KR102365552B1 - Multiple parallel connected high voltage batteries control device and method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 병렬 연결된 배터리의 전위 균등화를 위하여 충전 방식의 동작 명령 또는 방전 방식의 동작 명령 중의 어느 하나의 배터리 제어 명령을 송신하는 차량제어부 및 상기 차량제어부의 배터리 제어 명령을 수신하고 복수의 병렬 연결된 배터리 각각의 전압을 모니터링하여 어느 하나의 배터리부터 순차적으로 동작시켜 모든 배터리의 전위가 균등화되도록 제어하기 위한 배터리팩으로 이루어져, 고전압 리튬이온 배터리를 다수로 병렬 연결하여 사용할 때, 여러 개의 배터리를 제어하여 각 배터리의 전위를 균등하게 맞추기 위한 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.In order to equalize the potential of a plurality of parallel-connected batteries, the present invention provides a vehicle control unit that transmits any one of a charging type operation command or a discharging type operation command, and receives a battery control command of the vehicle control unit and receives a plurality of parallel It consists of a battery pack that monitors the voltage of each connected battery and operates sequentially from one battery to control the potential of all batteries to be equalized. Accordingly, to a plurality of parallel-connected high voltage battery control apparatus and method for equally matching the potential of each battery.
Description
본 발명은 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고전압 리튬이온 배터리를 다수로 병렬 연결하여 사용할 때, 여러 개의 배터리를 제어하여 각 배터리의 전위를 균등하게 맞추기 위한 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling a plurality of parallel-connected high-voltage batteries, and more particularly, when using a plurality of high-voltage lithium-ion batteries connected in parallel, for controlling the plurality of batteries to equalize the potentials of each battery A plurality of parallel-connected high voltage battery control devices and methods therefor.
환경규제 강화, 석유의 고갈 가능성, 고유가 지속 등으로 2차 전지를 이용한 전기자동차(EV, Electric Vehicle) 또는 에너지저장시스템(ESS, Energy Storage System)의 수요가 늘어나고 있다.Demand for electric vehicles (EVs) or energy storage systems (ESSs) using secondary batteries is increasing due to tightened environmental regulations, the possibility of depletion of oil, and continuous high oil prices.
이러한 전기자동차 및 에너지저장시스템에 사용되는 리튬 이온 배터리는 사용자가 요구하는 용량을 충족시키기 위하여 여러 개의 배터리를 병렬로 연결하는 경우가 많다. Lithium-ion batteries used in such electric vehicles and energy storage systems are often connected in parallel to several batteries in order to meet the capacity required by users.
하지만 리튬 이온 배터리는 니켈 카드뮴, 인산철, 납 축전지의 경우와 달리 과충전이 될 경우 폭발 및 화재의 위험이 존재한다. 또한 과충전과 더불어 과방전이 될 경우에는 배터리의 용량 및 수명이 단축되기도 한다.However, unlike nickel-cadmium, iron phosphate, and lead-acid batteries, lithium-ion batteries pose a risk of explosion and fire if overcharged. In addition, when the battery is overcharged and overdischarged, the capacity and lifespan of the battery may be shortened.
종래에는 크게 두 가지 방식에 의해 병렬 연결된 배터리의 전위를 균등화시키려는 노력을 하였다.Conventionally, efforts have been made to equalize potentials of batteries connected in parallel by two methods.
가장 간단한 방법은 충전할 때 가장 높은 전위(전압)의 배터리를 방전시켜 가면서 낮은 전위의 셀 전압과 맞추어 나가는 것이다. The simplest method is to discharge the battery with the highest potential (voltage) while charging and to match the cell voltage with the low potential.
이것은 저항을 가장 높은 전압의 배터리에 연결시켜 방전을 시키는 것으로서 패시브 밸런싱(passive balancing) 방법이라고 한다.This is called a passive balancing method by connecting a resistor to the battery with the highest voltage and discharging it.
다음으로 모든 배터리를 개별적으로 제어하며 각기 다른 전류로 충전을 진행하는 방식과 높은 전위의 배터리로 낮은 전위의 배터리를 충전하는 방식이 있으며 이 모든 것을 액티브 밸런싱(active balancing)이라고 한다Next, there is a method of individually controlling all the batteries and charging with different currents, and a method of charging a low-potential battery with a high-potential battery, all of which is called active balancing.
상기 패시브 밸런싱의 경우는 구성이 간단하지만, 밸런싱을 위해 저항을 통해 전력을 낭비하므로 효율이 좋지 않으며, 배터리 수명도 단축된다. 또한 밸런싱 시간이 길어지는 단점도 있다.In the case of the passive balancing, the configuration is simple, but since power is wasted through a resistor for balancing, the efficiency is not good and the battery life is also shortened. Also, there is a disadvantage that the balancing time is long.
또한, 상기 액티브 밸런싱의 경우는 개별로 배터리를 충전하기 때문에 충전 시간 및 효율면에서는 좋지만, 구성이 복잡하고 많은 소자가 추가되어 비용도 상승하게 된다.In addition, in the case of the active balancing, since the battery is charged individually, it is good in terms of charging time and efficiency, but the configuration is complicated and the cost is increased due to the addition of many elements.
이에 따라 병렬로 연결된 배터리를 올바르게 제어하여 안전성 확보와 수명 단축을 방지할 수 있는 전위 균등화 방법이 요구된다.Accordingly, there is a need for a potential equalization method that can properly control batteries connected in parallel to secure safety and prevent shortening of lifespan.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0008335(2017.01.24.)에서 전기 자동차 배터리의 안전 균일 충전을 위한 병렬 개별 충전 기술이 공지되어 있다. 상기 종래의 기술은 직렬 충전 방식으로 충전하는 동안 발생하기 쉬운 배터리 셀 간의 전압 불균일을 해소하기 위한, 병렬 개별 충전식 안전 충전 기술에 관한 것으로서, 병렬 충전 구조를 채용하고 고속 안정적 충전 기술을 개발하여 충전 속도를 각 셀 별로 개별 제어함으로써 충전 속도 및 셀 간의 균일 충전을 달성하려는 것이다.In order to solve the above problems, a parallel individual charging technology for safe and uniform charging of an electric vehicle battery is known in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0008335 (2017.01.24.). The prior art relates to a parallel individual charging safety charging technology for resolving voltage non-uniformity between battery cells, which is likely to occur during charging in a series charging method. is to achieve charging rate and uniform charging between cells by individually controlling each cell.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 목적은, 병렬 연결된 다수의 배터리를 충, 방전할 때의 배터리의 동작을 효과적으로 제어하면서 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리의 전위를 균등하게 하기 위한 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been derived to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to effectively control the operation of the batteries when charging and discharging a plurality of parallel-connected batteries, and the potential of a plurality of parallel-connected high-voltage batteries It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling a plurality of parallel-connected high-voltage batteries to equalize.
