KR102392376B1 - 배터리 시스템 - Google Patents

배터리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102392376B1
KR102392376B1 KR1020150117343A KR20150117343A KR102392376B1 KR 102392376 B1 KR102392376 B1 KR 102392376B1 KR 1020150117343 A KR1020150117343 A KR 1020150117343A KR 20150117343 A KR20150117343 A KR 20150117343A KR 102392376 B1 KR102392376 B1 KR 102392376B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery pack
current
battery
pack
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020150117343A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170022416A (ko
Inventor
최종록
박정건
김준영
손철기
김화수
박수준
김동락
유광민
도현준
송인섭
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020150117343A priority Critical patent/KR102392376B1/ko
Priority to US15/230,783 priority patent/US10141551B2/en
Priority to CN202210684671.9A priority patent/CN115208005A/zh
Priority to CN201610702237.3A priority patent/CN106469931A/zh
Publication of KR20170022416A publication Critical patent/KR20170022416A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102392376B1 publication Critical patent/KR102392376B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304—Overcurrent protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306—Overdischarge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/342—The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00711—Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

제1 배터리 팩, 제2 배터리 팩, 양방향 전력 변환부, 및 전류 제어부를 포함하는 배터리 시스템이 제공된다. 상기 제1 배터리 팩은 적어도 하나의 제1 배터리 셀을 포함한다. 상기 제2 배터리 팩은 상기 제1 배터리 팩에 병렬로 접속하고, 적어도 하나의 제2 배터리 셀을 포함한다. 상기 양방향 전력 변환부는 상기 제1 배터리 팩과 상기 제2 배터리 팩 사이에서 전력을 변환한다. 상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태를 기초로 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 설정하고, 상기 제1 배터리 팩이 상기 방전 전류 제한치 이하의 방전 전류를 출력하도록 상기 양방향 전력 변환부를 제어하도록 구성된다.

