KR102465462B1 - Battery switching device for slow or fast charging - Google Patents
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Abstract
완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치에 관한 것으로, 충전플러그에 접속되는 충전기커넥터에 따라 인가되는 전원에 의해 마스터BMS에서 AUX릴레이를 제어하여 회로를 절환시켜 메인릴레이2로 전원이 인가되도록 하며, 메인릴레이2로 인가되는 전원을 직렬 또는 병렬로 복수의 배터리팩의 충전하는 것을 특징으로 하며, 기존의 완속충전 시스템이 탑재된 차량을 완속충전 및 급속충전이 가능하도록 배터리 모듈의 직병렬을 손쉽게 변환 가능하므로 완속 또는 급속충전을 선택할 수 있어 상황에 따라 충전방식을 선택하고, 기존의 배터리충전장치의 무게를 늘리지 않으면서 직렬 또는 병렬을 이용하여 완속 또는 급속으로 충전을 할 수 있어 배터리의 수명을 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다. It relates to a battery switching device for slow or rapid charging, and by controlling the AUX relay in the master BMS by the power applied according to the charger connector connected to the charging plug, the circuit is switched so that the power is applied to the main relay 2, the main It is characterized by charging a plurality of battery packs in series or in parallel with the power applied to the relay 2, and it is possible to easily convert the series-parallel battery module to enable slow charging and rapid charging of vehicles equipped with the existing slow charging system. Therefore, you can select slow or fast charging, so you can select a charging method according to the situation, and you can charge slowly or rapidly using series or parallel without increasing the weight of the existing battery charging device, effectively saving battery life. It has a manageable effect.
Description
본 발명은 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치 및 절환방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 기존의 완속충전 시스템이 탑재된 차량을 완속충전 및 급속충전이 가능하도록 배터리 모듈의 직병렬을 손쉽게 변환 가능하도록 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치 및 절환방법에 관한 것이다. The present invention relates to a battery switching device and a switching method for slow or rapid charging, and more particularly, to enable easy conversion of serial-to-parallel battery modules for slow charging and rapid charging of a vehicle equipped with an existing slow charging system. It relates to a battery switching device and switching method for slow or rapid charging.
리튬이온 전지의 수요는 1994년 등장한 이래 폭발적으로 증가하고 있으며, 현존하는 이차전지 중 가장 높은 단위 전지전압을 갖고 있다. 리튬이온 전지는 에너지 밀도가 우수하고, 단위 전지전압이 30V-37V로 높기 때문에 휴대형 제품에 적합하다는 장점이 있어서 자동차용 배터리뿐만 아니라 핸드폰용 배터리로도 많이 사용되고 있다. 이 배터리의 단점은 과전류, 과충방전에 약하고, 과충전, 과방전, 과전류로 인한 폭발이나 발화의 위험성이 크기 때문에 위험시 전류를 차단하는 보호회로가 필요하다.Demand for lithium-ion batteries has been increasing explosively since they appeared in 1994, and has the highest unit cell voltage among existing secondary batteries. Lithium-ion batteries have the advantage of being suitable for portable products because of their excellent energy density and high unit cell voltage of 30V-37V. The disadvantage of this battery is that it is weak against overcurrent and overcharge and discharge, and there is a high risk of explosion or ignition due to overcharge, overdischarge, and overcurrent, so a protection circuit that cuts off the current in case of danger is required.