또한, 본 발명은 BMS 배터리 제어 알고리즘을 통하여 병렬 연결되는 배터리 간에 높은 전위의 배터리로부터 순간적으로 입력되는 돌입 전류(Inrush current)를 상쇄하여 배터리를 안전하게 보호하면서, 순차적으로 모든 배터리들의 전위를 균등하게 하기 위한 고전압 배터리 제어 방법을 제공하고자 하는 목적이 있다.In addition, the present invention offsets an inrush current instantaneously input from a high potential battery between batteries connected in parallel through a BMS battery control algorithm to safely protect the battery, and to sequentially equalize the potential of all batteries An object of the present invention is to provide a method for controlling a high voltage battery for
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 제어 장치는 복수의 병렬 연결된 배터리의 전위 균등화를 위하여 충전 방식의 동작 명령 또는 방전 방식의 동작 명령 중의 어느 하나의 배터리 제어 명령을 송신하는 차량제어부 및 상기 차량제어부의 배터리 제어 명령을 수신하고 복수의 병렬 연결된 배터리 각각의 전압을 모니터링하여 어느 하나의 배터리부터 순차적으로 동작시켜 모든 배터리의 전위가 균등화되도록 제어하는 배터리팩으로 이루어지는 특징으로 할 수 있다.A battery control device according to an aspect of the present invention for solving the above technical problem is a vehicle that transmits any one of a battery control command of a charging type operation command or a discharging type operation command to equalize the potential of a plurality of parallel-connected batteries It may be characterized by a battery pack that receives a battery control command from the control unit and the vehicle control unit, monitors the voltage of each of a plurality of parallel-connected batteries, and sequentially operates from one battery to equalize the potentials of all batteries. .
상기 배터리팩은 복수의 병렬 연결된 리튬이온 배터리와 상기 배터리들의 전위가 균등화되도록 제어하는 BMS를 포함하여 이루어질 수 있다.The battery pack may include a plurality of parallel-connected lithium-ion batteries and a BMS controlling the potentials of the batteries to be equalized.
상기 복수의 병렬 연결된 배터리는 어느 하나의 배터리와 다른 하나의 배터리 양단간에서 플러스(+) 연결단에서 연결되는 제1컨택터(Contactor), 마이너스(-) 연결단에서 연결되는 제2컨택터(Contactor) 및 상기 제2컨택터와 병렬로 연결되는 프리차지 회로(Pre-charge circuit)를 각각 구비할 수 있다.The plurality of parallel-connected batteries includes a first contactor connected at a positive (+) connection terminal between both ends of one battery and another battery, and a second contactor connected at a negative (-) connection terminal. ) and a pre-charge circuit connected in parallel to the second contactor may be provided, respectively.
상기 프리차지 회로는 프리차지 컨택터 및 돌입 전류를 감쇄를 위한 프리차지 저항이 직렬로 연결될 수 있다.In the precharge circuit, a precharge contactor and a precharge resistor for attenuating inrush current may be connected in series.
상기 복수의 병렬 연결된 배터리는 어느 하나의 배터리와 다른 하나의 배터리 양단간의 플러스(+) 연결단에서 연결되어 전류값을 센싱하는 전류감지센서를 더 포함할 수 있다.The plurality of parallel-connected batteries may further include a current sensing sensor connected at a positive (+) connection terminal between both ends of one battery and the other battery to sense a current value.
또한, 상기 BMS는 차량제어부로부터 전송되는 배터리 제어 명령을 수신하는 CAN 통신부, 복수의 병렬 연결된 배터리 각각의 개별 전압을 모니터링하는 전압 모니터링부, 상기 복수의 병렬 연결된 배터리의 순차적 동작 시, 전류감지센서에 의한 전류값을 모니터링하여 어느 하나의 배터리에서 다른 하나의 배터리로 발생하는 돌입 전류를 감지하는 돌입 전류 감지부 및 상기 배터리 제어 명령에 따라 어느 하나의 배터리와 다른 하나의 배터리 양단간에 구비되는 하나 이상의 컨택터를 동작시켜 모든 배터리의 전위가 균등화되도록 제어하는 배터리 제어부를 포함할 수 있다.In addition, the BMS includes a CAN communication unit for receiving a battery control command transmitted from the vehicle control unit, a voltage monitoring unit for monitoring individual voltages of each of a plurality of parallel-connected batteries, and a current detection sensor when sequentially operating the plurality of parallel-connected batteries. An inrush current sensing unit for detecting a rush current generated from one battery to another by monitoring a current value by It may include a battery control unit for controlling the electric potential of all batteries to be equalized by operating the battery.
상기 배터리 제어부는 배터리 제어 명령이 충전 방식의 동작 명령일 경우, 상기 전압 모니터링부에서 모니터링된 가장 낮은 전압의 배터리부터 동작시켜 충전하면서, 순차적으로 다른 높은 전압의 배터리 전위가 낮은 전압의 배터리로 이동하게 하여 모든 배터리의 전위를 균등하게 하는 특징이 있다.When the battery control command is a charging operation command, the battery control unit operates and charges the battery of the lowest voltage monitored by the voltage monitoring unit, and sequentially moves the battery potential of another high voltage to a battery of a low voltage. This has the characteristic of equalizing the potential of all batteries.
또한, 상기 배터리 제어부는 배터리 제어 명령이 방전 방식의 동작 명령일 경우, 상기 전압 모니터링부에서 모니터링된 가장 높은 전압의 배터리부터 먼저 동작시켜 방전하면서, 순차적으로 높은 전압의 배터리 전위가 낮은 전압의 배터리로 이동하게 하여 모든 배터리의 전위를 균등하게 하는 특징이 있다.In addition, when the battery control command is an operation command of a discharging method, the battery control unit operates first and discharges the battery of the highest voltage monitored by the voltage monitoring unit, and sequentially converts the high voltage battery potential to the low voltage battery. It has the characteristic of equalizing the potential of all batteries by moving them.