Description

배터리 시스템{Battery system}
본 발명은 서로 다른 종류의 배터리 팩들을 포함하는 배터리 시스템에 관한 것이다.
배터리 시스템이 다양한 분야에서 사용되면서, 배터리 시스템의 구성도 다양해지고 있다. 전력 소모량이 크게 변하는 동적 부하에 전력을 공급하기 위해서, 고용량 특성을 갖는 고용량 배터리와 고출력 특성을 갖는 고출력 배터리를 포함하는 하이브리드 형태의 배터리 시스템이 필요하다. 고용량 배터리가 동적 부하에 큰 전류를 출력할 경우, 고용량 배터리는 표준 용량을 다 사용하지 못하게 되는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는 서로 다른 종류의 배터리 팩들을 포함하는 배터리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 배터리 시스템은 제1 배터리 팩, 제2 배터리 팩, 양방향 전력 변환부, 및 전류 제어부를 포함한다. 상기 제1 배터리 팩은 적어도 하나의 제1 배터리 셀을 포함한다. 상기 제2 배터리 팩은 상기 제1 배터리 팩에 병렬로 접속하고, 적어도 하나의 제2 배터리 셀을 포함한다. 상기 양방향 전력 변환부는 상기 제1 배터리 팩과 상기 제2 배터리 팩 사이에서 전력을 변환한다. 상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태를 기초로 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 설정하고, 상기 제1 배터리 팩이 상기 방전 전류 제한치 이하의 방전 전류를 출력하도록 상기 양방향 전력 변환부를 제어하도록 구성된다.
상기 배터리 시스템의 일 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀은 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀의 용량(capacity)보다 큰 용량을 갖는 고용량 배터리 셀일 수 있다. 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀은 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀의 최대 방전율(maximum discharge rate)보다 큰 최대 방전율을 갖는 고출력 배터리 셀일 수 있다.
상기 배터리 시스템의 다른 예에 따르면, 상기 배터리 시스템은 부하가 접속되는 출력 단자를 더 포함할 수 있다. 상기 양방향 전력 변환부는 상기 제2 배터리 팩에 접속되는 제1 단자 및 상기 출력 단자와 상기 제1 배터리 팩에 접속되는 제2 단자를 가지며, 상기 제2 배터리 팩에 저장된 전력을 상기 부하에 출력하거나, 상기 제1 배터리 팩에 저장된 전력을 상기 제2 배터리 팩에 출력할 수 있다.
상기 배터리 시스템의 또 다른 예에 따르면, 상기 배터리 시스템은 부하가 접속되는 출력 단자를 더 포함할 수 있다. 상기 양방향 전력 변환부는 상기 제1 배터리 팩에 접속되는 제1 단자 및 상기 출력 단자와 상기 제2 배터리 팩에 접속되는 제2 단자를 가지며, 상기 제1 배터리 팩에 저장된 전력을 상기 제2 배터리 팩과 상기 부하 중 적어도 하나에 출력할 수 있다.
상기 배터리 시스템의 또 다른 예에 따르면, 상기 제1 배터리 팩은 상기 제1 배터리 팩의 팩 전압과 팩 전류를 감지하고, 상기 제1 배터리 팩의 팩 전압과 팩 전류를 기초로 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태를 결정하고 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태를 상기 전류 제어부로 송신하도록 구성되는 제1 배터리 관리부를 포함할 수 있다.
상기 배터리 시스템의 또 다른 예에 따르면, 상기 제2 배터리 팩은 상기 제2 배터리 팩의 팩 전압과 팩 전류를 감지하고, 상기 제2 배터리 팩의 팩 전압과 팩 전류를 기초로 상기 제2 배터리 팩의 충전 상태를 결정하고 상기 제2 배터리 팩의 충전 상태를 상기 전류 제어부로 송신하도록 구성되는 제2 배터리 관리부를 포함할 수 있다.
상기 배터리 시스템의 또 다른 예에 따르면, 상기 전류 제어부는 상기 양방향 전력 변환부의 출력 전압의 레벨을 제어함으로써 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류를 조절하도록 구성될 수 있다.
상기 배터리 시스템의 또 다른 예에 따르면, 상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 제1 기준값 이상인 경우 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 상기 제1 배터리 팩의 최대 방전율에 대응하는 제1 전류 값으로 설정할 수 있다. 상기 제1 배터리 팩은 상기 제1 전류 값 이하의 전류를 상기 부하 및 상기 제2 배터리 팩 중 적어도 하나에 출력할 수 있다.
상기 배터리 시스템의 또 다른 예에 따르면, 상기 부하에서 소비하는 전력 중에서 상기 제1 배터리 팩의 최대 방전율에 대응하는 전력을 초과하는 부분은 상기 제2 배터리 팩으로부터 공급될 수 있다.
상기 배터리 시스템의 또 다른 예에 따르면, 상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 제2 기준값 미만인 경우 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 상기 제1 전류 값보다 작은 제2 전류 값으로 설정할 수 있다. 상기 부하에서 소비하는 전력은 상기 제2 배터리 팩으로부터 공급될 수 있다. 상기 제1 배터리 팩은 상기 제2 전류 값 이하의 전류를 상기 제2 배터리 팩에 출력함으로써 상기 제2 배터리 팩을 충전할 수 있다.
상기 배터리 시스템의 또 다른 예에 따르면, 상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 상기 제2 기준값 이상이고 상기 제1 기준값 미만인 경우 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 상기 제2 전류 값보다 크고 상기 제1 전류 값보다 작은 제3 전류 값으로 설정할 수 있다.
상기 배터리 시스템의 또 다른 예에 따르면, 상기 제3 전류 값은 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태에 따라 가변하는 값일 수 있다.
상기 배터리 시스템의 또 다른 예에 따르면, 상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 상기 제2 기준값 이상이고 상기 제1 기준값 미만인 경우 상기 부하에서 소비하는 전력 중에서 제1 전력을 초과하는 부분은 상기 제1 배터리 팩과 상기 제2 배터리 팩으로부터 공급될 수 있다. 상기 제1 전력은 상기 제2 전류 값의 전류를 방출하는 상기 제1 배터리 팩에 의해 공급될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 배터리 시스템은 부하가 접속되는 출력 단자, 제1 배터리 팩, 제2 배터리 팩, 양방향 전력 변환부, 및 전류 제어부를 포함한다. 상기 제1 배터리 팩은 상기 출력 단자에 접속하고, 적어도 하나의 제1 배터리 셀을 포함한다. 상기 제2 배터리 팩은 적어도 하나의 제2 배터리 셀을 포함한다. 상기 양방향 전력 변환부는 상기 제2 배터리 팩에 접속되는 제1 단자 및 상기 출력 단자와 상기 제1 배터리 팩에 접속되는 제2 단자를 가지며, 상기 제2 배터리 팩에 저장된 전력을 상기 부하에 출력하거나, 상기 제1 배터리 팩에 저장된 전력을 상기 제2 배터리 팩에 출력한다. 상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태를 기초로 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 설정하고, 상기 제1 배터리 팩이 상기 방전 전류 제한치 이하의 방전 전류를 출력하도록 상기 양방향 전력 변환부를 제어하도록 구성된다.
상기 배터리 시스템의 일 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀은 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀의 용량(capacity)보다 큰 용량을 갖는 고용량 배터리 셀일 수 있다. 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀은 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀의 최대 방전율(maximum discharge rate)보다 큰 최대 방전율을 갖는 고출력 배터리 셀일 수 있다.
상기 배터리 시스템의 다른 예에 따르면, 상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 제1 기준값 이상인 경우 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 상기 제1 배터리 팩의 최대 방전율에 대응하는 제1 전류 값으로 설정할 수 있다. 상기 부하에서 소비하는 전류 중에서 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 초과하는 부분은 상기 제2 배터리 팩으로부터 공급될 수 있다.
상기 배터리 시스템의 또 다른 예에 따르면, 상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 상기 제1 기준값 미만인 경우 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 상기 제1 전류 값보다 작은 제2 전류 값으로 설정할 수 있다. 상기 제2 전류 값은 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태에 따라 가변하는 값일 수 있다.
상기 배터리 시스템의 또 다른 예에 따르면, 상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값 미만인 경우 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 상기 제2 전류 값보다 작은 제3 전류 값으로 설정할 수 있다. 상기 부하에서 소비하는 전류는 상기 제2 배터리 팩으로부터 공급될 수 있다. 상기 제1 배터리 팩은 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치 이하의 방전 전류를 상기 제2 배터리 팩에 출력함으로써 상기 제2 배터리 팩을 충전할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 고용량 배터리 팩은 충전 상태가 높을 때에는 높은 방전율로 방전될 수 있지만, 충전 상태가 낮을 때에는 방전 전류 제한치가 낮게 설정된다. 고용량 배터리 팩은 충전 상태가 낮을 때에는 제한된 낮은 방전율로 방전할 수 있다. 따라서, 고용량 배터리 팩의 내부 저항에 의한 전압 강하가 작기 때문에, 만방전 상태에 도달하기 전에 과방전 전압에 도달하여 표준 용량을 모두 사용하지 못하는 문제가 해결될 수 있다. 또한, 높은 방전율로 방전하는 경우에는 사용할 수 없던 화학적 에너지를 낮은 방전율로 방전하는 경우에 사용함으로써, 고용량 배터리 팩의 전체 용량 중에서 사용할 수 없었던 용량은 감소될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 2는 다른 실시예에 따른 배터리 시스템의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 고용량 배터리 팩의 방전 특성을 개략적으로 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 배터리 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6d는 일 실시예에 따라서 배터리 시스템의 고용량 배터리 팩과 고출력 배터리 팩이 부하에 공급하는 전력을 도시하는 그래프들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 1을 참조하면, 배터리 시스템(100)은 고용량 배터리 팩(110), 고출력 배터리 팩(120), 양방향 전력 변환부(130), 전류 제어부(140) 및 외부 단자(101, 102)를 포함한다.
