KR102154311B1 - Electric Vehicle Power System Using Battery Balancing Circuits - Google Patents

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Abstract

배터리 밸런싱 회로를 이용한 EV 파워 시스템 및 그 동작 방법이 제시된다. 본 발명에서 제안하는 배터리 밸런싱 회로를 이용한 EV 파워 시스템은 배터리부의 고전압 배터리에서 생성된 전력을 모터에 공급하는 HDC(High DC-DC Converter) 및 배터리부를 포함하고, 상기 배터리부는, 모터를 구동시키기 위한 전력을 생성하는 고전압 배터리, 전장 부하에 전원을 공급하기 위한 저전압 배터리, 고전압 배터리의 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)을 위한 제1 밸런싱 회로 및 저전압 배터리의 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)을 위한 제2 밸런싱 회로를 포함하고, 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리와 저전압 배터리의 SOC(State of Charge)를 밸런싱한다. An EV power system using a battery balancing circuit and an operation method thereof are presented. The EV power system using the battery balancing circuit proposed in the present invention includes a high DC-DC converter (HDC) and a battery unit for supplying power generated from a high voltage battery of the battery unit to a motor, and the battery unit is for driving the motor. A high voltage battery for generating power, a low voltage battery for supplying power to an electric load, a first balancing circuit for a battery management system (BMS) for a high voltage battery, and a battery management system for a low voltage battery (Battery Management System; BMS) ), and balances the SOC (State of Charge) of the high voltage battery and the low voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit.

Description

배터리 밸런싱 회로를 이용한 EV 파워 시스템{Electric Vehicle Power System Using Battery Balancing Circuits}EV Power System Using Battery Balancing Circuits

본 발명은 배터리 밸런싱 회로를 이용한 EV 파워 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an EV power system using a battery balancing circuit and a method of operating the same.

현재 전 세계적으로 자동차 시장의 판도가 바뀌고 있으며, 많은 자동차 회사들이 전기자동차를 비롯하여 하이브리드 자동차, 수소 자동차 등 미래 자동차의 연구에 적극 투자하고 있다. 하이브리드 및 전기 자동차에서는 높은 고전압 배터리를 공급원으로 하여 차량 내 전장 부하에 전원을 공급하기 위하여 LDC(Low DC-DC Converter)를 필요로 한다. 하이브리드 및 전기 자동차의 가격 경쟁력 향상이 요구되고 있어 LDC의 가격 경쟁력 향상 또한 요구되고 있다. 이러한 이유로 LDC에 대한 비용 효율(Cost-effective)을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 EV(Electric Vehicle) 전력 시스템(Power System)은 배터리 충전기(Battery Charger)를 통해 높은 고전압 배터리를 충전을 한 후, 충전된 배터리를 공급원으로 하여 LDC를 통해 전장 부하에 전원을 공급한다. 하지만 전장 부하의 전원 공급을 위해 필요한 LDC로 인해 가격이 증가하는 단점이 있다. 본 발명에서는 LDC 없이 전장 부하에 전원이 공급 가능하게 하며, LDC를 제거함으로써 하이브리드 및 전기 자동차의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있는 발명을 제안한다. Currently, the global automotive market is changing, and many automakers are actively investing in research on future vehicles such as electric vehicles, hybrid vehicles, and hydrogen vehicles. In hybrid and electric vehicles, a low DC-DC converter (LDC) is required to supply power to an electric load in a vehicle using a high-voltage battery as a supply source. As the price competitiveness of hybrid and electric vehicles is required to be improved, the price competitiveness of LDC is also required to be improved. For this reason, research for cost-effectiveness for LDCs is being actively conducted. The conventional EV (Electric Vehicle) power system charges a high-voltage battery through a battery charger, and then supplies power to an electric load through an LDC using the charged battery as a supply source. However, there is a disadvantage in that the price increases due to the LDC required for power supply of the electric load. In the present invention, it is possible to supply power to an electric load without LDC, and by removing the LDC proposes an invention that can improve the price competitiveness of hybrid and electric vehicles.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래기술에 따른 EV 전력 시스템의 단점인 LDC로 인한 가격 문제를 해결하기 위하여 LDC를 제거한 전기자동차 전력 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다. 다시 말해, LDC를 제거함으로써 LDC를 구성하기 위한 소자들의 가격을 없앰으로써 가격을 낮추기 위한 시스템을 제안한다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an electric vehicle power system and a control method thereof from which the LDC is removed in order to solve the price problem due to the LDC, which is a disadvantage of the conventional EV power system. In other words, by removing the LDC, we propose a system for lowering the cost by eliminating the cost of components for configuring the LDC.