리튬이온 배터리를 전기 자동차의 응용과 같이 높은 전압을 만들기 위해서는 개별 배터리 셀들을 직렬 연결해야 한다. 또, 직렬 연결된 배터리 셀들을 충전하기 위해서는 도1 과 같이 단일 충전 시스템을 배터리 시스템의 양단에 직렬 연결하면 된다. 이를 직렬 일괄 충전 방식이라고 한다. 이를 위해서는 AC전원을 정류 장치에 의해 DC전원으로 바꾼 후, DC-DC 변환회로에 의해 제어되어 직렬로 인가한다. 이 경우, 인가된 전체 직류 전압은 배터리의 개수로 나눠져서 개별 배터리 셀에 인가되고, 이 개별 전압이 목표전압이 되어 배터리 셀들이 충전되어 간다. 이와 같은 기존의 직렬 일괄 충전방식은 다수 배터리 셀의 직렬 연결 구조이므로 축전지 시스템(팩)에서 충방전 사이클이 계속되면 각각의 배터리 셀이 가지는 특성 인자가 서로 동일하지 못하게 되고 이에 따라 배터리팩의 충전 전압이 불균일 상태가 된다. 이러한 배터리 셀 간의 충전 불균일 현상은 방전 심도(Depth Of Discharge, DOD)가 높을 경우 더욱 심화되어 결국 과충전된 셀이 발생하고, 해당 셀의 수명을 단축하게 되며, 리튬이온 배터리의 경우 폭발과 같은 심각한 위험한 상황의 요인이 된다.In order to make lithium-ion batteries high voltage, such as in electric vehicle applications, individual battery cells must be connected in series. In addition, in order to charge the battery cells connected in series, a single charging system may be connected in series to both ends of the battery system as shown in FIG. 1 . This is called a series batch charging method. To this end, AC power is converted to DC power by a rectifier, and then is controlled by a DC-DC conversion circuit and applied in series. In this case, the total applied DC voltage is divided by the number of batteries and applied to the individual battery cells, and the individual voltage becomes the target voltage and the battery cells are charged. Since the conventional series batch charging method has a series connection structure of a plurality of battery cells, if the charge/discharge cycle continues in the storage battery system (pack), the characteristic factors of each battery cell are not identical to each other, and accordingly, the charging voltage of the battery pack It becomes this non-uniform state. When the depth of discharge (DOD) is high, this non-uniformity of charging between battery cells intensifies, eventually causing overcharged cells and shortening the lifespan of the cells. become a factor in the situation.
상기한 문제점을 해결하기 위한 선행문헌으로 대한민국 공개특허 제2018-0051732호(2018.05.17. 공개)에 대한 "전기자동차용 배터리의 균일 충전을 위한 직렬과 병렬의 병행 충전 기술"은 전기 자동차용 배터리 셀들 간의 균일 충전을 위해서, 직렬 충전 장치와; 이 직렬 충전 장치에 각 배터리 셀을 위한 충전장치를 병렬로 구비하며, 직렬 충전 장치와 병렬 연결된 개별 충전 장치에서 공통으로 사용되는 충전장치의 구조는 정류회로와 DC-DC 변환회로, 정류전압 측정회로, 셀 전압 측정회로 및 배터리 셀 전류 측정회로로 구성되고, 상기 DC-DC 변환회로는 p 형 IGBT의 소스와 게이트를 연결하는 제 1 저항과, 상기 저항과 직렬로 연결된 제 2 저항과; 제 1 저항에 의해 게이트와 소스가 연결되어 제 1 저항의 전압의 크기에 의해 정류 전압을 인덕터를 거쳐 커패시터에 연결시키는 스위칭 기능을 하는 IGBT와; 상기 제 2 저항에 직렬 연결되고 접지와 연결시키는 스위치 기능을 하며, 그 결과로 상기 제 1 저항 양단에 전압 생성 여부를 충전 제어기의 신호에 따라 결정하는 Opto Coupler와; 상기 IGBT를 거쳐 인가된 전압이 On-off될 경우, 그 충격을 완화하기 위해서 연결하는 인덕터와; IGBT와 인덕터를 거쳐 인가된 단속 적인 전압을 저장하며, 그 전압을 배터리 셀에 공급하는 커패시터로 구성되며, 상기 Opto Coupler의 듀티 제어된 신호에 의해 커패시터에 저장된 전압의 평균 전압의 크기가 제어되는 것을 특징으로 한다. As a prior document for solving the above problems, "parallel charging technology in series and parallel for uniform charging of batteries for electric vehicles" for Korean Patent Application Laid-Open No. 2018-0051732 (published on May 17, 2018) is an electric vehicle battery. For uniform charging between cells, a series charging device; A charging device for each battery cell is provided in parallel in this series charging device, and the structure of the charging device commonly used in individual charging devices connected in parallel with the series charging device is a rectifier circuit, a DC-DC conversion circuit, and a rectified voltage measuring circuit. , a cell voltage measuring circuit and a battery cell current measuring circuit, wherein the DC-DC conversion circuit includes: a first resistor connecting a source and a gate of the p-type IGBT; a second resistor connected in series with the resistor; an IGBT having a gate and a source connected by a first resistor, and having a switching function of connecting a rectified voltage to a capacitor through an inductor according to a voltage of the first resistor; an Opto Coupler connected in series to the second resistor and functioning as a switch for connecting to the ground, and as a result, determining whether to generate a voltage across the first resistor according to a signal from a charge controller; an inductor connected to mitigate the impact when the voltage applied through the IGBT is turned on and off; It is composed of a capacitor that stores the intermittent voltage applied through the IGBT and the inductor, and supplies the voltage to the battery cell, and that the magnitude of the average voltage of the voltage stored in the capacitor is controlled by the duty-controlled signal of the Opto Coupler. characterized.