고용량 배터리 팩(110)은 전력을 저장하는 부분으로서, 적어도 하나의 제1 배터리 셀을 포함한다. 고용량 배터리 팩(110)은 복수의 제1 배터리 셀들을 포함할 수 있으며, 제1 배터리 셀들은 직렬로 연결되거나, 병렬로 연결되거나, 또는 직렬과 병렬의 조합으로 연결될 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)에 포함되는 제1 배터리 셀들의 개수 및 연결 방식은 고용량 배터리 팩(110)의 출력 전압 및 전력 저장 용량에 따라서 결정될 수 있다.
고출력 배터리 팩(120)은 고용량 배터리 팩(110)에 병렬로 접속하고, 적어도 하나의 제2 배터리 셀을 포함한다. 고출력 배터리 팩(120)은 복수의 제2 배터리 셀들을 포함할 수 있으며, 제2 배터리 셀들은 직렬로 연결되거나, 병렬로 연결되거나, 또는 직렬과 병렬의 조합으로 연결될 수 있다. 고출력 배터리 팩(120)에 포함되는 제2 배터리 셀들의 개수 및 연결 방식은 고출력 배터리 팩(120)의 출력 전압 및 전력 저장 용량에 따라서 결정될 수 있다.
고용량 배터리 팩(110)은 고출력 배터리 팩(120)보다 큰 용량을 가질 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)의 제1 배터리 셀은 고출력 배터리 팩(120)의 제2 배터리 셀보다 큰 용량을 가질 수 있다. 본 명세서에서, 고용량 배터리 팩(110)와 고출력 배터리 팩(120)의 용량은 Wh 또는 Ah의 단위로 표현될 수 있다.
고출력 배터리 팩(120)은 고용량 배터리 팩(110)보다 큰 최대 방전율(maximum discharge rate)을 가질 수 있다. 고출력 배터리 팩(120)의 제2 배터리 셀은 고용량 배터리 팩(110)의 제1 배터리 셀보다 큰 최대 방전율을 가질 수 있다. 본 명세서에서, 고용량 배터리 팩(110)와 고출력 배터리 팩(120)의 최대 방전율은 C 또는 A의 단위로 표현될 수 있다. 예컨대, 고출력 배터리 팩(120)의 최대 방전율은 고용량 배터리 팩(110)의 최대 방전율보다 10배 이상 클 수 있다. 예컨대, 고용량 배터리 팩(110)의 최대 방전율은 3C이고, 고출력 배터리 팩(120)의 최대 방전율은 50C일 수 있다.
고용량 배터리 팩(110)의 제1 배터리 셀과 고출력 배터리 팩(120)의 제2 배터리 셀은 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등과 같은 충전가능한 이차 전지를 포함할 수 있다. 예컨대, 고용량 배터리 팩(110)의 제1 배터리 셀과 고출력 배터리 팩(120)의 제2 배터리 셀은 서로 상이한 전극을 갖는 동일한 종류의 이차 전지일 수 있다. 예컨대, 고용량 배터리 팩(110)의 제1 배터리 셀과 고출력 배터리 팩(120)의 제2 배터리 셀은 모두 리튬-이온 전지이지만, 서로 다른 최대 방전율 특성을 가질 수 있다.
다른 예에 따르면, 고용량 배터리 팩(110)의 제1 배터리 셀은 이차 전지를 포함하고, 고출력 배터리 팩(120)의 제2 배터리 셀은 슈퍼 커패시터를 포함할 수 있다.
고용량 배터리 팩(110)과 고출력 배터리 팩(120)은 각각 제1 배터리 팩과 제2 배터리 팩으로 지칭될 수 있다.
외부 단자(101, 102)에는 부하(10)가 접속될 수 있으며, 고용량 배터리 팩(110) 및 고출력 배터리 팩(120)의 전력이 부하(10)에 출력할 수 있다. 외부 단자(101, 102)에는 충전 장치(미 도시)가 접속될 수 있으며, 충전 장치의 전력이 고용량 배터리 팩(110) 및 고출력 배터리 팩(120)에 공급될 수 있다.
양방향 전력 변환부(130)는 고용량 배터리 팩(110)과 고출력 배터리 팩(120) 사이에서 전력을 변환하도록 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 양방향 전력 변환부(130)는 고출력 배터리 팩(120)과 외부 단자(101) 사이에 접속될 수 있다. 양방향 전력 변환부(130)는 고출력 배터리 팩(120)에 접속되는 제1 단자(P1) 및 외부 단자(101)와 고용량 배터리 팩(110)에 접속되는 제2 단자(P2)를 가질 수 있다. 양방향 전력 변환부(130)는 고출력 배터리 팩(120)에 저장된 전력을 부하(10)에 출력하거나, 고용량 배터리 팩(110)에 저장된 전력을 고출력 배터리 팩(120)에 출력할 수 있다. 또한, 외부 단자들(101, 102)에 충전 장치가 접속된 경우, 양방향 전력 변환부(130)는 충전 장치로부터 공급되는 전력을 고출력 배터리 팩(120)에 출력할 수 있다. 양방향 전력 변환부(130)는 고출력 배터리 팩(120)에 저장된 전력을 고용량 배터리 팩(110)에 출력할 수도 있다.
고출력 배터리 팩(120)은 양방향 전력 변환부(130)를 통해 방전 또는 충전될 수 있다. 고출력 배터리 팩(120)이 방전 중인 경우, 양방향 전력 변환부(130)의 제1 단자(P1)는 입력단이 되고, 제2 단자(P2)는 출력단이 된다. 반대로, 고출력 배터리 팩(120)이 충전 중인 경우, 양방향 전력 변환부(130)의 제2 단자(P2)는 입력단이 되고, 제1 단자(P1)는 출력단이 된다.
양방향 전력 변환부(130)에 의해 고출력 배터리 팩(120)의 방전 전류 또는 충전 전류가 조절될 수 있다. 고출력 배터리 팩(120)의 방전 전류 또는 충전 전류가 조절됨에 따라, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 또는 충전 전류도 역시 조절될 수 있다. 예를 들면, 양방향 전력 변환부(130)의 출력 전압의 레벨, 또는 입력 전압에 대한 출력 전압의 비율을 조절함으로써, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 또는 충전 전류, 및 고출력 배터리 팩(120)의 방전 또는 충전 전류가 조절될 수 있다.
일 예에 따르면, 고용량 배터리 팩(110)의 팩 전압과 고출력 배터리 팩(120)의 팩 전압은 서로 실질적으로 동일할 수 있다. 양방향 전력 변환부(130)는 출력 전압의 레벨을 조절함으로써 고출력 배터리 팩(120)의 방전 전류 또는 충전 전류를 조절할 수 있다. 예를 들면, 고출력 배터리 팩(120)이 방전 중인 경우, 양방향 전력 변환부(130)의 출력 전압을 상승시킬 경우, 고출력 배터리 팩(120)의 방전 전류는 증가하게 된다. 고출력 배터리 팩(120)의 방전 전류가 증가한 만큼, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류는 감소하게 된다.
다른 예에 따르면, 고용량 배터리 팩(110)의 팩 전압과 고출력 배터리 팩(120)의 팩 전압은 서로 상이할 수 있다. 예컨대, 고용량 배터리 팩(110)의 팩 전압은 고출력 배터리 팩(120)의 팩 전압보다 높을 수 있다. 양방향 전력 변환부(130)는 고출력 배터리 팩(120)이 방전 중인 경우 고출력 배터리 팩(120)의 팩 전압을 외부 단자들(101, 102) 사이의 방전 전압으로 승압하고 고출력 배터리 팩(120)이 충전 중인 경우 외부 단자들(101, 102) 사이의 충전 전압을 고출력 배터리 팩(120)의 팩 전압으로 강압하는 DC-DC 컨버터일 수 있다. 이 경우에도, 양방향 전력 변환부(130)는 출력 전압의 레벨을 조절함으로써 고출력 배터리 팩(120)의 방전 전류 또는 충전 전류를 조절할 수 있다.
반대로, 고출력 배터리 팩(120)의 팩 전압이 고용량 배터리 팩(110)의 팩 전압보다 높을 수도 있다. 양방향 전력 변환부(130)는 고출력 배터리 팩(120)이 방전 중인 경우 고출력 배터리 팩(120)의 팩 전압을 외부 단자들(101, 102) 사이의 방전 전압으로 강압하고 고출력 배터리 팩(120)이 충전 중인 경우 외부 단자들(101, 102) 사이의 충전 전압을 고출력 배터리 팩(120)의 팩 전압으로 승압하는 DC-DC 컨버터일 수 있다. 이 경우에도, 양방향 전력 변환부(130)는 출력 전압의 레벨을 조절함으로써 고출력 배터리 팩(120)의 방전 전류 또는 충전 전류를 조절할 수 있다.
전류 제어부(140)는 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC, State of Charge)를 기초로 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 제한치를 설정하고, 고용량 배터리 팩(110)이 상기 방전 전류 제한치 이하의 방전 전류를 출력하도록 양방향 전력 변환부(130)를 제어하도록 구성된다. 전류 제어부(140)는 양방향 전력 변환부(130)의 전압 변환 비율, 예컨대, 입력 전압에 대한 출력 전압의 비를 제어함으로써, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 또는 충전 전류 및 고출력 배터리 팩(120)의 방전 또는 충전 전류를 조절하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 전류 제어부(140)는 펄스 폭 변조 신호를 양방향 전력 변환부(130)에 출력할 수 있으며, 양방향 전력 변환부(130)는 상기 펄스 폭 변조 신호를 수신하여, 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티 비에 따라 출력 전압을 상승 또는 하강시킬 수 있다.
예를 들면, 고출력 배터리 팩(120)이 방전 중인 경우, 양방향 전력 변환부(130)의 전류는 제1 단자(P1)에서 제2 단자(P2)로 흐른다. 양방향 전력 변환부(130)의 제1 단자(P1)가 입력단이 되고, 양방향 전력 변환부(130)의 제2 단자(P2)가 출력단이 된다. 양방향 전력 변환부(130)의 출력 전압이 상승할 경우, 고출력 배터리 팩(120)으로부터 방출되는 방전 전류는 증가하게 되고, 그에 따라 고용량 배터리 팩(120)의 방전 전류는 감소하게 된다. 반대로, 양방향 전력 변환부(130)의 출력 전압이 하강할 경우, 고출력 배터리 팩(120)으로부터 방출되는 방전 전류는 감소하게 되고, 그에 따라 고용량 배터리 팩(120)의 방전 전류는 증가하게 된다. 이러한 방식으로, 양방향 전력 변환부(130)의 출력 전압을 조절함으로써, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류는 조절될 수 있다. 만약 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류가 방전 전류 제한치를 초과하는 경우, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류를 낮추기 위해, 전류 제어부(140)는 출력 전압을 상승시킬 수 있다.
다른 예로서, 고출력 배터리 팩(120)이 충전 중인 경우, 양방향 전력 변환부(130)의 전류는 제2 단자(P2)에서 제1 단자(P1)으로 흐른다. 즉, 양방향 전력 변환부(130)의 제1 단자(P1)가 출력단이 된다. 양방향 전력 변환부(130)의 출력 전압이 상승할 경우, 고출력 배터리 팩(120)에 공급되는 충전 전류는 증가하게 되고, 그에 따라 고용량 배터리 팩(120)의 충전 전류는 감소하게 된다. 반대로, 양방향 전력 변환부(130)의 출력 전압이 하강할 경우, 고출력 배터리 팩(120)에 공급되는 충전 전류는 감소하게 되고, 그에 따라 고용량 배터리 팩(120)의 충전 전류는 증가하게 된다. 이러한 방식으로, 양방향 전력 변환부(130)의 출력 전압을 조절함으로써, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 전류 역시 조절될 수 있다.
