KR102372385B1 - 배터리 밸런싱을 위한 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩 - Google Patents

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Abstract

배터리 밸런싱을 위한 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 제1 배터리 그룹에 포함되는 복수의 배터리 각각의 전압을 나타내는 제1 전압 신호를 출력하도록 구성되는 검출부; 상기 제1 배터리 그룹에 포함되는 상기 복수의 배터리 각각의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 제1 노드 및 제2 노드에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는 제1 선택부; 제1 저항 소자 및 제2 저항 소자; 상기 제1 저항 소자, 상기 제2 저항 소자, 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 직렬 회로 및 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 병렬 회로 중 어느 하나를 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는 저항 조절부; 및 상기 제1 전압 신호를 기초로, 상기 제1 배터리 그룹에 포함된 상기 복수의 배터리 중 적어도 하나를 제1 밸런싱 대상으로서 결정 시, 제1 명령을 출력하도록 구성되는 제어부를 포함한다. 상기 제1 선택부는, 상기 제1 명령에 응답하여, 상기 제1 밸런싱 대상의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드에 전기적으로 연결하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 제1 밸런싱 대상의 전압과 기준 전압 간의 제1 전압차를 기초로, 상기 저항 조절부를 제어하도록 구성된다.

Description

배터리 밸런싱을 위한 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩{Apparatus for battery balancing, and battery pack including the same}
본 발명은 복수의 배터리 간의 충전 상태를 균등화하기 위한 장치 및 상기 장치를 포함하는 배터리팩에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
최근 전기 자동차 등에서 고출력이 요구됨에 따라, 이에 탑재되는 배터리팩에는 복수의 배터리 모듈이 포함되고, 각 배터리 모듈에는 서로 직렬 연결된 복수의 배터리가 포함되는 것이 일반적이다. 그런데, 배터리들은 완벽하게 동일한 특성을 가질 수는 없기 때문에, 배터리팩의 충방전이 반복될수록 배터리들 간의 충전 상태에 불균형이 발생할 수 밖에 없다. 이러한 불균형을 억제하기 않고 계속적으로 배터리팩의 충방전을 반복할 경우, 배터리팩의 가용 용량이 감소할 뿐만 아니라, 이에 포함된 배터리들의 퇴화가 가속화된다.
위와 같은 문제를 해결하기 위한 종래기술로서의 특허문헌 1은, 배터리들 중에서 상대적으로 높은 충전 상태를 가지는 것을 강제적으로 방전시킴으로써 배터리들 사이의 충전 상태를 균일화한다. 그러나, 특허문헌 1의 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리와 동일한 개수의 저항 소자를 포함하는 밸런싱 회로가 필수적으로 요구되므로, 배터리팩의 전체적인 사이즈가 커질 수 밖에 없다. 또한, 복수의 배터리들에 대한 밸런싱이 동시에 수행될 때 많은 열이 급격하게 방출되는 상황에 대비하여 배터리팩 내에 방열 구조를 추가하는 것이 바람직하지만, 공간적인 제약이 따르게 된다.
(특허문헌 1)대한민국 공개특허공보 제10-2015-0089627호(공개일자: 2015년 08월 05일)
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 복수의 배터리의 개수보다 적은 개수의 저항 소자를 이용하여 복수의 배터리 중 적어도 하나를 선택적으로 방전시킬 수 있는 장치 및 상기 장치를 포함하는 배터리팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 밸런싱 대상으로서 결정된 특정 배터리의 전압에 따라, 적어도 2개의 저항 소자 중 어느 하나, 저항 소자 2개의 직렬 회로 또는 저항 소자의 2개의 병렬 회로를 특정 배터리에 선택적으로 병렬 연결함으로써, 밸런싱에 소요되는 시간, 밸런싱 중의 발열 및 밸런싱의 정밀도를 효과적으로 관리할 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 밸런싱 장치는, 제1 배터리 그룹에 포함되는 복수의 배터리 각각의 전압을 나타내는 제1 전압 신호를 출력하도록 구성되는 검출부; 상기 제1 배터리 그룹에 포함되는 상기 복수의 배터리 각각의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 제1 노드 및 제2 노드에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는 제1 선택부; 제1 저항 소자 및 제2 저항 소자; 상기 제1 저항 소자, 상기 제2 저항 소자, 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 직렬 회로 및 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 병렬 회로 중 어느 하나를 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는 저항 조절부; 및 상기 제1 전압 신호를 기초로, 상기 제1 배터리 그룹에 포함된 상기 복수의 배터리 중 적어도 하나를 제1 밸런싱 대상으로서 결정 시, 제1 명령을 출력하도록 구성되는 제어부를 포함한다. 상기 제1 선택부는, 상기 제1 명령에 응답하여, 상기 제1 밸런싱 대상의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드에 전기적으로 연결하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 제1 밸런싱 대상의 전압과 기준 전압 간의 제1 전압차를 기초로, 상기 저항 조절부를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제1 저항 소자의 일단은 상기 제1 노드에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 저항 소자의 일단은 상기 제2 노드에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 저항 조절부는, 상기 제1 저항 소자의 타단과 상기 제2 노드의 사이에 연결되는 제1 스위치; 상기 제2 저항 소자의 타단과 상기 제1 노드의 사이에 연결되는 제2 스위치; 및 상기 제1 저항 소자의 타단과 상기 제2 저항 소자의 타단의 사이에 연결되는 제3 스위치를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 제1 임계 전압 이상이고 제2 임계 전압 미만 경우, 상기 제1 저항 소자가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치를 턴 온시키고, 상기 제2 스위치 및 제3 스위치는 턴 오프시키도록 구성될 수 있다.
상기 제1 저항 소자의 저항은 상기 제2 저항 소자의 저항보다 높을 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 상기 제2 임계 전압 이상이고 제3 임계 전압 미만인 경우, 상기 제2 저항 소자가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치는 턴 오프시키고, 상기 제2 스위치는 턴 온시키도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 제3 임계 전압 이상인 경우, 상기 병렬 회로가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 턴 온시키고, 상기 제3 스위치는 턴 오프시키도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 제1 임계 전압 미만인 경우, 상기 직렬 회로가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 턴 오프시키고, 상기 제3 스위치는 턴 온시키도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 저항 조절부는, 상기 제1 저항 소자의 타단과 상기 제2 노드의 사이에 연결되는 제1 스위치; 상기 제2 저항 소자의 타단과 상기 제2 노드의 사이에 연결되는 제2 스위치; 및 상기 제2 저항 소자의 일단과 상기 제1 노드의 사이에 연결되는 제3 스위치를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 제1 임계 전압 이상이고 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 저항 소자가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치를 턴 온시키고, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치 중 적어도 하나를 턴 오프시키도록 구성될 수 있다.
상기 제1 저항 소자의 저항은 상기 제2 저항 소자의 저항보다 높을 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 상기 제2 임계 전압 이상이고 제3 임계 전압 미만 경우, 상기 제2 저항 소자가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴 온시키고, 상기 제1 스위치를 턴 오프시키도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 상기 제3 임계 전압 이상인 경우, 상기 병렬 회로가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴 온시키도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제2 배터리 그룹에 포함되는 복수의 배터리 각각의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 제3 노드 및 제4 노드에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는 제2 선택부를 더 포함할 수 있다. 상기 검출부는, 상기 제2 배터리 그룹에 포함되는 상기 복수의 배터리 각각의 전압을 나타내는 제2 전압 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 저항 조절부는, 상기 제1 저항 소자, 상기 제2 저항 소자, 상기 병렬 회로 및 상기 직렬 회로 중 어느 하나를 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이 또는 상기 제3 노드와 상기 제4 노드의 사이에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 전압 신호 및 상기 제2 전압 신호를 기초로, 상기 제2 배터리 그룹에 포함되는 상기 복수의 배터리 중에서 적어도 하나를 제2 밸런싱 대상으로서 더 결정 시, 제2 명령을 더 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 선택부는, 상기 제2 명령에 응답하여, 상기 제2 밸런싱 대상의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 상기 제3 노드 및 상기 제4 노드에 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 저항 소자의 일단은 상기 제1 노드에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 저항 소자의 일단은 상기 제3 노드에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 저항 조절부는, 상기 제1 저항 소자의 타단과 상기 제2 노드의 사이에 연결되는 제1 스위치; 상기 제2 저항 소자의 타단과 상기 제4 노드의 사이에 연결되는 제2 스위치; 상기 제2 저항 소자의 일단과 상기 제1 노드의 사이에 연결되는 제3 스위치; 상기 제2 저항 소자의 타단과 상기 제2 노드의 사이에 연결되는 제4 스위치; 상기 제1 저항 소자의 타단과 상기 제2 저항 소자의 일단의 사이에 연결되는 제5 스위치; 및 상기 제1 노드와 상기 제4 노드의 사이에 연결되는 제6 스위치를 포함할 수 있다.