상기와 같이 구성되는 선행문헌은 셀의 개수만큼의 충전장치를 추가로 구비해야 하므로 부피와 무게가 크게 증가하여 차량의 무게가 증가되는 문제점으로 인하여 배터리의 소모량이 증가하는 문제점이 있다. The prior literature configured as described above has a problem in that battery consumption increases due to a problem in that the volume and weight of the vehicle are greatly increased because a charging device as many as the number of cells must be additionally provided.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 기존의 완속충전 시스템이 탑재된 차량을 완속충전 및 급속충전이 가능하도록 배터리 모듈의 직병렬을 손쉽게 변환 가능하도록 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치 및 절환방법를 제공하는 데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a battery switching device and switching for slow or rapid charging that enables easy conversion of series and parallel battery modules to enable slow charging and rapid charging of a vehicle equipped with an existing slow charging system. The purpose is to provide a method.
또한, 본 발명은 기존의 배터리충전장치의 무게를 늘리지 않으면서 직렬 또는 병렬을 이용하여 완속 또는 급속으로 충전을 할 수 있도록 한 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치 및 절환방법를 제공하는 데 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a battery switching device and a switching method for slow or rapid charging that allow slow or rapid charging using series or parallel without increasing the weight of the existing battery charging device. .
또한, 본 발명은 기존의 완속충전 시스템에 버스바와 다수의 메인릴레이를 적용하여 완속 또는 급속으로 충전이 이루어짐으로써 시스템을 저렴한 비용에 변경할 수 있도록 한 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치 및 절환방법를 제공하는 데 목적이 있다.In addition, the present invention provides a battery switching device and a switching method for slow or rapid charging that allow the system to be changed at a low cost by applying a bus bar and a plurality of main relays to the existing slow charging system to perform slow or rapid charging. purpose is to
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로,The present invention is a means for achieving the above object,
충전플러그에 접속되는 충전기커넥터에 따라 인가되는 전원에 의해 마스터BMS에서 제어에 의해 메인릴레이1과 메인릴레이3 또는 메인릴레이2로 전원이 인가되도록 하며, 메인릴레이1과 메인릴레이3에 의해 병렬접속되어 완속충전 또는 메인릴레이2에 의해 직렬접속되어 고속충전이 배터리팩1 및 배터리팩2에 충전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치를 제공한다.Power is applied to the
본 발명의 마스터BMS는, AUX릴레이를 제어하여 메인릴레이2 또는 메인릴레이3에 동시에 접속되는 것을 방지하여 합선을 방지하는 것을 특징으로 한다.The master BMS of the present invention controls the AUX relay to prevent simultaneous connection to the
본 발명의 마스터BMS는, 제어 신호를 메인릴레이1로 인가하여 배터리팩1과 배터리팩2에 직렬형태로 접속이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다. The master BMS of the present invention is characterized in that by applying a control signal to the
본 발명의 AUX릴레이는, 마스터BMS의 제어를 받아 스위칭이 절환되어 메인릴레이3 또는 메인릴레이2로 전원을 인가하여 직렬 또는 직병렬로 충전이 이루어지도록 한다.In the AUX relay of the present invention, the switching is switched under the control of the master BMS, and power is applied to the
본 발명의 복수의 배터리는, 배터리팩1 및 배터리팩2로 이루어지고, 상기 배터리팩1 및 배터리팩2의 사이에 메인릴레이1이 직렬로 결선되며, 상기 배터리팩1 및 배터리팩2의 사이에 메인릴레이1에 접속되게 메인릴레이2가 결선되어 AUX릴레이로부터 인가되는 전원에 의해 배터리팩1 및 배터리팩2을 충전하는 것을 특징으로 한다. A plurality of batteries of the present invention is composed of a
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 수단으로,The present invention is another means for achieving the above object,
충전플러그에 접속되는 충전기커넥터가 결속되어 인가되는 전원을 마스터BMS에서 인식하는 과정과; 마스터BMS에서 AUX릴레이의 스위칭을 제어하는 과정과; AUX릴레이의 스위칭에 의해 병렬 또는 직렬로 배터리팩1 및 배터리팩2이 연결되는 과정과; AUX릴레이의 스위칭에 의해 메인릴레이3으로 전원이 인가되어 완속충전이 이루어지는 과정과; AUX릴레이의 스위칭에 의해 메인릴레이2으로 전원이 인가되어 급속충전이 이루어지는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환방법을 제공한다. A process of recognizing, in the master BMS, the power applied by binding the charger connector connected to the charging plug; A process of controlling the switching of the AUX relay in the master BMS; A process in which the
본 발명의 마스터BMS는, 전기자동차에 설치된 충전플러그에 접속되는 충전기커넥터로부터 인가되는 전원에 의해 완속충전 또는 급속충전을 판별하는 것을 특징으로 한다.The master BMS of the present invention is characterized in that the slow charging or the rapid charging is determined by the power applied from the charger connector connected to the charging plug installed in the electric vehicle.