전류 제어부(140)는 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC, State of Charge)를 기초로 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 제한치를 설정할 수 있다.
예컨대, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태가 제1 기준 값 이상인 경우, 전류 제어부(140)는 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 제한치를 제1 전류 값으로 설정할 수 있다. 제1 기준 값은 예컨대 60%일 수 있다. 제1 기준 값은 고용량 배터리 팩(110)의 용량 및 전기적 특성에 따라 달라질 수 있으며, 상기 수치는 본 발명을 한정하지 않는다. 제1 전류 값은 고용량 배터리 팩(110)의 최대 방전율에 대응하는 값일 수 있다. 예컨대, 고용량 배터리 팩(110)의 용량이 100Ah이고, 최대 방전율이 3C인 경우, 제1 전류 값은 최대 방전율에 대응하여 300A일 수 있다.
예컨대, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태가 제1 기준 값 미만이고 제2 기준 값 이상인 경우, 전류 제어부(140)는 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 제한치를 제2 전류 값으로 설정할 수 있다. 제2 기준 값은 예컨대 30%일 수 있다. 제2 전류 값은 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태가 50%인 경우, 제2 전류 값은 2C의 방전율에 대응하는 값으로 설정되고, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태가 40%인 경우, 제2 전류 값은 1.5C의 방전율에 대응하는 값, 예컨대, 150A로 설정되고, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태가 30%인 경우, 제2 전류 값은 1C의 방전율에 대응하는 값, 예컨대, 100A로 설정될 수 있다.
예컨대, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태가 제2 기준 값 미만인 경우, 전류 제어부(140)는 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 제한치를 제3 전류 값으로 설정할 수 있다. 제3 전류 값은 1C의 방전율에 대응하는 값, 예컨대, 100A로 설정될 수 있다. 이 경우, 부하(10)에서 소모하는 전류는 모두 고출력 배터리 팩(120)으로부터 공급될 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)은 제3 전류 값 이하의 전류를 고출력 배터리 팩(120)에 출력함으로써, 고출력 배터리 팩(120)를 충전시킬 수 있다. 고출력 배터리 팩(120)가 일정한 기준 충전 상태, 예컨대, 50%를 유지하도록, 전류 제어부(140)는 양방향 전력 변환부(130)를 제어하도록 구성될 수 있다. 고출력 배터리 팩(120)의 충전 상태가 미리 설정된 기준 충전 상태, 예컨대, 50% 미만인 경우, 전류 제어부(140)는 고용량 배터리 팩(110)을 이용하여 고출력 배터리 팩(120)을 충전할 수 있다. 이 때, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류는 전류 제어부(140)에 의해 제3 전류 값보다 작도록 제한될 수 있다.
전류 제어부(140)의 제어 방법에 대해서는 도 5 및 도 6a 내지 6d를 참조로 아래에서 더욱 자세히 설명한다.
도 2는 다른 실시예에 따른 배터리 시스템의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 2를 참조하면, 배터리 시스템(100a)은 고용량 배터리 팩(110), 고출력 배터리 팩(120), 양방향 전력 변환부(130a), 전류 제어부(140) 및 외부 단자(101, 102)를 포함한다. 배터리 시스템(100a)은 양방향 전력 변환부(130a)를 제외하고 도 1의 배터리 시스템(100)과 실질적으로 동일하며, 실질적으로 동일한 구성요소에 대해서는 반복하여 설명하지 않는다.
양방향 전력 변환부(130a)는 고용량 배터리 팩(110)과 외부 단자(101) 사이에 접속될 수 있다. 양방향 전력 변환부(130a)는 고용량 배터리 팩(110)에 접속되는 제1 단자(P1) 및 외부 단자(101)와 고출력 배터리 팩(120)에 접속되는 제2 단자(P2)를 가질 수 있다. 양방향 전력 변환부(130a)는 고용량 배터리 팩(110)에 저장된 전력을 고출력 배터리 팩(120)과 부하(10) 중 적어도 하나에 출력할 수 있다. 또한, 외부 단자들(101, 102)에 충전 장치가 접속된 경우, 양방향 전력 변환부(130a)는 충전 장치로부터 공급되는 전력을 고용량 배터리 팩(110)에 출력할 수 있다. 양방향 전력 변환부(130a)는 고출력 배터리 팩(120)에 저장된 전력을 고용량 배터리 팩(110)에 출력할 수도 있다.
고용량 배터리 팩(110)은 양방향 전력 변환부(130a)를 통해 방전 또는 충전될 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)이 방전 중인 경우, 양방향 전력 변환부(130a)의 제1 단자(P1)는 입력단이 되고, 제2 단자(P2)는 출력단이 된다. 반대로, 고용량 배터리 팩(110)이 충전 중인 경우, 양방향 전력 변환부(130a)의 제2 단자(P2)는 입력단이 되고, 제1 단자(P1)는 출력단이 된다.
양방향 전력 변환부(130a)에 의해 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 또는 충전 전류가 조절될 수 있다. 예를 들면, 양방향 전력 변환부(130)의 출력 전압의 레벨, 또는 입력 전압에 대한 출력 전압의 비율을 조절함으로써, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 또는 충전 전류가 조절될 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)이 방전 중인 경우, 양방향 전력 변환부(130a)의 제2 단자(P2)가 출력단이 된다. 제2 단자(P2)의 출력 전압을 상승시킬 경우, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류는 상승하고, 고출력 배터리 팩(110)의 방전 전류는 감소한다. 만약 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류가 방전 전류 제한치를 초과하는 경우, 전류 제어부(140)는 양방향 전력 변환부(130a)의 출력 전압을 낮춤으로써 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류를 방전 전류 제한치 이하로 낮출 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 배터리 시스템은 고용량 배터리 팩(110)과 외부 단자(101) 사이에 접속되는 제1 양방향 전력 변환부와 고출력 배터리 팩(120)과 외부 단자(101) 사이에 접속되는 제2 양방향 전력 변환부를 모두 포함할 수 있다. 전류 제어부(140)는 제1 및 제2 양방향 전력 변환부들을 모두 제어할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 3을 참조하면, 배터리 팩(200)은 적어도 하나의 배터리 셀(211)을 포함하는 배터리(210), 및 제어부(220)를 포함한다. 배터리 팩(200)은 충전 스위치(261), 방전 스위치(262) 및 제어부(220)의 제어에 따라 충전 스위치(261)와 방전 스위치(262)를 구동하는 스위치 구동부(260)를 포함할 수 있다. 배터리 팩(200)은 배터리(210)의 전압을 감지하는 전압 센서(231), 배터리(210)의 전류를 감지하는 전류 센서(232), 및 배터리(210)의 온도를 감지하는 온도 센서(233)를 더 포함할 수 있다. 배터리 팩(200)은 배터리(210)의 전압, 전류 및 온도와 같은 파라미터들을 기초로 배터리(210)의 충전 상태를 계산하는 충전 상태 계산부(240)를 더 포함할 수 있다. 배터리 팩(200)은 배터리(210)의 충전 상태 및 전류와 같은 정보를 전류 제어부(140)에 전송하기 위한 통신부(250)를 더 포함할 수 있다. 배터리 팩(200)은 팩 단자(P+, P-)를 포함할 수 있으며, 팩 단자들(P+, P-)은 배터리 시스템(100, 100a)의 외부 단자(101, 102) 또는 양방향 전력 변환부(130, 130a)에 접속될 수 있다. 배터리 팩(200)에서 배터리(210)를 제외한 나머지 구성은 배터리 관리부로 지칭될 수 있다.
배터리 셀(211)은 충전이 가능한 이차 전지일 수 있으며, 예를 들면, 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 등일 수 있다. 그러나 이러한 종류로 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 액체 금속 배터리(liquid metal battery)도 가능하다. 배터리 셀(211)은 배터리 팩(200)의 특성, 예컨대, 고용량 특성 또는 고출력 특성에 따라 다양한 종류의 이차 전지들 중에서 선택될 수 있다. 또한, 도 3에서는 6개의 배터리 셀(211)이 도시되어 있으나, 이는 예시적이며, 배터리 팩(200)은 배터리 팩(200)의 특성에 따라 더 많은 개수 또는 더 적은 개수의 배터리 셀들(211)을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 셀들(211)은 직렬로 연결되거나, 병렬로 연결되거나, 또는 직렬과 병렬이 혼합된 형태로 연결될 수 있다.
충전 스위치(261)는 배터리(210)와 팩 양극 단자(P+) 사이에 설치될 수 있으며, 배터리(210)가 과충전될 경우 제어부(220)의 제어 신호에 의해 턴 오프됨으로써, 배터리(210)의 과충전을 방지할 수 있다. 방전 스위치(262)는 배터리(210)와 팩 양극 단자(P+) 사이에 설치될 수 있으며, 배터리(210)이 과방전될 경우 제어부(220)의 제어 신호에 의해 턴 오프됨으로써, 배터리 (210)의 과방전을 방지할 수 있다. 충전 스위치(261)와 방전 스위치(262)는 각각 MOSFET 또는 릴레이일 수 있다. 스위치 구동부(260)는 제어부(220)의 제어 신호에 의해 충전 스위치(261) 및/또는 방전 스위치(262)를 턴 온 또는 턴 오프한다.
전압 센서(231)는 배터리 셀들(211)에 병렬로 연결되어 배터리 셀(211)의 셀 전압을 감지할 수 있다. 전압 센서(231)는 감지된 셀 전압들을 디지털 신호로 변환하여 제어부(220)에 전송할 수 있다. 배터리 셀들(211)이 직렬로 연결되는 경우, 제어부(220)는 셀 전압들을 모두 더하여, 팩 전압을 산출할 수 있다. 다른 예에 따르면, 전압 센서(231)는 팩 전압을 직접 감지하고, 이를 제어부(220)에 전송할 수 있다.
전류 센서(232)는 배터리(210)와 팩 음극 단자(P-) 사이에 설치될 수 있으며, 배터리(210)의 충전 전류 및 방전 전류를 감지할 수 있다. 전류 센서(232)는 감지된 충전 전류 및 방전 전류를 디지털 신호로 변환하여 제어부(220)에 전송할 수 있다. 전류 센서(232)는 전류 감지 저항일 수 있다.
온도 센서(233)는 배터리 셀들(211)에 직접 부착되거나 또는 배터리 셀들(211)의 주변에 설치되어, 배터리 셀들(211) 또는 배터리 셀들(211)의 주변 온도를 감지할 수 있다. 온도 센서(233)는 감지된 온도를 디지털 신호로 변환하여 제어부(220)에 전송할 수 있다. 온도 센서(140)는 써미스터일 수 있다.
