으로 설정(S20)한 후 예열필요 파트셀(100) 중 온도가 가장 높은 파트셀(100)을 우선적으로 예열시키는 단계(S16)으로 되돌아간다.
또한, 상기 언급한 바와 같이 보조배터리(500)를 이용하여 예열필요 파트셀(100)을 가열한 이후에는 상기 보조배터리(500)가 방전상태가 되는데, 이와 같이 보조배터리(500)가 방전된 상태에서 모든 과정이 종료되면, 다음 번에 예열필요 파트셀(100)의 예열이 필요한 시점에 보조배터리(500)를 사용하지 못하므로 예열이 불가해진다는 문제가 발생된다.
따라서 예열 과정을 중단하는 단계(S21)는, 상기 복수 개의 파트셀(100)을 이용하여 상기 보조배터리(500)를 충전시키는 과정을 선행한 후 모든 예열 과정을 중단하도록 구성됨이 바람직하다. 물론, 예열이 완료된 파트셀(100)을 이용하여 상기 보조배터리(500)를 충전하는 과정은 예열필요 파트셀(100)을 예열하는 동안에도 지속될 수 있다.
한편, 상기 제5 단계는, 예열필요 파트셀(100)의 온도가 동일한 경우 효율이 높은 순으로 예열순서를 설정하고, 예열필요 파트셀(100)의 온도와 효율이 모두 동일한 경우 예열 횟수가 적은 순으로 예열순서를 설정하며, 예열필요 파트셀(100)의 온도와 효율과 예열 횟수가 모두 동일한 경우 예열 이력이 오래된 순으로 예열순서를 설정하도록 구성될 수 있는데, 이와 같은 예열필요 파트셀(100)의 예열 순서는 상기 도 1을 참조하여 설명하였는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 : 파트셀 200 : 온도센서
300 : 발열체 400 : 배터리 관리시스템
500 : 보조배터리
300 : 발열체 400 : 배터리 관리시스템
500 : 보조배터리
Claims (11)
- 외부로부터 전류가 인가되었을 때 열을 발생시키는 발열체가 장착되는 복수의 파트셀과, 각 파트셀의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 각 파트셀로 예열전류를 인가하는 보조배터리와, 상기 복수의 파트셀 중 사전에 설정된 기준온도 미만인 예열필요 파트셀로의 예열전류 인가를 제어하는 배터리 관리시스템을 포함하는 배터리 예열장치를 이용하여 배터리를 예열하는 배터리 예열방법에 있어서:
상기 온도센서를 이용하여 상기 각 파트셀의 온도를 측정하는 제1 단계;
상기 배터리 관리시스템이 상기 각 파트셀 중 사전에 설정된 기준온도 미만인 예열필요 파트셀이 존재하는 지를 판단하는 제2 단계;
상기 제2 단계에서 예열필요 파트셀이 존재하는 경우, 상기 배터리 관리시스템이 보조배터리의 충전율이 기준치 이상인지를 판단하는 제3 단계;
상기 제3 단계에서 상기 보조배터리의 충전율이 기준치 이상인 경우, 상기 배터리 관리시스템이 보조배터리를 예열전원으로 설정하는 제4 단계;
상기 배터리 관리시스템이 예열필요 파트셀의 예열순서를 온도가 높은 순으로 설정하는 제5 단계;
설정된 예열전원을 이용하여 상기 복수 개의 예열필요 파트셀 중 온도가 가장 높은 최선순위 파트셀을 예열하는 제6 단계;
상기 배터리 관리시스템이 예열 중인 파트셀의 온도가 기준온도 이상인지를 판단하는 제7 단계;
상기 제7 단계에서 예열 중인 파트셀의 온도가 기준치 이상인 경우, 상기 배터리 관리시스템이 상기 파트셀의 예열을 중단하는 제8 단계;
상기 온도센서를 이용하여 모든 파트셀의 온도가 기준온도 이상인지를 판단하는 제9 단계; 및
상기 제9 단계에서 모든 파트셀의 온도가 기준온도 이상이면, 상기 배터리 관리시스템이 모든 예열 과정을 중단하는 제10 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 예열방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제3 단계에서 보조배터리의 충전율이 기준치 미만인 경우, 기준온도 이상인 파트셀이 존재하는지의 여부를 판단하는 제3-1 단계와, 상기 제3-1 단계에서 기준온도 이상인 파트셀이 존재하면 기준온도 이상인 파트셀을 예열전원으로 설정하는 제3-2 단계를 더 포함하며,
상기 제3-1 단계에서 기준온도 이상의 파트셀이 없으면 배터리 예열과정으로 모두 종료하는 것을 특징으로 하는 배터리 예열방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제5 단계는,
예열필요 파트셀의 온도가 동일한 경우 효율이 높은 순으로 예열순서를 설정하고, 예열필요 파트셀의 온도와 효율이 모두 동일한 경우 예열 횟수가 적은 순으로 예열순서를 설정하며, 예열필요 파트셀의 온도와 효율과 예열 횟수가 모두 동일한 경우 예열 이력이 오래된 순으로 예열순서를 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 예열방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제9 단계에서 모든 파트셀의 온도가 기준온도 이상이 아닌 경우, 예열된 파트셀을 예열전원으로 설정한 후 상기 제6 단계로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 배터리 예열방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제10 단계는, 상기 복수 개의 파트셀을 이용하여 상기 보조배터리를 충전시킨 후 모든 과정을 중단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 예열방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 보조배터리는 슈퍼 커패시터인 것을 특징으로 하는 배터리 예열방법.
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