또한, 상기 배터리 제어부는 어느 하나의 배터리 제어 명령에 따른 높은 전압의 배터리에서 낮은 전압의 배터리로 전위의 이동을 위하여, 높은 전압의 배터리와 낮은 전압의 배터리 양단간의 플러스(+) 연결단에서 연결되는 제1컨택터(Contactor)를 온(ON) 스위치하고, 상기 높은 전압의 배터리와 낮은 전압의 배터리의 내부 저항과 전압차에 의해 돌입 전류가 발생하면, 프리차지 회로의 프리차지 컨택터를 활성화(ON)하여 프리차지 저항에 의한 돌입 전류를 감쇄시킨 후에, 마이너스(-) 연결단에서 연결되는 제2컨택터(Contactor)를 온(ON) 스위치하고, 상기 프리차지 컨택터를 비활성화(OFF) 하여, 높은 전압의 배터리 전위가 낮은 전압의 배터리로 이동될 수 있도록 제어하는 특징이 있다.In addition, the battery control unit is connected at the positive (+) connection terminal between both ends of the high voltage battery and the low voltage battery to move the potential from the high voltage battery to the low voltage battery according to any one battery control command. The first contactor is turned ON, and when an inrush current is generated due to a voltage difference between the internal resistance of the high voltage battery and the low voltage battery, the precharge contactor of the precharge circuit is activated ( ON) to attenuate the inrush current caused by the precharge resistor, then turn ON the second contactor connected at the negative (-) connection terminal, and deactivate (OFF) the precharge contactor. , it has a feature of controlling the potential of a high voltage battery to move to a low voltage battery.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 BMS에 의한 복수의 병렬 연결된 배터리 제어 방법은 차량제어부로부터 복수의 병렬 연결된 배터리의 전위 균등화를 위하여 충전 방식의 동작 명령 또는 방전 방식의 동작 명령 중의 어느 하나의 배터리 제어 명령을 수신하는 단계, 배터리팩 내에 위치하는 복수의 병렬 연결된 배터리 각각의 전압을 모니터링 하는 단계, 상기 차량제어부로 부터 수신된 어느 하나의 배터리 제어 명령을 수신하고 모니터링되어진 어느 하나의 배터리부터 순차적으로 동작시켜 모든 배터리의 전위가 균등화되도록 제어하는 배터리 제어 단계를 포함하는 특징이 있다.In addition, in the method for controlling a plurality of parallel-connected batteries by the BMS according to another aspect of the present invention, any one of a charging-type operation command or a discharging-type operation command is controlled in order to equalize potentials of a plurality of parallel-connected batteries from the vehicle controller. Receiving a command, monitoring the voltage of each of a plurality of parallel-connected batteries located in the battery pack, receiving any one of the battery control commands received from the vehicle control unit and sequentially operating from any one of the monitored batteries It is characterized in that it includes a battery control step of controlling the potentials of all batteries to be equalized.
또한, 상기 배터리 제어 단계는 상기 배터리 제어 명령이 충전 방식의 동작 명령일 경우, 모니터링된 가장 낮은 전압의 배터리를 먼저 동작시켜 충전하며, 순차적으로 그 다음 낮은 전압의 배터리에서 높은 전압의 배터리로 동작되어 가면서, 높은 전압의 배터리로부터 낮은 전압의 배터리로 전위가 이동하게 하여 모든 배터리의 전위가 균등하도록 하는 특징이 있다.In addition, in the battery control step, when the battery control command is a charging operation command, the monitored battery of the lowest voltage is first operated and charged, and the battery of the lowest voltage is sequentially operated from the battery of the next low voltage to the battery of the high voltage. There is a feature in that the potential of all batteries is equalized by moving the potential from the high-voltage battery to the low-voltage battery.
또한, 상기 배터리 제어 단계는 배터리 제어 명령이 방전 방식의 동작 명령일 경우, 모니터링된 가장 높은 전압의 배터리를 먼저 동작시켜 방전하며, 순차적으로 그 다음 높은 전압의 배터리에서 낮은 전압의 배터리로 동작되어 가면서, 높은 전압의 배터리로부터 낮은 전압의 배터리로 전위가 이동하게 하여 모든 배터리의 전위가 균등하도록 하는 특징이 있다.In addition, in the battery control step, when the battery control command is an operation command of a discharging method, the monitored battery of the highest voltage is first operated and discharged, and the battery of the highest voltage is sequentially operated from the battery of the next high voltage to the battery of the low voltage. , the potential of all batteries is equalized by allowing the potential to move from the high-voltage battery to the low-voltage battery.
또한, 상기 BMS는 어느 하나의 배터리 제어 명령에 따른 높은 전압의 배터리에서 낮은 전압의 배터리로 전위의 이동을 위하여, 상기 높은 전압의 배터리와 다른 낮은 전압의 배터리 양단간의 플러스(+) 연결단에서 연결되는 제1컨택터(Contactor)를 온(ON) 스위치하고, 상기 높은 전압의 배터리와 다른 낮은 전압의 배터리의 내부 저항과 전압차에 의해 돌입 전류가 발생하면, 프리차지 회로의 프리차지 컨택터를 활성화(ON)하여 프리차지 저항에 의한 돌입 전류를 감쇄시킨 후에, 마이너스(-) 연결단에서 연결되는 제2컨택터(Contactor)를 온(ON) 스위치하고, 상기 프리차지 컨택터를 비활성화(OFF) 하여, 상기 높은 전압의 배터리 전위가 낮은 전압의 배터리로 이동될 수 있도록 제어하는 특징이 있다.In addition, the BMS is connected at the positive (+) connection terminal between both ends of the high voltage battery and the other low voltage battery to move the potential from the high voltage battery to the low voltage battery according to any one battery control command. Turns on the first contactor that becomes an ON switch, and when an inrush current occurs due to a voltage difference between the internal resistance and voltage difference between the high voltage battery and the other low voltage battery, the precharge contactor of the precharge circuit is turned on. After activating (ON) to attenuate the inrush current caused by the precharge resistor, the second contactor connected at the negative (-) connection terminal is turned on (ON), and the precharge contactor is deactivated (OFF) ) to control the potential of the high voltage battery to be moved to the low voltage battery.
또한, 상기 BMS는 높은 전압의 배터리를 먼저 동작시키고 순차적으로 낮은 전압의 배터리를 동작할 시, 상기 낮은 전압의 배터리가 상기 높은 전압의 배터리와 일정 전압 차이 이내일 때만 동작하게 하는 특징이 있다.In addition, the BMS is characterized in that, when the battery of high voltage is operated first and the battery of low voltage is sequentially operated, the battery of low voltage operates only when the battery of high voltage and the battery of high voltage are within a certain voltage difference.