충전 상태 계산부(240)는 제어부(220)에 수신된 배터리(210)의 전압, 전류 및 온도 정보를 기초로 배터리(210)의 충전 상태를 계산할 수 있다. 일 예에 따르면, 충전 상태 계산부(240)는 배터리(210)의 전압 및 전류 정보를 기초로 배터리(210)의 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage)를 결정하고, 개방 회로 전압을 기초로 배터리(210)의 충전 상태를 산출할 수 있다. 이를 위해, 배터리(210)의 개방 회로 전압과 충전 상태의 관계에 관한 정보를 저장하는 저장부가 충전 상태 계산부(240)에 포함될 수 있다. 다른 예에 따르면, 충전 상태 계산부(240)는 전류 적산 방법을 이용하여 배터리(210)의 전압 및 전류 정보를 기초로 배터리(210)의 충전 상태를 산출할 수 있다.
제어부(220)는 전압 센서(231), 전류 센서(232), 및 온도 센서(233) 등으로부터 얻은 정보에 기초하여, 스위치 구동부(162)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(220)는 전압 센서(231)로부터 얻은 전압 정보에 기초하여 배터리 셀(110)이 과충전 또는 과방전되었다고 판단되면, 스위치 구동부(260)에 제어 신호를 전송하여 충전 스위치(261) 또는 방전 스위치(262)를 턴 오프시킬 수 있다. 제어부(220)는 전류 센서(232)로부터 얻은 전류 정보에 기초하여 배터리(210)에 과전류가 흐른다고 판단되면, 스위치 구동부(260)에 제어 신호를 전송하여 충전 스위치(261) 또는 방전 스위치(262)를 턴 오프시킬 수 있다. 제어부(220)는 온도 센서(233)로부터 얻은 온도 정보에 기초하여 배터리(210)가 고온 상태라고 판단되면, 스위치 구동부(260)에 제어 신호를 전송하여 충전 스위치(261) 및 방전 스위치(262)를 턴 오프시킬 수 있다.
제어부(220)는 충전량 계산부(240)를 통해 계산된 배터리(210)의 충전 상태가 만충전 상태(100%)에 도달하였다고 판단되면, 스위치 구동부(260)에 제어 신호를 전송하여 충전 스위치(261)를 턴 오프시킬 수 있다. 제어부(220)는 충전량 계산부(240)를 통해 계산된 배터리(210)의 충전 상태가 만방전 상태(0%)에 도달하였다고 판단되면, 스위치 구동부(260)에 제어 신호를 전송하여 방전 스위치(262)를 턴 오프시킬 수 있다.
제어부(220)는 통신부(250)를 이용하여 배터리(220)에 관한 정보를 전류 제어부(140)에 송신할 수 있다. 예컨대, 통신부(250)는 배터리(220)의 전압 정보, 전류 정보, 온도 정보, 및/또는 충전 상태 정보를 전류 제어부(140)에 전송할 수 있다.
배터리 팩(200)은 도 1과 도 2의 고용량 배터리 팩(110) 또는 고출력 배터리 팩(120)에 대응될 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)와 고출력 배터리 팩(120)은 모두 배터리 팩(200)과 동일한 구성을 가질 수 있다.
도 1과 도 2의 고용량 배터리 팩(110)이 배터리 팩(200)과 동일한 구성을 갖는 경우, 고용량 배터리 팩(110)의 배터리 관리부는 고용량 배터리 팩(110)의 팩 전압과 팩 전류를 감지하고, 고용량 배터리 팩(110)의 팩 전압 및 팩 전류를 기초로 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태를 결정하고 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태를 전류 제어부(140)로 송신하도록 구성될 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)의 배터리 관리부는 고용량 배터리 팩(110)의 팩 전압과 팩 전류를 전류 제어부(140)로 송신할 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)의 배터리 관리부는 제1 배터리 관리부로 지칭될 수 있다.
도 1과 도 2의 고출력 배터리 팩(120)이 배터리 팩(200)과 동일한 구성을 갖는 경우, 고출력 배터리 팩(120)의 배터리 관리부는 고출력 배터리 팩(120)의 팩 전압과 팩 전류를 감지하고, 고출력 배터리 팩(120)의 팩 전압 및 팩 전류를 기초로 고출력 배터리 팩(120)의 충전 상태를 결정하고 고출력 배터리 팩(120)의 충전 상태를 전류 제어부(140)로 송신하도록 구성될 수 있다. 고출력 배터리 팩(120)의 배터리 관리부는 고출력 배터리 팩(120)의 팩 전압과 팩 전류를 전류 제어부(140)로 송신할 수 있다. 고출력 배터리 팩(120)의 배터리 관리부는 제2 배터리 관리부로 지칭될 수 있다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 고용량 배터리 팩의 방전 특성을 개략적으로 도시한다.
도 4를 참조하면, 고용량 배터리 팩(110)이 일정한 방전율로 방전할 때의 시간에 대한 전압이 개략적으로 도시된다. 고용량 배터리 팩(110)의 최대 방전율은 3C이며, 시간이 0일 때 만충전 상태라고 가정한다. 만충전 상태의 고용량 배터리 팩(110)의 팩 전압은 과충전 전압(Vmax)과 실질적으로 동일하다.
방전이 시작되면, 고용량 배터리 팩(110)의 배터리의 내부 저항에 의해 전압 강하가 발생한다. 방전율이 높을수록 전압 강하는 더 크다.
1C의 방전율로 방전할 경우, 1시간이 지난 후에 고용량 배터리 팩(110)의 팩 전압은 과방전 전압(Vmin)에 도달한다.
2C의 방전율로 방전할 경우, 30분이 흐르기 전에, 예컨대, 27분이 흐른 후에, 고용량 배터리 팩(110)의 팩 전압이 과방전 전압(Vmin)에 도달한다. 즉, 고용량 배터리 팩(110)은 전체 용량의 10% 정도를 사용할 수 없게 된다.
3C의 방전율로 방전할 경우, 20분이 흐르기 전에, 예컨대, 15분이 흐른 후에, 고용량 배터리 팩(110)의 팩 전압이 과방전 전압(Vmin)에 도달한다. 즉, 고용량 배터리 팩(110)은 전체 용량의 25% 정도를 사용할 수 없게 된다.
높은 방전율로 방전할 경우, 고용량 배터리 팩(110)의 내부 저항으로 인한 전압 강하로 인하여 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태가 과방전 상태에 도달하기 전에 고용량 배터리 팩(110)의 팩 전압이 과방전 전압(Vmin)에 도달하기 때문에, 전체 용량을 전부 사용하지 못하게 된다. 또한, 내부 저항에 의한 열 손실이 발생할 수 있다. 높은 방전율로 방전할 경우, 고용량 배터리 팩(110)의 화학 반응의 효율이 떨어질 수 있다.
다양한 실시예들에 따라서, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태에 따라 방전율을 제어할 경우, 고용량 배터리 팩(110)의 전체 용량 중에서 사용하지 못하는 용량이 감소될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 배터리 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 배터리 시스템(100, 100a)의 전류 제어부(140)의 동작 흐름도가 도시된다.
전류 제어부(140)는 고용량 배터리 팩(110)의 배터리 관리부로부터 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)를 수신한다(S10).
전류 제어부(140)는 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)를 제1 기준 값(SOCref1)과 비교한다(S20).
고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)가 제1 기준 값(SOCref1) 미만인 경우, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)를 제2 기준 값(SOCref2)과 비교한다(S30). 제2 기준 값(SOCref2)은 제1 기준 값(SOCref1)보다 작은 값으로 미리 설정될 수 있다. 예컨대, 제1 기준 값(SOCref1)은 60%이고, 제2 기준 값(SOCref2)은 30%일 수 있다.
고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)가 제1 기준 값(SOCref1) 이상인 경우, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 제한치(DCL)는 제1 전류 값(DC1)으로 설정될 수 있다(S40). 제1 전류 값(DC1)은 고용량 배터리 팩(110)의 최대 방전율에 대응하는 값일 수 있다. 예컨대, 고용량 배터리 팩(110)의 용량이 100Ah이고, 최대 방전율이 3C인 경우, 제1 전류 값(DC1)은 최대 방전율에 대응하여 300A일 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)은 제1 전류 값(DC1) 이하의 전류만을 출력할 수 있으며, 상기 전류는 부하(10)에 공급되고나, 고출력 배터리 팩(120)을 충전하기 위해 고출력 배터리 팩(120)에 공급될 수 있다.
부하(10)는 고용량 배터리 팩(110)에서 공급할 수 있는 제1 전류 값(DC1)의 전류보다 많은 전류를 소모할 수 있다. 이 경우, 부하(10)에서 소모하는 전류 중에서 제1 전류 값(DC1)을 초과하는 부분은 고출력 배터리 팩(120)으로부터 공급될 수 있다. 예를 들면, 부하(10)에서 소비하는 전력 중에서 고용량 배터리 팩(110)의 최대 방전율에 대응하는 전력을 초과하는 부분은 고출력 배터리 팩(120)으로부터 공급될 수 있다. 고출력 배터리 팩(120)은 최대 방전율이 크기 때문에, 부하(10)에서 큰 전류를 소비하더라도, 고출력 배터리 팩(120)은 부하(10)에 큰 전류를 공급할 수 있다.
고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)가 제1 기준 값(SOCref1) 미만이고 제2 기준 값(SOCref2) 이상인 경우, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 제한치(DCL)는 제2 전류 값(DC2)으로 설정될 수 있다(S50). 제2 전류 값(DC2)은 제1 전류 값(DC1)보다 작은 값이며, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태에 따라 가변적으로 설정될 수 있다. 예컨대, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태가 50%인 경우, 제2 전류 값(DC2)은 200A로 설정되고, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태가 40%인 경우, 제2 전류 값(DC2)은 150A로 설정될 수 있다. 제2 전류 값(DC2)은 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태에 따라 미리 결정될 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)은 제2 전류 값(DC2) 이하의 전류만을 출력할 수 있으며, 상기 전류는 부하(10)에 공급되고나, 고출력 배터리 팩(120)을 충전하기 위해 고출력 배터리 팩(120)에 공급될 수 있다.
부하(10)는 고용량 배터리 팩(110)에서 공급할 수 있는 제2 전류 값(DC2)의 전류보다 많은 전류를 소모할 수 있다. 이 경우, 부하(10)에서 소모하는 전류 중에서 제2 전류 값(DC2)을 초과하는 부분은 고출력 배터리 팩(120)으로부터 공급될 수 있다. 예를 들면, 부하(10)에서 소비하는 전력 중에서 고용량 배터리 팩(110)이 제2 전류 값(DC2)의 전류를 통해 공급할 수 있는 전력을 초과하는 부분은 고출력 배터리 팩(120)으로부터 공급될 수 있다. 고출력 배터리 팩(120)은 최대 방전율이 크기 때문에, 부하(10)에서 큰 전류를 소비하더라도, 고출력 배터리 팩(120)은 부하(10)에 큰 전류를 공급할 수 있다.