본 발명의 배터리팩1 및 배터리팩2의 사이에는, 메인릴레이1가 직렬로 결선되어 메인릴레이2로부터 인가되는 전류를 배터리팩1에서 배터리팩2으로 인가되어 충전이 이루어지는 것을 특징으로 한다.Between the
본 발명의 메인릴레이1는, 마스터BMS에서 인가되는 제어 신호에 의해 배터리팩1과 배터리팩2에 직렬로 접속되어 충전되도록 한 것을 특징으로 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환방법.The battery switching method for slow or rapid charging, characterized in that the
본 발명은 기존의 완속충전 시스템이 탑재된 차량을 완속충전 및 급속충전이 가능하도록 배터리 모듈의 직병렬을 손쉽게 변환 가능하므로 완속 또는 급속충전을 선택할 수 있어 상황에 따라 충전방식을 선택할 수 있는 효과가 있다. The present invention can easily convert series-parallel battery modules to allow slow charging and rapid charging of a vehicle equipped with an existing slow charging system. have.
또한, 본 발명은 기존의 배터리충전장치의 무게를 늘리지 않으면서 직렬 또는 병렬을 이용하여 완속 또는 급속으로 충전을 할 수 있어 배터리의 수명을 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect of efficiently managing the life of the battery because it can be charged slowly or rapidly using series or parallel without increasing the weight of the existing battery charging device.
또한, 본 발명은 기존의 완속충전 시스템에 버스바와 다수의 메인릴레이를 적용하여 급속으로 충전이 이루어짐으로써 시스템의 구성 변경에 따른 비용이 적개발생하는 효과가 있다. In addition, the present invention has an effect of reducing costs due to changes in the configuration of the system by applying a bus bar and a plurality of main relays to the existing slow charging system to rapidly charge the system.
도 1은 본 발명의 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치가 설치된 배터리패케이스를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치가 배터리패케이스에 설치된 상태를 도시한 도면이며,
도 3은 도 2에 도시된 AUX릴레이와 메인릴레이3이 버스바에 의해 연결된 상태를 도시한 도면이고,
도 4는 도 2에 도시된 메인릴레이2와 휴즈가 버스바에 의해 연결된 상태를 도시한 도면이며,
도 5은 본 발명에 따른 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치의 회로 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing a battery pack case in which a battery switching device for slow or rapid charging of the present invention is installed;
2 is a view showing a state in which the battery switching device for slow or rapid charging of the present invention is installed in the battery case,
3 is a view showing a state in which the AUX relay and the
4 is a view showing a state in which the
5 is a diagram illustrating a circuit configuration of a battery switching device for slow or rapid charging according to the present invention.
이하, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 하고, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. Hereinafter, it should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention, and the technical terms used in the present invention have a different meaning in particular in the present invention. Unless defined, it should be interpreted in the meaning generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, and should not be interpreted in an overly comprehensive sense or in an excessively reduced meaning.