전술한 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리 제어 장치 및 그 방법에 의한 본 발명은 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리의 동작을 효과적으로 제어함으로서 배터리를 충전, 방전할 때 시간 및 전력 낭비 없이 안전하게 진행하면서 배터리의 수명과 효율을 증가시키는 효과가 있다.The present invention according to the above-described apparatus for controlling a plurality of parallel-connected high-voltage batteries and a method thereof effectively controls the operation of a plurality of parallel-connected high-voltage batteries, thereby safely charging and discharging batteries without wasting time and power while maintaining battery life and efficiency has the effect of increasing
또한, 본 발명은 전기 자동차 및 에너지 저장 장치에 사용되는 리튬 이온 배터리 여러 개를 병렬로 연결하는 경우, 돌입 전류로부터의 배터리 보호와 함께 사용자가 요구하는 용량을 충족시키면서 배터리의 과충전에 의한 폭발 및 화재를 예방하고 과방전에 의한 수명 단축을 방지하는 효과가 있다.In addition, when several lithium-ion batteries used in electric vehicles and energy storage devices are connected in parallel, the present invention provides protection from inrush current and explosion and fire caused by overcharging of the battery while satisfying the capacity required by the user. It has the effect of preventing the shortening of lifespan due to over-discharge.
도 1은 본 발명에 따른 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리 제어 장치의 구성을 보여주는 예시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 서로 다른 두 개의 전압을 가진 배터리의 병렬 연결되는 회로 구성을 보여주는 예시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 BMS의 블록 구성을 보여주는 예시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 돌입 전류의 제어에 따른 배터리 전류의 특성 그래프를 보여주는 예시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리 제어 방법의 흐름도이며,
도 6은 본 발명에 따른 병렬 연결된 배터리의 방전 동작에서의 동작 시퀀스를 보여주는 예시도이다.1 is an exemplary diagram showing the configuration of a plurality of parallel-connected high voltage battery control devices according to the present invention,
2 is an exemplary diagram showing a parallel-connected circuit configuration of a battery having two different voltages according to the present invention;
3 is an exemplary diagram showing a block configuration of a BMS according to the present invention,
4 is an exemplary diagram showing a characteristic graph of the battery current according to the control of the inrush current according to the present invention;
5 is a flowchart of a method for controlling a plurality of parallel-connected high voltage batteries according to the present invention;
6 is an exemplary diagram illustrating an operation sequence in a discharging operation of parallel-connected batteries according to the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in this specification is only the most preferred embodiment of the present invention and does not represent all of the technical idea of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations.
이하 본 발명에 따른 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리 제어 장치 및 그 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 아래와 같다.Hereinafter, preferred embodiments of a plurality of parallel-connected high voltage battery control devices and methods according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리 제어 장치의 구성을 보여주는 예시도이다.1 is an exemplary diagram showing the configuration of a plurality of parallel-connected high voltage battery control apparatus according to the present invention.
도시에서와 같이 본 발명의 배터리 제어 장치는 복수의 병렬 연결된 배터리의 전위 균등화를 위하여 충전 방식의 동작 명령 또는 방전 방식의 동작 명령 중의 어느 하나의 배터리 제어 명령을 송신하는 차량제어부(100) 및 상기 차량제어부(100)의 배터리 제어 명령을 수신하고 복수의 병렬 연결된 배터리 각각의 전압을 모니터링하여 어느 하나의 배터리부터 순차적으로 동작시켜 모든 배터리의 전위가 균등화되도록 제어하는 배터리팩(200)으로 구성될 수 있다.As shown in the figure, the battery control device of the present invention includes a
이때, 상기 배터리팩(200)은 복수의 병렬 연결된 배터리와 상기 배터리의 전위가 균등화되도록 제어하는 BMS(210)를 포함한다.In this case, the
상기 BMS(Battery Management System)(210)는 배터리팩(200) 내의 전압, 전류 및 온도를 모니터링하여 최적의 상태로 유지 관리하여, 배터리 교체시기 예측 및 배터리 문제를 사전에 발견하는 등 배터리의 관리에 대한 중요한 역할을 하는 장치이다.The BMS (Battery Management System) 210 monitors the voltage, current, and temperature in the
이에 상기 BMS(210)는 차량 내부의 다양한 장치(기기)를 제어하는 역할을 하는 전자제어 장치인 차량제어부(100)로부터 수신 받는 동작 명령에 따라 배터리를 동작시킬 수 있다. 여기서 상기 차량제어부(100)는 ECU(Electronic control unit)라고도 하며, CAN 프로토콜을 사용하여 통신을 수행할 수 있다.Accordingly, the BMS 210 may operate the battery according to an operation command received from the
또한, 상기 배터리는 리튬 이온 폴리머 이차 전지(배터리)로서, 사용자는 높은 용량의 배터리를 만들기 위해 여러 개의 배터리를 병렬로 연결하여 구성하게 되는데, 리튬 이온 배터리는 니켈 카드뮴, 인산철, 납 축전지의 경우와 달리 과충전 또는 과방전이 될 경우 폭발 및 화재의 위험이 존재한다.In addition, the battery is a lithium ion polymer secondary battery (battery), and the user connects several batteries in parallel to make a high-capacity battery. Contrary to this, there is a risk of explosion and fire if overcharged or overdischarged.
이에 따라 도 1과 같이 배터리를 여러 개 병렬로 연결하면, 배터리 내부의 저항 차로 인하여 결과적으로 연결된 배터리들은 서로 다른 전위차가 존재하게 될 수 있다.Accordingly, when a plurality of batteries are connected in parallel as shown in FIG. 1 , as a result, the connected batteries may have different potentials due to a difference in resistance within the battery.
이러한 전위차로 인하여 차량제어부(100)로부터 수신 받는 배터리 제어 명령에 따라 배터리를 동작시킬 때, 높은 전압의 배터리에서 낮은 전압의 배터리로 전위가 이동하게 되며, 이때 두 배터리의 내부 저항과 전압차에 의해 높은 전위의 배터리로부터 순간적으로 입력되는 돌입 전류(Inrush current)가 낮은 전위의 배터리로 흐르게 될 수 있다.Due to this potential difference, when the battery is operated according to the battery control command received from the
상기 돌입 전류란, 전압이 높은 배터리에서 전압이 낮은 배터리로 일시적으로 흐르는 순간 과도 전류라 할 수 있다.The inrush current may be an instantaneous transient current that temporarily flows from a battery having a high voltage to a battery having a low voltage.