상기 제1 저항 소자의 저항은 상기 제2 저항 소자의 저항보다 높을 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 밸런싱 대상의 전압이 상기 제2 밸런싱 대상의 전압보다 낮은 경우, 상기 제1 저항 소자가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되고 상기 제2 저항 소자가 상기 제3 노드와 상기 제4 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 턴 온시키도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 밸런싱 대상의 전압이 상기 제2 밸런싱 대상의 전압보다 높은 경우, 상기 제2 저항 소자가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되고 상기 제1 저항 소자가 상기 제3 노드와 상기 제4 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제3 스위치, 상기 제4 스위치, 상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치를 턴 온시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리팩은, 상기 배터리 밸런싱 장치를 포함한다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 복수의 배터리의 개수보다 적은 개수의 저항 소자를 이용하여 복수의 배터리 중 적어도 하나를 선택적으로 방전시킬 수 있다. 이에 따라, 각 배터리마다 저항 소자가 요구되는 종래 기술에 비하여, 배터리 밸런싱 장치의 전체적인 사이즈를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 밸런싱 대상으로서 결정된 특정 배터리의 전압에 따라, 적어도 2개의 저항 소자 중 어느 하나, 저항 소자 2개의 직렬 회로 또는 저항 소자의 2개의 병렬 회로를 특정 배터리에 선택적으로 병렬 연결함으로써, 밸런싱에 소요되는 시간, 밸런싱 중의 발열 및 밸런싱의 정밀도를 효과적으로 관리할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 위한 각 선택부의 상세 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 위한 각 선택부의 상세 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 위한 저항 조절부의 상세 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 위한 저항 조절부의 상세 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 위한 저항 조절부의 상세 구성을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 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 해석되어야 한다.
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.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리팩(10)은, 제1 배터리 그룹(21) 및 장치(100)를 포함한다. 배터리팩(10)은, 제2 배터리 그룹(22)을 더 포함할 수 있다.
제1 배터리 그룹(21)은, m개(m은, 2 이상의 자연수)의 배터리를 포함하며, 순서대로 부호 BA1~BAm를 부여하였다. 복수의 배터리(BA1~BAm)은, 전기적으로 직렬로 연결된다.
제2 배터리 그룹(22)은, n개(n은, 2 이상의 자연수)의 배터리를 포함하며, 순서대로 부호 BB1~BBn를 부여하였다. 복수의 배터리(BB1~BBn)은, 전기적으로 직렬로 연결된다. m과 n은 서로 상이하거나 동일할 수 있다.
장치(100)는, 복수의 배터리(BA1~BAm) 및 복수의 배터리(BB1~BBn)의 충전 상태를 균등화하도록 구성된다. 장치(100)는, 검출부(110), 제1 저항 소자(R1), 제2 저항 소자(R2), 제1 선택부(121), 저항 조절부(130), 및 제어부(140)를 포함한다. 장치(100)는, 제2 선택부(122)를 더 포함할 수 있다.
제1 저항 소자(R1)와 제2 저항 소자(R2)는, 서로 동일하거나 상이한 저항(resistance)을 가질 수 있다. 제1 저항 소자(R1)와 제2 저항 소자(R2)는, 단독으로 또는 서로 전기적으로 조합되어, 복수의 배터리(BA1~BAm)과 복수의 배터리(BB1~BBn) 중에서 밸런싱 대상으로서 선택된 적어도 하나의 배터리에 저장된 에너지를 소모하기 위해 제공된다.
검출부(110)는, 전압 검출 회로를 포함하고, 선택적으로 온도 검출 회로를 더 포함할 수 있다. 전압 검출 회로는, 적어도 하나의 전압 센서를 포함할 수 있다. 전압 검출 회로는, 복수의 배터리(BA1~BAm) 각각의 양극 단자와 음극 단자에 센싱 라인을 통해 전기적으로 연결됨으로써, 복수의 배터리(BA1~BAm) 각각의 전압을 소정 주기마다 검출하고, 검출된 전압을 나타내는 제1 전압 신호를 제어부(140)에게 전송할 수 있다. 전압 검출 회로는, 복수의 배터리(BB1~BBn) 각각의 양극 단자와 음극 단자에 센싱 라인을 통해 전기적으로 연결됨으로써, 복수의 배터리(BB1~BBn) 각각의 전압을 소정 주기마다 검출하고, 검출된 전압을 나타내는 제2 전압 신호를 제어부(140)에게 전송할 수 있다.
제1 선택부(121)는, 제1 배터리 그룹(21)에 포함된 복수의 배터리(BA1~BAm) 각각의 양극 단자를 제1 노드(N1)에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성된다. 제1 선택부(121)는, 제1 배터리 그룹(21)에 포함된 복수의 배터리(BA1~BAm) 각각의 음극 단자를 제2 노드(N2)에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성된다.
제2 선택부(122)는, 제2 배터리 그룹(22)에 포함된 복수의 배터리(BB1~BBn) 각각의 양극 단자를 제3 노드(N3)에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성된다. 제2 선택부(122)는, 제2 배터리 그룹(22)에 포함된 복수의 배터리(BB1~BBn) 각각의 음극 단자를 제4 노드(N4)에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성된다.
저항 조절부(130)는, 제1 저항 소자(R1), 제2 저항 소자(R2), 직렬 회로 및 병렬 회로 중 어느 하나를 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성된다. 직렬 회로는, 제1 저항 소자(R1)가 제2 저항 소자(R2)에 전기적으로 직렬 연결된 회로를 지칭한다. 병렬 회로는, 제1 저항 소자(R1)가 제2 저항 소자(R2)에 전기적으로 병렬 연결된 회로를 지칭한다. 여기서, 직렬 회로의 저항은, 제1 저항 소자(R1) 및 제2 저항 소자(R2) 각각의 저항보다 높다. 병렬 회로의 저항은, 제1 저항 소자(R1) 및 제2 저항 소자(R2) 각각의 저항보다 낮다.
저항 조절부(130)는, 제1 저항 소자(R1), 제2 저항 소자(R2), 직렬 회로 및 병렬 회로 중 어느 하나를 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 더 구성될 수 있다.
제어부(140)는, 검출부(110), 제1 선택부(121) 및 저항 조절부(130)에 동작 가능하게 결합된다. 제어부(140)는, 제2 선택부(122)에 동작 가능하게 더 결합될 수 있다.
제어부(140)는, 하드웨어적으로, ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 제어부(140)는, 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는, 장치(100)의 전반적인 동작에 요구되는 데이터들, 명령어 및 소프트웨어를 저장하는 것으로서, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(ramdom access memory; RAM), SRAM(static ramdom access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
제어부(140)는, 복수의 배터리(BA1~BAm) 각각의 전압을 나타내는 제1 전압 신호를 검출부(110)로부터 수신할 수 있다. 또한, 제어부(140)는, 복수의 배터리(BB1~BBn) 각각의 전압을 나타내는 제2 전압 신호를 검출부(110)로부터 더 수신할 수 있다. 제1 전압 신호는, 복수의 배터리(BA1~BAm) 각각의 개방전압(OCV: open circuit voltage)을 나타내는 것일 수 있다. 제2 전압 신호는, 복수의 배터리(BB1~BBn) 각각의 개방전압을 나타내는 것일 수 있다.