고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)가 제2 기준 값(SOCref2) 미만인 경우, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 제한치(DCL)는 제3 전류 값(DC3)으로 설정될 수 있다(S60). 제3 전류 값(DC3)은 제2 전류 값(DC2)보다 작은 값이다. 예를 들면, 고용량 배터리 팩(110)의 용량이 100Ah인 경우, 제3 전류 값(DC3)은 1C의 방전율에 대응하여 100A일 수 있다. 부하(10)에서 소비하는 전력은 고출력 배터리 팩(120)으로부터 공급될 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)은 제3 전류 값(DC3) 이하의 전류를 고출력 배터리 팩(120)에 출력할 수 있으며, 고출력 배터리 팩(120)은 상기 전류를 이용하여 충전될 수 있다.
다른 예에 따르면, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)가 제1 기준 값(SOCref1) 미만이고 제2 기준 값(SOCref2) 이상인 경우, 부하(10)에서 소비하는 전력 중에서 고용량 배터리 팩(110)이 제3 전류 값(DC3)의 전류를 통해 공급할 수 있는 전력을 초과하는 부분은 고용량 배터리 팩(110)와 고출력 배터리 팩(120)으로부터 공급될 수 있다. 이 경우, 고용량 배터리 팩(110)이 공급하는 전력과 고출력 배터리 팩(120)이 공급하는 전력의 비율은 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)가 높을수록, 고용량 배터리 팩(110)이 공급하는 전력의 비율은 높아질 수 있다.
또 다른 예에 따르면, 제1 기준 값(SOCref1)과 제2 기준 값(SOCref2)는 서로 동일한 값일 수 있다. 이 경우, 단계(S30)과 단계(S50)는 생략될 수 있다.
전류 제어부(140)는 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 제한치(DCL)에 따라 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류를 제어하기 위해, 양방향 전력 변환부(130)를 제어할 수 있다(S70). 전류 제어부(140)는 양방향 전력 변환부(130, 130a)의 출력 전압의 레벨을 조절함으로써 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류를 제어할 수 있다. 예컨대, 도 1의 배터리 시스템(100)의 경우, 전류 제어부(140)는 양방향 전력 변환부(130)의 출력 전압의 레벨을 상승시킴으로써 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류를 감소시킬 수 있다. 다시 말하면, 전류 제어부(140)는 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류를 방전 전류 제한치(DCL) 이하로 감소시키기 위해 양방향 전력 변환부(130)의 출력 전압의 레벨을 상승시킬 수 있다.
도 1의 배터리 시스템(100a)의 경우, 전류 제어부(140)는 양방향 전력 변환부(130a)의 출력 전압의 레벨을 하강시킴으로써 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류를 감소시킬 수 있다. 다시 말하면, 전류 제어부(140)는 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류를 방전 전류 제한치(DCL) 이하로 감소시키기 위해 양방향 전력 변환부(130)의 출력 전압의 레벨을 하강시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들을 용이하게 이해할 수 있도록, 수치를 기재하였지만, 이 수치들은 오직 예시적이며, 본 발명을 한정하지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
도 6a 내지 도 6d는 일 실시예에 따라서 배터리 시스템의 고용량 배터리 팩과 고출력 배터리 팩이 부하에 공급하는 전력을 도시하는 그래프들이다.
도 6a는 부하(10)에서 소비하는 전류를 시간에 따라 도시하는 그래프이다. 부하(10)는 예컨대 전동 지게차와 같이 물건을 들어 올리거나 스스로 이동하는 장치일 수 있다. 이동을 시작하거나 무거운 물체를 들어 올릴 때는 많은 전류가 소비되고, 관성에 의해 움직이는 경우 중간 정도의 전류가 소비되고, 이동을 하지 않거나 물체를 들고 있는 경우에는 적은 전류가 소비될 수 있다. 다른 예에 따르면, 부하(10)는 이동을 멈출 때 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리 시스템(100)을 충전하거나, 물체를 아래로 내릴 때 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리 시스템(100)을 충전할 수도 있다.
도 6b 내지 도 6d는 도 6a에 도시된 부하(10)의 소비 전류에 대응하여 고용량 배터리 팩(110)과 고출력 배터리 팩(120)이 공급하는 전류를 도시한다. 도 6b는 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)가 제1 기준 값(SOCref1) 이상인 경우의 전류 그래프이다. 도 6c는 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)가 제1 기준 값(SOCref1) 미만이고 제2 기준 값(SOCref2) 이상인 경우의 전류 그래프이다. 도 6d는 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)가 제2 기준 값(SOCref2) 미만인 경우의 전류 그래프이다.
도 6b 내지 도 6d에서 빗금친 부분은 고용량 배터리 팩(110)이 공급하는 방전 전류를 나타낸다. 도 6b 및 도 6c에서 점선으로 표시되는 방전 전류 제한치를 초과하는 부하 전류는 고출력 배터리 팩(120)에 의해 공급된다. 도 6d에서 부하 전류는 고출력 배터리 팩(120)에 의해 공급된다. 본 발명의 용이한 이해를 위하여, 고용량 배터리 팩(110)과 고출력 배터리 팩(120)은 실질적으로 동일한 팩 전압을 갖는 것으로 가정한다. 또한, 고출력 배터리 팩(120)의 충전 상태는 초기 시간에 미리 결정된 기준 충전 상태, 예컨대, 50%이라고 가정한다.
도 6b를 참조하면, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)가 제1 기준 값(SOCref1) 이상이므로, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 제한치(DCL)는 제1 전류 값(DC1)으로 설정된다. 고용량 배터리 팩(110)은 제1 전류 값(DC1) 이하의 방전 전류를 출력할 수 있다.
도 6b의 a는 고용량 배터리 팩(110)이 부하(10)에 공급하는 방전 전류에 해당한다. 도 6b의 b는 고출력 배터리 팩(120)이 부하(10)에 공급하는 방전 전류에 해당한다. 고출력 배터리 팩(120)은 부하 전류 중에서 제1 전류 값(DC1)을 초과하는 부분(b 부분)을 공급한다. 도 6b의 c는 고용량 배터리 팩(110)이 고출력 배터리 팩(1200에 출력하는 방전 전류에 해당한다. 고출력 배터리 팩(120)은 기준 충전 상태를 유지하도록 설정될 수 있으며, 고용량 배터리 팩(110)은 고출력 배터리 팩(120)이 기준 충전 상태를 유지할 수 있도록 제1 전류 값(DC1) 이하의 전류를 고출력 배터리 팩(120)에 공급할 수 있다.
도 6c를 참조하면, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)가 제1 기준 값(SOCref1) 미만이고 제2 기준 값(SOCref2) 이상이므로, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 제한치(DCL)는 제2 전류 값(DC2)으로 설정된다. 제2 전류 값(DC2)은 제1 전류 값(DC1)보다 작은 값으로서 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태에 따라 가변하는 값일 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)은 제2 전류 값(DC2) 이하의 방전 전류를 출력할 수 있다.
도 6c의 a는 고용량 배터리 팩(110)이 부하(10)에 공급하는 방전 전류에 해당한다. 도 6b의 b는 고출력 배터리 팩(120)이 부하(10)에 공급하는 방전 전류에 해당한다. 고출력 배터리 팩(120)은 부하 전류 중에서 제1 전류 값(DC1)을 초과하는 부분(b 부분)을 공급한다. 도 6b의 c는 고용량 배터리 팩(110)이 고출력 배터리 팩(1200에 출력하는 방전 전류에 해당한다. 고출력 배터리 팩(120)은 기준 충전 상태를 유지하도록 설정될 수 있으며, 고용량 배터리 팩(110)은 고출력 배터리 팩(120)이 기준 충전 상태를 유지할 수 있도록 제2 전류 값(DC2) 이하의 전류를 고출력 배터리 팩(120)에 공급할 수 있다.
도 6d를 참조하면, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태(SOC1)가 제2 기준 값(SOCref2) 미만이므로, 고용량 배터리 팩(110)의 방전 전류 제한치(DCL)는 제3 전류 값(DC3)으로 설정된다. 제3 전류 값(DC3)은 제2 전류 값(DC2)의 최소값 또는 제2 전류 값(DC2)보다 작은 값이다. 고용량 배터리 팩(110)은 제3 전류 값(DC3) 이하의 방전 전류를 출력할 수 있다.
부하(10)가 소비하는 전류는 고출력 배터리 팩(120)에 의해 공급된다. 즉, 부하(10)에서 소비되는 전류는 모두 고출력 배터리 팩(120)으로부터 공급된다. 도 6d의 빗금친 부분과 같이, 고용량 배터리 팩(110)은 제3 전류 값(DC3) 이하의 전류로 고출력 배터리 팩(120)을 충전할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 고용량 배터리 팩(110)은 충전 상태가 높을 때에는 높은 방전율로 방전되지만, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태가 낮을 때에는 방전 전류 제한치가 설정된다. 따라서, 고용량 배터리 팩(110)은 충전 상태가 낮을 때에는 낮은 방전율로만 방전할 수 있다. 고용량 배터리 팩(110)의 내부 저항에 의한 전압 강하가 작기 때문에, 만방전 상태에 도달하기 전에 과방전 전압에 도달하여 표준 용량을 모두 사용하지 못하는 문제가 해결될 수 있다. 또한, 높은 방전율로 방전하는 경우에는 반응 효율이 낮아지지만, 고용량 배터리 팩(110)의 충전 상태가 낮을 때에 낮은 방전율로 방전하는 동안에는 반응 효율이 다시 높아지기 때문에 높은 방전율로는 사용할 수 없던 화학적 에너지를 사용할 수 있게 됨으로써, 사용하지 못하는 용량은 감소될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하지 않는다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것이며, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가적인 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 구현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같은 구체적인 언급이 없다면, 본 발명의 실시를 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100, 100a: 배터리 시스템
110: 고용량 배터리 팩
120: 고출력 배터리 팩
130, 130a: 양방향 전력 변환부
140: 전류 제어부
10: 부하
200: 배터리 팩
210: 배터리
220: 제어부