이에 본 발명은 복수의 병렬 연결된 배터리의 전위 균등화를 위하여 충전 방식의 동작 또는 방전 방식의 동작에 따른 BMS(210)의 구동 제어를 통하여 효과적으로 모든 배터리의 전위가 균등화되도록 제어하기 위한 것이다.Accordingly, the present invention is to effectively equalize the potentials of all batteries through driving control of the
도 2는 본 발명에 따른 서로 다른 두 개의 전압을 가진 배터리의 병렬 연결되는 회로 구성을 보여주는 예시도이다.2 is an exemplary diagram illustrating a circuit configuration in which batteries having two different voltages are connected in parallel according to the present invention.
도 2에서와 같이 복수의 병렬 연결된 배터리는 어느 하나의 배터리와 다른 하나의 배터리 양단간에서 플러스(+) 연결단에서 연결되는 제1컨택터(Contactor)(310), 마이너스(-) 연결단에서 연결되는 제2컨택터(Contactor)(320) 및 상기 제2컨택터(320)와 병렬로 연결되어 동작하는 프리차지 회로(Pre-charge circuit)(330)를 각각 구비한다. 상기 제1컨택터(Contactor)(310)는 Positive Relay, 상기 제2컨택터(Contactor)(320)는 Negative Relay라 할 수도 있다.As shown in FIG. 2 , a plurality of parallel-connected batteries are connected at a
또한, 상기 복수의 병렬 연결된 배터리에는 어느 하나의 배터리와 다른 하나의 배터리 양단간의 플러스(+) 연결단에서 연결되어 전류값을 센싱하는 전류감지센서(311)를 더 포함하며, 추가적으로 플러스(+) 연결단 및 마이너스(-) 연결단에서 각각 제1퓨즈(312)와 제2퓨즈(322)를 구비하여 발생될 수도 있는 과부하 전류를 자동적으로 차단하도록 할 수 있다.In addition, the plurality of parallel-connected batteries further include a
이때, 상기 프리차지 회로(330)는 프리차지 컨택터(331) 및 프리차지 저항(332)이 직렬로 연결되며, 상기 프리차지 저항(332)에 의해 높은 전압의 배터리에서 순간적으로 낮은 전압의 배터리로 흐르는 돌입 전류의 감쇄를 위한 기능을 수행한다. 즉 상기 프리차지 회로(330)는 상기 제2컨택터(320)에 바이패스 경로로 형성되어 프리차지 저항(332)에 의한 전류값의 감쇄를 위한 기능을 하는 회로인 것이다.At this time, in the
이에 따라 전류(I)=전압(V)/저항(R)의 공식에 의하여, 전류값은 두 배터리 전압 차와 두 개 배터리가 연결 될 때의 전체 저항값에 의해 결정될 수 있다.Accordingly, by the formula of current (I) = voltage (V)/resistance (R), the current value may be determined by the voltage difference between the two batteries and the total resistance value when the two batteries are connected.
즉 두 개 배터리가 연결 될 때의 전체 저항값에 의하여 전류값이 감쇄될 수 있게 되는 것으로서, 선택되는 프리차지 저항값에 의하여 전류를 효과적으로 제어할 수 있는 것이다.That is, the current value can be attenuated by the total resistance value when the two batteries are connected, and the current can be effectively controlled by the selected pre-charge resistance value.
도 3은 본 발명에 따른 BMS의 블록 구성을 보여주는 예시도이다.3 is an exemplary diagram showing a block configuration of a BMS according to the present invention.
도 3에서와 같이 BMS(210)는 CAN 통신부(211), 전압 모니터링부(212), 돌입 전류 감지부(213) 및 배터리 제어부(214)를 포함하여 이루어질 수 있다.3 , the
상기 CAN 통신부(211)는 차량제어부(100)로 부터의 명령 및 신호 데이터를 수신하고, 배터리의 상태, 경고, 에러 신호등을 차량제어부(100)로 송신하는 기능을 수행하는 것으로서, 이에 상기 CAN 통신부(211)를 통하여 복수의 병렬 연결된 배터리의 전위 균등화를 위한 충전 방식의 동작 명령 또는 방전 방식의 동작 명령 중의 어느 하나의 배터리 제어 명령 메시지를 차량제어부(100)로 수신한다.The
상기 전압 모니터링부(212)는 복수의 병렬 연결된 배터리 각각의 개별 전압을 모니터링하는 기능을 수행하는 것으로서, 모든 배터리의 전압을 상시적으로 모니터링 할 수 있다. The
상기 돌입 전류 감지부(213)는 상기 복수의 병렬 연결된 배터리의 동작 시, 전류감지센서에 의한 전류값을 모니터링하여 어느 하나의 배터리에서 다른 하나의 배터리로 발생하는 돌입 전류를 감지하는 기능을 수행한다.The inrush
또한, 상기 배터리 제어부(214)는 상기 차량제어부(100)로 부터의 배터리 제어 명령에 따라 어느 하나의 배터리와 다른 하나의 배터리 양단간에 구비되는 하나 이상의 컨택터를 동작시켜 모든 배터리의 전위가 균등화되도록 제어하는 기능을 수행한다.In addition, the
이때, 상기 배터리 제어부(214)는 배터리 제어 명령이 충전 방식의 동작 명령일 경우, 상기 전압 모니터링부(212)에서 모니터링된 가장 낮은 전압의 배터리부터 먼저 충전시키면서 순차적으로 다른 높은 전압의 배터리 전위가 낮은 전압의 배터리로 이동하게 하여 모든 배터리의 전위를 균등하게 한다.At this time, when the battery control command is a charging operation command, the
또한, 상기 배터리 제어부(214)는 배터리 제어 명령이 방전 방식의 동작 명령일 경우, 상기 전압 모니터링부(212)에서 모니터링된 가장 높은 전압의 배터리부터 먼저 방전시켜 순차적으로 높은 전압의 배터리 전위가 낮은 전압의 배터리로 이동하게 하여 모든 배터리의 전위를 균등하게 할 수 있다.In addition, when the battery control command is a discharging operation command, the
이를 위하여 상기 배터리 제어부(214)는 차량제어부(100)로 부터의 어느 하나의 배터리 제어 명령에 따른 높은 전압의 배터리에서 낮은 전압의 배터리로 전위의 이동을 위하여, 높은 전압의 배터리와 낮은 전압의 배터리 양단간의 플러스(+) 연결단에서 연결되는 제1컨택터(310)를 온(ON) 스위치한다.To this end, the
이때 상기 높은 전압의 배터리와 낮은 전압의 배터리의 내부 저항과 전압차에 의해 돌입 전류가 발생됨을 상기 돌입 전류 감지부(213)로부터 감지하면 프리차지 회로의 프리차지 컨택터(331)를 활성화(ON)하여 프리차지 저항(332)에 의한 돌입 전류를 감쇄시키는 동작을 수행한다.At this time, when the inrush
이후 상기 배터리 제어부(214)는 일정 전류값 이하의 돌입 전류가 감쇄됨을 판단하고 마이너스(-) 연결단에서 연결되는 제2컨택터(320)를 온(ON) 스위치하고, 상기 프리차지 컨택터를 비활성화(OFF)한다.After that, the
이러한 컨택터의 온/오프 제어를 통하여 상기 배터리 제어부(214)는 안전하게 높은 전압의 배터리에서 낮은 전압의 배터리로 전위가 이동될 수 있도록 효과적인 충, 방전 동작 과정을 제어할 수 있게 되는 것이다.Through the on/off control of the contactor, the
도 4는 본 발명에 따른 돌입 전류의 제어에 따른 배터리 전류의 특성 그래프를 보여주는 예시도이다.4 is an exemplary diagram showing a characteristic graph of a battery current according to the control of the inrush current according to the present invention.