제어부(140)는, 제1 전압 신호 및 제2 전압 신호 중 적어도 하나를 기초로, 기준 전압을 결정할 수 있다.
기준 전압은, 제1 최소 개방 전압, 제2 최소 개방 전압, 제1 평균 개방 전압, 제2 평균 개방 전압 및 제3 평균 개방 전압 중 어느 하나일 수 있다.
또는, 기준 전압은, 제1 최소 개방 전압, 제2 최소 개방 전압, 제1 평균 개방 전압, 제2 평균 개방 전압 및 제3 평균 개방 전압 중 어느 하나에 제1 밸런싱 대상 또는 제2 밸런싱 대상에 포함된 배터리의 개수를 곱한 것일 수 있다.
제1 최소 개방 전압은, 복수의 배터리(BA1~BAm)의 개방 전압 중에서 가장 작은 것일 수 있다. 제2 최소 개방 전압은, 복수의 배터리(BB1~BBn)의 개방 전압 중에서 가장 작은 것일 수 있다. 제1 평균 개방 전압은, 복수의 배터리(BA1~BAm)의 개방 전압의 평균값일 수 있다. 제2 평균 개방 전압은, 복수의 배터리(BB1~BBn)의 개방 전압의 평균값일 수 있다. 제3 평균 개방 전압은, 복수의 배터리(BA1~BAm) 및 복수의 배터리(BB1~BBn)의 개방 전압의 평균값일 수 있다. 물론, 상기 기준 전압은, 제1 전압 신호 및 제2 전압 신호와는 무관하게, 미리 정해진 값일 수 있다.
제어부(140)는, 제1 전압 신호 및 제2 전압 신호 중 적어도 하나를 기초로, 복수의 배터리(BA1~BAm) 중 적어도 하나를 밸런싱 대상으로서 결정할 수 있다. 이하에서는, 제1 배터리 그룹(21)으로부터 밸런싱 대상으로서 결정된 배터리를 '제1 밸런싱 대상'이라고 칭하기로 한다.
제어부(140)는, 제1 전압 신호 및 제2 전압 신호 중 적어도 하나를 기초로, 복수의 배터리(BB1~BBn) 중 적어도 하나를 추가적으로 밸런싱 대상으로서 결정할 수 있다. 이하에서는, 제2 배터리 그룹(22)으로부터 밸런싱 대상으로서 결정된 배터리를 '제2 밸런싱 대상'이라고 칭하기로 한다.
제어부(140)는, 복수의 배터리(BA1~BAm) 각각의 개방전압을 기초로, 메모리에 미리 기록된 OCV-SOC 맵으로부터 복수의 배터리(BA1~BAm) 각각의 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 결정할 수 있다. 제어부(140)는, 복수의 배터리(BB1~BBn) 각각의 개방전압을 기초로, 상기 OCV-SOC 맵으로부터 복수의 배터리(BB1~BBn) 각각의 충전 상태를 결정할 수 있다.
제1 밸런싱 대상은, 복수의 배터리(BA1~BAm) 중 가장 큰 개방전압(또는 충전 상태)를 가지는 것을 포함한다. 제2 밸런싱 대상은, 복수의 배터리(BB1~BBn) 중 가장 큰 개방전압(또는 충전 상태)를 가지는 것을 포함한다. 제1 밸런싱 대상은, 복수의 배터리(BA1~BAm) 중에서 기준 전압보다 설정전압(예, 0.1) 이상 높은 개방전압을 가지는 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 제2 밸런싱 대상은, 복수의 배터리(BB1~BBn) 중에서 기준 전압보다 설정전압 이상 높은 개방전압을 가지는 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
즉, 복수의 배터리(BA1~BAm) 중에서 어느 하나 또는 서로 인접하게 직렬 연결된 둘 이상의 배터리가 제1 밸런싱 대상으로서 결정될 수 있다. 물론, 복수의 배터리(BB1~BBn) 중에서 어느 하나 또는 서로 인접하게 직렬 연결된 둘 이상의 배터리가 제2 밸런싱 대상으로서 결정될 수 있다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상이 결정된 경우, 제1 밸런싱 대상을 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결할 것을 제1 선택부(121)에게 요청할 수 있다. 제1 선택부(121)는, 제어부(140)로부터 어떠한 명령도 수신되지 않은 경우에는, 복수의 배터리(BA1~BAm) 모두를 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)로부터 전기적으로 분리할 수 있다.
제어부(140)는, 제2 밸런싱 대상이 결정된 경우, 제2 밸런싱 대상을 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결할 것을 제2 선택부(122)에게 요청할 수 있다. 제2 선택부(122)는, 제어부(140)로부터 어떠한 명령도 수신되지 않은 경우에는, 복수의 배터리(BB1~BBn) 모두를 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)로부터 전기적으로 분리할 수 있다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상 및 제2 밸런싱 대상 중 적어도 하나가 결정된 경우, 제1 저항 소자(R1), 제2 저항 소자(R2), 직렬 회로 및 병렬 회로 중 어느 하나가 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이 또는 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 저항 조절부(130)를 제어할 수 있다. 저항 조절부(130)를 제어한다는 것은, 저항 조절부(130)에 포함되는 복수의 스위치 각각의 온오프를 제어한다는 것을 의미한다.
예를 들어, 제1 밸런싱 대상이 결정된 경우, 저항 조절부(130)에 의해 제1 저항 소자(R1), 제2 저항 소자(R2), 직렬 회로 및 병렬 회로 중 어느 하나가 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결됨으로써, 제1 밸런싱 대상의 방전을 위한 폐회로가 형성될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 밸런싱 대상이 결정된 경우, 저항 조절부(130)에 의해 제1 저항 소자(R1), 제2 저항 소자(R2), 직렬 회로 및 병렬 회로 중 어느 하나가 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결됨으로써, 제2 밸런싱 대상의 방전을 위한 폐회로가 형성될 수 있다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상 및 제2 밸런싱 대상 중 적어도 하나가 밸런싱 대상으로서 결정된 경우, 제1 및 제2 명령 중 적어도 하나를 선택적으로 생성하도록 구성된다.
제1 명령은, 제1 선택부(121)에게 출력된다. 제1 선택부(121)는, 제1 명령에 응답하여, 제1 밸런싱 대상의 양극 단자와 음극 단자를 각각 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)에 전기적으로 연결한다.
제2 명령은, 제2 선택부(122)에게 출력된다. 제2 선택부(122)는, 제2 명령에 응답하여, 제2 밸런싱 대상의 양극 단자와 음극 단자를 각각 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)에 전기적으로 연결한다.
지금부터, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치(100)에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 2 내지 도 6에는, 제2 배터리 그룹(22) 및 제2 선택부(122)까지도 도시되어 있으나, 제2 배터리 그룹(22)은 배터리(10)으로부터 제거되고, 제2 선택부(122)는 장치(100)로부터 제거될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 위한 각 선택부의 상세 구성을 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 검출부(110), 제1 저항 소자(R1), 제2 저항 소자(R2), 저항 조절부(130) 및 제어부(140)의 도시를 도 2로부터 생략하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 선택부(121)는, 제1 스위칭 회로(SC1) 및 제2 스위칭 회로(SC2)를 포함한다.
제1 스위칭 회로(SC1)는, 복수의 스위치(SPA1~SPAm)를 포함한다. 복수의 스위치(SPA1~SPAm) 각각의 일단은, 복수의 배터리(BA1~BAm) 각각의 양극 단자에 연결된다. 즉, k=1~m이라고 할 때, 스위치(SPAk)의 일단은 배터리(BAk)의 양극 단자에 연결된다. 복수의 스위치(SPA1~SPAm) 각각의 타단은, 제1 노드(N1)에 연결된다.