일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 배터리 밸런싱 회로를 이용한 EV 파워 시스템은 배터리부의 고전압 배터리에서 생성된 전력을 모터에 공급하는 HDC(High DC-DC Converter) 및 배터리부를 포함하고, 상기 배터리부는, 모터를 구동시키기 위한 전력을 생성하는 고전압 배터리, 전장 부하에 전원을 공급하기 위한 저전압 배터리, 고전압 배터리의 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)을 위한 제1 밸런싱 회로 및 저전압 배터리의 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)을 위한 제2 밸런싱 회로를 포함하고, 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리와 저전압 배터리의 SOC(State of Charge)를 밸런싱한다. In one aspect, the EV power system using the battery balancing circuit proposed in the present invention includes a high DC-DC converter (HDC) and a battery unit for supplying power generated from a high voltage battery of the battery unit to a motor, and the battery unit, A high voltage battery for generating power to drive a motor, a low voltage battery for supplying power to an electric load, a first balancing circuit for a battery management system (BMS) for a high voltage battery, and a battery management system for a low voltage battery ( A second balancing circuit for a Battery Management System (BMS) is included, and the state of charge (SOC) of the high voltage battery and the low voltage battery is balanced through a first balancing circuit and a second balancing circuit.

배터리부는, 배터리 충전 모드에서 배터리 충전기로부터 고전압 배터리 및 저전압 배터리를 동시에 충전한다. The battery unit simultaneously charges the high voltage battery and the low voltage battery from the battery charger in the battery charging mode.

배터리 충전 모드에서 저전압 배터리의 SOC가 낮아질 경우 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리로부터 SOC를 밸런싱한다. When the SOC of the low voltage battery is lowered in the battery charging mode, the SOC is balanced from the high voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit.

배터리부는, 모터 드라이빙 모드에서 고전압 배터리를 통해 HDC를 거쳐 전력을 모터에 공급하고, 저전압 배터리는 전장 부하에 필요한 전압을 바로 공급한다. In the motor driving mode, the battery unit supplies power to the motor through the HDC through the high voltage battery, and the low voltage battery directly supplies the voltage required for the electric load.

모터 드라이빙 모드에서 저전압 배터리의 SOC가 낮아질 경우 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리로부터 SOC를 밸런싱한다. When the SOC of the low voltage battery is lowered in the motor driving mode, the SOC is balanced from the high voltage battery through a first balancing circuit and a second balancing circuit.

또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 배터리 밸런싱 회로를 이용한 EV 파워 시스템의 동작 방법은 고전압 배터리를 통해 모터를 구동시키기 위한 전력을 생성하고, 저전압 배터리를 통해 전장 부하를 구동시키기 위한 전력을 생성하는 단계, HDC(High DC-DC Converter)를 통해 배터리부의 고전압 배터리로부터 전력을 모터에 공급하고, 배터리부의 저전압 배터리에서 전장 부하에 전력을 공급하는 단계 및 배터리부의 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리와 저전압 배터리의 SOC(State of Charge)를 밸런싱하는 단계를 포함한다. In another aspect, the method of operating an EV power system using a battery balancing circuit proposed in the present invention generates power for driving a motor through a high voltage battery, and generates power for driving an electric load through a low voltage battery. Generating, supplying power from the high voltage battery of the battery part to the motor through a high DC-DC converter (HDC), supplying power to the electric load from the low voltage battery of the battery part, and the first balancing circuit and the second balancing of the battery part And balancing the state of charge (SOC) of the high voltage battery and the low voltage battery through a circuit.

배터리부의 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리와 저전압 배터리의 SOC(State of Charge)를 밸런싱하는 단계는 배터리 충전 모드에서 배터리 충전기로부터 고전압 배터리 및 저전압 배터리를 동시에 충전할 때, 배터리 충전 모드에서 저전압 배터리의 SOC가 낮아질 경우 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리로부터 SOC를 밸런싱한다. The step of balancing the state of charge (SOC) of the high voltage battery and the low voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit of the battery unit is to charge the battery when simultaneously charging the high voltage battery and the low voltage battery from the battery charger in the battery charging mode. When the SOC of the low-voltage battery is lowered in the mode, the SOC is balanced from the high-voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit.