또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.In addition, when the technical term used in the present invention is an incorrect technical term that does not accurately express the spirit of the present invention, it should be understood by being replaced with a technical term that can be correctly understood by those skilled in the art. In addition, general terms used in the present invention should be interpreted as defined in advance or according to the context before and after, and should not be interpreted in an excessively reduced meaning.
아울러, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는데, 예를 들어 "구성된다" 또는 "포함한 다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the singular expression used in the present invention includes a plural expression unless the context clearly indicates otherwise. It should not be construed as necessarily including all of several steps, and it should be construed that some components or some steps may not be included, or additional components or steps may be further included.
본 발명에 따른 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치를 설명한다.A battery switching device for slow or rapid charging according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치는 충전플러그에 접속되는 충전기커넥터에 따라 인가되는 전원에 의해 마스터BMS(110)에서 제어에 의해 메인릴레이1(130)과 메인릴레이3(150) 또는 메인릴레이2(140)로 전원이 인가되도록 하며, 메인릴레이1(130)과 메인릴레이3(150)에 의해 병렬접속되어 완속충전 또는 메인릴레이2(140)에 의해 직렬접속되어 고속충전이 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)에 충전이 이루어지는 것을 특징으로 한다.The battery switching device for slow or rapid charging according to the present invention is controlled by the
본 발명의 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명한다. A battery switching device for slow or rapid charging of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치의 회로 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a circuit configuration of a battery switching device for slow or rapid charging according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a battery switching device for slow or rapid charging according to the present invention.
도 1 및 2를 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명에 따른 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치는 기존의 완속충전 시스템이 탑재된 차량을 완속충전 및 급속이 가능한 시스템으로 전환이 가능할 있도록 마스터BMS(110), AUX릴레이(120), 메인릴레이1(130), 메인릴레이2(140), 메인릴레이3(150), 퓨즈(160) 및 배터리팩1(170), 배터리팩2(180)를 포함하여 구성된다. 1 and 2, the battery switching device for slow or rapid charging according to the present invention is a master BMS so that a vehicle equipped with an existing slow charging system can be converted to a system capable of slow charging and rapid charging. 110,
상기 마스터BMS(110)는 전기자동차에 설치된 충전플러그에 접속되는 충전기커넥터로부터 인가되는 전원에 의해 완속충전 또는 급속충전이 이루어지는지에 대하여 판별하여 AUX릴레이(120)를 제어해 완속 또는 급속충전이 이루어지도록 회로를 절환시키는 것은 물론 메인릴레이1(130)를 제어하여 배터리팩1(170), 배터리팩2(180) 각각 또는 이들 모두에 전원이 직렬로 충전이 이루어지도록 배터리팩케이스(100)에 설치된다. The master BMS 110 determines whether slow charging or rapid charging is performed by the power applied from the charger connector connected to the charging plug installed in the electric vehicle, and controls the
상기 AUX릴레이(120)는 마스터BMS(110)의 제어를 받아 배터리에서 이루어지는 충전이 완속 또는 급속으로 이루어지도록 배터리팩케이스(100)에 설치되어 스위칭 작용한다. 즉, 전기자동차에 설치된 충전플러그에 접속되는 충전기커넥터로부터 전원이 인가되면, 마스터BMS(110)에서 이를 감지하여 AUX릴레이(120)에 전기적 신호를 인가해 완속 또는 급속으로 충전이 이루어지도록 절환되도록 한다. The
또한, AUX릴레이(120)를 제어하여 메인릴레이2(140) 또는 메인릴레이3(150)에 동시에 접속되는 것을 방지하여 합선을 방지하는 것을 특징으로 한다.In addition, by controlling the
상기 메인릴레이1(130)는 마스터BMS(110)에서 인가되는 제어 신호에 의해 접속이 이루져 배터리팩1(170)과 배터리팩2(180)에 직렬형태로 접속이 이루어지도록 배터리팩케이스(100)에 설치된다.The