제2 스위칭 회로(SC2)는, 복수의 스위치(SNA1~SNAm)를 포함한다. 복수의 스위치(SNA1~SNAm) 각각의 일단은, 복수의 배터리(BA1~BAm) 각각의 음극 단자에 연결된다. 즉, 스위치(SNAk)의 일단은 배터리(BAk)의 음극 단자에 연결된다. 복수의 스위치(SNA1~SNAm) 각각의 타단은, 제2 노드(N2)에 연결된다.
스위치(SPAk)가 턴 온되면, 배터리(BAk)의 양극 단자는 스위치(SPAk)를 통해 제1 노드(N1)에 전기적으로 연결된다. 반대로, 스위치(SPAk)가 턴 오프되면, 배터리(BAk)의 양극 단자가 제1 노드(N1)로부터 전기적으로 분리된다.
스위치(SNAk)가 턴 온되면, 배터리(BAk)의 음극 단자는 스위치(SNAk)를 통해 제2 노드(N2)에 전기적으로 연결된다. 반대로, 스위치(SNAk)가 턴 오프되면, 배터리(BAk)의 음극 단자가 제2 노드(N2)로부터 전기적으로 분리된다.
제어부(140)는, 복수의 배터리(BA1~BAm) 중에서 어느 하나(BAi)가 제1 밸런싱 대상으로 결정된 경우, 제1 명령을 생성한다. 제1 명령은, 스위치(SPAi)를 턴 온시키기 위한 신호(예, 일정 레벨 이상의 전압) 및 스위치(SNAi)를 턴 온시키기 위한 신호를 포함할 수 있다.
또는, 제어부(140)는, 복수의 배터리(BA1~BAm) 중에서 둘 이상(BAi ~ BAh)(h > i)이 제1 밸런싱 대상으로 결정된 경우, 제1 명령을 생성한다. 제1 명령은, 스위치(SPAi)를 턴 온시키기 위한 신호(예, 일정 레벨 이상의 전압) 및 스위치(SNAh)를 턴 온시키기 위한 신호를 포함할 수 있다.
제2 선택부(122)는, 제3 스위칭 회로(SC3) 및 제4 스위칭 회로(SC4)를 포함한다.
제3 스위칭 회로(SC3)는, 복수의 스위치(SPB1~SPBn)를 포함한다. 복수의 스위치(SPB1~SPBn) 각각의 일단은, 복수의 배터리(BB1~BBn) 각각의 양극 단자에 연결된다. 즉, k=1~n이라고 할 때, 스위치(SPBk)의 일단은 배터리(BBk)의 양극 단자에 연결된다. 복수의 스위치(SPB1~SPBn) 각각의 타단은, 제3 노드(N3)에 연결된다.
제4 스위칭 회로(SC4)는, 복수의 스위치(SNB1~SNBn)를 포함한다. 복수의 스위치(SNB1~SNBn) 각각의 일단은, 복수의 배터리(BB1~BBn) 각각의 음극 단자에 연결된다. 즉, 스위치(SNBk)의 일단은 배터리(BBk)의 음극 단자에 연결된다. 복수의 스위치(SNB1~SNBn) 각각의 타단은, 제4 노드(N4)에 연결된다.
스위치(SPBk)가 턴 온되면, 배터리(BBk)의 양극 단자는 스위치(SPBk)를 통해 제3 노드(N3)에 전기적으로 연결된다. 반대로, 스위치(SPBk)가 턴 오프되면, 배터리(BBk)의 양극 단자가 제3 노드(N3)로부터 전기적으로 분리된다.
스위치(SNBk)가 턴 온되면, 배터리(BBk)의 음극 단자는 스위치(SNBk)를 통해 제4 노드(N4)에 전기적으로 연결된다. 반대로, 스위치(SNBk)가 턴 오프되면, 배터리(BBk)의 음극 단자가 제4 노드(N4)로부터 전기적으로 분리된다.
제어부(140)는, 복수의 배터리(BB1~BBn) 중에서 어느 하나(BBj)가 제2 밸런싱 대상이 결정된 경우, 제2 명령을 생성한다. 제2 명령은, 스위치(SPBj)를 턴 온시키기 위한 신호(예, 일정 레벨 이상의 전압) 및 스위치(SNBj)를 턴 온시키기 위한 신호를 포함할 수 있다.
또는, 제어부(140)는, 복수의 배터리(BB1~BBn) 중에서 둘 이상(BBj ~ BBg)(g > j)이 제2 밸런싱 대상으로 결정된 경우, 제2 명령을 생성한다. 제2 명령은, 스위치(SPBj)를 턴 온시키기 위한 신호(예, 일정 레벨 이상의 전압) 및 스위치(SNBg)를 턴 온시키기 위한 신호를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 위한 각 선택부의 상세 구성을 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 검출부(110), 제1 저항 소자(R1), 제2 저항 소자(R2), 저항 조절부(130) 및 제어부(140)의 도시를 도 2로부터 생략하였다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 선택부(121)는, 복수의 스위치(SA1~SAm+1)를 포함한다.
u가 홀수인 경우, 스위치(SAu)의 일단은, 배터리(BAu)의 양극 단자에 연결된다. 스위치(SAu)의 타단은, 제1 노드(N1)에 연결된다. 스위치(SAu)가 턴 온되면, 배터리(BAu)의 양극 단자는 스위치(SAu)를 통해 제1 노드(N1)에 전기적으로 연결된다. 반대로, 스위치(SAu)가 턴 오프되면, 배터리(BAu)의 양극 단자가 제1 노드(N1)로부터 전기적으로 분리된다.
u가 짝수인 경우, 스위치(SAu)의 일단은, 배터리(BAu)의 음극 단자에 연결된다. 스위치(SAu)의 타단은, 제2 노드(N2)에 연결된다. 스위치(SAu)가 턴 온되면, 배터리(BAu)의 음극 단자는 스위치(SAu)를 통해 제2 노드(N2)에 전기적으로 연결된다. 반대로, 스위치(SAu)가 턴 오프되면, 배터리(BAu)의 음극 단자가 제2 노드(N2)로부터 전기적으로 분리된다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상이 결정된 경우, 제1 명령을 생성한다. 제1 명령은, 스위치(SAi)를 턴 온시키기 위한 신호(예, 일정 레벨 이상의 전압) 및 스위치(SAi+1)를 턴 온시키기 위한 신호를 포함할 수 있다.
제2 선택부(122)는, 복수의 스위치(SB1~SBn+1)를 포함한다.
u가 홀수인 경우, 스위치(SBu)의 일단은, 배터리(BBu)의 양극 단자에 연결된다. 스위치(SBu)의 타단은, 제3 노드(N3)에 연결된다. 스위치(SBu)가 턴 온되면, 배터리(BBu)의 양극 단자는 스위치(SBu)를 통해 제3 노드(N3)에 전기적으로 연결된다. 반대로, 스위치(SBu)가 턴 오프되면, 배터리(BBu)의 양극 단자가 제3 노드(N3)로부터 전기적으로 분리된다.
u가 짝수인 경우, 스위치(SBu)의 일단은, 배터리(BBu)의 음극 단자에 연결된다. 스위치(SBu)의 타단은, 제4 노드(N4)에 연결된다. 스위치(SBu)가 턴 온되면, 배터리(BBu)의 음극 단자는 스위치(SBu)를 통해 제4 노드(N4)에 전기적으로 연결된다. 반대로, 스위치(SBu)가 턴 오프되면, 배터리(BBu)의 음극 단자가 제4 노드(N4)로부터 전기적으로 분리된다.
제어부(140)는, 제2 밸런싱 대상이 결정된 경우, 제2 명령을 생성한다. 제2 명령은, 스위치(SBj)를 턴 온시키기 위한 신호(예, 일정 레벨 이상의 전압) 및 스위치(SBj+1)를 턴 온시키기 위한 신호를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 위한 저항 조절부(130)의 상세 구성을 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 검출부(110), 제1 선택부(121), 제2 선택부(122) 및 제어부(140)의 도시를 도 2로부터 생략하였다. 제1 저항 소자(R1)의 저항(resistance)이 제2 저항 소자(R2)의 저항보다 높다고 가정한다.