배터리부의 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리와 저전압 배터리의 SOC(State of Charge)를 밸런싱하는 단계는 모터 드라이빙 모드에서 고전압 배터리는 HDC를 거쳐 전력을 모터에 공급하고, 저전압 배터리는 전장 부하에 필요한 전압을 바로 공급할 때, 모터 드라이빙 모드에서 저전압 배터리의 SOC가 낮아질 경우 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리로부터 SOC를 밸런싱한다. The step of balancing the SOC (State of Charge) of the high voltage battery and the low voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit of the battery unit is in the motor driving mode, the high voltage battery supplies power to the motor through HDC, and the low voltage battery When the voltage required for the electric load is directly supplied, when the SOC of the low voltage battery is lowered in the motor driving mode, the SOC is balanced from the high voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit.

본 발명의 실시예들에 따르면, 종래기술에 따른 EV 전력 시스템의 단점인 LDC로 인한 가격 문제를 해결하기 위하여 LDC를 제거한 전기자동차 전력 시스템 및 그 제어방법을 제공할 수 있다. 다시 말해, LDC를 제거함으로써 LDC를 구성하기 위한 소자들의 가격을 없앰으로써 가격을 낮출 수 있다. 제안하는 전기자동차 전력 시스템은 배터리를 고전압 배터리 및 저전압 배터리로 나눔으로써 LDC없이 전장 부하에 전원을 공급 가능할 수 있다. 또한, 밸런싱 회로(balancing circuit)를 통해 고전압 배터리에서 저전압 배터리로 SOC 밸런싱이 가능하며 기존의 전기자동차 전력 시스템과 동일한 배터리 충전 및 전원 공급이 가능하다. 다시 말해, 제안하는 전기자동차 전력 시스템은 기존의 전기자동차 전력 시스템의 단점인 전장 부하에 필요한 전압을 만드는 LDC를 제거함으로써 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, in order to solve the price problem due to LDC, which is a disadvantage of the EV power system according to the prior art, it is possible to provide an electric vehicle power system from which the LDC is removed and a control method thereof. In other words, by removing the LDC, it is possible to reduce the cost by eliminating the cost of devices for configuring the LDC. The proposed electric vehicle power system can supply power to an electric load without an LDC by dividing the battery into a high voltage battery and a low voltage battery. In addition, SOC balancing is possible from a high voltage battery to a low voltage battery through a balancing circuit, and the same battery charging and power supply as in the existing electric vehicle power system is possible. In other words, the proposed electric vehicle power system can improve price competitiveness by eliminating the LDC that creates the voltage required for the electric load, which is a disadvantage of the existing electric vehicle power system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 종래기술에 따른 전기자동차 전력 시스템의 블록도이다.
도 2는 종래기술에 따른 배터리 충전 모드에서의 전력 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템의 배터리 충전 모드를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템의 모터 드라이빙 모드를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram of an electric vehicle power system according to the prior art according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a power system in a battery charging mode according to the prior art.
3 is a block diagram of an electric vehicle power system using a battery balancing circuit according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a battery charging mode of an electric vehicle power system using a battery balancing circuit according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a motor driving mode of an electric vehicle power system using a battery balancing circuit according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of operating an electric vehicle power system using a battery balancing circuit according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 종래기술에 따른 전기자동차 전력 시스템의 블록도이다. 1 is a block diagram of an electric vehicle power system according to the prior art according to an embodiment of the present invention.

종래기술에 따른 전기자동차 전력 시스템은 크게 배터리 충전기(Battery Charger)(140), 배터리부(Stacked Battery)(110), LDC(Low DC-DC Converter)(130), HDC(High DC-DC Converter)(120), 모터(150), 전장부하(160)를 포함한다. 배터리부(battery + BMS(battery management system))(110)는 스택 배터리(Stacked Battery)(111) 및 밸런싱 회로(Balancing Circuit)(112)를 포함한다. Electric vehicle power systems according to the prior art are largely a battery charger (140), a stacked battery (110), LDC (Low DC-DC Converter) 130, HDC (High DC-DC Converter) 120, a motor 150, and an electric load 160. The battery unit (battery + battery management system (BMS)) 110 includes a stacked battery 111 and a balancing circuit 112.

종래기술에 따른 전기자동차 전력 시스템은 배터리 충전기(140)를 통해 배터리부(110)를 충전한다. BMS(Battery Management System)는 배터리부(110) 내부에 있는 각 셀들의 SOC(State of Charge)를 밸런싱 회로(112)을 통하여 밸런싱하는 시스템이다. 충전된 배터리(110)에서 HDC(120)를 통하여 모터(150)를 구동하기 위한 전원을 공급하며, LDC(130)를 통하여 전장 부하에 전원을 공급하는 방식이다. LDC(130)는 전장 부하(160)에 필요한 전압을 공급하기 위해 높은 전압의 배터리를 낮은 전압으로 낮춰주는 역할을 한다.The electric vehicle power system according to the prior art charges the battery unit 110 through the battery charger 140. BMS (Battery Management System) is a system for balancing SOC (State of Charge) of each cell in the battery unit 110 through the balancing circuit 112. This is a method of supplying power for driving the motor 150 from the charged battery 110 through the HDC 120 and supplying power to the electric load through the LDC 130. The LDC 130 serves to lower a high voltage battery to a low voltage in order to supply the required voltage to the electric load 160.