상기 메인릴레이2(140)는 AUX릴레이(120)에서 절환된 스위칭 신호에 의해 접속이 이루지며, 288V가 인가되어 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)에 급속으로 충전이 이루어지도록 한다. 또한, 마스터BMS(110)에서 제어신호를 인가하여 메인릴레이1(130)이 병렬형태로 접속이 이루어져 급속으로 충전이 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)에 충전이 이루어지도록 한다.The
상기 메인릴레이3(150)은 AUX릴레이(120)에서 절환된 스위칭 신호에 의해 접속이 이루지며, 완속으로 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)에 충전이 이루어지도록 배터리팩케이스에 설치된다. 이때 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)에 충전은 직렬로 충전된다.The main relay 3 (150) is connected by the switching signal switched by the AUX relay (120), and is installed in the battery pack case so that the battery pack 1 (170) and the battery pack 2 (180) are charged slowly. do. At this time, the
상기 퓨즈(160)는 설정된 전류 이상이 공급되는 것을 차단할 수 있도록 메인릴레이2(140)와 배터리팩1(170) 사이에 연결되어 배터리팩케이스(100)에 설치된다. 그리고 상기 퓨즈(160)의 전단에는 C/T(CURRENT TRANSFORMER)가 설치될 수 있으며, 이러한 C/T는 전류의 크기를 변화시켜 충전이 이루어지도록 한다. The
상기 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)는 마스터BMS(110)의 제어에 의해 완속 또는 급속으로 충전을 위한 회로가 절환되어 144V 또는 288V이 이루어며, 제1보조BMS(111) 및 제2보조BMS(112)에 의해 제어를 받는다.The
그리고 상기 메인릴레이1(130)과 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)의 사이, 메인릴레이2(140)과 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)의 사이 및 메인릴레이3(150)과 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)의 사이는 버스바(190)에 의해 연결되어 설정된 전류가 인가될 수 있도록 한다. And between the
상기와 같이 구성되는 본 발명의 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치는 충전플러그에 접속되는 충전기커넥터가 결속되어 인가되는 전원을 마스터BMS(110)에서 인식하는 과정과, 마스터BMS(110)에서 AUX릴레이(120)의 스위칭을 제어하는 과정과, AUX릴레이(120)의 스위칭에 의해 병렬 또는 직렬접속되어 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)이 연결되는 과정과, AUX릴레이(120)의 스위칭에 의해 메인릴레이3(150)으로 전원이 인가되어 완속충전이 이루어지는 과정과, AUX릴레이(120)의 스위칭에 의해 메인릴레이2(140)으로 전원이 인가되어 급속충전이 이루어지는 과정을 통해 완속 또는 급속으로 충전이 이루어지도록 한다. The battery switching device for slow or rapid charging of the present invention configured as described above includes the process of recognizing the power applied by the charger connector connected to the charging plug in the
더욱 상세하게는 차량에 설치된 충전플러그에 완속용 충전기커넥터가 접속되면, 마스터BMS(110)에서 이를 인식하여 AUX릴레이(120)에 제어신호를 인가하여 메인릴레이3(150)으로 144V가 인가되도록 스위칭이 이루어진다. In more detail, when the charger connector for slow speed is connected to the charging plug installed in the vehicle, the
상기 메인릴레이3(150)는 인가되는 144V를 버스바(190)를 통해 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)로 인가하여 충전이 이루어지도록 한다. 이때 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)는 병렬접속되어 충전된다.The
그리고 차량에 설치된 충전플러그에 급속용 충전기커넥터가 접속되면, 마스터BMS(110)에서 이를 인식하여 AUX릴레이(120)에 제어신호를 인가하여 메인릴레이2(140)으로 288V가 인가되도록 스위칭이 이루어진다. And when the fast charger connector is connected to the charging plug installed in the vehicle, the
상기 메인릴레이2(140)는 퓨즈(160)를 거쳐 배터리팩1(170)으로 전원을 인가하고, 배터리팩2(180)과 버스바(190)로 연결된 메인릴레이1(130)을 거쳐 전원이 인가되어 배터리팩2(19)를 충전한다.The
상기 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)은 상기 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)의 사이에 메인릴레이1(130)이 직렬로 결선되고, 상기 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)의 사이에 메인릴레이1(130)에 접속되게 메인릴레이2(140)가 결선되어 AUX릴레이(120)로부터 인가되는 전원에 의해 충전이 이루어진다. In the
그리고 급속충전은 메인릴레이2와 메인릴레이3에 의해 배터리팩1(170)과 배터리팩2(180)이 직렬형태로 결선되어 288V의 전류가 인가되어 급속으로 충전이 이루어진다. In the rapid charging, the
상기와 같이 버스바(190)를 이용하여 메인릴레이1(130), 메인릴레이2(140), 메인릴레이3(150)을 부설하여 완속 또는 급속충전시 배터리팩1(170)과 배터리팩2(180)에 병렬 또는 직렬로 접속되어 충전이 이루어진다.As described above, the
이상에서 설명한 바와 같이 기존의 완속충전 시스템이 탑재된 차량을 완속충전 및 급속충전이 가능하도록 배터리 모듈의 병렬 또는 직렬접속을 손쉽게 변환 가능하므로 완속 또는 급속충전을 선택할 수 있어 상황에 따라 충전방식을 선택할 수 있수 있으므로 충전효율을 증대할 수 있다.As described above, it is possible to easily convert parallel or series connection of battery modules to allow slow charging and rapid charging of vehicles equipped with the existing slow charging system. Therefore, it is possible to increase the charging efficiency.