제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치는, 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 제1 선택부(121)를 포함할 수 있다. 제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치는, 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 제2 선택부(122)를 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 저항 조절부(130)는, 제1 스위치(SX1), 제2 스위치(SX2) 및 제3 스위치(SX3)를 포함한다.
제1 저항 소자(R1)의 일단은, 제1 노드(N1)에 연결된다. 제2 저항 소자(R2)의 일단은, 제2 노드(N2)에 연결될 수 있다. 제2 저항 소자(R2)의 일단은, 제3 노드(N3)에 더 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 노드(N1)는 제3 노드(N3)에 연결되고, 제2 노드(N2)는 제4 노드(N4)에 각각 연결될 수 있다.
제1 스위치(SX1)는, 제1 저항 소자(R1)의 타단과 제2 노드(N2)의 사이에 연결된다. 제1 스위치(SX1)의 턴 온 시, 제1 저항 소자(R1)는 제1 스위치(SX1)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결된다. 제1 스위치(SX1)의 턴 온 시, 제1 저항 소자(R1)는 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에도 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 스위치(SX2)는, 제2 저항 소자(R2)의 타단과 제1 노드(N1)의 사이에 연결된다. 제2 스위치(SX2)의 턴 온 시, 제2 저항 소자(R2)는 제2 스위치(SX2)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결된다. 제2 스위치(SX2)의 턴 온 시, 제2 저항 소자(R2)는 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에도 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 스위치(SX3)는, 제1 저항 소자(R1)의 타단과 제2 저항 소자(R2)의 타단의 사이에 연결된다.
제3 스위치(SX3)는 턴 오프되어 있으면서 제1 스위치(SX1) 및 제2 스위치(SX2)가 함께 턴 온되어 있는 동안, 제1 저항 소자(R1)와 제2 저항 소자(R2)의 병렬 회로가 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결된다. 상기 병렬 회로는, 제1 저항 소자(R1)가 제2 저항 소자(R2)에 전기적으로 병렬 연결된 회로를 의미한다.
제3 스위치(SX3)는 턴 온되어 있으면서 제1 스위치(SX1) 및 제2 스위치(SX2)가 함께 턴 오프되어 있는 동안, 제1 저항 소자(R1)와 제2 저항 소자(R2)의 직렬 회로가 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이 및 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 각각 전기적으로 연결된다. 상기 직렬 회로는, 제1 저항 소자(R1)가 제2 저항 소자(R2)에 전기적으로 직렬 연결된 회로를 의미한다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상이 결정되는 경우, 제1 밸런싱 대상의 전압과 기준 전압 간의 제1 전압차를 기초로, 제1 스위치(SX1), 제2 스위치(SX2) 및 제3 스위치(SX3) 각각의 온오프를 제어하도록 구성된다. 제1 밸런싱 대상이 둘 이상의 배터리를 포함하는 경우, 제1 밸런싱 대상의 전압은 제1 밸런싱 대상에 포함된 각 배터리의 전압의 합을 의미한다.
제어부(140)는, 제1 전압차가 제1 임계 전압 이상이고 제2 임계 전압 미만인 경우, 제1 저항 소자(R1)가 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제1 스위치(SX1)를 턴 온키시고, 제2 스위치(SX2) 및 제3 스위치(SX3)는 턴 오프시킨다.
제어부(140)는, 제1 전압차가 제2 임계 전압 이상이고 제3 임계 전압 미만인 경우, 제2 저항 소자(R2)가 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제2 스위치(SX2)를 턴 온시키고, 제1 스위치(SX1) 및 제3 스위치(SX3)는 턴 오프시킨다.
제어부(140)는, 제1 전압차가 제3 임계 전압 이상인 경우, 제7 명령 또는 제8 명령을 생성한다. 제1 스위치(SX1) 및 제2 스위치(SX2)는, 제7 명령 또는 제8 명령에 응답하여, 턴 온된다. 반면, 제3 스위치(SX3)는, 제7 명령 또는 제8 명령에 응답하여, 턴 오프된다. 이에 따라, 상기 병렬 회로는, 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결된다.
제어부(140)는, 제1 전압차가 제1 임계 전압 미만인 경우, 상기 직렬 회로가 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제1 스위치(SX1) 및 제2 스위치(SX2)를 턴 오프시키고, 제3 스위치(SX3)는 턴 온시킨다.
즉, 제1 전압차가 클수록 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 연결되는 저항을 단계적으로 낮춤으로써, 제1 밸런싱 대상의 신속한 방전을 도모할 수 있다. 또한, 제1 전압차가 작을수록 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 연결되는 저항을 단계적으로 높임으로써, 제1 밸런싱 대상의 충전 상태를 정밀하게 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 위한 저항 조절부(130)의 상세 구성을 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 제1 저항 소자(R1)의 저항이 제2 저항 소자(R2)의 저항보다 높다고 가정한다.
제4 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치는, 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 제1 선택부(121)를 포함할 수 있다. 제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치는, 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 제2 선택부(122)를 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3 및 도 5를 참조하면, 저항 조절부(130)는, 제1 스위치(SY1) 및 제2 스위치(SY2)를 포함한다. 저항 조절부(130)는, 제3 스위치(SY3) 및 제4 스위치(SY4) 중 적어도 하나를 더 포함한다.
제1 저항 소자(R1)의 일단은, 제1 노드(N1)에 연결된다. 제2 저항 소자(R2)의 일단은, 제3 노드(N3)에 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 노드(N1)는 제3 스위치(SY3)를 통해 제3 노드(N3)에 연결되고, 제2 노드(N2)는 제4 스위치(SY4)를 통해 제4 노드(N4)에 연결될 수 있다.
제1 스위치(SY1)는, 제1 저항 소자(R1)의 타단과 제2 노드(N2)의 사이에 연결된다. 제1 스위치(SY1)의 턴 온 시, 제1 저항 소자(R1)는 제1 스위치(SY1)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결된다.
제2 스위치(SY2)는, 제2 저항 소자(R2)의 타단과 제4 노드(N4)의 사이에 연결될 수 있다. 제2 스위치(SY2)의 턴 온 시, 제2 저항 소자(R2)는 제2 스위치(SY2)를 통해 제3 노드(N3)와 제4 노드(N3)의 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 스위치(SY3)는, 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3)의 사이에 연결된다. 제3 스위치(SY3)는, 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3)를 연결하는 도전체로 대체될 수 있다.
제4 스위치(SY4)는, 제2 노드(N2)와 제4 노드(N4)의 사이에 연결된다. 제4 스위치(SY4)는, 제2 노드(N2)와 제4 노드(N4)를 연결하는 도전체로 대체될 수 있다. 이 경우, 제2 스위치(SY2)는, 제2 저항 소자(R2)의 타단과 제2 노드(N2)의 사이에 연결된다고 할 수 있다.
제1 스위치(SY1), 제2 스위치(SY2), 제3 스위치(SY3) 및 제4 스위치(SY4)가 함께 턴 온되어 있는 동안, 제1 저항 소자(R1)와 제2 저항 소자(R2)의 병렬 회로가 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이 및 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결된다.
제1 스위치(SY1)가 턴 오프되어 있으면서 제2 스위치(SY2), 제3 스위치(SY3) 및 제4 스위치(SY4)는 턴 온되어 있는 동안, 제2 저항 소자(R2)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이 및 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결된다.
제2 스위치(SY2)가 턴 오프되어 있으면서 제1 스위치(SY1), 제3 스위치(SY3) 및 제4 스위치(SY4)는 턴 온되어 있는 동안, 제1 저항 소자(R1)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이 및 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결된다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상이 결정되는 경우, 제1 밸런싱 대상의 전압과 기준 전압 간의 제1 전압차를 기초로, 제1 스위치(SY1), 제2 스위치(SY2), 제3 스위치(SY3) 및 제4 스위치(SY4) 각각의 온오프를 제어하도록 구성된다.