도 2는 종래기술에 따른 배터리 충전 모드에서의 전력 시스템의 블록도이다. 2 is a block diagram of a power system in a battery charging mode according to the prior art.

종래기술에 따른 전력 시스템은 배터리 충전 모드에서 배터리 충전기(220)로부터 배터리부(battery + BMS(battery management system))(210)를 충전하게 된다. 배터리부(110)는 스택 배터리(210) 및 밸런싱 회로(220)를 포함한다. 충전된 배터리부(210)를 공급원으로 하여, 도 1에 나타낸 바와 같이 HDC를 거쳐 모터에 전원을 공급하며, LDC를 거쳐 전장 부하에 전원을 공급하게 된다. The power system according to the prior art charges the battery unit (battery + BMS (battery management system)) 210 from the battery charger 220 in the battery charging mode. The battery unit 110 includes a stack battery 210 and a balancing circuit 220. Using the charged battery unit 210 as a supply source, power is supplied to the motor through HDC as shown in FIG. 1, and power is supplied to the electric load through the LDC.

종래기술에 따른 전력 시스템은 HDC와 LDC를 가지며 모터에 전원 공급을 하고, 전장 부하에 전원을 공급하고 있다. 하지만, 전장 부하에 전원 공급을 위한 LDC로 인해 가격이 증가하는 문제가 있으며 이러한 문제를 해결하기 위하여 LDC의 비용 효율(Cost-effective)을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.A power system according to the prior art has HDC and LDC, supplies power to a motor, and supplies power to an electric load. However, there is a problem that the price increases due to the LDC for supplying power to the electric load, and in order to solve this problem, research for cost-effectiveness of the LDC is actively being conducted.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템의 블록도이다. 3 is a block diagram of an electric vehicle power system using a battery balancing circuit according to an embodiment of the present invention.

밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템은 배터리부(310), HDC(High DC-DC Converter)(320), 배터리 충전기(330), 모터(340) 및 전장부하(350)를 포함한다. 이와 같이, 종래기술과는 다르게 LDC가 없음을 알 수 있다. An electric vehicle power system using a balancing circuit includes a battery unit 310, a high DC-DC converter (HDC) 320, a battery charger 330, a motor 340, and an electric load 350. As such, it can be seen that there is no LDC unlike the prior art.

배터리부(battery + BMS(battery management system))(310)는 모터를 구동시키기 위한 전력을 생성하는 고전압 배터리(311), 전장 부하에 전원을 공급하기 위한 저전압 배터리(312), 고전압 배터리의 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)을 위한 제1 밸런싱 회로(313) 및 저전압 배터리의 배터리 관리 시스템을 위한 제2 밸런싱 회로(314)를 포함한다. 저전압 배터리(312)는 전장 부하(350)에 전원을 공급하는 저전압 배터리로서 12V 또는 48V 배터리가 될 수 있다.The battery unit (battery + BMS (battery management system)) 310 includes a high voltage battery 311 that generates power to drive a motor, a low voltage battery 312 for supplying power to an electric load, and a battery management of a high voltage battery. A first balancing circuit 313 for a battery management system (BMS) and a second balancing circuit 314 for a battery management system of a low voltage battery. The low voltage battery 312 is a low voltage battery that supplies power to the electric load 350 and may be a 12V or 48V battery.

고전압 배터리(311) 및 저전압 배터리(312)는 BMS(Battery Management System)를 위한 제1 밸런싱 회로(313) 및 제2 밸런싱 회로(314)와 연결된다. 제1 밸런싱 회로(313) 및 제2 밸런싱 회로(314)를 통해 고전압 배터리(311)와 저전압 배터리(312)의 SOC(State of Charge)를 밸런싱한다. The high voltage battery 311 and the low voltage battery 312 are connected to a first balancing circuit 313 and a second balancing circuit 314 for a battery management system (BMS). The state of charge (SOC) of the high voltage battery 311 and the low voltage battery 312 is balanced through the first balancing circuit 313 and the second balancing circuit 314.

배터리부(310)는, 배터리 충전 모드에서 배터리 충전기로부터 고전압 배터리(311) 및 저전압 배터리(312)를 동시에 충전한다. 배터리 충전 모드에서 저전압 배터리(312)의 SOC가 낮아질 경우 제1 밸런싱 회로(313) 및 제2 밸런싱 회로(314)를 통해 고전압 배터리(311)로부터 SOC를 밸런싱한다. The battery unit 310 simultaneously charges the high voltage battery 311 and the low voltage battery 312 from the battery charger in the battery charging mode. When the SOC of the low voltage battery 312 is lowered in the battery charging mode, the SOC from the high voltage battery 311 is balanced through the first balancing circuit 313 and the second balancing circuit 314.

배터리부(310)는, 모터 드라이빙 모드에서 고전압 배터리(311)를 통해 HDC(320)를 거쳐 전력을 모터(340)에 공급하고, 저전압 배터리(312)는 전장 부하(350)에 필요한 전압을 바로 공급한다. 모터 드라이빙 모드에서 저전압 배터리(312)의 SOC가 낮아질 경우 제1 밸런싱 회로(313) 및 제2 밸런싱 회로(314)를 통해 고전압 배터리(311)로부터 SOC를 밸런싱한다. The battery unit 310 supplies power to the motor 340 through the HDC 320 through the high voltage battery 311 in the motor driving mode, and the low voltage battery 312 directly supplies the voltage required for the electric load 350. Supply. When the SOC of the low voltage battery 312 is lowered in the motor driving mode, the SOC from the high voltage battery 311 is balanced through the first balancing circuit 313 and the second balancing circuit 314.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템의 배터리 충전 모드를 설명하기 위한 블록도이다. 4 is a block diagram illustrating a battery charging mode of an electric vehicle power system using a battery balancing circuit according to an embodiment of the present invention.

배터리 충전 모드에서는 배터리부(battery + BMS(battery management system))(410)의 고전압 배터리(411)와 저전압 배터리(412)의 두 배터리가 배터리 충전기(430)를 통해 충전된다. 배터리 충전 모드에서 저전압 배터리(412)의 SOC가 낮아지게 되는 경우 제1 밸런싱 회로(413) 및 제2 밸런싱 회로(414)를 통하여 고전압 배터리(411)로부터 SOC를 밸런싱을 수행할 수 있다.In the battery charging mode, two batteries of the high voltage battery 411 and the low voltage battery 412 of the battery unit (battery + BMS (battery management system)) 410 are charged through the battery charger 430. When the SOC of the low voltage battery 412 is lowered in the battery charging mode, the SOC may be balanced from the high voltage battery 411 through the first balancing circuit 413 and the second balancing circuit 414.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템의 모터 드라이빙 모드를 설명하기 위한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a motor driving mode of an electric vehicle power system using a battery balancing circuit according to an embodiment of the present invention.

모터 드라이빙 모드는 배터리부(battery + BMS(battery management system))(510)의 고전압 배터리(511)와 저전압 배터리(512)가 각각의 부하들에 전원을 공급하는 모드이다. 다시 말해, 고전압 배터리(511)는 HDC(520)의 공급원으로 모터(340)에 전원을 공급하며, 저전압 배터리(512)은 전장 부하(550)에 바로 연결되어 전장 부하(550)의 전원을 공급하는 모드이다. 모터 드라이빙 모드에서 또한 저전압 배터리(512)의 SOC가 낮아지는 경우 제1 밸런싱 회로(413) 및 제2 밸런싱 회로(414)를 통하여 고전압 배터리(411)로부터 SOC를 밸런싱을 수행할 수 있다.The motor driving mode is a mode in which the high voltage battery 511 and the low voltage battery 512 of the battery unit (battery + BMS (battery management system)) 510 supply power to respective loads. In other words, the high voltage battery 511 supplies power to the motor 340 as a source of the HDC 520, and the low voltage battery 512 is directly connected to the electric load 550 to supply power to the electric load 550 It is a mode to do. In the motor driving mode, when the SOC of the low voltage battery 512 is lowered, the SOC may be balanced from the high voltage battery 411 through the first balancing circuit 413 and the second balancing circuit 414.

위의 배터리 충전 모드 및 모터 드라이빙 모드의 블록도를 통해 제안하는 배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템은 LDC(Low DC-DC Converter)없이도 종래 기술의 전기자동차 전력 시스템과 동일하게 배터리를 충전하는 모드를 가질 수 있으며, 충전된 배터리로부터 고전압 배터리 및 저전압 배터리가 각각 HDC와 전장 부하에 전원을 공급할 수 있다. 그리고 저전압 배터리의 SOC가 낮아졌을 때, 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리로부터 SOC를 밸런싱할 수 있다. The electric vehicle power system using the battery balancing circuit proposed through the block diagram of the battery charging mode and motor driving mode above is a mode that charges the battery in the same manner as the conventional electric vehicle power system without an LDC (Low DC-DC Converter). A high voltage battery and a low voltage battery may supply power to the HDC and the electric load, respectively, from the charged battery. And when the SOC of the low voltage battery is lowered, the SOC can be balanced from the high voltage battery through a balancing circuit.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a method of operating an electric vehicle power system using a battery balancing circuit according to an embodiment of the present invention.

제안하는 배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템의 동작 방법은 고전압 배터리를 통해 모터를 구동시키기 위한 전력을 생성하고, 저전압 배터리를 통해 전장 부하를 구동시키기 위한 전력을 생성하는 단계(610), HDC(High DC-DC Converter)를 통해 배터리부의 고전압 배터리로부터 전력을 모터에 공급하고, 배터리부의 저전압 배터리에서 전장 부하에 전력을 공급하는 단계(620) 및 배터리부의 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리와 저전압 배터리의 SOC(State of Charge)를 밸런싱하는 단계(630)를 포함한다. The proposed method of operating an electric vehicle power system using a battery balancing circuit includes generating power for driving a motor through a high-voltage battery, and generating power for driving an electric load through a low-voltage battery (610), HDC ( High DC-DC Converter) through the step 620 of supplying power from the high voltage battery of the battery part to the motor and supplying power to the electric load from the low voltage battery of the battery part, and the first balancing circuit and the second balancing circuit of the battery part. And balancing the state of charge (SOC) of the high voltage battery and the low voltage battery (630).

단계(610)에서, 고전압 배터리를 통해 모터를 구동시키기 위한 전력을 생성하고, 저전압 배터리를 통해 전장 부하를 구동시키기 위한 전력을 생성한다. In step 610, power for driving the motor is generated through the high voltage battery, and power for driving the electric load is generated through the low voltage battery.

단계(620)에서, HDC(High DC-DC Converter)를 통해 배터리부의 고전압 배터리로부터 전력을 모터에 공급하고, 배터리부의 저전압 배터리에서 전장 부하에 전력을 공급한다. In step 620, power is supplied from the high voltage battery of the battery unit to the motor through a high DC-DC converter (HDC), and power is supplied to the electric load from the low voltage battery of the battery unit.

단계(630)에서, 배터리부의 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리와 저전압 배터리의 SOC(State of Charge)를 밸런싱한다. In step 630, the state of charge (SOC) of the high voltage battery and the low voltage battery is balanced through a first balancing circuit and a second balancing circuit of the battery unit.

배터리 충전 모드에서 배터리 충전기로부터 고전압 배터리 및 저전압 배터리를 동시에 충전한다. 이때, 배터리 충전 모드에서 저전압 배터리의 SOC가 낮아질 경우 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리로부터 SOC를 밸런싱한다. In the battery charging mode, the high voltage battery and the low voltage battery are simultaneously charged from the battery charger. At this time, when the SOC of the low voltage battery is lowered in the battery charging mode, the SOC is balanced from the high voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit.

모터 드라이빙 모드에서 고전압 배터리는 HDC를 거쳐 전력을 모터에 공급하고, 저전압 배터리는 전장 부하에 필요한 전압을 바로 공급한다. 이때, 모터 드라이빙 모드에서 저전압 배터리의 SOC가 낮아질 경우 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리로부터 SOC를 밸런싱한다. In the motor driving mode, the high voltage battery supplies power to the motor via HDC, and the low voltage battery directly supplies the required voltage to the electric load. In this case, when the SOC of the low voltage battery is lowered in the motor driving mode, the SOC is balanced from the high voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit.

본 발명의 실시예들에 따르면, 종래기술에 따른 EV 전력 시스템의 단점인 LDC로 인한 가격 문제를 해결하기 위하여 LDC를 제거한 전기자동차 전력 시스템 및 그 제어방법을 제공할 수 있다. 다시 말해, LDC를 제거함으로써 LDC를 구성하기 위한 소자들의 가격을 없앰으로써 가격을 낮출 수 있다. 제안하는 전기자동차 전력 시스템은 배터리를 고전압 배터리 및 저전압 배터리로 나눔으로써 LDC없이 전장 부하에 전원을 공급 가능할 수 있다. 또한, 밸런싱 회로(balancing circuit)를 통해 고전압 배터리에서 저전압 배터리로 SOC 밸런싱이 가능하며 기존의 전기자동차 전력 시스템과 동일한 배터리 충전 및 전원 공급이 가능하다. 다시 말해, 제안하는 전기자동차 전력 시스템은 기존의 전기자동차 전력 시스템의 단점인 전장 부하에 필요한 전압을 만드는 LDC를 제거함으로써 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, in order to solve the price problem due to LDC, which is a disadvantage of the EV power system according to the prior art, it is possible to provide an electric vehicle power system from which the LDC is removed and a control method thereof. In other words, by removing the LDC, it is possible to reduce the cost by eliminating the cost of devices for configuring the LDC. The proposed electric vehicle power system can supply power to an electric load without an LDC by dividing the battery into a high voltage battery and a low voltage battery. In addition, SOC balancing is possible from a high voltage battery to a low voltage battery through a balancing circuit, and the same battery charging and power supply as in the existing electric vehicle power system is possible. In other words, the proposed electric vehicle power system can improve price competitiveness by eliminating the LDC that creates the voltage required for the electric load, which is a disadvantage of the existing electric vehicle power system.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of a hardware component and a software component. For example, the devices and components described in the embodiments include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications executed on the operating system. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For the convenience of understanding, although it is sometimes described that one processing device is used, one of ordinary skill in the art, the processing device is a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. In addition, other processing configurations are possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, configuring the processing unit to behave as desired or processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. Can be embodyed in The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　 The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings as described above, various modifications and variations are possible from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or components such as a system, structure, device, circuit, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.

Claims (10)

배터리부의 고전압 배터리에서 생성된 전력을 모터에 공급하는 HDC(High DC-DC Converter); 및
배터리부
를 포함하고,
상기 배터리부는,
모터를 구동시키기 위한 전력을 생성하는 고전압 배터리;
전장 부하에 전원을 공급하기 위한 저전압 배터리;
고전압 배터리의 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)을 위한 제1 밸런싱 회로; 및
저전압 배터리의 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)을 위한 제2 밸런싱 회로
를 포함하고,
제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리와 저전압 배터리의 SOC(State of Charge)를 밸런싱하고,
배터리부의 배터리 충전 모드에서 저전압 배터리의 SOC가 낮아질 경우 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리로부터 SOC를 밸런싱하고,
배터리부의 모터 드라이빙 모드에서 저전압 배터리의 SOC가 낮아질 경우 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리로부터 SOC를 밸런싱하고,
LDC(Low DC-DC Converter)없이도 배터리 충전 모드를 가질 수 있으며, 충전된 배터리로부터 고전압 배터리 및 저전압 배터리가 각각 HDC와 전장 부하에 전원을 공급하는
배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템. HDC (High DC-DC Converter) for supplying power generated by the high voltage battery of the battery unit to the motor; And
Battery part
Including,
The battery unit,
A high voltage battery generating electric power to drive the motor;
A low voltage battery for supplying power to the electric load;
A first balancing circuit for a battery management system (BMS) of a high voltage battery; And
The second balancing circuit for the battery management system (BMS) of low voltage batteries
Including,
Balance the SOC (State of Charge) of the high voltage battery and the low voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit,
When the SOC of the low-voltage battery is lowered in the battery charging mode of the battery unit, the SOC is balanced from the high-voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit,
When the SOC of the low voltage battery decreases in the motor driving mode of the battery unit, the SOC is balanced from the high voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit,
You can have a battery charging mode without LDC (Low DC-DC Converter), and the high voltage battery and low voltage battery from the charged battery supply power to the HDC and the electric load, respectively.
Electric vehicle power system using battery balancing circuit. 제1항에 있어서,
배터리부는,
배터리 충전 모드에서 배터리 충전기로부터 고전압 배터리 및 저전압 배터리를 동시에 충전하는
배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템. The method of claim 1,
The battery part,
Charging high voltage battery and low voltage battery from battery charger simultaneously
Electric vehicle power system using battery balancing circuit. 삭제delete 제1항에 있어서,
배터리부는,
모터 드라이빙 모드에서 고전압 배터리를 통해 HDC를 거쳐 전력을 모터에 공급하고, 저전압 배터리는 전장 부하에 필요한 전압을 바로 공급하는
배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템.The method of claim 1,
The battery part,
In motor driving mode, power is supplied to the motor via HDC through a high voltage battery, and the low voltage battery directly supplies the required voltage to the electric load.
Electric vehicle power system using battery balancing circuit. 삭제delete 고전압 배터리를 통해 모터를 구동시키기 위한 전력을 생성하고, 저전압 배터리를 통해 전장 부하를 구동시키기 위한 전력을 생성하는 단계;
HDC(High DC-DC Converter)를 통해 배터리부의 고전압 배터리로부터 전력을 모터에 공급하고, 배터리부의 저전압 배터리에서 전력을 전장 부하에 공급하는 단계; 및
배터리부의 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리와 저전압 배터리의 SOC(State of Charge)를 밸런싱하는 단계
를 포함하고,
배터리부의 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리와 저전압 배터리의 SOC(State of Charge)를 밸런싱하는 단계는,
배터리부의 배터리 충전 모드에서 저전압 배터리의 SOC가 낮아질 경우 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리로부터 SOC를 밸런싱하고,
배터리부의 모터 드라이빙 모드에서 저전압 배터리의 SOC가 낮아질 경우 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리로부터 SOC를 밸런싱하고,
LDC(Low DC-DC Converter)없이도 배터리 충전 모드를 가질 수 있으며, 충전된 배터리로부터 고전압 배터리 및 저전압 배터리가 각각 HDC와 전장 부하에 전원을 공급하는
배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템의 제어 방법. Generating power for driving a motor through a high voltage battery and generating power for driving an electric load through a low voltage battery;
Supplying power from a high voltage battery of the battery unit to the motor through a high DC-DC converter (HDC) and supplying power from the low voltage battery of the battery unit to an electric load; And
Balancing SOC (State of Charge) of the high-voltage battery and the low-voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit of the battery unit
Including,
Balancing the SOC (State of Charge) of the high voltage battery and the low voltage battery through a first balancing circuit and a second balancing circuit of the battery unit,
When the SOC of the low-voltage battery is lowered in the battery charging mode of the battery unit, the SOC is balanced from the high-voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit,
When the SOC of the low voltage battery decreases in the motor driving mode of the battery unit, the SOC is balanced from the high voltage battery through the first balancing circuit and the second balancing circuit,
You can have a battery charging mode without LDC (Low DC-DC Converter), and the high voltage battery and low voltage battery from the charged battery supply power to the HDC and the electric load, respectively.
Control method of electric vehicle power system using battery balancing circuit. 제6항에 있어서,
배터리부의 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리와 저전압 배터리의 SOC(State of Charge)를 밸런싱하는 단계는,
배터리 충전 모드에서 배터리 충전기로부터 고전압 배터리 및 저전압 배터리를 동시에 충전하는
배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템의 제어 방법. The method of claim 6,
Balancing the SOC (State of Charge) of the high voltage battery and the low voltage battery through a first balancing circuit and a second balancing circuit of the battery unit,
Charging high voltage battery and low voltage battery from battery charger simultaneously
Control method of electric vehicle power system using battery balancing circuit. 삭제delete 제6항에 있어서,
배터리부의 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 통해 고전압 배터리와 저전압 배터리의 SOC(State of Charge)를 밸런싱하는 단계는,
모터 드라이빙 모드에서 고전압 배터리는 HDC를 거쳐 전력을 모터에 공급하고, 저전압 배터리는 전장 부하에 필요한 전압을 바로 공급하는
배터리 밸런싱 회로를 이용한 전기자동차 파워 시스템의 제어 방법.The method of claim 6,
Balancing the SOC (State of Charge) of the high voltage battery and the low voltage battery through a first balancing circuit and a second balancing circuit of the battery unit,
In motor driving mode, the high voltage battery supplies power to the motor via HDC, and the low voltage battery directly supplies the required voltage to the electric load.
Control method of electric vehicle power system using battery balancing circuit. 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102428906B1 (en) 2019-11-11 2022-08-04 현대모비스 주식회사 Battery management system for integrated management of high and low voltage batterty and communication method thereof
CN111976538B (en) * 2019-12-27 2022-09-20 中北大学 Equalizing structure and equalizing method of vehicle-mounted composite power supply system
KR102241508B1 (en) * 2021-02-02 2021-04-19 주식회사 베리워즈 System for Management of E-Mobility Battery

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101610927B1 (en) * 2014-12-15 2016-04-08 현대오트론 주식회사 Apparatus and method for battery cell balancing

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100427320B1 (en) * 2001-07-12 2004-04-14 현대자동차주식회사 Auxiliary Source providing System using Main Battery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101610927B1 (en) * 2014-12-15 2016-04-08 현대오트론 주식회사 Apparatus and method for battery cell balancing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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"친환경 차량용 고전압 DC/DC 컨버터의 가변 전압 제어", 권태석, 전기학회논문지 2011 (2011.01.31. 공개)*

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