도 4에서와 같이 전위가 서로 다른 두 배터리의 동작에 있어서, 플러스(+) 연결단에서 연결되는 제1컨택터가 온(ON) 상태가 되면, 돌입 전류(400)가 발생함을 알 수 있다.It can be seen that in the operation of two batteries having different potentials as shown in FIG. 4 , when the first contactor connected at the positive (+) connection terminal is in an ON state, it can be seen that the inrush current 400 is generated. .
이에 초기 돌입 전류(400)의 전류값이 급격히 증가하는 높은 값을 보이다가 프리차지 회로(330)의 프리차지 컨택터(331)가 활성화(ON) 되면서 돌입 전류(400)는 이후 서서히 줄어들게 되고, 다시 마이너스(-) 연결단의 제2컨택터(320)가 온(ON) 상태가 되면 정상 전류 범위에서 일정 시간 충전이 이루어지게 되는 전류의 변화를 확인할 수 있다.Accordingly, the initial inrush current 400 shows a high current value that rapidly increases, and then as the
이때 프리차지 컨택터(331)가 활성화(ON) 됨에 따라 프리차지 저항(332)의 온도가 프리차지 회로(330)의 동작 동안에 상승하고, 이후 서서히 줄어들게 된다.At this time, as the
따라서 프리차지 저항 값 및 전력을 올바르게 선정해야 이 모든 일련의 작업이 이상 없이 동작하게 되어 다른 소자 및 케이블의 파손을 방지할 수 있다. Therefore, when the pre-charge resistor value and power are correctly selected, all these series of operations can be performed without any abnormality, and damage to other devices and cables can be prevented.
이러한 배터리 내부의 프리차지 회로(330)는 배터리가 부하에 연결되어 부하 커패시턴스가 배터리 전압까지 충전 될 때 배터리에서 부하로 흐르게 되는 돌입 전류를 막는 데도 유용하다.The
도 5는 본 발명에 따른 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리 제어 방법의 흐름도이다.5 is a flowchart of a method for controlling a plurality of parallel-connected high voltage batteries according to the present invention.
도시에서와 같이 본 발명의 BMS에 의한 복수의 병렬 연결된 배터리 제어 방법은 배터리 제어 명령을 수신하는 단계(S100), 전압을 모니터링 하는 단계(S200) 및 배터리 제어 단계(S300)를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in the figure, the method for controlling a plurality of parallel-connected batteries by the BMS of the present invention may include receiving a battery control command (S100), monitoring the voltage (S200), and controlling the battery (S300). .
상기 배터리 제어 명령을 수신하는 단계(S100)는 차량제어부로부터 복수의 병렬 연결된 배터리의 전위 균등화를 위하여 충전 방식의 동작 명령 또는 방전 방식의 동작 명령 중의 어느 하나의 배터리 제어 명령을 수신하는 단계이다.Receiving the battery control command ( S100 ) is a step of receiving any one of a charging type operation command or a discharging type operation command for potential equalization of a plurality of parallel-connected batteries from the vehicle control unit.
상기 전압을 모니터링 하는 단계(S200)는 배터리팩 내에 위치하는 복수의 병렬 연결된 배터리 각각의 전압을 모니터링 하는 단계이다.The step of monitoring the voltage ( S200 ) is a step of monitoring the voltage of each of the plurality of parallel-connected batteries located in the battery pack.
상기 배터리 제어 단계(S300)는 상기 차량제어부로 부터 수신된 어느 하나의 배터리 제어 명령을 수신하고 모니터링되어진 어느 하나의 배터리부터 순차적으로 동작시켜 모든 배터리의 전위가 균등화되도록 제어하는 단계이다.The battery control step (S300) is a step of receiving any one battery control command received from the vehicle controller and sequentially operating from any one monitored battery to control the potential of all batteries to be equalized.
이때, 상기 배터리 제어 단계(S300)에서는 상기 배터리 제어 명령이 충전 방식의 동작 명령일 경우, 모니터링된 가장 낮은 전압의 배터리부터 먼저 동작하여 충전하고, 다른 높은 전압의 배터리와 일정 전위 범위차 이내에 도달하면 다음으로 전압이 낮은 배터리가 동작되면서, 높은 전압의 배터리에서 낮은 전압의 배터리로 전위를 이동하게 하는 방식으로 순차적으로 병렬 연결된 배터리를 동작시키게 된다.At this time, in the battery control step (S300), when the battery control command is a charging operation command, the battery of the lowest voltage monitored is first operated and charged, and when the battery of the highest voltage and the battery of the other high voltage reach within a certain potential range, Next, as the battery with the low voltage is operated, the batteries connected in parallel are sequentially operated in such a way that the potential is shifted from the battery of the high voltage to the battery of the low voltage.
즉 두 배터리의 전위는 동일하게 되면서 충전이 이루어지게 되고, 이렇게 순차적으로 진행되면 충전이 끝날 때쯤에는 모든 배터리의 전위가 균등하게 될 수 있는 것이다.That is, charging is performed while the potentials of the two batteries become the same, and when the charging is performed sequentially in this way, the potentials of all the batteries can be equalized by the time the charging is finished.