제어부(140)는, 제1 전압차가 제1 임계 전압 이상이고 제2 임계 전압 미만인 경우, 제1 저항 소자(R1)가 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제1 스위치(SY1)를 턴 온시키고, 제2 스위치(SY2), 제3 스위치(SY3) 및 제4 스위치(SY4) 중 적어도 하나를 턴 오프시킨다.
제어부(140)는, 제1 전압차가 제2 임계 전압 이상이고 제3 임계 전압 미만인 경우, 제2 저항 소자(R2)가 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제2 스위치(SY2), 제3 스위치(SY3) 및 제4 스위치(SY4)를 턴 온시키고, 제1 스위치(SY1)는 턴 오프시킨다.
제어부(140)는, 제1 전압차가 제3 임계 전압 이상인 경우, 상기 병렬 회로가 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제1 스위치(SY1), 제2 스위치(SY2), 제3 스위치(SY3) 및 제4 스위치(SY4)를 턴 온시킨다.
즉, 제1 전압차가 클수록 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 연결되는 저항을 단계적으로 낮춤으로써, 제1 밸런싱 대상의 신속한 방전을 도모할 수 있다. 또한, 제1 전압차가 작을수록 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 연결되는 저항을 단계적으로 높임으로써, 제1 밸런싱 대상의 충전 상태를 정밀하게 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 위한 저항 조절부(130)의 상세 구성을 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 제1 저항 소자(R1)의 저항이 제2 저항 소자(R2)의 저항보다 높다고 가정한다.
제5 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치는, 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 제1 선택부(121)를 포함할 수 있다. 제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치는, 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 제2 선택부(122)를 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3 및 도 6을 참조하면, 저항 조절부(130)는, 제1 스위치(SZ1) 및 제2 스위치(SZ2)를 포함한다. 저항 조절부(130)는, 제3 스위치(SZ3) 및 제4 스위치(SZ4) 중 적어도 하나를 더 포함한다. 저항 조절부(130)는, 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6) 중 적어도 하나를 더 포함한다.
제1 저항 소자(R1)의 일단은, 제1 노드(N1)에 연결된다. 제2 저항 소자(R2)의 일단은, 제3 노드(N3)에 연결될 수 있다.
제1 스위치(SZ1)는, 제1 저항 소자(R1)의 타단과 제2 노드(N2)의 사이에 연결된다. 제1 스위치(SZ1)의 턴 온 시, 제1 저항 소자(R1)는 제1 스위치(SZ1)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결된다.
제2 스위치(SZ2)는, 제2 저항 소자(R2)의 타단과 제4 노드(N4)의 사이에 연결될 수 있다. 제2 스위치(SZ2)의 턴 온 시, 제2 저항 소자(R2)는 제2 스위치(SZ2)를 통해 제3 노드(N3)와 제4 노드(N3)의 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 스위치(SZ3)는, 제1 저항 소자(R1)의 일단과 제2 저항 소자(R2)의 일단의 사이에 연결된다. 제4 스위치(SZ4)는, 제2 노드(N2)와 제2 저항 소자(R2)의 타단의 사이에 연결된다. 제3 스위치(SZ3)는, 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3)를 연결하는 도전체로 대체될 수 있다. 또는, 제4 스위치(SZ4)는, 제2 노드(N2)와 제2 저항 소자(R2)의 타단을 연결하는 도전체로 대체될 수 있다.
제5 스위치(SZ5)는, 제1 저항 소자(R1)의 타단과 제2 저항 소자(R2)의 일단의 사이에 연결된다. 제6 스위치(SZ6)는, 제1 저항 소자(R1)의 일단과 제4 노드(N4)의 사이에 연결된다. 제5 스위치(SZ5)는, 제1 저항 소자(R1)의 타단과 제2 저항 소자(R2)의 일단을 연결하는 도전체로 대체될 수 있다. 또는, 제6 스위치(SZ6)는, 제1 저항 소자(R1)의 일단과 제4 노드(N4)를 연결하는 도전체로 대체될 수 있다.
제1 스위치(SZ1) 및 제2 스위치(SZ2)가 턴 오프되어 있으면서 제3 스위치(SZ3), 제4 스위치(SZ4), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6)가 함께 턴 온되어 있는 동안, 제2 저항 소자(R2)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되는 반면 제1 저항 소자(R1)는 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 제2 저항 소자(R2)는 제1 밸런싱 대상에 저장된 전기 에너지를 소모하는 동시에, 제1 저항 소자(R1)는 제2 밸런싱 대상에 저장된 전기 에너지를 소모하게 된다.
제1 스위치(SZ1), 제3 스위치(SZ3) 및 제4 스위치(SZ4)가 턴 온되어 있으면서 제2 스위치(SZ2), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6)가 턴 오프되어 있는 동안, 제1 저항 소자(R1)와 제2 저항 소자(R2)의 병렬 회로가 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 상기 병렬 회로는, 제1 밸런싱 대상에 저장된 전기 에너지를 소모하게 된다.
제1 스위치(SZ1), 제3 스위치(SZ3) 및 제4 스위치(SZ4)가 턴 오프되어 있으면서 제2 스위치(SZ2), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6)가 턴 온되어 있는 동안, 제1 저항 소자(R1)와 제2 저항 소자(R2)의 병렬 회로가 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 상기 병렬 회로는, 제2 밸런싱 대상에 저장된 전기 에너지를 소모하게 된다.
제1 스위치(SZ1), 제2 스위치(SZ2), 제3 스위치(SZ3) 및 제6 스위치(SZ6)가 턴 오프되어 있으면서 제4 스위치(SZ4) 및 제5 스위치(SZ5)가 턴 온되어 있는 동안, 제1 저항 소자(R1)와 제2 저항 소자(R2)의 직렬 회로가 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 상기 직렬 회로는, 제1 밸런싱 대상에 저장된 전기 에너지를 소모하게 된다.
제2 스위치(SZ2), 제3 스위치(SZ3) 및 제6 스위치(SZ6)가 턴 오프되어 있으면서 제1 스위치(SZ1) 제4 스위치(SZ4) 및 제6 스위치(SZ6)가 턴 온되어 있는 동안, 제1 저항 소자(R1)와 제2 저항 소자(R2)의 직렬 회로가 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 상기 직렬 회로는, 제2 밸런싱 대상에 저장된 전기 에너지를 소모하게 된다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상이 결정되어 있는 경우, 제1 밸런싱 대상의 전압과 기준 전압 간의 제1 전압차를 기초로, 제1 스위치(SZ1), 제2 스위치(SZ2), 제3 스위치(SZ3), 제4 스위치(SZ4), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6) 각각의 온오프를 제어하도록 구성된다.
제어부(140)는, 제1 전압차가 제1 임계 전압 이상이고 제2 임계 전압 미만인 경우, 제1 저항 소자(R1)가 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제1 스위치(SZ1)는 턴 온시키고, 제2 스위치(SZ2), 제3 스위치(SZ3), 제4 스위치(SZ4), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6) 중 적어도 하나는 턴 오프시킨다.
제어부(140)는, 제1 전압차가 제2 임계 전압 이상이고 제3 임계 전압 미만인 경우, 제2 저항 소자(R2)가 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제3 스위치(SZ3) 및 제4 스위치(SZ4)를 턴 온시키고, 제1 스위치(SZ1), 제2 스위치(SZ2), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6) 중 적어도 하나는 턴 오프시킨다.
제어부(140)는, 제1 전압차가 제3 임계 전압 이상인 경우, 상기 병렬 회로가 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제1 스위치(SZ1), 제3 스위치(SZ3) 및 제4 스위치(SZ4)를 턴 온시키고, 제2 스위치(SZ2), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6) 중 적어도 하나는 턴 오프시킨다.
제어부(140)는, 제1 전압차가 제1 임계 전압 미만인 경우, 상기 직렬 회로가 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제4 스위치(SZ4) 및 제5 스위치(SZ5)를 턴 온시키고, 제1 스위치(SZ1), 제2 스위치(SZ2), 제3 스위치(SZ3) 및 제6 스위치(SZ6) 중 적어도 하나는 턴 오프시킨다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상 및 제2 밸런싱 대상이 결정되어 있는 경우, 제1 밸런싱 대상의 전압과 제2 밸런싱 대상의 전압을 기초로, 제1 스위치(SZ1), 제2 스위치(SZ2), 제3 스위치(SZ3), 제4 스위치(SZ4), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6) 각각의 온오프를 제어하도록 구성된다. 제1 밸런싱 대상이 둘 이상의 배터리를 포함하는 경우, 제1 밸런싱 대상의 전압은 제1 밸런싱 대상에 포함된 각 배터리의 전압의 합을 의미한다. 제2 밸런싱 대상이 둘 이상의 배터리를 포함하는 경우, 제2 밸런싱 대상의 전압은 제2 밸런싱 대상에 포함된 각 배터리의 전압의 합을 의미한다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상의 전압이 제2 밸런싱 대상의 전압보다 낮고 제1 밸런싱 대상과 제2 밸런싱 대상의 전압차가 제4 임계 전압 이상이고 제5 임계 전압 미만인 경우, 제1 스위치(SZ1) 및 제2 스위치(SZ2)를 턴 온시키고, 제3 스위치(SZ3), 제4 스위치(SZ4), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6) 중 적어도 하나는 턴 오프시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 저항 소자(R1)는, 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결된다. 또한, 제2 저항 소자(R2)는, 저항 조절부(130)를 통해 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결된다.
제4 임계 전압은, 제1 임계 전압 또는 제2 임계 전압과 동일할 수 있다. 제5 임계 전압은, 제3 임계 전압과 동일할 수 있다. 물론, 제4 임계 전압과 제5 임계 전압은 제1 내지 제3 임계 전압과는 상이하게 미리 정해진 것일 수도 있다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상의 전압이 제2 밸런싱 대상의 전압보다 높고 제1 밸런싱 대상과 제2 밸런싱 대상의 전압차가 제4 임계 전압 이상이고 제5 임계 전압 미만인 경우, 제3 스위치(SZ3), 제4 스위치(SZ4), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6)를 턴 온시키고, 제1 스위치(SZ1) 및 제2 스위치(SZ2)는 턴 오프시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 저항 소자(R1)는, 저항 조절부(130)를 통해 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결된다. 또한, 제2 저항 소자(R2)는, 저항 조절부(130)를 통해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결된다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상의 전압이 제2 밸런싱 대상의 전압보다 낮고 제1 밸런싱 대상과 제2 밸런싱 대상의 전압차가 제4 임계 전압 미만인 경우, 상기 직렬 회로가 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제1 스위치(SZ1), 제4 스위치(SZ4) 및 제6 스위치(SZ6)를 턴 온시키고, 제2 스위치(SZ2), 제3 스위치(SZ3) 및 제5 스위치(SZ5) 중 적어도 하나는 턴 오프시킬 수 있다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상의 전압이 제2 밸런싱 대상의 전압보다 높고 제1 밸런싱 대상과 제2 밸런싱 대상의 전압차가 제4 임계 전압 미만인 경우, 상기 직렬 회로가 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제4 스위치(SZ4) 및 제5 스위치(SZ5)를 턴 온시키고, 제1 스위치(SZ1), 제2 스위치(SZ2), 제3 스위치(SZ3) 및 제6 스위치(SZ6) 중 적어도 하나는 턴 오프시킨다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상의 전압이 제2 밸런싱 대상의 전압보다 낮고 제1 밸런싱 대상과 제2 밸런싱 대상의 전압차가 제5 임계 전압 이상인 경우, 상기 병렬 회로가 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제2 스위치(SZ2), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6)를 턴 온시키고, 제1 스위치(SZ1), 제3 스위치(SZ3) 및 제4 스위치(SZ4) 중 적어도 하나는 턴 오프시킨다.
제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상의 전압이 제2 밸런싱 대상의 전압보다 높고 제1 밸런싱 대상과 제2 밸런싱 대상의 전압차가 제5 임계 전압 이상인 경우, 상기 병렬 회로가 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 전기적으로 연결되도록, 제1 스위치(SZ1), 제3 스위치(SZ3) 및 제4 스위치(SZ4)를 턴 온시키고, 제2 스위치(SZ2), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6) 중 적어도 하나는 턴 오프시킨다.
대안적으로, 제어부(140)는, 제1 밸런싱 대상의 전압이 제2 밸런싱 대상의 전압보다 높고 제1 밸런싱 대상과 제2 밸런싱 대상의 전압차가 제5 임계 전압 이상인 경우, 제1 스위치(SZ1), 제2 스위치(SZ2), 제5 스위치(SZ5) 및 제6 스위치(SZ6)를 턴 온시키고, 제3 스위치(SZ3) 및 제4 스위치(SZ4) 중 적어도 하나는 턴 오프시킬 수도 있다. 이에 따라, 제3 스위치(SZ3) 및 제4 스위치(SZ4) 중 적어도 하나가 고장(예, 닫힘 불가)이더라도, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 사이에 상기 병렬 회로를 전기적으로 연결하는 것이 가능하다.
도 2 내지 도 6을 참조하여 전술한 제1 선택부(121), 제2 선택부(122) 및 저항 조절부(130)에 포함되는 각 스위치는, MOSFET 등과 같이 전기적 신호를 이용하여 제어 가능한 공지의 스위칭 소자일 수 있고, 신호 라인을 통해 제어부(140)에 동작 가능하게 결합된다. 각 스위치는, 제어부(140)에 의해 출력되는 제1 제어 전압(예, 3V)에 응답하여, 턴 온될 수 있다. 각 스위치는, 제어부(140)에 의해 출력되는 제2 제어 전압(예, 0V)에 응답하여, 턴 온될 수 있다. 제2 제어 전압이 출력된다는 것은, 제1 제어 전압의 출력이 중단된다는 것을 의미할 수 있다. 제어부(140)가 특정 스위치를 턴 온시킨다는 것은, 특정 스위치에게 제1 제어 전압을 출력한다는 것을 의미할 수 있다. 제어부(140)가 특정 스위치를 턴 오프시킨다는 것은, 특정 스위치에게 제1 제어 전압의 출력을 중단하거나 제2 제어 신호를 출력한다는 것을 의미할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
10: 배터리팩
21, 21: 배터리 그룹
R1, R2: 저항 소자
100: 배터리 밸런싱 장치
110: 검추부
121, 122: 선택부
130: 저항 조절부
140: 제어부

Claims (15)

  1. 제1 배터리 그룹에 포함되는 복수의 배터리 각각의 전압을 나타내는 제1 전압 신호를 출력하도록 구성되는 검출부;
    상기 제1 배터리 그룹에 포함되는 상기 복수의 배터리 각각의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 제1 노드 및 제2 노드에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는 제1 선택부;
    제1 저항 소자 및 제2 저항 소자;
    상기 제1 저항 소자, 상기 제2 저항 소자, 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 직렬 회로 및 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 병렬 회로 중 어느 하나를 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는 저항 조절부; 및
    상기 제1 전압 신호를 기초로, 상기 제1 배터리 그룹에 포함된 상기 복수의 배터리 중 적어도 하나를 제1 밸런싱 대상으로서 결정 시, 제1 명령을 출력하도록 구성되는 제어부를 포함하되,
    상기 제1 선택부는, 상기 제1 명령에 응답하여, 상기 제1 밸런싱 대상의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드에 전기적으로 연결하도록 구성되고,
    상기 제어부는, 상기 제1 밸런싱 대상의 전압과 기준 전압 간의 제1 전압차를 기초로, 상기 저항 조절부를 제어하도록 구성되고,
    상기 제1 저항 소자의 일단은 상기 제1 노드에 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 저항 소자의 일단은 상기 제2 노드에 전기적으로 연결되고,
    상기 저항 조절부는,
    상기 제1 저항 소자의 타단과 상기 제2 노드의 사이에 연결되는 제1 스위치;
    상기 제2 저항 소자의 타단과 상기 제1 노드의 사이에 연결되는 제2 스위치; 및
    상기 제1 저항 소자의 타단과 상기 제2 저항 소자의 타단의 사이에 연결되는 제3 스위치를 포함하는, 배터리 밸런싱 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 제1 임계 전압 이상이고 제2 임계 전압 미만 경우, 상기 제1 저항 소자가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치를 턴 온시키고, 상기 제2 스위치 및 제3 스위치는 턴 오프시키도록 구성되는, 배터리 밸런싱 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 저항 소자의 저항은 상기 제2 저항 소자의 저항보다 높고,
    상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 제2 임계 전압 이상이고 제3 임계 전압 미만인 경우, 상기 제2 저항 소자가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치는 턴 오프시키고, 상기 제2 스위치는 턴 온시키도록 구성되는, 배터리 밸런싱 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 제3 임계 전압 이상인 경우, 상기 병렬 회로가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 턴 온시키고, 상기 제3 스위치는 턴 오프시키도록 구성되는, 배터리 밸런싱 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 제1 임계 전압 미만인 경우, 상기 직렬 회로가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 턴 오프시키고, 상기 제3 스위치는 턴 온시키도록 구성되는, 배터리 밸런싱 장치.