Claims (18)

  1. 적어도 하나의 제1 배터리 셀을 포함하는 제1 배터리 팩;
    상기 제1 배터리 팩에 병렬로 접속하고, 적어도 하나의 제2 배터리 셀을 포함하는 제2 배터리 팩;
    상기 제1 배터리 팩과 상기 제2 배터리 팩 사이에서 전력을 양방향으로 변환하는 양방향 전력 변환부; 및
    상기 제1 배터리 팩의 충전 상태를 기초로 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 설정하고, 상기 제1 배터리 팩이 상기 방전 전류 제한치 이하의 방전 전류를 출력하도록 상기 양방향 전력 변환부를 제어하도록 구성되는 전류 제어부를 포함하는 배터리 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀은 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀의 용량(capacity)보다 큰 용량을 갖는 고용량 배터리 셀이고,
    상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀은 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀의 최대 방전율(maximum discharge rate)보다 큰 최대 방전율을 갖는 고출력 배터리 셀인 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    부하가 접속되는 외부 단자를 더 포함하고,
    상기 양방향 전력 변환부는 상기 제2 배터리 팩에 접속되는 제1 단자 및 상기 외부 단자와 상기 제1 배터리 팩에 접속되는 제2 단자를 가지며, 상기 제2 배터리 팩에 저장된 전력을 상기 부하에 출력하거나, 상기 제1 배터리 팩에 저장된 전력을 상기 제2 배터리 팩에 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    부하가 접속되는 외부 단자를 더 포함하고,
    상기 양방향 전력 변환부는 상기 제1 배터리 팩에 접속되는 제1 단자 및 상기 외부 단자와 상기 제2 배터리 팩에 접속되는 제2 단자를 가지며, 상기 제1 배터리 팩에 저장된 전력을 상기 제2 배터리 팩과 상기 부하 중 적어도 하나에 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 배터리 팩은 상기 제1 배터리 팩의 팩 전압과 팩 전류를 감지하고, 상기 제1 배터리 팩의 팩 전압과 팩 전류를 기초로 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태를 결정하고 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태를 상기 전류 제어부로 송신하도록 구성되는 제1 배터리 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 배터리 팩은 상기 제2 배터리 팩의 팩 전압과 팩 전류를 감지하고, 상기 제2 배터리 팩의 팩 전압과 팩 전류를 기초로 상기 제2 배터리 팩의 충전 상태를 결정하고 상기 제2 배터리 팩의 충전 상태를 상기 전류 제어부로 송신하도록 구성되는 제2 배터리 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 전류 제어부는 상기 양방향 전력 변환부의 출력 전압의 레벨을 제어함으로써 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 제1 기준값 이상인 경우 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 상기 제1 배터리 팩의 최대 방전율에 대응하는 제1 전류 값으로 설정하며,
    상기 제1 배터리 팩은 상기 제1 전류 값 이하의 전류를 부하 및 상기 제2 배터리 팩 중 적어도 하나에 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 부하에서 소비하는 전력 중에서 상기 제1 배터리 팩의 최대 방전율에 대응하는 전력을 초과하는 부분은 상기 제2 배터리 팩으로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 제2 기준값 미만인 경우 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 상기 제1 전류 값보다 작은 제2 전류 값으로 설정하며,
    상기 부하에서 소비하는 전력은 상기 제2 배터리 팩으로부터 공급되고,
    상기 제1 배터리 팩은 상기 제2 전류 값 이하의 전류를 상기 제2 배터리 팩에 출력함으로써 상기 제2 배터리 팩을 충전하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 상기 제2 기준값 이상이고 상기 제1 기준값 미만인 경우 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 상기 제2 전류 값보다 크고 상기 제1 전류 값보다 작은 제3 전류 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제3 전류 값은 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태에 따라 가변하는 값인 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 상기 제2 기준값 이상이고 상기 제1 기준값 미만인 경우 상기 부하에서 소비하는 전력 중에서 제1 전력을 초과하는 부분은 상기 제1 배터리 팩과 상기 제2 배터리 팩으로부터 공급되며,
    상기 제1 전력은 상기 제2 전류 값의 전류를 방출하는 상기 제1 배터리 팩에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  14. 부하가 접속되는 외부 단자;
    상기 외부 단자에 접속하고, 적어도 하나의 제1 배터리 셀을 포함하는 제1 배터리 팩;
    적어도 하나의 제2 배터리 셀을 포함하는 제2 배터리 팩;
    상기 제2 배터리 팩에 접속되는 제1 단자 및 상기 외부 단자와 상기 제1 배터리 팩에 접속되는 제2 단자를 가지며, 상기 제2 배터리 팩에 저장된 전력을 상기 부하에 출력하거나, 상기 제1 배터리 팩에 저장된 전력을 상기 제2 배터리 팩에 출력하는 양방향 전력 변환부; 및
    상기 제1 배터리 팩의 충전 상태를 기초로 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 설정하고, 상기 제1 배터리 팩이 상기 방전 전류 제한치 이하의 방전 전류를 출력하도록 상기 양방향 전력 변환부를 제어하도록 구성되는 전류 제어부를 포함하는 배터리 시스템.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀은 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀의 용량(capacity)보다 큰 용량을 갖는 고용량 배터리 셀이고,
    상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀은 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀의 최대 방전율(maximum discharge rate)보다 큰 최대 방전율을 갖는 고출력 배터리 셀인 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 제1 기준값 이상인 경우 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 상기 제1 배터리 팩의 최대 방전율에 대응하는 제1 전류 값으로 설정하며,
    상기 부하에서 소비하는 전류 중에서 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 초과하는 부분은 상기 제2 배터리 팩으로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 상기 제1 기준값 미만인 경우 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 상기 제1 전류 값보다 작은 제2 전류 값으로 설정하며,
    상기 제2 전류 값은 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태에 따라 가변하는 값인 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 전류 제어부는 상기 제1 배터리 팩의 충전 상태가 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값 미만인 경우 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치를 상기 제2 전류 값보다 작은 제3 전류 값으로 설정하며,
    상기 부하에서 소비하는 전류는 상기 제2 배터리 팩으로부터 공급되고,
    상기 제1 배터리 팩은 상기 제1 배터리 팩의 방전 전류 제한치 이하의 방전 전류를 상기 제2 배터리 팩에 출력함으로써 상기 제2 배터리 팩을 충전하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
KR1020150117343A 2015-08-20 2015-08-20 배터리 시스템 Active KR102392376B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150117343A KR102392376B1 (ko) 2015-08-20 2015-08-20 배터리 시스템
US15/230,783 US10141551B2 (en) 2015-08-20 2016-08-08 Battery system
CN202210684671.9A CN115208005A (zh) 2015-08-20 2016-08-22 电池系统
CN201610702237.3A CN106469931A (zh) 2015-08-20 2016-08-22 电池系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150117343A KR102392376B1 (ko) 2015-08-20 2015-08-20 배터리 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170022416A KR20170022416A (ko) 2017-03-02
KR102392376B1 true KR102392376B1 (ko) 2022-04-29