또한, 상기 배터리 제어 단계(S300)는 상기 배터리 제어 명령이 방전 방식의 동작 명령일 경우, 모니터링된 가장 높은 전압의 배터리부터 먼저 동작시켜 방전하고, 다른 배터리와 일정 범위차 이내로 전압이 도달하면 다음으로 전압이 높은 배터리가 동작되면서 방전이 이루어지게 되고, 순차적으로 높은 전압의 배터리 전위가 낮은 전위의 배터리로 이동하는 방전이 이루어지게 된다. 결국 방전 종료 시점에는 모든 배터리의 전위가 균등하게 될 수 있는 것이다.In addition, in the battery control step (S300), when the battery control command is an operation command of the discharge method, the battery with the highest monitored voltage is operated first to discharge, and when the voltage reaches within a certain range from other batteries, the next step Discharge occurs while the battery with a high voltage is operated, and the battery with the high voltage sequentially moves to the battery with the low potential. As a result, potentials of all batteries may become equal at the end of discharge.
이때, 방전 방식의 동작 명령에서는 우선 높은 전압의 배터리가 먼저 동작되고 난 이후에 낮은 전압의 배터리가 동작하게 되는데, 이때 낮은 전압의 배터리는 높은 전압의 배터리와 일정 전압 차이 이내의 범위가 될 때에만 동작하게 한다.At this time, in the discharging operation command, the high voltage battery is operated first, and then the low voltage battery is operated. make it work
이는 상기 범위 값이 너무 높게 설정되면 너무 큰 돌입 전류가 낮은 전압의 배터리로 흐르게 되고, 너무 낮게 설정되면 한 개의 배터리에만 너무 큰 방전 전류가 흐르게 되어 서로 간의 배터리 수명(cycle life)의 발란스가 무너지게 되기 때문이다. 또한, 한 개의 배터리로의 동작 시간이 길어지게 되어 사용자가 원하는 배터리의 출력을 내지 못하는 것을 방지하기 위함이다.This is because when the range value is set too high, too large inrush current flows to a battery with a low voltage, and when it is set too low, too large a discharge current flows to only one battery, so that the balance of the battery life (cycle life) is broken. because it becomes In addition, this is to prevent the user from being unable to output the desired battery due to an extended operating time with one battery.
도 6은 본 발명에 따른 병렬 연결된 배터리의 방전 동작에서의 BMS 제어 동작 시퀀스를 보여주는 예시도이다.6 is an exemplary diagram illustrating a BMS control operation sequence in a discharging operation of parallel-connected batteries according to the present invention.
도 6에서와 같이 BMS는 초기 전원으로 일정 입력 전압(+V24)을 입력받고, EPO 신호(Signal) 및 Key-run 신호를 수신하게 되면, 시스템 대기 모드(System Status Idle)가 인에이블(Enable) 되고, 배터리 제어 명령에 따라 방전 방식의 동작 명령을 수신하게 되면 방전 모드에 의한 BMS 배터리 제어 알고리즘을 동작하게 된다.As shown in FIG. 6 , when the BMS receives a constant input voltage (+V24) as an initial power source and receives an EPO signal (Signal) and a key-run signal, the system standby mode (System Status Idle) is enabled (Enable) When a discharging operation command is received according to the battery control command, the BMS battery control algorithm according to the discharging mode is operated.
이에 따라 상기 BMS 배터리 제어 알고리즘은 높은 전압의 배터리에서 낮은 전압의 배터리로 전위의 이동을 위하여, 모니터링된 일정 전압 범위차 이내에 있는 높은 전압의 배터리(302)에 대하여 우선 플러스(+) 연결단에서 연결되어 있는 컨택터(Positive Relay)를 동작시킨다.Accordingly, the BMS battery control algorithm is first connected at the positive (+) connection terminal to the
다음으로 돌입 전류의 방지를 위하여 마이너스(-) 연결단에서 연결되는 프리차지 회로의 프리차지 컨택터를 활성화(ON) 시키면 배터리의 마이너스(-) 연결단이 활성화되게 된다.Next, if the precharge contactor of the precharge circuit connected from the negative (-) connection terminal is activated (ON) to prevent inrush current, the negative (-) connection terminal of the battery is activated.
이후 프리차지 회로의 동작에 의한 돌입 전류를 방지하고 나면 배터리의 마이너스(-) 연결단에서 연결되는 컨택터(Negative Relay)를 동작시키고, 본연의 임무를 다한 상기 프리차지 컨택터를 비활성화(OFF)하게 됨으로써, 배터리가 일정 전압 차이 이내로 균등화 되면서 동작될 수 있음을 알 수 있는 것이다.After that, after the inrush current caused by the operation of the pre-charge circuit is prevented, the contactor (Negative Relay) connected at the negative (-) connection terminal of the battery is operated, and the pre-charge contactor, which has completed its mission, is deactivated (OFF) By doing so, it can be seen that the battery can be operated while being equalized within a certain voltage difference.
전술한 바와 같이 이렇게 병렬로 다수의 배터리를 연결하여 전력과 사용시간 증가 등의 목적을 달성하는 것은 전기 자동차, 전기 버스, 전기 트럭 및 에너지 저장 장치(ESS)의 모든 분야에서 이용할 수 있다.As described above, connecting a plurality of batteries in parallel to achieve the purpose of increasing power and usage time can be used in all fields of electric vehicles, electric buses, electric trucks, and energy storage systems (ESSs).
전술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 바람직한 실시예들에 관하여 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.As described above, in the detailed description of the present invention, preferred embodiments have been described, but those of ordinary skill in the art can do so without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. It will be understood that various modifications and variations of the present invention may be made.
