KR102261635B1 - Method for Analysis Quality of Communication of Battery System using HBD, and System thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 병렬 연결된 각 Cell 간에 전류제어 FET를 연결하여 충/방전 전류 흐름을 제어하여 노화된 Cell의 전류 흐름을 최소한 줄이고, 수명이 충분히 남은 Cell은 전류 흐름을 최대한으로 충/방전 가중치를 조절하여 모든 병렬 연결된 Cell의 수명이 고르게 단축되도록 하는 것에 특징을 갖는 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩 및 그 방법에 대한 것으로 셀 저항 측정값을 이용한 사용가중치를 설정하여 배터리 팩의 수명 향상을 유도할 수 있는 효과 및 MCU의 배터리 모듈을 구성하는 셀의 성능 특성 값을 센싱하고 상기 센싱값을 이용하여 셀의 충전 및 방전 제어를 통해 안정적인 배터리 팩의 운용이 가능한 효과가 있다.The present invention controls the charge/discharge current flow by connecting a current control FET between each cell connected in parallel to at least reduce the current flow of the aged cell, and adjust the charge/discharge weight to the maximum for the cell with sufficient life remaining. A battery pack capable of improving the lifespan through active control of parallel-connected cells and a method therefor, characterized in that the lifespan of all parallel-connected cells is shortened evenly, and the lifespan of the battery pack by setting the use weight using the cell resistance measurement value There is an effect of inducing an improvement and a stable operation of the battery pack by sensing the performance characteristic value of the cell constituting the battery module of the MCU and controlling the charging and discharging of the cell using the sensed value.
Description
본 발명은 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩 및 그 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는, 본 발명은 병렬 연결된 각 Cell 간에 전류제어 FET를 연결하여 충/방전 전류 흐름을 제어하여 노화된 Cell의 전류 흐름을 최소한 줄이고, 수명이 충분히 남은 Cell은 전류 흐름을 최대한으로 충/방전 가중치를 조절하여 모든 병렬 연결된 Cell의 수명이 고르게 단축되도록 하는 것에 특징을 갖는 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩 및 그 방법이다.
The present invention relates to a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells and a method therefor. More particularly, the present invention connects a current control FET between each parallel-connected cell to control the charge/discharge current flow. Active control of parallel-connected cells is characterized by reducing the current flow of the aged cell to a minimum, and adjusting the charge/discharge weight to the maximum for the cell with sufficient lifespan so that the lifespan of all parallel-connected cells is shortened evenly. A battery pack capable of improving its lifespan and a method therefor.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품 뿐 만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.In general, types of secondary batteries include a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a lithium ion battery, and a lithium ion polymer battery. These secondary batteries are not only small products such as digital cameras, P-DVDs, MP3Ps, mobile phones, PDAs, Portable Game Devices, Power Tools and E-bikes, but also large products requiring high power such as electric vehicles and hybrid vehicles and surplus batteries. It is also applied and used in power storage devices that store generated power or renewable energy and power storage devices for backup.
한편, 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차 또는 전력 저장 장치에 사용되는 대용량 배터리는 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 단위 셀 집합체를 포함한다. 다수의 단위 셀이 연결된 배터리는 배터리팩의 형태로 충방전이 반복됨에 따라 각 단위 셀 및 배터리팩의 상태를 제어해야 하는 문제가 발생하게 된다. 이러한 전력저장시스템의 저장장치는 배터리팩을 하나만 사용하는 것이 아니라 여러 개를 연결해서 사용하기 때문에, 여러 개의 배터리팩을 원활하게 운영할 수 있도록 각 배터리팩의 전압, 전류, 온도 등의 상태 정보를 모니터링하고 제어하기 위한 배터리관리시스템(Battery Management System; 이하 'BMS'라 칭함)를 구비하고 있다. BMS는 중대형 2차전지가 전기 함출과 출력 균형을 조절하도록 하여 폭발사고 등을 방지하고, PCS(Power Control System), HVAC(Heating, Ventilating and Air Conditioning) 등의 주변 장비와의 데이터 교환을 통하여 배터리팩을 안정적으로 유지 및 제어한다. Meanwhile, a large-capacity battery used in an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, or a power storage device includes a plurality of unit cell aggregates connected in series and/or in parallel. As a battery to which a plurality of unit cells are connected is repeatedly charged and discharged in the form of a battery pack, a problem arises in that the state of each unit cell and the battery pack must be controlled. Since the storage device of such a power storage system uses multiple battery packs rather than just one, the state information of each battery pack, such as voltage, current, and temperature, is stored so that multiple battery packs can be operated smoothly. A battery management system (hereinafter referred to as 'BMS') for monitoring and controlling is provided. BMS prevents explosion accidents by allowing medium-to-large secondary batteries to control the balance of electricity penetration and output, and the battery pack through data exchange with peripheral equipment such as PCS (Power Control System) and HVAC (Heating, Ventilating and Air Conditioning) to stably maintain and control
이와 같은 BMS를 이용하여 배터리 모듈을 제어하는 배터리팩에 있어서, 기존 배터리 팩의 경우, 대용량을 위하여 병렬 연결된 셀 간의 성능 편차에 의한 노화도 차이로 배터리 팩의 수명은 병렬 연결된 셀 어레이의 셀의 최저 수명을 가진 셀의 노화도에 따라 결정된다. 따라서 배터리 팩의 운영 측면에서는 다수의 수명이 충분히 남아있는 셀을 포함하는 배터리 모듈이 여전히 존재하지만 노화된 셀에 의하여 배터리 모듈에 의해 수명이 결정되어 배터리 팩의 수명이 단축되는 결과로 이어진다. In a battery pack that controls a battery module using such a BMS, in the case of a conventional battery pack, the lifespan of the battery pack is the lowest lifespan of the cells of the parallel-connected cell array due to the difference in aging due to performance deviation between cells connected in parallel for large capacity It is determined by the degree of aging of cells with Therefore, in terms of operation of the battery pack, a battery module including cells with sufficient remaining lifespan still exists, but the lifespan of the battery module is determined by the aged cells, leading to a shortened lifespan of the battery pack.