또한, 본 발명은 기존의 배터리충전장치의 무게를 늘리지 않으면서 직렬 또는 병렬접속을 통해 급속 또는 완속으로 충전을 할 수 있어 배터리의 수명을 효율적으로 관리할 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention has an advantage in that it is possible to efficiently manage the life of the battery because charging can be performed rapidly or slowly through series or parallel connection without increasing the weight of the existing battery charging device.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 고안이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 고안의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. While this specification contains numerous specific implementation details, these should not be construed as limitations on the scope of any invention or claim, but rather as descriptions of features that may be specific to particular embodiments of a particular invention. should be understood
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 고안의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 고안의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 고안의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical idea of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
100: 배터리팩케이스 110: 마스터BMS
111: 제1보조BMS 112: 제2보조BMS
120: AUX릴레이 130: 메인릴레이1
140: 메인릴레이2 150: 메인릴레이3
160: 퓨즈 170: 배터리팩1
180: 배터리팩2 190: 버스바100: battery pack case 110: master BMS
111: first auxiliary BMS 112: second auxiliary BMS
120: AUX relay 130:
140:
160: fuse 170:
180:
Claims (9)
메인릴레이2(140)와 배터리팩1(170) 사이에 퓨즈(160)가 연결되어 배터리팩케이스(100)에 설치되어 설정된 전류 이상이 공급되는 것을 차단할 수 있도록 하며,
퓨즈(160)의 전단에는 전류의 크기를 변화시켜 충전이 이루어지도록 C/T(CURRENT TRANSFORMER)가 설치되는 것을 특징으로 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치.
Power is applied to the main relay 1 130 and the main relay 3 150 or the main relay 2 140 under the control from the master BMS 110 by the power applied according to the charger connector connected to the charging plug, The main relay 1 (130) and the main relay 3 (150) are connected in parallel for slow charging or the main relay 2 (140) is connected in series to charge the battery pack 1 (170) and the battery pack 2 (180). this is being done
A fuse 160 is connected between the main relay 2 140 and the battery pack 1 170 to be installed in the battery pack case 100 to block the supply of more than a set current,
A battery switching device for slow or rapid charging, characterized in that a CURRENT TRANSFORMER (C/T) is installed at the front end of the fuse 160 to change the magnitude of the current to be charged.
상기 마스터BMS(110)는,
AUX릴레이(120)를 제어하여 메인릴레이2(140) 또는 메인릴레이3(150)에 동시에 접속되는 것을 방지하여 합선을 방지하는 것을 특징으로 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치.
The method of claim 1,
The master BMS 110,
A battery switching device for slow or rapid charging, characterized in that by controlling the AUX relay 120 to prevent simultaneous connection to the main relay 2 (140) or the main relay 3 (150) to prevent a short circuit.
상기 마스터BMS(110)는
제어 신호를 메인릴레이1(130)로 인가하여 배터리팩1(170)과 배터리팩2(180)에 직렬형태로 접속이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치.
The method of claim 1,
The master BMS 110 is
A battery switching device for slow or rapid charging, characterized in that by applying a control signal to the main relay 1 (130) to be connected in series to the battery pack 1 (170) and the battery pack 2 (180).
상기 AUX릴레이(120)는,
마스터BMS(110)의 제어를 받아 스위칭이 절환되어 메인릴레이3(150) 또는 메인릴레이2(140)로 전원을 인가하여 직렬 또는 직병렬로 충전이 이루어지도록 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치.
3. The method of claim 2,
The AUX relay 120,
A battery switching device for slow or rapid charging in which switching is switched under the control of the master BMS 110 and power is applied to the main relay 3 150 or the main relay 2 140 to be charged in series or series-parallel. .
상기 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)은,
상기 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)의 사이에 메인릴레이1(130)이 직렬로 결선되고,
상기 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)의 사이에 메인릴레이1(130)에 접속되게 메인릴레이2(140)가 결선되어 AUX릴레이(120)로부터 인가되는 전원에 의해 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)을 충전하는 것을 특징으로 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환장치.
The method of claim 1,
The battery pack 1 170 and the battery pack 2 180 are,
A main relay 1 130 is connected in series between the battery pack 1 170 and the battery pack 2 180,
The main relay 2 140 is connected between the battery pack 1 170 and the battery pack 2 180 so as to be connected to the main relay 1 130, and by the power applied from the AUX relay 120, the battery pack 1 ( 170) and a battery switching device for slow or rapid charging, characterized in that charging the battery pack 2 (180).
마스터BMS(110)에서 AUX릴레이(120)의 스위칭을 제어하는 과정과;
AUX릴레이(120)의 스위칭에 의해 병렬 또는 직렬로 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)이 연결되는 과정과;
AUX릴레이(120)의 스위칭에 의해 메인릴레이3(150)으로 전원이 인가되어 완속충전이 이루어지는 과정과;
AUX릴레이(120)의 스위칭에 의해 메인릴레이2(140)으로 전원이 인가되어 급속충전이 이루어지는 과정;을 포함하며,
메인릴레이2(140)와 배터리팩1(170) 사이에 퓨즈(160)가 연결되어 배터리팩케이스(100)에 설치되어 설정된 전류 이상이 공급되는 것을 차단할 수 있도록 하고,
퓨즈(160)의 전단에는 전류의 크기를 변화시켜 충전이 이루어지도록 C/T(CURRENT TRANSFORMER)가 설치되는 것을 특징으로 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환방법.
The process of recognizing, in the master BMS 110, the power applied by binding the charger connector connected to the charging plug;
a process of controlling the switching of the AUX relay 120 in the master BMS 110;
A process in which the battery pack 1 170 and the battery pack 2 180 are connected in parallel or in series by the switching of the AUX relay 120;
A process in which power is applied to the main relay 3 (150) by switching of the AUX relay (120) to perform slow charging;
A process in which power is applied to the main relay 2 140 by switching of the AUX relay 120 to perform rapid charging;
A fuse 160 is connected between the main relay 2 140 and the battery pack 1 170 to be installed in the battery pack case 100 to block the supply of more than a set current,
A battery switching method for slow or rapid charging, characterized in that a C/T (CURRENT TRANSFORMER) is installed at the front end of the fuse 160 to change the magnitude of the current to be charged.
상기 마스터BMS(110)는,
전기자동차에 설치된 충전플러그에 접속되는 충전기커넥터로부터 인가되는 전원에 의해 완속충전 또는 급속충전을 판별할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환방법.
7. The method of claim 6,
The master BMS 110,
A battery switching method for slow or rapid charging, characterized in that it is possible to discriminate between slow charging or rapid charging by power applied from a charger connector connected to a charging plug installed in an electric vehicle.
상기 배터리팩1(170) 및 배터리팩2(180)의 사이에는
메인릴레이1(130)가 직렬로 결선되어 메인릴레이2(140)로부터 인가되는 전류를 배터리팩1(170)에서 배터리팩2(180)으로 인가되어 충전이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환방법.
7. The method of claim 6,
Between the battery pack 1 (170) and the battery pack 2 (180)
Slow or rapid, characterized in that the main relay 1 130 is connected in series and the current applied from the main relay 2 140 is applied from the battery pack 1 170 to the battery pack 2 180 to be charged. How to change the battery for charging.
상기 메인릴레이1(130)는
마스터BMS(110)에서 인가되는 제어 신호에 의해 배터리팩1(170)과 배터리팩2(180)에 직렬로 접속되어 충전되도록 한 것을 특징으로 하는 완속 또는 급속충전을 위한 배터리 절환방법.9. The method of claim 8,
The main relay 1 130 is
Battery switching method for slow or rapid charging, characterized in that the battery pack 1 (170) and the battery pack 2 (180) are connected in series to be charged by the control signal applied from the master BMS (110).
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