100: 차량제어부 200: 배터리팩
210: BMS 211: CAN 통신부
212: 전압 모니터링부 213: 돌입 전류 감지부
214: 배터리 제어부 220: 복수의 병렬 연결된 배터리
301: 낮은 전압의 배터리 302: 높은 전압의 배터리
310: 제1컨택터 311: 전류감지센서
312: 제1퓨즈 320: 제2컨택터
322: 제2퓨즈 330: 프리차지 회로
331: 프리차지 컨택터 332: 프리차지 저항
400: 돌입 전류100: vehicle control unit 200: battery pack
210: BMS 211: CAN communication unit
212: voltage monitoring unit 213: inrush current detection unit
214: battery controller 220: a plurality of parallel connected batteries
301: low voltage battery 302: high voltage battery
310: first contactor 311: current sensing sensor
312: first fuse 320: second contactor
322: second fuse 330: precharge circuit
331: precharge contactor 332: precharge resistor
400: inrush current
Claims (14)
복수의 병렬 연결된 배터리의 전위 균등화를 위하여 충전 방식의 동작 명령 또는 방전 방식의 동작 명령 중의 어느 하나의 배터리 제어 명령을 송신하는 차량제어부 및
상기 차량제어부의 배터리 제어 명령을 수신하고 복수의 병렬 연결된 배터리 각각의 전압을 모니터링하여 어느 하나의 배터리부터 순차적으로 동작시켜 모든 배터리의 전위가 균등화되도록 제어하기 위한 배터리팩으로 이루어지고,
상기 배터리팩은 복수의 병렬 연결된 리튬이온 배터리와 상기 배터리 들의 전위가 균등화되도록 제어하는 BMS를 포함하여 이루어지며,
상기 복수의 병렬 연결된 배터리는 어느 하나의 배터리와 다른 하나의 배터리 양단간에서 플러스(+) 연결단에서 연결되는 제1컨택터(Contactor), 마이너스(-) 연결단에서 연결되는 제2컨택터(Contactor) 및 상기 제2컨택터와 병렬로 연결되는 프리차지 회로(Pre-charge circuit)를 각각 구비하고,
상기 프리차지 회로는 프리차지 컨택터 및 돌입 전류를 감쇄를 위한 프리차지 저항이 직렬로 연결되며,
상기 복수의 병렬 연결된 배터리는 어느 하나의 배터리와 다른 하나의 배터리 양단간의 플러스(+) 연결단에서 연결되어 전류값을 센싱하는 전류감지센서를 더 포함고,
상기 BMS는 차량제어부로부터 전송되는 배터리 제어 명령을 수신하는 CAN 통신부,
복수의 병렬 연결된 배터리 각각의 개별 전압을 모니터링하는 전압 모니터링부,
상기 복수의 병렬 연결된 배터리의 순차적 동작 시, 전류감지센서에 의한 전류값을 모니터링하여 어느 하나의 배터리에서 다른 하나의 배터리로 발생하는 돌입 전류를 감지하는 돌입 전류 감지부 및
상기 배터리 제어 명령에 따라 어느 하나의 배터리와 다른 하나의 배터리 양단간에 구비되는 하나 이상의 컨택터를 동작시켜 모든 배터리의 전위가 균등화되도록 제어하는 배터리 제어부를 포함하며,
상기 배터리 제어부는 배터리 제어 명령이 충전 방식의 동작 명령일 경우, 상기 전압 모니터링부에서 모니터링된 가장 낮은 전압의 배터리부터 먼저 충전시키면서, 순차적으로 다른 높은 전압의 배터리의 전위가 낮은 전압의 배터리로 이동하게 하여 모든 배터리의 전위를 균등하게 하고,
상기 배터리 제어부는 배터리 제어 명령이 방전 방식의 동작 명령일 경우, 상기 전압 모니터링부에서 모니터링된 가장 높은 전압의 배터리부터 먼저 방전시키면서, 순차적으로 높은 전압의 배터리의 전위가 낮은 전압의 배터리로 이동하게 하여 모든 배터리의 전위를 균등하게 하며,
상기 배터리 제어부는 어느 하나의 배터리 제어 명령에 따른 높은 전압의 배터리에서 낮은 전압의 배터리로 전위의 이동을 위하여,
상기 높은 전압의 배터리와 낮은 전압의 배터리 양단간의 플러스(+) 연결단에서 연결되는 제1컨택터(Contactor)를 온(ON) 스위치하고,
상기 높은 전압의 배터리와 낮은 전압의 배터리의 내부 저항과 전압차에 의해 돌입 전류가 발생하면, 프리차지 회로의 프리차지 컨택터를 활성화(ON)하여 프리차지 저항에 의한 돌입 전류를 감쇄시킨 후에,
마이너스(-) 연결단에서 연결되는 제2컨택터(Contactor)를 온(ON) 스위치하고, 상기 프리차지 컨택터를 비활성화(OFF) 하여, 높은 전압의 배터리 전위가 낮은 전압의 배터리로 이동될 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다수의 병렬 연결된 고전압 배터리 제어 장치.A battery control device comprising:
A vehicle control unit for transmitting any one of a battery control command of a charging type operation command or a discharging type operation command to equalize the potential of a plurality of parallel-connected batteries; and
It consists of a battery pack for receiving a battery control command from the vehicle control unit, monitoring the voltage of each of a plurality of parallel-connected batteries, and sequentially operating from any one battery to control the potential of all batteries to be equalized,
The battery pack comprises a plurality of parallel-connected lithium-ion batteries and a BMS for controlling the potential of the batteries to be equalized,
The plurality of parallel-connected batteries includes a first contactor connected at a positive (+) connection terminal between both ends of one battery and another battery, and a second contactor connected at a negative (-) connection terminal. ) and a pre-charge circuit connected in parallel to the second contactor,
In the precharge circuit, a precharge contactor and a precharge resistor for attenuating inrush current are connected in series,
The plurality of parallel-connected batteries further include a current sensing sensor that is connected at a positive (+) connection terminal between both ends of one battery and the other battery to sense a current value,
The BMS is a CAN communication unit for receiving a battery control command transmitted from the vehicle control unit,
A voltage monitoring unit for monitoring individual voltages of each of a plurality of parallel-connected batteries,
In the case of sequential operation of the plurality of parallel-connected batteries, an inrush current sensing unit for monitoring a current value by a current sensing sensor to detect an inrush current generated from one battery to the other battery; and
a battery control unit for controlling the potential of all batteries to be equalized by operating one or more contactors provided between both ends of one battery and the other battery according to the battery control command,
When the battery control command is a charging operation command, the battery control unit first charges the battery of the lowest voltage monitored by the voltage monitoring unit, and sequentially moves the potential of the other high voltage battery to the low voltage battery to equalize the potential of all batteries,
When the battery control command is a discharging operation command, the battery control unit first discharges the battery of the highest voltage monitored by the voltage monitoring unit, and sequentially causes the potential of the high voltage battery to move to the low voltage battery. equalizes the potential of all batteries,
The battery controller is configured to move an electric potential from a high voltage battery to a low voltage battery according to any one battery control command,
turning ON the first contactor connected at the positive (+) connection terminal between both ends of the high voltage battery and the low voltage battery,
When an inrush current is generated due to the voltage difference and the internal resistance of the high voltage battery and the low voltage battery, the precharge contactor of the precharge circuit is activated (ON) to attenuate the inrush current by the precharge resistor,
By turning ON the second contactor connected at the negative (-) connection terminal and deactivating (OFF) the pre-charge contactor, the high voltage battery potential can be moved to the low voltage battery. A plurality of parallel-connected high-voltage battery control devices, characterized in that the control.
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