  7. 제1 배터리 그룹에 포함되는 복수의 배터리 각각의 전압을 나타내는 제1 전압 신호를 출력하도록 구성되는 검출부;
    상기 제1 배터리 그룹에 포함되는 상기 복수의 배터리 각각의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 제1 노드 및 제2 노드에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는 제1 선택부;
    제1 저항 소자 및 제2 저항 소자;
    상기 제1 저항 소자, 상기 제2 저항 소자, 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 직렬 회로 및 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 병렬 회로 중 어느 하나를 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는 저항 조절부; 및
    상기 제1 전압 신호를 기초로, 상기 제1 배터리 그룹에 포함된 상기 복수의 배터리 중 적어도 하나를 제1 밸런싱 대상으로서 결정 시, 제1 명령을 출력하도록 구성되는 제어부를 포함하되,
    상기 제1 선택부는, 상기 제1 명령에 응답하여, 상기 제1 밸런싱 대상의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드에 전기적으로 연결하도록 구성되고,
    상기 제어부는, 상기 제1 밸런싱 대상의 전압과 기준 전압 간의 제1 전압차를 기초로, 상기 저항 조절부를 제어하도록 구성되고, 상기 저항 조절부는,
    상기 제1 저항 소자의 타단과 상기 제2 노드의 사이에 연결되는 제1 스위치;
    상기 제2 저항 소자의 타단과 상기 제2 노드의 사이에 연결되는 제2 스위치; 및
    상기 제2 저항 소자의 일단과 상기 제1 노드의 사이에 연결되는 제3 스위치를 포함하는, 배터리 밸런싱 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 제1 임계 전압 이상이고 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 저항 소자가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치를 턴 온시키고, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치 중 적어도 하나를 턴 오프시키도록 구성되는, 배터리 밸런싱 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 저항 소자의 저항은 상기 제2 저항 소자의 저항보다 높고,
    상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 상기 제2 임계 전압 이상이고 제3 임계 전압 미만 경우, 상기 제2 저항 소자가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴 온시키고, 상기 제1 스위치를 턴 오프시키도록 구성되는, 배터리 밸런싱 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 전압차가 상기 제3 임계 전압 이상인 경우, 상기 병렬 회로가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴 온시키도록 구성되는, 배터리 밸런싱 장치.
  11. 제1 배터리 그룹에 포함되는 복수의 배터리 각각의 전압을 나타내는 제1 전압 신호를 출력하도록 구성되는 검출부;
    상기 제1 배터리 그룹에 포함되는 상기 복수의 배터리 각각의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 제1 노드 및 제2 노드에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는 제1 선택부;
    제1 저항 소자 및 제2 저항 소자;
    상기 제1 저항 소자, 상기 제2 저항 소자, 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 직렬 회로 및 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 병렬 회로 중 어느 하나를 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는 저항 조절부; 및
    상기 제1 전압 신호를 기초로, 상기 제1 배터리 그룹에 포함된 상기 복수의 배터리 중 적어도 하나를 제1 밸런싱 대상으로서 결정 시, 제1 명령을 출력하도록 구성되는 제어부를 포함하되,
    상기 제1 선택부는, 상기 제1 명령에 응답하여, 상기 제1 밸런싱 대상의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드에 전기적으로 연결하도록 구성되고,
    상기 제어부는, 상기 제1 밸런싱 대상의 전압과 기준 전압 간의 제1 전압차를 기초로, 상기 저항 조절부를 제어하도록 구성되고,
    제2 배터리 그룹에 포함되는 복수의 배터리 각각의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 제3 노드 및 제4 노드에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는 제2 선택부를 더 포함하고,
    상기 검출부는, 상기 제2 배터리 그룹에 포함되는 상기 복수의 배터리 각각의 전압을 나타내는 제2 전압 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 저항 조절부는, 상기 제1 저항 소자, 상기 제2 저항 소자, 상기 병렬 회로 및 상기 직렬 회로 중 어느 하나를 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이 또는 상기 제3 노드와 상기 제4 노드의 사이에 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되고,
    상기 제어부는, 상기 제1 전압 신호 및 상기 제2 전압 신호를 기초로, 상기 제2 배터리 그룹에 포함된 상기 복수의 배터리 중 적어도 하나를 제2 밸런싱 대상으로서 더 결정 시, 제2 명령을 더 출력하도록 구성되고,
    상기 제2 선택부는, 상기 제2 명령에 응답하여, 상기 제2 밸런싱 대상의 양극 단자 및 음극 단자를 각각 상기 제3 노드 및 상기 제4 노드에 전기적으로 연결하도록 구성되는, 배터리 밸런싱 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 저항 소자의 일단은, 상기 제1 노드에 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 저항 소자의 일단은, 상기 제3 노드에 전기적으로 연결되고,
    상기 저항 조절부는,
    상기 제1 저항 소자의 타단과 상기 제2 노드의 사이에 연결되는 제1 스위치;
    상기 제2 저항 소자의 타단과 상기 제4 노드의 사이에 연결되는 제2 스위치;
    상기 제2 저항 소자의 일단과 상기 제1 노드의 사이에 연결되는 제3 스위치;
    상기 제2 저항 소자의 타단과 상기 제2 노드의 사이에 연결되는 제4 스위치;
    상기 제1 저항 소자의 타단과 상기 제2 저항 소자의 일단의 사이에 연결되는 제5 스위치; 및
    상기 제1 노드와 상기 제4 노드의 사이에 연결되는 제6 스위치를 포함하는, 배터리 밸런싱 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 저항 소자의 저항은 상기 제2 저항 소자의 저항보다 높고,
    상기 제어부는, 상기 제1 밸런싱 대상의 전압이 상기 제2 밸런싱 대상의 전압보다 낮은 경우,
    상기 제1 저항 소자가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되고 상기 제2 저항 소자가 상기 제3 노드와 상기 제4 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 턴 온시키도록 구성되는, 배터리 밸런싱 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 저항 소자의 저항은 상기 제2 저항 소자의 저항보다 높고,
    상기 제어부는, 상기 제1 밸런싱 대상의 전압이 상기 제2 밸런싱 대상의 전압보다 높은 경우,
    상기 제2 저항 소자가 상기 제1 노드와 상기 제2 노드의 사이에 전기적으로 연결되고 상기 제1 저항 소자가 상기 제3 노드와 상기 제4 노드의 사이에 전기적으로 연결되도록, 상기 제3 스위치, 상기 제4 스위치, 상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치를 턴 온시키도록 구성되는, 배터리 밸런싱 장치.
  15. 제1항, 제3항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 밸런싱 장치를 포함하는, 배터리팩.
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