Family

ID=58157937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150117343A Active KR102392376B1 (ko) 2015-08-20 2015-08-20 배터리 시스템

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10141551B2 (ko)
KR (1) KR102392376B1 (ko)
CN (2) CN115208005A (ko)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108604715B (zh) * 2016-03-01 2021-04-23 株式会社村田制作所 电池组件和充放电控制方法
US20190089023A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 Dyson Technology Limited Energy storage system
US11038364B2 (en) 2018-01-10 2021-06-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Parallel charging and discharging of batteries with disparate characteristics
JP6835001B2 (ja) * 2018-01-31 2021-02-24 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
CN110768313A (zh) * 2018-07-25 2020-02-07 南京奥视威电子科技股份有限公司 一种电池及外部部件
JP2020072516A (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 三菱電機株式会社 電力変換装置
KR102785786B1 (ko) 2019-03-21 2025-03-26 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 뱅크 제어 장치 및 방법
CN113892221A (zh) * 2019-06-27 2022-01-04 三洋电机株式会社 电池组以及其异常监视方法
US11101680B2 (en) 2019-06-28 2021-08-24 Microsoft Technology Licensing, Llc Parallel battery charge management
US11165265B2 (en) * 2019-06-28 2021-11-02 Microsoft Technology Licensing, Llc Parallel battery discharge management
US11289924B2 (en) * 2019-08-09 2022-03-29 Techtronic Cordless Gp Battery pack including a high- and low-current discharge terminals
CN110601292B (zh) * 2019-09-17 2021-02-02 Oppo（重庆）智能科技有限公司 电池管理方法、装置、存储介质及电子设备
US11876435B2 (en) * 2019-11-26 2024-01-16 Sumitomo Electric Industries, Ltd. DC/DC conversion system, electricity storage system, and method for controlling DC/DC converter
CN115315399B (zh) * 2020-03-30 2024-08-02 三菱电机株式会社 电梯
JP7467288B2 (ja) * 2020-09-02 2024-04-15 株式会社東芝 蓄電池の管理装置、蓄電池の管理方法、蓄電システム及び電池搭載機器
US11750021B2 (en) * 2020-11-13 2023-09-05 Raytheon Company Modular electrical power subsystem architecture
CN112383113A (zh) * 2020-11-26 2021-02-19 杰华特微电子（杭州）有限公司 电池充放电控制电路及方法
CN112737031B (zh) * 2020-12-29 2024-02-06 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 一种氢能汽车bdc稳定母线电压功率设定系统及方法
US11831192B2 (en) * 2021-07-07 2023-11-28 Element Energy, Inc. Battery management controllers and associated methods
KR102798457B1 (ko) * 2021-07-19 2025-04-23 한국전력공사 배터리 화재를 방지하기 위한 하이브리드 전력 저장 시스템 및 이에 대한 충방전 제어 방법
CN115706422A (zh) * 2021-08-03 2023-02-17 北京小米移动软件有限公司 充电系统、充电系统的控制方法、装置及电子设备
CN113794217B (zh) * 2021-09-16 2022-08-12 远景能源有限公司 一种储能系统及管理方法
WO2023173047A1 (en) * 2022-03-09 2023-09-14 Haylon Technologies Llc Hybrid battery systems and methods for applications
KR20250138540A (ko) * 2024-03-13 2025-09-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001275205A (ja) 2000-03-24 2001-10-05 Nissan Motor Co Ltd ２次電池と発電機の併用システムの制御装置
JP2011162112A (ja) 2010-02-12 2011-08-25 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用電源装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08322159A (ja) 1995-05-24 1996-12-03 Yamaha Motor Co Ltd バッテリの過放電防止装置
KR100471230B1 (ko) 2002-06-25 2005-03-10 현대자동차주식회사 전기자동차의 방전 전류 제한방법
JP2006187160A (ja) 2004-12-28 2006-07-13 Sanyo Electric Co Ltd ハイブリッドカー
KR101084214B1 (ko) * 2009-12-03 2011-11-18 삼성에스디아이 주식회사 계통 연계형 전력 저장 시스템 및 전력 저장 시스템 제어 방법
WO2011090511A2 (en) * 2010-01-25 2011-07-28 Maxwell Technologies, Inc. Energy storage systems and methods
KR101097272B1 (ko) 2010-07-27 2011-12-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 이를 구비하는 전기 이동수단
JP5664446B2 (ja) * 2011-04-28 2015-02-04 トヨタ自動車株式会社 電池システム
CN102355021A (zh) * 2011-09-26 2012-02-15 惠州市亿能电子有限公司 一种电动汽车电池充放电电流控制方法
US9425631B2 (en) * 2012-02-27 2016-08-23 Infineon Technologies Austria Ag System and method for battery management
KR102030179B1 (ko) 2012-07-03 2019-11-08 현대모비스 주식회사 마이크로 하이브리드 시스템용 전력관리장치
KR20150081731A (ko) * 2014-01-06 2015-07-15 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩, 배터리 팩을 포함하는 에너지 저장 시스템, 배터리 팩의 작동 방법
CN203984052U (zh) * 2014-07-28 2014-12-03 微宏动力系统（湖州）有限公司 混合电源

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001275205A (ja) 2000-03-24 2001-10-05 Nissan Motor Co Ltd ２次電池と発電機の併用システムの制御装置
JP2011162112A (ja) 2010-02-12 2011-08-25 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170022416A (ko) 2017-03-02
CN115208005A (zh) 2022-10-18
US20170054303A1 (en) 2017-02-23
US10141551B2 (en) 2018-11-27
CN106469931A (zh) 2017-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102392376B1 (ko) 배터리 시스템
US8232776B2 (en) Charging method for an assembled cell and an assembled cell system
TWI472446B (zh) 混合動力電源系統
CN101345432B (zh) 电池组的充电方法
US8183832B2 (en) Charging system, charger, and battery pack
JP6332924B2 (ja) セルバランシング回路およびこれを用いたセルバランシング方法
US10063070B2 (en) Battery active balancing system
US20090184685A1 (en) Battery pack and method of charging the same
US9906052B2 (en) Power supply device
US20110181245A1 (en) Unitized charging and discharging battery management system and programmable battery management module thereof
EP2367261A2 (en) Direct-current power source apparatus
KR20160063756A (ko) 배터리 팩 및 이의 제어 방법
JP2009183105A (ja) 充電制御回路、電池パック、及び充電システム
JP7620325B2 (ja) 蓄電システム
JP5664310B2 (ja) 直流電源装置
JP5284029B2 (ja) 組電池パック及び組電池パックの製造方法
WO2024045956A1 (zh) 储能系统及其电源控制方法、装置、存储介质
EP4597788A1 (en) Battery pack
KR100536216B1 (ko) 배터리 팩의 충전 방법
KR101809825B1 (ko) 댐핑기능을 가지는 산성/알칼리성 하이브리드 공진 배터리장치
JP2025141923A (ja) バッテリパック
CN119651822A (zh) 基于多绕组磁耦合进行平衡充的控制方法、电路及设备
JP2014522222A (ja) 電気蓄電池を平衡化するための方法およびデバイス
JP2020191746A (ja) 蓄電デバイスを充電する方法及びシステム
TWM505118U (zh) 具阻尼功能的酸鹼共振電池裝置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20150820

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20200629

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20150820

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20211126

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20220228

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20220426

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20220427

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration