KR102537356B1 - Apparatus for testing battery pack using obd data - Google Patents

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KR102537356B1
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정재범
임민규
김남현
김현재
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한국산업기술시험원
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Abstract

Disclosed is a battery pack charge/discharge test apparatus using OBD data that includes: an HV control part that is connected to the HV line of a battery pack (200) and performs a charge/discharge test of the battery pack; an integrated control part that is connected to the LV line of the battery pack and receives the OBD data; and a data processing part that converts the OBD data into charge/discharge control data. The integrated control part controls the operation of the HV control part using the charge and discharge control data.

Description

OBD 데이터를 활용한 배터리 팩의 충방전 시험장치{APPARATUS FOR TESTING BATTERY PACK USING OBD DATA}Battery pack charge/discharge test device using OBD data {APPARATUS FOR TESTING BATTERY PACK USING OBD DATA}

본 발명은 배터리 팩의 모니터링 용도로 사용된 OBD 데이터를 충방전 시험의 조건으로 활용하는 배터리 팩의 충방전 시험장치에 관한 기술이다.The present invention relates to a battery pack charge/discharge test device that utilizes OBD data used for battery pack monitoring as a condition for a charge/discharge test.

종래에는 사용후 배터리 팩의 재사용, 재제조 또는 재활용을 하기 위해 충방전기를 활용하여 배터리 팩의 시험을 수행하였다. 사용후 배터리는 한 번 이상 사용된 배터리를 의미한다.Conventionally, in order to reuse, remanufacture, or recycle a battery pack after use, a battery pack test has been performed using a charger/discharger. A used battery means a battery that has been used more than once.

충방전기는 통신프로토콜, 주소(address) 및 핀-맵(pin-map) 등 배터리 팩의 제약정보를 입력받아야 배터리 팩의 BMS에서 생성된 BMS 정보를 받아올 수 있고, BMS 정보를 활용하여 배터리 팩의 성능이나 안전에 관한 시험을 수행할 수 있다.The charger/discharger can receive the BMS information generated by the BMS of the battery pack only when it receives input of the battery pack's constraint information such as communication protocol, address, and pin-map. performance or safety tests.

제약정보는 배터리 팩을 제조하거나, 배터리 팩을 포함하여 전기자동차를 제조하는 제조사에서 생성된 정보이다.The restriction information is information generated by a manufacturer that manufactures a battery pack or an electric vehicle including the battery pack.

그러나 종래에는 제약정보를 회사기밀이라 하여 제조사에서 쉽게 제약정보를 공개하지 않으려는 경향이 있고, 시험기관에서 제약정보를 얻지 못하여 배터리 팩의 충방전 시험을 실시하지 못하는 문제점이 있다.However, in the prior art, there is a problem in that manufacturers tend not to easily disclose pharmaceutical information because pharmaceutical information is considered company confidential, and a test institution cannot obtain pharmaceutical information, thereby failing to conduct a charge/discharge test of a battery pack.

종래에는 선행기술로 기재된 특허문헌과 같이 OBD-ECU-BMS의 순으로 연결하고, BMS 정보가 포함된 OBD 데이터를 활용하여 배터리 팩의 상태를 진단하거나 모니터링할 수 있다. 그러나 종래에는 OBD 데이터를 단순히 진단이나 모니터링의 용도로만 활용함으로써, 그 활용범위가 매우 낮은 문제점이 있다.Conventionally, the state of the battery pack can be diagnosed or monitored by connecting in the order of OBD-ECU-BMS like patent documents described as prior art and utilizing OBD data including BMS information. However, in the prior art, there is a problem in that the utilization range is very low because OBD data is simply used for diagnosis or monitoring purposes.

한국공개특허 제10-2022-0104851호Korean Patent Publication No. 10-2022-0104851

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 배터리 팩의 모니터링 용도로 사용된 OBD 데이터를 충방전 시험의 조건으로 활용하는 배터리 팩의 충방전 시험장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a battery pack charge/discharge test apparatus that utilizes OBD data used for battery pack monitoring as a condition for a charge/discharge test.

상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명의 실시예에 따른 OBD 데이터를 활용한 배터리 팩의 충방전 시험장치는, 배터리 팩(200)의 HV 라인과 연결되고, 배터리 팩의 충방전 시험을 수행하는 HV 제어부(110); 상기 배터리 팩의 LV 라인과 연결되고, OBD 데이터를 수신하는 통합 제어부(120) 및 상기 OBD 데이터를 충방전 제어 데이터로 변환하는 데이터 처리부(130)를 포함하고, 상기 통합 제어부는 충방전 제어 데이터를 이용하여 HV 제어부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.A battery pack charge/discharge test apparatus using OBD data according to an embodiment of the present invention for the above object to be solved is connected to the HV line of the battery pack 200 and performs a charge/discharge test of the battery pack. HV control unit 110; An integrated control unit 120 connected to the LV line of the battery pack and receiving OBD data and a data processing unit 130 converting the OBD data into charge/discharge control data, wherein the integrated control unit converts charge/discharge control data It is characterized in that the operation of the HV control unit is controlled by using.

본 발명의 실시예에 따른 OBD 데이터를 활용한 배터리 팩의 충방전 시험장치는, 상기 배터리 팩의 모니터링 용도로 사용된 OBD 데이터를 충방전의 시험조건으로 확장하여 활용하고, 시험조건을 기준으로 안전성이 향상된 시험환경을 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.The battery pack charge/discharge test apparatus using OBD data according to an embodiment of the present invention extends and utilizes the OBD data used for monitoring the battery pack as a charge/discharge test condition, and safety based on the test condition. It can be characterized by providing this improved test environment.

상기 통합 제어부는 HV 제어부로부터 충방전 시험 결과에 대응하는 충방전 시험 데이터를 수신하고, LV 라인으로부터 충방전 시험에 대응하는 충방전 OBD 데이터를 수신하며, 상기 데이터 처리부는 충방전 시험 데이터와 충방전 OBD 데이터 간 시간 동기화를 하여 실시간 데이터를 누적시키는 것을 특징으로 할 수 있다.The integrated control unit receives charge/discharge test data corresponding to the charge/discharge test result from the HV control unit, and receives charge/discharge OBD data corresponding to the charge/discharge test from the LV line, and the data processing unit receives the charge/discharge test data and the charge/discharge test data. It may be characterized in that real-time data is accumulated by performing time synchronization between OBD data.

상기 통합 제어부는 충방전 시험 데이터와 충방전 OBD 데이터를 비교하여 배터리 팩의 셀별 또는 SOC별로 충방전의 스텝 수를 결정하고, 상기 HV 제어부는 결정된 충방전의 스텝 수로 배터리 팩의 충방전 시험을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.The integrated controller compares charge/discharge test data with charge/discharge OBD data to determine the number of charge/discharge steps for each cell or SOC of the battery pack, and the HV controller performs a charge/discharge test of the battery pack with the determined number of charge/discharge steps. It can be characterized as doing.

상기 통합 제어부는 충방전 시험 데이터를 참값으로 하고, 충방전 OBD 데이터를 비교값으로 하며, 누적된 실시간 데이터를 분석하여 배터리 팩에 구성된 BMS의 동작 정확도를 판별하는 것을 특징으로 할 수 있다.The integrated control unit may determine the operation accuracy of the BMS configured in the battery pack by using charge/discharge test data as a true value, charge/discharge OBD data as a comparison value, and analyzing accumulated real-time data.

본 발명은 배터리 팩의 모니터링 용도로 사용된 OBD 데이터를 충방전의 시험조건으로 확장하여 활용할 수 있고, 시험조건을 기준으로 안전성이 향상된 시험환경을 제공할 수 있으며, 제조사의 제약정보가 없어도 충방전 시험을 수행할 수 있다.According to the present invention, OBD data used for battery pack monitoring can be extended and utilized to test conditions for charging and discharging, can provide a test environment with improved safety based on the test conditions, and can perform charging and discharging without manufacturer's restriction information. test can be performed.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩과 연결된 충방전 시험장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 배터리 팩과 연결된 종래의 충방전 시험장치를 도시한 예이다.
도 3은 배터리 팩 내 릴레이의 전류 흐름을 도시한 예이다.
도 4는 사용 배터리 팩의 시험 절차를 도시한 예이다.
도 5는 사용후 배터리 팩의 시험 방안을 도시한 예이다.
도 6은 배터리 팩과 연결된 본 발명의 충방전 시험장치를 도시한 예이다.
도 7은 종래의 OBD 활용방법과 본 발명의 OBD 활용방법을 비교한 예이다.
도 8은 사용후 배터리 팩의 검사 목록을 도시한 예이다.
도 9는 용량검사의 시험조건을 도시한 예이다.
도 10은 OBD 데이터를 활용하여 충방전 시험을 제어하는 화면을 도시한 예이다.
도 11은 통합 UI 내 OBD 항목을 도시한 예이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 충방전 시험방법을 도시한 흐름도이다.
도 13은 도 12의 OBD 데이터의 송신방법을 상세하게 도시한 흐름도이다.
도 14는 OBD 데이터의 송수신을 도시한 예이다.
도 15는 도 12의 OBD 데이터를 충방전 제어 데이터로 변환하는 방법을 상세하게 도시한 흐름도이다.
도 16은 도 12의 충방전 제어방법을 상세하게 도시한 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 충방전 시험방법을 도시한 흐름도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 충방전 시험방법을 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram showing a charge/discharge test apparatus connected to a battery pack according to an embodiment of the present invention.
2 is an example showing a conventional charge/discharge test apparatus connected to a battery pack.
3 is an example showing current flow of a relay in a battery pack.
4 is an example illustrating a test procedure of a battery pack in use.
5 is an example illustrating a method for testing a battery pack after use.
6 is an example showing a charge/discharge test apparatus of the present invention connected to a battery pack.
7 is an example comparing a conventional OBD utilization method and an OBD utilization method of the present invention.
8 is an example of an inspection list of a battery pack after use.
9 is an example showing test conditions for capacity test.
10 is an example of a screen for controlling a charge/discharge test using OBD data.
11 is an example showing OBD items in the integrated UI.
12 is a flowchart illustrating a method for testing charging and discharging of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart illustrating in detail the OBD data transmission method of FIG. 12 .
14 is an example illustrating transmission and reception of OBD data.
15 is a flowchart illustrating in detail a method of converting the OBD data of FIG. 12 into charge/discharge control data.
FIG. 16 is a flowchart illustrating the charge/discharge control method of FIG. 12 in detail.
17 is a flowchart illustrating a method for testing charging and discharging of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
18 is a flowchart illustrating a method for testing charging and discharging of a battery pack according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩과 연결된 충방전 시험장치를 도시한 블록도로서, 충방전 시험장치는 HV 제어부(110) 및 통합 제어부(120)를 포함한다.1 is a block diagram showing a charge/discharge test apparatus connected to a battery pack according to an embodiment of the present invention. The charge/discharge test apparatus includes an HV controller 110 and an integrated controller 120.

HV 제어부(110)는 배터리 팩(200)의 HV 라인과 연결되고, 통합 제어부(120)는 배터리 팩의 LV 라인과 연결된다. HV 라인은 고전압선을 의미하고, LV 라인은 저전압선과 연결된다.The HV controller 110 is connected to the HV line of the battery pack 200, and the integrated controller 120 is connected to the LV line of the battery pack. The HV line means a high voltage line, and the LV line is connected to a low voltage line.

도 2는 배터리 팩과 연결된 종래의 충방전 시험장치를 도시한 예로서, 우선 발명의 배경 기술에 대하여 좀 더 설명하기로 한다. 배터리 팩(200)은 복수의 배터리 셀(210), 퓨즈(220), 릴레이(230) 및 BMS(240)를 포함할 수 있다.2 is an example showing a conventional charge/discharge test apparatus connected to a battery pack, and first, the background art of the present invention will be described in more detail. The battery pack 200 may include a plurality of battery cells 210 , a fuse 220 , a relay 230 and a BMS 240 .

베터리 셀(210)은 모듈 단위로 형성될 수 있고, 퓨즈(220)는 전기안전으로 사용될 수 있다. 릴레이(230)는 HV 라인과 연결되고, BMS(240)는 LV 라인과 연결된다.The battery cell 210 may be formed in module units, and the fuse 220 may be used for electrical safety. The relay 230 is connected to the HV line, and the BMS 240 is connected to the LV line.

HV 라인은 실제 배터리로 흐르는 충방전 전류가 이동하는 통로이고, HV 제어부(110)에 의해 조절된다. LV 라인은 BMS(240) 내 스위치(relay)를 조절하기 위해 사용될 수 있고, BMS(240) 내 정보를 CAN 통신방식의 방법으로 사용될 수 있으며, 충방전 제어를 위한 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다.The HV line is a passage through which the charging/discharging current actually flowing to the battery moves, and is controlled by the HV controller 110 . The LV line can be used to control a switch (relay) in the BMS 240, information in the BMS 240 can be used as a CAN communication method, and can be used to provide information for charge/discharge control. .

AUX 라인은 보조선으로서 배터리의 온도와 전압을 측정하는 센서의 센싱정보를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 센싱정보는 충방전 제어를 위해 사용될 수 있다.The AUX line is an auxiliary line and may be used to transmit sensing information of a sensor that measures temperature and voltage of a battery. The sensing information may be used for charge/discharge control.

도 3은 배터리 팩 내 릴레이의 전류 흐름을 도시한 예로서, 고전류(high current)가 흐르는 대전류단 내에 위치한 릴레이(230)는 성능과 안전 상의 이유로 대전류단의 연결과 차단의 역할을 수행한다. 릴레이(230)는 내부 스위치에 의해 대전류단이 차단될 시 전류를 흐르지 못하게 한다.FIG. 3 is an example of a current flow of a relay in a battery pack. A relay 230 located in a high current stage through which a high current flows plays a role of connecting and disconnecting the high current stage for performance and safety reasons. The relay 230 prevents current from flowing when the high current stage is blocked by an internal switch.

충방전 시험을 하기 위해서는 해당 릴레이(230)에 대한 제어 방법 등 제약정보가 필수적으로 필요하지만, 종래에는 제조사에서 제공하지 못하는 실정이다. 즉 도 3에서 제시하는 문제점을 해결하기 위한 기술이 필요한 실정이다.In order to perform a charge/discharge test, constraint information such as a control method for the corresponding relay 230 is essential, but conventionally, the manufacturer cannot provide it. That is, a technology for solving the problem presented in FIG. 3 is required.

종래에는 BMS 정보의 접근이 어려울 경우, AUX 라인을 통하여 배터리 팩은 온도나 전압을 취득할 수 있다. 그러나 AUX 라인에서 제공하는 정보는 제한적일 수 있다.Conventionally, when it is difficult to access BMS information, the battery pack can acquire temperature or voltage through the AUX line. However, the information provided by the AUX line may be limited.

도 4는 사용 배터리 팩의 시험 절차를 도시한 예로서, 종래에는 사용후 배터리 팩을 검사할 때 배터리 팩의 전압이나 온도 등 기본정보가 필수적으로 필요하지만, 해당 기본정보 조차도 회사 기밀이라고 하여 제조사에서 공개하지 않는 문제점이 있다.4 is an example of a test procedure for a battery pack in use. Conventionally, when inspecting a battery pack after use, basic information such as voltage and temperature of the battery pack is essential, but even the basic information is classified as company confidential and the manufacturer There are problems that are not disclosed.

만약 배터리 셀의 전압을 측정하지 않고 전류를 인가하여 배터리 팩의 전기적 시험을 수행하면, 셀 간 열화(degradation) 차이에 의한 전압 불평형(voltage imbalance)가 발생할 수 있고, 특정 셀의 충전 말단에서 과충전 또는 방전 말단에서의 과방전이 발생할 수 있으며, 이로 인한 배터리의 안전상에 문제가 발생하여 시험 도중에 화재가 발생할 수 있는 위험이 있다.If the electrical test of the battery pack is performed by applying current without measuring the voltage of the battery cell, voltage imbalance may occur due to the difference in degradation between cells, and overcharging or Overdischarge may occur at the end of the discharge, and there is a risk that a fire may occur during the test due to a problem in the safety of the battery due to this.

종래에는 모듈 간 전압 밸런싱을 측정하기 위해 모듈 단위로 배터리 팩을 분해하였다. 따라서 종래에는 이로 인해 배터리를 분해 및 재조립을 위한 시간이 낭비되는 문제점이 있다.Conventionally, a battery pack is disassembled in units of modules to measure voltage balancing between modules. Therefore, in the prior art, there is a problem in that time for disassembling and reassembling the battery is wasted.

도 5는 사용후 배터리 팩의 시험 방안을 도시한 예로서, 종래에는 사용후 배터리 팩을 어떻게 활용할 지 성능평가와 등급분류를 실시하였고, 사용후 배터리 팩이 재사용의 등급을 받으면 안전검사를 실시하였다.5 is an example of a test method for a used battery pack. In the prior art, performance evaluation and classification were performed on how to utilize the used battery pack, and safety inspection was performed when the used battery pack received a reuse grade. .

일부 성능평가에서는 안전검사가 함께 포함되어 있으므로, 최근에는 성능검사와 안전검사를 단일화하는 추세이고, 단일화된 검사를 통하여 중복적인 검사를 배제하고 검사의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 예를 들어 중고 제품인 사용후 배터리는 개별 제품마다 품질상태가 상이하고, 사고발생시 위해도가 매우 커서 샘플링 검사가 아닌 전수 검사로 이루어져야 한다. 전수 검사는 성능과 안전 검사를 포함한다.Since safety inspections are included in some performance evaluations, the recent trend is to unify performance inspections and safety inspections, and through unified inspections, redundant inspections can be excluded and the efficiency of inspections can be further improved. For example, a used battery, which is a used product, has different quality conditions for each individual product and has a very high risk in the event of an accident, so a total inspection should be conducted instead of a sampling inspection. The 100% inspection includes performance and safety inspections.

도 6은 배터리 팩과 연결된 본 발명의 충방전 시험장치를 도시한 예로서, 전술한 발명의 배경 기술의 다양한 문제점을 해결할 수 있는 설명을 하기로 한다.6 is an example of a charge/discharge test apparatus of the present invention connected to a battery pack, and will be described to solve various problems of the background art of the above-described invention.

본 발명의 충방전 시험장치(100)는 종래와 대비하여 데이터 처리부(130)를 더 포함한다. HV 제어부(110)는 배터리 팩의 HV 라인과 연결되고, 배터리 팩의 충방전 시험을 수행한다.Compared to the prior art, the charge/discharge test apparatus 100 of the present invention further includes a data processor 130. The HV controller 110 is connected to the HV line of the battery pack and performs a charge/discharge test of the battery pack.

통합 제어부(120)는 배터리 팩의 LV 라인과 연결되고, OBD 데이터를 수신한다. 데이터 처리부(130)는 OBD 데이터를 충방전 제어 데이터로 변환한다.The integrated controller 120 is connected to the LV line of the battery pack and receives OBD data. The data processor 130 converts OBD data into charge/discharge control data.

도 7은 종래의 OBD 활용방법과 본 발명의 OBD 활용방법을 비교한 예이다. OBD(On-Board Diagnostics)는 자기진단장치로서, 자동차의 전기나 전자적인 작동상태를 진단한다. 종래에는 OBD 스캐너에서 OBD 포트를 통해 ECU에게 BMS 정보를 요청하였고, LV 라인을 통하여 ECU와 BMS 간의 통신이 이루어졌으며, ECU에서 OBD 스캐너로 BMS 정보를 전송하였다.7 is an example comparing a conventional OBD utilization method and an OBD utilization method of the present invention. OBD (On-Board Diagnostics) is a self-diagnostic device that diagnoses the electrical or electronic operating conditions of a vehicle. Conventionally, an OBD scanner requests BMS information from an ECU through an OBD port, communication between the ECU and the BMS is performed through an LV line, and BMS information is transmitted from the ECU to the OBD scanner.

본 발명은 OBD 포트와 ECU를 거치지 않고 직접적으로 LV 라인과 연결되며, OBD 데이터를 충방전 제어 데이터로 변환하여 충방전의 시험조건으로 활용할 수 있으므로, OBD 데이터의 활용범위를 확장시킬 수 있다.Since the present invention is directly connected to the LV line without passing through the OBD port and the ECU, and converts OBD data into charge/discharge control data and can be used as test conditions for charge/discharge, the range of use of OBD data can be expanded.

통상적으로 종래에는 전기자동차로부터 사용후 배터리 팩을 탈거한 후 충방전 시험을 진행하므로, 본 발명은 별도의 OBD 포트와 ECU가 필요하지 않아 충방전 시험장치(100)의 부품의 개수를 감소시킬 수 있다.Conventionally, since the charge/discharge test is performed after removing the battery pack after use from the electric vehicle, the present invention can reduce the number of parts of the charge/discharge test device 100 because a separate OBD port and ECU are not required. there is.

도 8은 사용후 배터리 팩의 검사 목록을 도시한 예로서, 배터리 팩의 검사는 성능 검사와 안전 검사를 포함하고, 성능 검사에서 1차 검사와 같이 안전 검사를 실시할 수 있다. 1차 검사는 개방회로전압 및 절연검사로서, 현재 배터리 팩의 상태를 모르면 성능 검사에서 수행되는 검사이다.8 is an example of a battery pack inspection list after use. The battery pack inspection includes a performance inspection and a safety inspection, and in the performance inspection, a safety inspection may be performed like a first inspection. The primary test is an open circuit voltage and insulation test, which is performed in the performance test if the current state of the battery pack is not known.

성능 검사와 안전 검사는 시험조건만 달리하고 동일한 시험을 실시하는 검사일 수 있다. 예를 들어 성능 검사는 일반충전 검사이고, 안전 검사는 과충전 검사이며, 각각의 검사는 충전량이나 충전 스텝 수 등 시험조건만 다르다.The performance test and the safety test may be tests in which the same test is performed with only different test conditions. For example, the performance test is a general charging test, the safety test is an overcharging test, and each test is different only in test conditions such as the amount of charge or the number of charging steps.

도 9는 용량검사의 시험조건을 도시한 예로서, 통합 제어부(120)는 각각의 검사마다 시험조건을 설정할 수 있고, 설정된 절차에 포함된 시험조건과 OBD값을 비교하여 시험종료, 다음 스텝의 충방전 시험 및 특정 스텝의 충방전 시험 중 하나를 결정할 수 있다. 여기서 OBD값은 충방전 제어 데이터를 의미한다. 9 is an example of test conditions for capacity test. The integrated control unit 120 may set test conditions for each test, compare the test conditions included in the set procedure with the OBD value, complete the test, and proceed to the next step. One of the charge/discharge test and the charge/discharge test of a specific step can be determined. Here, the OBD value means charge/discharge control data.

절차는 성능검사와 안전검사가 복합적으로 포함될 수 있고, 각각의 검사에 대응하는 시험조건을 포함할 수 있다. 특정 스텝의 충방전 시험은 성능검사에서 안전검사로 또는 안전검사에서 성능검사로 절차가 변경된 시험일 수 있다.The procedure may include a combination of performance inspection and safety inspection, and may include test conditions corresponding to each inspection. The charge/discharge test of a specific step may be a test in which the procedure is changed from a performance test to a safety test or from a safety test to a performance test.

도 10은 OBD 데이터를 활용하여 충방전 시험을 제어하는 화면을 도시한 예로서, 본 발명의 충방전 시험장치(100)는 입출력부(140) 및 저장부(150)를 더 포함할 수 있다.10 is an example of a screen for controlling a charge/discharge test using OBD data, and the charge/discharge test apparatus 100 of the present invention may further include an input/output unit 140 and a storage unit 150.

입출력부(140)는 충방전 시험을 제어하는 화면을 제공할 수 있고, 저장부(150)는 OBD 데이터를 저장할 수 있다.The input/output unit 140 may provide a screen for controlling a charge/discharge test, and the storage unit 150 may store OBD data.

통합 제어부(120)는 취득과 변환된 OBD 데이터(전압, 전류, 온도 및 SOC 등)를 활용하여 배터리 팩(200)의 충방전 제거가 가능하다. 예를 들어 통합 제어부(120)는 도 10에 도시된 바와 같이 SOC가 현재 92.5%인 배터리 팩(200)을 SOC 72%까지 방전한다고 했을 때, 실시간으로 확인되는 OBD 데이터 내 DOC 값과 비교하여 SOC가 72%까지 방전되면 방전을 종료시킨다.The integrated control unit 120 can remove charging and discharging of the battery pack 200 by utilizing the obtained and converted OBD data (voltage, current, temperature, SOC, etc.). For example, as shown in FIG. 10, when the integrated controller 120 discharges the battery pack 200 whose SOC is currently 92.5% to SOC 72%, the integrated control unit 120 compares the DOC value in OBD data checked in real time to determine the SOC When is discharged to 72%, the discharge is terminated.

도 11은 통합 UI 내 OBD 항목을 도시한 예로서, 입출력부(140)는 종료조건 등 시험조건을 포함하여 OBD 항목을 통합적으로 화면에 표시할 수 있다.11 is an example of OBD items in the integrated UI, and the input/output unit 140 may integrally display OBD items on the screen, including test conditions such as end conditions.

통합 제어부(120)는 HV 제어부로(110)부터 충방전 시험 결과에 대응하는 충방전 시험 데이터를 수신하고, LV 라인으로부터 충방전 시험에 대응하는 충방전 OBD 데이터를 수신한다.The integrated controller 120 receives charge/discharge test data corresponding to the charge/discharge test result from the HV controller 110 and receives charge/discharge OBD data corresponding to the charge/discharge test from the LV line.

데이터 처리부(130)는 충방전 시험 데이터와 충방전 OBD 데이터 간 시간 동기화를 하여 실시간 데이터를 누적시킬 수 있다.The data processing unit 130 may accumulate real-time data by performing time synchronization between the charge/discharge test data and the charge/discharge OBD data.

통합 제어부(120)는 충방전 시험 데이터와 충방전 OBD 데이터를 비교하여 배터리 팩(200)의 셀별 또는 SOC별로 충방전의 스텝 수를 결정할 수 있다. HV 제어부(110)는 결정된 충방전의 스텝 수로 배터리 팩(200)의 충방전 시험을 수행할 수 있다.The integrated controller 120 may compare the charge/discharge test data with the charge/discharge OBD data to determine the number of charge/discharge steps for each cell or SOC of the battery pack 200 . The HV controller 110 may perform a charge/discharge test of the battery pack 200 with the determined number of charge/discharge steps.

전체 팩(pack) 전압만 기준으로 할 때는 평균 전압을 나타내지만, 충전 말단에서 임밸런스에 따라 과충전이 이루어질 수 있다. 방전 말단에서는 임밸런스에 따라 과방전이 이루어지고 이에 따라 음극기재인 구리의 집전체의 디포메이션(deformation)이 일어나 배터리의 안전에 영향을 미칠 수 있다.When based only on the total pack voltage, it represents an average voltage, but overcharging may occur depending on the imbalance at the charging end. At the end of the discharge, overdischarge occurs according to the imbalance, and as a result, deformation of the current collector of copper, which is a negative electrode material, may affect the safety of the battery.

본 발명은 배터리 팩(200)의 셀별 또는 SOC별로 충방전 시험을 제공함으로써, 임밸러싱에 따른 열화셀의 열폭주(thermal runaway)를 방지할 수 있어 화재 위험을 낮출 수 있다.The present invention provides a charge/discharge test for each cell or each SOC of the battery pack 200, thereby preventing thermal runaway of deteriorating cells due to imbalancing, thereby reducing the risk of fire.

통합 제어부(120)는 충방전 시험 데이터를 참값으로 하고, 충방전 OBD 데이터를 비교값으로 하며, 누적된 실시간 데이터를 분석하여 배터리 팩에 구성된 BMS의 동작 정확도를 판별할 수 있다.The integrated control unit 120 may use charge/discharge test data as a true value, charge/discharge OBD data as a comparison value, and analyze accumulated real-time data to determine the operational accuracy of the BMS configured in the battery pack.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 충방전 시험방법을 도시한 흐름도로서, 충방전 시험장치(100)에서 배터리 팩(200)의 충방전을 시험하는 OBD 데이터를 활용한 배터리 팩의 충방전 시험방법은 배터리 팩(200)의 LV 라인이 연결되어 데이터를 송수신하고, LV 라인으로부터 수신된 OBD 데이터를 충방전 제어 데이터로 변환하며, 충방전 제어 데이터를 이용하여 배터리 팩(200)의 충방전 시험을 수행한다.12 is a flowchart illustrating a method for testing charging and discharging of a battery pack according to an embodiment of the present invention. In the charge/discharge test method, the LV line of the battery pack 200 is connected to transmit/receive data, convert OBD data received from the LV line into charge/discharge control data, and use the charge/discharge control data to transmit and receive data. Carry out a charge/discharge test.

충방전 시험장치(100)는 LV 라인의 전원선을 연결하고, LV라인의 CAN 통신선을 연결하며, 충방전 제어 데이터의 변환을 위한 OBD 판단로직을 결정하는 차종을 선택하고, 전원선에 전원을 공급하여 배터리 팩의 BMS을 턴온시키며, CAN 통신선을 통하여 데이터 요청 명령을 송신하고, CAN 통신선을 통하여 OBD 데이터를 수신한다.The charge/discharge test apparatus 100 connects the power line of the LV line, connects the CAN communication line of the LV line, selects a vehicle model that determines the OBD judgment logic for conversion of charge/discharge control data, and supplies power to the power line. supply to turn on the BMS of the battery pack, transmit a data request command through the CAN communication line, and receive OBD data through the CAN communication line.

본 발명은 LV 라인을 직접적으로 연결함으로써, OBD 데이터를 획득할 수 있고, OBD 데이터의 활용범위를 확장시킬 수 있다.According to the present invention, by directly connecting the LV line, OBD data can be acquired and the application range of the OBD data can be expanded.

도 13은 도 12의 OBD 데이터의 송신방법을 상세하게 도시한 흐름도로서, 통합 제어부(120)는 설정된 주기마다 데이터 요청 명령을 송신할 수 있다.FIG. 13 is a flowchart illustrating the method of transmitting OBD data of FIG. 12 in detail, and the integrated control unit 120 may transmit a data request command at set intervals.

도 14는 OBD 데이터의 송수신을 도시한 예로서, 데이터 송신은 일정 주기에 따라 특정 address 내 byte를 증가시키며 진행된다. 이후 송신된 데이터를 송신 체크하며 항목별 각 byte 값을 저장하고, 일련의 절차는 OBD 통신규약에 따라 이루어지게 된다.FIG. 14 is an example of transmission and reception of OBD data. Data transmission proceeds by increasing bytes within a specific address according to a certain period. Afterwards, the transmitted data is transmitted and checked, each byte value for each item is stored, and a series of procedures are performed according to the OBD communication protocol.

도 15는 도 12의 OBD 데이터를 충방전 제어 데이터로 변환하는 방법을 상세하게 도시한 흐름도로서, 충방전 시험장치(100)는 OBD 판단로직을 이용하여 OBD값을 추출할 수 있고, OBD값을 충방전 제어 데이터(Max V, Min V, Max T, Min T, SOH, SOC 또는 각Cell V 등)로 나타낼 수 있다.15 is a flowchart showing in detail a method of converting the OBD data of FIG. 12 into charge/discharge control data. The charge/discharge test apparatus 100 can extract the OBD value using the OBD judgment logic, and the OBD value It can be expressed as charge/discharge control data (Max V, Min V, Max T, Min T, SOH, SOC, or each cell V, etc.).

본 발명은 OBD 데이터가 주소(address) 및 숫자 형태로만 나타내기 때문에, 주소 및 숫자 형태 등 OBD 데이터를 Max V, Min V, Max T, Min T, SOH, SOC 또는 각Cell V 등 충방전 제어 데이터로 변환함으로써, HV 제어부(110) 또는 통합 제어부(120)에서 인식할 수 있도록 한다.In the present invention, since OBD data is represented only in the form of addresses and numbers, OBD data such as addresses and numbers are converted into Max V, Min V, Max T, Min T, SOH, SOC, or charge/discharge control data such as each cell V. By converting to , the HV control unit 110 or the integrated control unit 120 can recognize it.

더욱 상세하게는 데이터 처리부(130)는 주소값이나 숫자가 의미하는 OBD 데이터를 시험기준과 비교하기 위한 셀의 전압이나 온도 등 의 충방전 제어 데이터로 변환하는 것으로서, 변환하기 위한 매칭 테이블을 포함할 수 있다.More specifically, the data processing unit 130 converts OBD data meaning address values or numbers into charge/discharge control data such as cell voltage or temperature for comparison with test standards, and may include a matching table for conversion. can

예를 들어 0x11 02541101 등 주소값과 숫자의 OBD 데이터는 max cell voltage 2번 4.11V 등 충방전 제어 데이터로 변환되고, 상한충전전압(safety limit)인 4.2V는 시험기준이 되며, HV 제어부(110)는 4.2V가 되면 8번 스텝의 충전을 멈추는 제어 동작을 수행하고, 4.15V가 되면 5번 스텝으로 가서 시험을 계속 반복할 수 있다.For example, OBD data of addresses and numbers such as 0x11 02541101 is converted into charge/discharge control data such as max cell voltage No. 2 4.11V. ) performs a control operation to stop the charging of step 8 when it reaches 4.2V, and when it reaches 4.15V, it goes to step 5 and the test can be repeated.

도 16은 도 12의 충방전 제어방법을 상세하게 도시한 흐름도로서, 충방전 시험장치(100)는 OBD값과 설정된 절차에 포함된 시험조건을 비교하여 시험종료, 다음 스텝의 충방전 시험 및 특정 스텝의 충방전 시험 중 하나를 결정할 수 있다.FIG. 16 is a flowchart showing the charge/discharge control method of FIG. 12 in detail. The charge/discharge test apparatus 100 compares the OBD value and the test conditions included in the set procedure to complete the test, charge/discharge test of the next step, and specify One of the step's charge and discharge tests can be determined.

도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 충방전 시험방법을 도시한 흐름도로서, 충방전 시험장치(100)는 복수의 검사를 수행할 수 있고, 일부 검사는 전 단계에 진행된 검사를 토대로 배터리 팩(200)의 상태를 확인할 수 있으므로, 1차 검사를 생략하고, 바로 충방전 시험을 수행할 수 있다. 만약 초기 단계의 검사라면 배터리 팩(200)의 상태를 알아내기 위한 1차 검사를 수행할 수 있다.17 is a flow chart showing a method for testing charging and discharging of a battery pack according to another embodiment of the present invention. The charging and discharging test apparatus 100 may perform a plurality of tests, and some of the tests may include tests performed in previous steps. Since the state of the battery pack 200 can be confirmed based on this, the first inspection can be omitted and the charge/discharge test can be performed immediately. If the test is an initial test, a first test may be performed to find out the state of the battery pack 200 .

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 충방전 시험방법을 도시한 흐름도로서, 충방전 시험장치(100)는 데이터 간의 동기화 방법을 수행할 수 있다.18 is a flowchart illustrating a method for testing charging and discharging of a battery pack according to another embodiment of the present invention, and the charging and discharging test apparatus 100 may perform a synchronization method between data.

충방전 시험장치(100)는 HV 제어부로부터 충방전 시험 결과에 대응하는 충방전 시험 데이터를 수신하고, LV 라인으로부터 충방전 시험에 대응하는 충방전 OBD 데이터를 수신한다.The charge/discharge test apparatus 100 receives charge/discharge test data corresponding to charge/discharge test results from the HV controller, and receives charge/discharge OBD data corresponding to the charge/discharge test from the LV line.

충방전 시험장치(100)는 충방전 시험 데이터와 충방전 OBD 데이터 간 시간 동기화를 하여 실시간 데이터를 누적시킬 수 있고, 누적된 실시간 데이터를 분석하여 배터리 팩(200)에 구성된 BMS의 동작 정확도를 판별할 수 있다.The charge/discharge test device 100 can accumulate real-time data by time synchronization between charge/discharge test data and charge/discharge OBD data, and analyzes the accumulated real-time data to determine the operation accuracy of the BMS configured in the battery pack 200 can do.

본 발명은 배터리 팩의 LV 라인을 직접 연결하여 OBD 데이터를 수신하고, OBD 데이터를 충방전 제어 데이터로 변환하며, 충방전 제어 데이터를 활용하여 배터리 팩(200)의 충방전 시험을 수행함으로써, 제조사의 제약정보가 없어도 충방전 시험을 수행할 수 있고, OBD 데이터의 활용범위를 확장시킬 수 있다.The present invention directly connects the LV line of the battery pack to receive OBD data, converts the OBD data into charge/discharge control data, and performs a charge/discharge test of the battery pack 200 using the charge/discharge control data. Charge/discharge test can be performed even without the restriction information of OBD, and the range of utilization of OBD data can be expanded.

본 발명은 AUX 라인을 통한 정보 취득을 안해도 충방전 시험을 수행할 수 있고, 배터리의 분해나 재조립 과정이 없어도 충방전 시험을 수행할 수 있으므로, 시험 시간을 획일적으로 단축시킬 수 있다.According to the present invention, since a charge/discharge test can be performed without information acquisition through an AUX line and a charge/discharge test can be performed without a battery disassembly or reassembly process, the test time can be uniformly shortened.

본 발명은 성능 검사와 안전 검사 이외에도 누적된 동기화 데이터를 활용하여 배터리 팩(200)에 구성된 BMS의 동작 정확도를 판별할 수 있다.In addition to the performance test and safety test, the present invention can determine the operational accuracy of the BMS configured in the battery pack 200 by utilizing the accumulated synchronization data.

최근에는 사용된 배터리 팩(200)의 전수검사가 법안으로 채택될 것으로 보이고, 전수검사에 따라 시간과 비용이 증가될 것으로 예상되지만, 본 발명은 성능검사와 안전검사를 복합적으로 진행될 수 있고, 각 항목별 중복적인 검사를 배제할 수 있으며, 시험의 효율성을 향상시킬 수 있다.Recently, a total inspection of the used battery pack 200 is expected to be adopted as a bill, and it is expected that time and cost will increase according to the total inspection, but the present invention can perform a performance inspection and safety inspection in a complex manner, and each Redundant inspection for each item can be excluded, and the efficiency of the test can be improved.

100: 충방전 시험장치 110: HV 제어부
120: 통합 제어부 130: 데이터 처리부
140: 입출력부 150: 저장부
200: 배터리 팩 210: 배터리 셀
220: 퓨즈 230: 릴레이
240: BMS100: charge and discharge test device 110: HV control unit
120: integrated control unit 130: data processing unit
140: input/output unit 150: storage unit
200: battery pack 210: battery cell
220: fuse 230: relay
240: BMS

Claims (5)

배터리 팩(200)의 HV 라인과 연결되고, 배터리 팩의 충방전 시험을 수행하는 HV 제어부(110);
상기 배터리 팩의 LV 라인과 연결되고, OBD 데이터를 수신하는 통합 제어부(120) 및
상기 OBD 데이터를 충방전 제어 데이터로 변환하는 데이터 처리부(130)를 포함하고,
상기 통합 제어부는 충방전 제어 데이터를 이용하여 HV 제어부의 동작을 제어하며,
상기 데이터 처리부는 주소값과 숫자로 구성된 OBD 데이터를 셀의 전압이나 온도의 충방전 데이터로 변환하기 위한 매칭 테이블을 포함하고,
상기 통합 제어부는 OBD 포트와 ECU를 미활용하고, 직접적으로 LV 라인과 연결되며, OBD 데이터를 충방전 제어 데이터로 변환하여 충방전의 시험조건으로 활용하고,
상기 통합 제어부는 HV 제어부로부터 충방전 시험 결과에 대응하는 충방전 시험 데이터를 수신하고, LV 라인으로부터 충방전 시험에 대응하는 충방전 OBD 데이터를 수신하며,
상기 데이터 처리부는 충방전 시험 데이터와 충방전 OBD 데이터 간 시간 동기화를 하여 실시간 데이터를 누적시키고,
상기 통합 제어부는 충방전 시험 데이터를 참값으로 하고, 충방전 OBD 데이터를 비교값으로 하며, 누적된 실시간 데이터를 분석하여 배터리 팩에 구성된 BMS의 동작 정확도를 판별하는 것을 특징으로 하는 OBD 데이터를 활용한 배터리 팩의 충방전 시험장치.An HV controller 110 connected to the HV line of the battery pack 200 and performing a charge/discharge test of the battery pack;
An integrated control unit 120 connected to the LV line of the battery pack and receiving OBD data, and
A data processor 130 converting the OBD data into charge/discharge control data;
The integrated control unit controls the operation of the HV control unit using charge and discharge control data,
The data processing unit includes a matching table for converting OBD data composed of address values and numbers into charge/discharge data of voltage or temperature of a cell,
The integrated control unit does not utilize the OBD port and the ECU, is directly connected to the LV line, converts OBD data into charge and discharge control data, and uses it as a test condition for charging and discharging,
The integrated controller receives charge/discharge test data corresponding to the charge/discharge test result from the HV controller, and receives charge/discharge OBD data corresponding to the charge/discharge test from the LV line,
The data processing unit accumulates real-time data by synchronizing time between the charging and discharging test data and the charging and discharging OBD data,
The integrated control unit uses OBD data, characterized in that it determines the operation accuracy of the BMS configured in the battery pack by using the charge/discharge test data as a true value, the charge/discharge OBD data as a comparison value, and analyzing the accumulated real-time data. Battery pack charge/discharge test equipment. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 통합 제어부는 충방전 시험 데이터와 충방전 OBD 데이터를 비교하여 배터리 팩의 셀별 또는 SOC별로 충방전의 특정 스텝을 결정하고,
상기 HV 제어부는 결정된 충방전의 특정 스텝으로 배터리 팩의 충방전 시험을 수행하는 것을 특징으로 하는 OBD 데이터를 활용한 배터리 팩의 충방전 시험장치.According to claim 1,
The integrated control unit compares charge/discharge test data and charge/discharge OBD data to determine a specific charge/discharge step for each cell or SOC of the battery pack,
The HV control unit performs a charge/discharge test of the battery pack at a specific step of the determined charge/discharge. 삭제delete
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