일본 특허공개공보 2009-512144호(2009.03.19)에서는 배터리팩으로서, 일련이 접속된 범용 배터리 모듈 중의 적어도 2개의 범용 배터리 모듈로서, 각각의 범용 배터리 모듈은 복수의 직렬 접속된 배터리 셀, 상기 셀에 접속되고 상기 셀의 물리적 파라미터를 모니터링 및 송신하도록 구성된 센서 수단, 상기 센서 수단과 통신하고, 상기 센서 수단으로부터의 물리적 파라미터에 기초해 상기 셀을 제어하는 배터리 제어유닛을 포함한, 상기 적어도 2개의 범용 배터리 모듈；상기 일련의 범용 배터리 모듈에 연결된 주제어 모듈로서, 상기 주제어 모듈은 배터리팩 전원의 온/오프를 제어하도록 구성되고 그리고 각 범용 배터리 모듈과 인터페이스로 접속하는 내부 전기 커넥터 수단 및 상기 일련의 범용 배터리 모듈의 전기적 균등화를 제어하는 제어 수단을 포함한, 상기 주제어 모듈；을 포함하고 여기서 상기 일련의 범용 배터리 모듈 및 상기 주제어 모듈은 하나의 일체형 배터리팩으로서 패키지화되어 있다, 상기 배터리팩이 개시되어 있다. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-512144 (2009.03.19) discloses at least two general-purpose battery modules among serially connected general-purpose battery modules as a battery pack, wherein each general-purpose battery module includes a plurality of series-connected battery cells, the cells said at least two general purpose devices comprising sensor means connected to and configured to monitor and transmit physical parameters of said cells, and a battery control unit in communication with said sensor means and controlling said cells based on physical parameters from said sensor means. Battery module; A main control module connected to the series of general-purpose battery modules, wherein the main control module is configured to control on/off of a battery pack power source and includes an internal electrical connector means for interface with each general-purpose battery module and the series of general-purpose battery modules. The main control module including a control means for controlling the electrical equalization of the battery module; wherein the series of general-purpose battery modules and the main control module are packaged as one integrated battery pack, the battery pack is disclosed.
한국 특허공개공보 2012-0049224호(2012.05.16)에서는 배터리 팩 내의 퇴화를 제한하는 통지를 제공하기 위한 시스템으로서, 신호를 생성하도록 구성된 신호 생성기; 배터리 팩의 임계 조건(threshold condition)을 검출하기 위한 제1 회로- 상기 제1 회로는 또한 상기 신호를 통과시키고 중단하도록 구성됨-; 및 제2 회로-상기 제2 회로는 미리 결정된 양의 시간보다 더 많은 시간 동안 상기 제2 회로에서 상기 신호의 부재에 응답하여 상기 배터리 팩의 출력 접촉기를 오픈하도록 구성됨-를 포함하는 통지 제공 시스템이 개시되어 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0049224 (2012.05.16) discloses a system for providing a notification limiting deterioration in a battery pack, comprising: a signal generator configured to generate a signal; a first circuit for detecting a threshold condition of the battery pack, the first circuit also configured to pass and stop the signal; and a second circuit, wherein the second circuit is configured to open an output contactor of the battery pack in response to the absence of the signal in the second circuit for more than a predetermined amount of time. has been disclosed.
한국 특허등록공보 10-1042768호(2011.06.13)에서는 양극과 음극을 가지는 재충전 가능한 배터리; 상기 배터리의 대전류 경로와 전기적으로 연결되는 충전 스위칭 소자와 방전 스위칭 소자를 포함하는 충/방전 스위칭소자부; 및 상기 충전 스위칭 소자와 전기적으로 연결되며, 상기 충전 스위칭 소자가 흘릴 수 있는 충전 전류 한계값을 설정하고, 상기 충전 전류 한계값 이내의 범위내에서 상기 충전 스위칭 소자의 충전 전류량을 조절하는 배터리 관리 유닛(BMU; Battery Management Unit); 및 상기 배터리의 대전류 경로에 설치되는 전류 검출 소자를 더 포함하여 형성되며, 상기 배터리 관리 유닛은 상기 전류 검출 소자와 전기적으로 연결되어 상기 배터리의 대전류 경로에 흐르는 전류값을 계산하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 개시하고 있다.Korean Patent Registration Publication No. 10-1042768 (June 13, 2011) discloses a rechargeable battery having a positive electrode and a negative electrode; a charge/discharge switching element unit including a charge switching element and a discharge switching element electrically connected to the large current path of the battery; and a battery management unit electrically connected to the charging switching element, setting a limit value of a charging current that the charging switching element can flow, and controlling the amount of charging current of the charging switching element within the range of the charging current limit value. (BMU; Battery Management Unit); and a current detection element installed in the large current path of the battery, wherein the battery management unit is electrically connected to the current detection element to calculate a current value flowing in the large current path of the battery Pack is launched.
일본 특허공개공보 2004-336994호(2004.11.25)에서는 적어도 하나의 배터리 셀과 상기 배터리 셀과 상기 배터리 셀을 방전하기 위한 부하와의 선택적인 접속을 가능하게 함과 동시에, 상기 배터리 셀과 상기 배터리 셀을 충전하기 위한 전원과의 선택적인 접속을 가능하게 하는 제1 및 제2 스위치와 상기 스위치의 한쪽 또는 쌍방을 닫고, 상기 셀을 흐르는 방전 전류가 소정의 최소 방전 전류 레벨에 이르렀을 때 상기 배터리 셀의 방전을 가능하게 함과 동시에, 상기 스위치의 한쪽 또는 쌍방을 닫고, 상기 셀을 흐르는 전하 전류가 소정의 최소 전하 전류 레벨에 이르렀을 때 상기 배터리 셀의 충전을 가능하게 하도록 구성된 스위치 컨트롤러를 구비한 배터리팩이 개시되어 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-336994 (Jan. 25, 2004) enables selective connection between at least one battery cell and a load for discharging the battery cell and the battery cell, and at the same time, the battery cell and the battery. first and second switches enabling selective connection with a power source for charging a cell and one or both of the switches are closed, and when the discharge current flowing through the cell reaches a predetermined minimum discharge current level, the battery and a switch controller configured to enable discharging of the cell and at the same time closing one or both of the switches and enabling charging of the battery cell when a charge current flowing through the cell reaches a predetermined minimum charge current level; A battery pack is disclosed.
일본 특허공개공보 2013-504294호(2013.02.04)에서는 피드백 모듈과 제어 모듈과 스위칭 모듈과 축적 모듈을 가지는 충전 회로로서, 상기 피드백 모듈은 전원으로부터의 입력 전류에 기초해 상기 제어 모듈에 입력되는 피드백 신호를 발생시키도록 구성되고 상기 제어 모듈은 상기 피드백 신호에 기초해 상기 스위칭 모듈을 제어하는 제어 신호를 발생시키도록 구성되고 상기 축적 모듈은 상기 스위칭 모듈이 온의 때, 상기 전원으로부터의 상기 입력 전류를 받아, 상기 스위칭 모듈이 오프의 때, 출력 전류를 제공해 에너지 축적 요소를 충전해, 또한 상기 제어 모듈은 상기 피드백 신호가 기준 신호보다 실질적으로 작을 때 상기 스위칭 모듈의 온 오프비를 높이도록 제어 신호를 조정해, 또는 상기 피드백 신호가 상기 기준 신호보다 실질적으로 작을 때 상기 스위칭 모듈의 온 오프비를 낮게 하도록 상기 제어 신호를 조정하도록 구성되어 있는, 충전 회로가 개시되어 있다. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-504294 (2013.02.04) discloses a charging circuit having a feedback module, a control module, a switching module, and an accumulation module, wherein the feedback module is a feedback input to the control module based on an input current from a power supply. and wherein the control module is configured to generate a control signal for controlling the switching module based on the feedback signal and the accumulation module is configured to generate the input current from the power source when the switching module is on. receive a control signal to provide an output current to charge the energy storage element when the switching module is off, and further, the control module to increase the on-off ratio of the switching module when the feedback signal is substantially less than a reference signal or adjust the control signal to lower an on-off ratio of the switching module when the feedback signal is substantially less than the reference signal.
그러나, 병렬 연결된 배터리 팩을 구성하는 배터리 모듈 내의 셀간의 노화 편차를 줄여 최대한 배터리 팩의 수명을 연장하기 위하여 병렬 연결된 각 셀 간 전류 제어 FET를 통해 모든 병렬 연결된 셀의 수명을 고르게 단축되도록 제어하는 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩 및 그 방법 기술은 제시된 바가 없다.
However, in order to extend the lifespan of the battery pack as much as possible by reducing the aging deviation between the cells in the battery module constituting the parallel-connected battery pack, the parallel-connected parallel-connected cell is controlled to shorten the lifespan of all parallel-connected cells evenly through the current control FET between each cell A battery pack capable of improving lifespan through active control of connected cells and a method for the same have not been proposed.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 주된 목적은 병렬로 연결된 배터리 팩을 구성하는 배터리 모듈을 구성하는 셀 및 셀 어레이의 충전과 방전이 반복되는 운영 시간이 경과됨에 따라 노화되며, 배터리가 노화될수록 배터리 모듈을 구성하는 셀 중에 최저 수명을 가진 셀에 의해서 결정되므로 이에 따라서 배터리 팩의 교체 수명에 악영향을 주는 문제점을 해결하기 위한 것으로 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.The main object of the present invention is to solve the problems of the related art as described above. As the operating time in which the charging and discharging of cells and cell arrays constituting a battery module constituting a battery pack connected in parallel is repeated, aging occurs As the battery ages, it is determined by the cell with the lowest lifespan among the cells constituting the battery module. Accordingly, this is to solve the problem that adversely affects the replacement life of the battery pack. An object of the present invention is to provide a possible battery pack and a method therefor.
또한, 배터리 팩을 구성하는 배터리 모듈의 병렬 연결된 셀 어레이의 셀간 노화 편차를 셀의 특성 데이터를 통하여 도출된 사용가중치를 이용하여 최대한 줄임으로써 최대한 배터리 팩의 수명을 연장하기 위한 제어 알고리즘을 도출하기 위한 것으로 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩 및 그 방법을 제공하는데 추가적인 목적이 있다.In addition, to derive a control algorithm for maximally extending the life of the battery pack by maximally reducing the aging deviation between cells of the cell array connected in parallel of the battery pack constituting the battery pack by using the use weight derived through the cell characteristic data. Another object of the present invention is to provide a battery pack capable of improving lifespan through active control of cells connected in parallel and a method therefor.
또한, 병렬 연결된 각 Cell 간에 전류제어 FET를 연결하여 충/방전 전류 흐름을 제어하여 노화된 Cell의 전류 흐름을 최소한 줄이고, 수명이 충분히 남은 Cell은 전류 흐름을 최대한으로 충/방전 가중치를 조절하여 모든 병렬 연결된 Cell의 수명이 고르게 단축되도록 하는 것에 특징을 갖는 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In addition, by connecting a current control FET between each cell connected in parallel to control the charge/discharge current flow, the current flow of the aged cell is reduced to a minimum, and the charge/discharge weight of the cell with sufficient life remaining is adjusted to the maximum by adjusting the charge/discharge weight to the maximum. An object of the present invention is to provide a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells, and a method therefor, characterized in that the lifespan of parallel-connected cells is shortened evenly.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, n × m 의 셀로 이루어진 배터리 모듈; 여기서, n은 하나의 셀 어레이 내의 직렬로 연결된 셀의 개수, m은 상기 셀 어레이가 병렬로 연결된 개수, 상기 셀 어레이의 전류제어를 위하여 연결된 m개의 FET(Field Effect Transistor); 상기 FET를 제어하는 MCU(Micro Control Unit); 및 상기 셀 어레이의 저항측정을 위한 방전회로;를 포함하는 능동 제어를 통한 수명 향상이 가능한 배터리 팩을 제공한다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and includes: a battery module composed of n × m cells; Here, n is the number of cells connected in series in one cell array, m is the number of the cell arrays connected in parallel, and m FETs (Field Effect Transistors) connected for current control of the cell array; MCU (Micro Control Unit) for controlling the FET; and a discharge circuit for measuring the resistance of the cell array.
또한, 상기 n × m 셀의 저항 측정을 위하여 방전 회로에 형성된 상기 MCU의 제어를 받는 저항 측정 FET;를 추가로 포함할 수 있다.In addition, it may further include a resistance measuring FET under the control of the MCU formed in the discharge circuit for measuring the resistance of the n × m cell.
또한, 상기 n × m 셀의 저항 측정 조건은, 상기 저항 측정 FET는 항상 접속상태로 제어하고 저항 측정 대상 셀의 FET만 상기 MCU가 접속 또는 해제를 순차적으로 제어할 수 있다. In addition, under the resistance measurement condition of the n × m cell, the resistance measurement FET is always controlled to be in a connected state, and only the FET of the resistance measurement target cell can be sequentially controlled by the MCU to connect or disconnect.
또한, 상기 측정된 n × m 셀 중 가장 높은 저항값을 갖는 셀에 기준이 되는 최소 사용가중치를 부여하고 다른 셀의 상대적인 사용가중치를 결정할 수 있다.In addition, a reference minimum use weight may be given to a cell having the highest resistance value among the measured n × m cells, and a relative use weight of other cells may be determined.
또한, 상기 사용가중치에 따라서 방전을 위한 n × m 셀의 FET 접속 시간을 PWM(Pulse Width Modulation)제어를 통해 n × m 셀의 노화 밸런싱을 수행할 수 있다.In addition, aging balancing of n × m cells may be performed through PWM (Pulse Width Modulation) control for the FET connection time of n × m cells for discharge according to the use weight.
또한, 상기 MCU는 상기 n × m 셀의 노화 밸런싱 수행 상태를 설치자 및/또는 사용자에게 공지신호를 생성하는 제어 기능을 추가로 포함할 수 있다.In addition, the MCU may further include a control function for generating a notification signal to the installer and/or the user of the aging balancing performance state of the n × m cells.
또한, 상기 배터리 모듈을 구성하는 하나 이상의 셀 전압, 전류 및 n × m 셀 밸런싱을 센싱하는 AFE(Analog Front End);를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the battery module may further include an analog front end (AFE) sensing voltage, current, and n × m cell balancing of one or more cells constituting the battery module.
또한, 상기 어느 한 배터리 팩이 적용된 전자기기 일 수 있다. In addition, it may be an electronic device to which any one of the above battery packs is applied.
또한, 상기 어느 한 배터리 팩이 적용된 전기 자동차 일 수 있다.Also, it may be an electric vehicle to which any one of the above battery packs is applied.
또한, 상기 어느 한 배터리 팩이 적용된 하이브리드 자동차 일 수 있다.Also, it may be a hybrid vehicle to which any one of the above battery packs is applied.
또한, 상기 어느 한 배터리 팩이 적용된 전력 저장 장치 일 수 있다.Also, it may be a power storage device to which any one of the above battery packs is applied.
또한 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, n × m 의 셀로 이루어진 배터리 모듈; 여기서, n은 하나의 셀 어레이 내의 직렬로 연결된 셀의 개수, m은 상기 셀 어레이가 병렬로 연결된 개수, 상기 셀 어레이의 전류제어를 위하여 연결된 m개의 FET(Field Effect Transistor); 상기 FET를 제어하는 MCU(Micro Control Unit); 및 상기 셀 어레이의 저항측정을 위한 방전회로;를 포함하는 능동 제어를 통한 수명 향상이 가능한 배터리 팩의 수명 향상 방법에 있어서, 상기 저항 측정 FET를 항상 접속상태로 제어하는 제1단계; 상기 측정 셀의 전압을 측정하는 제2단계; 상기 측정 셀의 전류를 측정하는 제3단계; 상기 측정 셀의 전압 및 전류 값을 이용하여 저항을 측정하는 제4단계;를 포함하는 능동 제어를 통한 배터리 팩의 수명 향상 방법일 수 있다.In addition, the present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and includes: a battery module composed of n × m cells; Here, n is the number of cells connected in series in one cell array, m is the number of the cell arrays connected in parallel, and m FETs (Field Effect Transistors) connected for current control of the cell array; MCU (Micro Control Unit) for controlling the FET; and a discharge circuit for measuring the resistance of the cell array, comprising: a first step of always controlling the resistance measuring FET in a connected state; a second step of measuring the voltage of the measurement cell; a third step of measuring the current of the measuring cell; A fourth step of measuring the resistance using the voltage and current values of the measurement cell may be a method of improving the lifespan of a battery pack through active control, including:
또한, 상기 측정된 셀 중 가장 높은 저항값을 갖는 셀에 기준이 되는 최소 사용가중치를 부여하고 다른 셀의 상대적인 사용가중치를 결정하는 제5단계를 추가로 포함할 수 있다.The method may further include a fifth step of assigning a reference minimum use weight to a cell having the highest resistance value among the measured cells and determining a relative use weight of other cells.
또한, 상기 사용가중치에 따라서 방전을 위한 n × m의 셀의 FET의 접속 시간을 PWM(Pulse Width Modulation)제어를 통해 n × m의 셀의 노화 밸런싱을 수행하는 제6단계를 추가로 포함할 수 있다.
In addition, a sixth step of performing aging balancing of n × m cells through PWM (Pulse Width Modulation) control for the FET connection time of n × m cells for discharging according to the use weight may be additionally included. have.
본 발명에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩 및 그 방법에 의하면, 셀 저항 측정값을 이용한 사용가중치를 설정하여 배터리 팩의 수명 향상을 유도할 수 있는 효과가 있다. According to the battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells and a method therefor according to the present invention, there is an effect of inducing improvement in the lifespan of the battery pack by setting a use weight using a cell resistance measurement value.
또한, 본 발명은 MCU의 배터리 모듈을 구성하는 셀의 성능 특성 값을 센싱하고 상기 센싱값을 이용하여 셀의 충전 및 방전 제어를 통해 안정적인 배터리 팩의 운용이 가능한 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of enabling stable operation of the battery pack by sensing the performance characteristic value of the cell constituting the battery module of the MCU and controlling the charging and discharging of the cell using the sensing value.
또한, 본 발명은 배터리 팩의 MCU를 통한 배터리 모듈 구성 셀의 충전 및 방전을 제어함으로 써 셀간의 노화 편차에 따른 국부 발열이 감소되는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of reducing local heat generation due to aging deviation between cells by controlling the charging and discharging of the battery module constituent cells through the MCU of the battery pack.
또한, 본 발명은 배터리 팩의 MCU를 통한 충전 및 방전을 센싱값으로부터 도출한 사용가중치에 따라서 제어함으로써 배터리 모듈을 구성하는 셀의 방전 Cut-off 시간을 향상시키는 효과가 있다.
In addition, the present invention has the effect of improving the discharge cut-off time of the cells constituting the battery module by controlling the charging and discharging through the MCU of the battery pack according to the use weight derived from the sensing value.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩이 구현된 블록 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 저항 측정이 구현된 블록 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 저항 측정시 FET 접속상태를 나타낸 표이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 저항 측정시 센싱 정보를 나타낸 표이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 저항 측정을 통한 사용가중치를 나타낸 표이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 사용가중치를 통한 PWM값을 나타낸 표이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 PWM Period값을 도출한 표이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 도출된 PWM Period값에 따른 FET 접속을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram illustrating a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating resistance measurement of a cell array of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
3 is a table showing the FET connection state when measuring the resistance of a cell array of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
4 is a table showing sensing information when measuring resistance of a cell array of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
5 is a table showing use weights through resistance measurement of cell arrays of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
6 is a table showing PWM values through use weights of cell arrays of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
7 is a table deriving a PWM period value of a cell array of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing FET connection according to the derived PWM Period value of a cell array of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments in which those skilled in the art can easily practice the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, when it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention in describing the operating principle of a preferred embodiment of the present invention in detail, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions. Throughout the specification, when it is said that a part is connected to another part, it includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of a certain component does not exclude other components unless otherwise stated, but means that other components may be further included.
본 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다. The present invention will be described with detailed embodiments according to the drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩이 구현된 블록 다이어그램을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram illustrating a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
n × m 의 셀로 이루어진 배터리 모듈; 여기서, n은 하나의 셀 어레이 내의 직렬로 연결된 셀의 개수, m은 상기 셀 어레이가 병렬로 연결된 개수, 상기 셀 어레이의 전류제어를 위하여 연결된 m개의 FET(Field Effect Transistor); 상기 FET를 제어하는 MCU(Micro Control Unit); 및 상기 셀 어레이의 저항측정을 위한 방전회로;를 포함하는 능동 제어를 통한 수명 향상이 가능한 배터리 팩을 제공한다.a battery module consisting of n × m cells; Here, n is the number of cells connected in series in one cell array, m is the number of the cell arrays connected in parallel, and m FETs (Field Effect Transistors) connected for current control of the cell array; MCU (Micro Control Unit) for controlling the FET; and a discharge circuit for measuring the resistance of the cell array.
상기 MCU는 C, V, T를 제어, Coulomb count Fuel gauge, 프로텍션, 스위치, LED 제어, Abnormality detection, 밸런싱, SMBus Comm., 프로텍션 파라미터 업데이트, RMA, FET, AFE, I2C Comm. 중 어느 하나 이상의 기능을 포함할 수 있다. The MCU controls C, V, T, Coulomb count fuel gauge, protection, switch, LED control, Abnormality detection, balancing, SMBus Comm., protection parameter update, RMA, FET, AFE, I2C Comm. It may include any one or more functions.
상기 방전회로에는 상기 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 하나 이상의 충방전FET가 포함될 수 있다. The discharging circuit may include one or more charging/discharging FETs for controlling charging and discharging of the battery module.
또한, 상기 충방전 회로의 안전을 위하여 퓨즈가 포함될 수 있다. In addition, a fuse may be included for safety of the charge/discharge circuit.
상기 충방전 FET를 상기 MCU가 제어하기 위한 드라이버IC가 포함될 수 있다.A driver IC for controlling the charge/discharge FET by the MCU may be included.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 저항 측정이 구현된 블록 다이어그램을 나타낸 도면이다.2 is a block diagram illustrating resistance measurement of a cell array of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
상기 n × m의 셀의 저항 측정 조건은, 상기 저항 측정 FET는 항상 접속상태로 제어하고 저항 측정 대상 셀의 FET만 상기 MCU가 접속 또는 해제를 순차적으로 제어할 수 있다. The resistance measurement condition of the n × m cell is that the resistance measurement FET is always controlled in a connected state, and the MCU can sequentially control connection or disconnection of only the FET of the resistance measurement target cell.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 저항 측정시 FET 접속상태를 나타낸 표이다.3 is a table showing the FET connection state when measuring the resistance of a cell array of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
상기 저항 측정 조건은 하기 식으로부터 측정 될 수 있다. (m은 고정값)The resistance measurement condition can be measured from the following formula. (m is a fixed value)
측정 셀 전압 : Vdn Measuring cell voltage: Vd n
측정 셀 전류 : Cn Measuring cell current: C n
측정 셀 저항 : Zn = Vdn/Cn Measuring cell resistance: Z n = Vd n /C n
상기 측정된 n × m의 셀 중 가장 높은 저항값을 갖는 셀에 기준이 되는 최소 사용가중치를 부여하고 다른 셀의 상대적인 사용가중치를 결정할 수 있다.A reference minimum use weight may be given to a cell having the highest resistance value among the measured n × m cells, and a relative use weight of other cells may be determined.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 저항 측정시 센싱 정보를 나타낸 표이다.4 is a table showing sensing information when measuring resistance of a cell array of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
Rest 상태에서 각 병렬 연결된 배터리 팩의 저항을 측정하여 노화도(Impedance)를 측정한다.In the Rest state, the resistance of each parallel-connected battery pack is measured to measure the impedance.
상기 사용가중치는 하기 식을 통하여 도출할 수 있다. (m은 고정값) The use weight can be derived through the following formula. (m is a fixed value)
측정 셀 저항 : Zm = Vdn/Cn Measuring cell resistance: Z m = Vd n /C n
측정 셀 사용가중치 : Wn =(1/Zn)/(min[1/Z1, 1/Z2,…,1/Zn]Measurement cell weight: W n =(1/Z n )/(min[1/Z 1 , 1/Z 2 ,…,1/Z n ]
상기 사용가중치에 따라서 방전을 위한 n × m의 셀의 FET 접속 시간을 PWM(Pulse Width Modulation)제어를 통해 n의 셀의 노화 밸런싱을 수행할 수 있다.The aging balancing of the n cells may be performed through PWM (Pulse Width Modulation) control of the FET connection time of the n × m cells for discharging according to the use weight.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 저항 측정을 통한 사용가중치를 나타낸 표이다.5 is a table showing use weights through resistance measurement of cell arrays of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 사용가중치를 통한 PWM값을 나타낸 표이다.6 is a table showing PWM values through use weights of cell arrays of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
노화도를 바탕으로 각 병렬 배터리 팩의 사용가중치(Weight Factor)를 결정한다.Based on the degree of aging, the weight factor of each parallel battery pack is determined.
사용가중치에 따라 FET를 PWM제어를 통해 사용가중치에 따른 충전 또는 방전이 이루어진다.Charging or discharging is performed according to the use weight through PWM control of the FET according to the use weight.
상기 PWM제어는 하기 식을 통하여 도출할 수 있다. (m은 고정값)The PWM control can be derived through the following equation. (m is a fixed value)
측정 셀 사용가중치 : Wm =(1/Zn)/(min[1/Z1, 1/Z2,…,1/Zn]Measurement cell weight: W m =(1/Z n )/(min[1/Z 1 , 1/Z 2 ,…,1/Z n ]
PWM Duty(%) : Dn=100×Wn/max[W1, W2,…,Wn]PWM Duty(%) : D n =100×W n /max[W 1 , W 2 ,… ,W n ]
PWM Period(Tms) : T×Dn PWM Period(T ms ) : T×D n
상기 MCU는 상기 n × m의 셀의 노화 밸런싱 수행 상태를 설치자 및/또는 사용자에게 공지신호를 생성하는 제어 기능을 추가로 포함할 수 있다.The MCU may further include a control function for generating a notification signal to the installer and/or the user of the aging balancing performance state of the n × m cells.
또한, 상기 배터리 모듈을 구성하는 하나 이상의 셀 전압, 전류 및 n × m 셀 밸런싱을 센싱하는 AFE(Analog Front End);를 추가로 포함할 수 있다.The battery module may further include an analog front end (AFE) sensing voltage, current, and n × m cell balancing of one or more cells constituting the battery module.
상기 AFE의 센싱값을 조정하기 위한 Shunt resistor가 추가될 수 있다. A shunt resistor for adjusting the sensing value of the AFE may be added.
상기 AFE는 2차 프로텍션, 쇼트 프로텍션, 전압, 온도 등의 데이터를 포함하는 14비트 ADC, 전류 등의 데이터를 포함하는 16비트 ADC, I2C Comm., 셀 밸런싱, LDO, Random cell connection tolerant 중 어느 하나 이상의 기능을 포함할 수 있다.The AFE is any one of secondary protection, short protection, 14-bit ADC including data such as voltage and temperature, 16-bit ADC including data such as current, I2C Comm., cell balancing, LDO, and random cell connection tolerant It may include more than one function.
상기 AFE에는 센싱 오차 또는 전류 비율 조절 기능을 수행하는 분류기(Shunt Resistor)가 연결될 수 있다.A shunt resistor that performs a sensing error or current ratio control function may be connected to the AFE.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 PWM Period값을 도출한 표이다. 7 is a table deriving a PWM period value of a cell array of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬 연결된 셀의 능동 제어를 통한 수명향상이 가능한 배터리 팩의 셀 어레이의 도출된 PWM Period값에 따른 FET 접속을 나타낸 도면이다.
8 is a view showing FET connection according to the derived PWM Period value of a cell array of a battery pack capable of improving lifespan through active control of parallel-connected cells according to an embodiment of the present invention.
Rest상태에서 각 병렬 연결된 배터리 팩의 저항을 측정하여 노화도를 측정한다. In the Rest state, the resistance of each parallel connected battery pack is measured to measure the degree of aging.
노화도를 바탕으로 각 병렬 연결된 배터리 팩의 사용 가중치를 결정한다.Based on the aging degree, the usage weight of each parallel-connected battery pack is determined.
사용가중치에 따라 FET를 PWM 제어를 통해 전류 흐름 발생시 사용가중치에 따른 충전 또는 방전이 이루어진다. According to the use weight, when the current flow occurs through PWM control of the FET, charging or discharging is performed according to the use weight.
Voltage drop은 Rest시 Z-FET On 후 순차적으로 FET1 내지 FET3을 ON하면서 측정한다. Voltage drop is measured while turning on FET1 to FET3 sequentially after Z-FET is turned on during Rest.
Current는 Voltage drop 발생 측정 시점의 전류 흐름을 측정한다. Current measures the current flow when voltage drop occurs.
상기 Voltage drop 및 Current 측정값으로부터 노화도(Impedance)를 측정한다.Measure the aging (Impedance) from the voltage drop and current measured values.
상기 노화도에 따라서 사용가중치를 부여하고, 최대 노화도를 갖는 셀을 최소 사용가중치를 부여한다. A use weight is given according to the degree of aging, and a minimum use weight is given to a cell having the maximum degree of aging.
상기 사용가중치에 따라서 FET의 ON 시간을 부여한다. 최소 사용가중치를 부여받은 셀의 FET ON 시간을 최소로 설정한다.The ON time of the FET is given according to the use weight. Set the FET ON time of the cell given the minimum use weight to the minimum.
상기 200ms Period 동안 3번 셀은 50ms만 사용하고, 1번 셀은 200ms 사용하여 각 셀의 노화 밸런싱을 제어한다.During the 200 ms Period,
이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에 서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
In the above, the present invention has been described in detail with reference to the described embodiments, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various substitutions, additions and modifications within the scope not departing from the technical spirit described above. As a matter of course, it should be understood that such modified embodiments also fall within the protection scope of the present invention as defined by the appended claims below.
Claims (14)
여기서, n은 하나의 셀 어레이 내의 직렬로 연결된 셀의 개수 m은 상기 셀 어레이가 병렬로 연결된 개수
상기 셀 어레이의 전류제어를 위하여 연결된 m개의 FET(Field Effect Transistor);
상기 FET를 제어하는 MCU(Micro Control Unit); 및
상기 셀 어레이의 저항측정을 위한 방전회로;를 포함하며
상기 n × m 셀의 저항 측정을 위하여 방전 회로에 형성된 상기 MCU의 제어를 받는 저항 측정 FET;를 추가로 포함하고
상기 저항 측정 FET는 항상 접속상태로 제어하고 저항 측정 대상 셀의 FET만 상기 MCU가 접속 또는 해제를 순차적으로 제어하며
상기 측정된 n × m 셀 중 가장 높은 저항값을 갖는 셀에 기준이 되는 최소 사용가중치를 부여하고 다른 셀의 상대적인 사용가중치를 결정하고
상기 사용가중치에 따라서 상기 FET의 접속시간을 부여하고, 최소 사용가중치를 부여받은 셀의 상기 FET의 ON 시간을 최소로 설정하는 것을 특징으로 하는 능동 제어를 통한 수명 향상이 가능한 배터리 팩.
a battery module consisting of n × m cells;
Here, n is the number of cells connected in series in one cell array and m is the number of cells connected in parallel in the cell array.
m FETs (Field Effect Transistors) connected to control the current of the cell array;
MCU (Micro Control Unit) for controlling the FET; and
and a discharge circuit for measuring the resistance of the cell array.
and a resistance measuring FET under the control of the MCU formed in the discharge circuit for measuring the resistance of the n × m cell.
The resistance measurement FET is always controlled in a connected state, and the MCU sequentially controls the connection or disconnection of only the FET of the resistance measurement target cell,
A minimum use weight as a reference is given to the cell having the highest resistance value among the measured n × m cells, and the relative use weight of other cells is determined,
A battery pack capable of improving lifespan through active control, characterized in that the connection time of the FET is given according to the use weight, and the ON time of the FET of the cell to which the minimum use weight is given is set to a minimum.
상기 사용가중치에 따라서 방전을 위한 n × m 셀의 FET 접속 시간을 PWM(Pulse Width Modulation)제어를 통해 n × m 셀의 노화 밸런싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 능동 제어를 통한 수명 향상이 가능한 배터리 팩.
According to claim 1,
A battery pack capable of improving lifespan through active control, characterized in that aging balancing of n × m cells is performed through PWM (Pulse Width Modulation) control for the FET connection time of n × m cells for discharging according to the use weight .
상기 MCU는 상기 n × m 셀의 노화 밸런싱 수행 상태를 설치자 및/또는 사용자에게 공지신호를 생성하는 제어 기능을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 제어를 통한 수명 향상이 가능한 배터리 팩.
6. The method of claim 5,
The MCU is a battery pack capable of life improvement through active control, characterized in that it further comprises a control function for generating a notification signal to the installer and / or user of the aging balancing performance state of the n × m cells.
상기 배터리 모듈을 구성하는 하나 이상의 셀 전압, 전류 및 n × m 셀 밸런싱을 센싱하는 AFE(Analog Front End);를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 제어를 통한 수명 향상이 가능한 배터리 팩.
According to claim 1,
An AFE (Analog Front End) sensing one or more cell voltage, current, and n × m cell balancing constituting the battery module; A battery pack capable of improving lifespan through active control, characterized in that it further comprises.
An electronic device to which the battery pack according to any one of claims 1 to 7 is applied.
An electric vehicle to which the battery pack according to any one of claims 1 to 7 is applied.
A hybrid vehicle to which the battery pack according to any one of claims 1 to 7 is applied.
A power storage device to which the battery pack according to any one of claims 1 to 7 is applied.
여기서, n은 하나의 셀 어레이 내의 직렬로 연결된 셀의 개수
m은 상기 셀 어레이가 병렬로 연결된 개수
상기 셀 어레이의 전류제어를 위하여 연결된 m개의 FET(Field Effect Transistor);
상기 FET를 제어하는 MCU(Micro Control Unit); 및
상기 셀 어레이의 저항측정을 위한 방전회로;를 포함하는 능동 제어를 통한 수명 향상이 가능한 배터리 팩의 수명 향상 방법에 있어서,
저항 측정 FET를 항상 접속상태로 제어하는 제1단계;
상기 측정 셀의 전압을 측정하는 제2단계;
상기 측정 셀의 전류를 측정하는 제3단계;
상기 측정 셀의 전압 및 전류 값을 이용하여 저항을 측정하는 제4단계;
상기 측정된 셀 중 가장 높은 저항값을 갖는 셀에 기준이 되는 최소 사용가중치를 부여하고 다른 셀의 상대적인 사용가중치를 결정하는 제5단계;
상기 사용가중치에 따라서 방전을 위한 n × m 셀의 FET의 접속 시간을 PWM(Pulse Width Modulation)제어를 통해 n × m 셀의 노화 밸런싱을 수행하는 제6단계:를 포함하며
상기 사용가중치에 따라서 상기 FET의 접속시간을 부여하고, 최소 사용가중치를 부여받은 셀의 상기 FET의 ON 시간을 최소로 설정하는 능동 제어를 통한 배터리 팩의 수명 향상 방법.
a battery module consisting of n × m cells;
Here, n is the number of cells connected in series in one cell array.
m is the number of cell arrays connected in parallel
m FETs (Field Effect Transistors) connected to control the current of the cell array;
MCU (Micro Control Unit) for controlling the FET; and
A method for improving the lifespan of a battery pack capable of improving lifespan through active control, comprising: a discharge circuit for measuring the resistance of the cell array,
a first step of always controlling the resistance measuring FET in a connected state;
a second step of measuring the voltage of the measurement cell;
a third step of measuring the current of the measurement cell;
a fourth step of measuring the resistance using the voltage and current values of the measurement cell;
a fifth step of assigning a reference minimum use weight to a cell having the highest resistance value among the measured cells and determining a relative use weight of other cells;
A sixth step of performing aging balancing of n × m cells through PWM (Pulse Width Modulation) control for the connection time of the FET of n × m cells for discharging according to the use weight:
A method of improving the lifespan of a battery pack through active control, in which a connection time of the FET is given according to the use weight, and an ON time of the FET of a cell to which a minimum use weight is given is set to a minimum.
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