KR102564853B1 - 배터리 제어 장치, 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 배터리 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

배터리 제어 장치가 개시된다. 일 실시예는 복수의 배터리부의 상태 정보를 기초로 복수의 배터리부 각각에 대응하는 컨버터의 출력값을 정의하고, 출력값과 대응되는 전력이 부하로 공급되도록 컨버터 각각을 제어하는 제어 신호를 생성한다.

Description

배터리 제어 장치, 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 배터리 제어 방법{BATTERY CONTROL APPARATUS, BATTERY MODULE, BATTERY PACK, AND BATTERY CONTROL METHOD}
아래 실시예들은 배터리 셀 또는 배터리 모듈의 제어에 관한 것이다.
배터리를 구성하는 복수의 셀에 충방전이 반복하여 수행되는 경우, 복수의셀 각각의 화학적 차이 또는 노화(aging) 차이 등이 발생할 수 있고, 화학적 차이 또는 노화 차이 등에 의해 복수의 셀 간에는 전압 편차 또는 용량 편차가 발생할 수 있다. 이에 따라, 특정 셀이 과충전되거나 과방전될 수 있다. 그 결과, 배터리의 용량이 감소될 수 있고, 배터리가 열화되어 배터리의 수명이 줄어들 수 있다.
일 측에 따른 배터리 제어 장치는 복수의 배터리부의 상태 정보를 기초로 상기 복수의 배터리부 각각에 대응하는 컨버터의 출력값을 정의하는 프로세싱부; 및 상기 출력값과 대응되는 전력이 부하로 공급되도록 상기 컨버터 각각을 제어하는 제어 신호를 생성하는 신호 생성부를 포함한다.
상기 프로세싱부는, 상기 상태 정보를 이용하여 상기 복수의 배터리부 각각의 상태 차이 정보를 획득하고, 상기 상태 차이 정보가 미리 정해진 범위에 속하는지 여부를 확인할 수 있다.
상기 프로세싱부는, 상기 확인 여부에 기초하여, 상기 상태 차이 정보 및 상기 부하의 필요 전력 중 적어도 하나를 이용하여 상기 컨버터 각각의 출력값을 정의할 수 있다.
상기 프로세싱부는, 상기 미리 정해진 범위에 속하지 않는 경우, 상기 상태 차이 정보가 음수인지 여부를 확인할 수 있고, 상기 신호 생성부는, 상기 상태 차이 정보가 음수인 경우, 상기 음수의 상기 상태 차이 정보를 갖는 배터리부를 충전하기 위해 상기 배터리부와 대응하는 컨버터를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
배터리 제어 장치는 상기 제어 신호를 상기 복수의 배터리부 각각으로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 배터리부 각각에 대응하는 컨버터의 출력값은, 상기 복수의 배터리부 각각의 상태 차이 정보에 비례할 수 있다.
상기 컨버터의 출력값과 대응하는 전력은, 저전압 부하 및 고전압 부하 중 저전압 부하로 전달될 수 있다.
일 측에 따른 배터리 모듈은 적어도 하나의 배터리 셀; 상기 배터리 셀과 연결된 컨버터; 및 상기 배터리 모듈 및 다른 배터리 모듈의 상태 정보를 기초로 정의된 상기 컨버터의 출력값을 외부 컨트롤러로부터 수신하고, 상기 출력값과 대응하는 전력이 부하로 공급되도록 상기 컨버터를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
상기 컨버터의 출력값은, 상기 상태 정보를 이용하여 획득된 상기 배터리 모듈의 상태 차이 정보가 미리 정해진 범위에 속하는 경우, 상기 상태 차이 정보와 대응되게 정의될 수 있다.
상기 컨버터의 출력값은, 상기 배터리 모듈의 상태 차이 정보에 비례할 수 있다.
상기 컨버터는, 상기 출력값을 기초로 상기 배터리 셀을 제어할 수 있다.
상기 컨버터의 출력값과 대응하는 전력은, 저전압 부하 및 고전압 부하 중 저전압 부하로 전달될 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 상기 다른 배터리 모듈과 직렬로 연결될 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 상기 컨버터의 출력단과 연결하는 저전압 포트를 포함하는 제1 커넥터; 및 상기 다른 배터리 모듈과 연결하는 제2 커넥터를 포함할 수 있다.
일 측에 따른 배터리 팩은 복수의 배터리 모듈; 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대응하는 컨버터; 및 상기 복수의 배터리 모듈의 상태 정보를 기초로 상기 컨버터 각각의 출력값을 정의하고, 상기 출력값과 대응되는 전력이 부하로 공급되도록 상기 컨버터 각각을 제어하는 제어 신호를 생성하는 메인 컨트롤러를 포함한다.
상기 메인 컨트롤러는, 상기 복수의 배터리 모듈의 상태 정보를 이용하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태 차이 정보를 획득할 수 있고, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태 차이 정보가 미리 정해진 범위에 속하는지 여부를 확인할 수 있다.
상기 메인 컨트롤러는, 상기 확인 여부에 기초하여, 상기 상태 차이 정보 및 부하의 필요 전력 중 적어도 하나를 이용하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대응하는 상기 컨버터의 출력값을 정의할 수 있다.
상기 복수의 배터리 모듈 각각은, 서브 컨트롤러를 포함하고, 상기 서브 컨트롤러는, 상기 정의된 출력값에 대응하는 전력이 부하로 공급되도록 상기 컨버터를 제어할 수 있다.
상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대응하는 컨버터의 출력값은, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태 차이 정보에 비례할 수 있다.
상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력된 고전압 전력을 고전압 부하로 전달하는 제1 라인; 및 상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력된 저전압 전력을 저전압 부하로 전달하는 제2 라인을 더 포함할 수 있고, 상기 고전압 전력은, 상기 컨버터가 변환하지 않은 전력일 수 있고, 상기 저전압 전력은, 상기 컨버터가 상기 출력값에 대응되게 변환한 전력일 수 있다.
상기 컨버터 각각은, 서로 병렬로 연결될 수 있다.
상기 복수의 배터리 모듈은, 직렬로 연결될 수 있다.
일 측에 따른 배터리 제어 방법은 복수의 배터리부의 상태 정보를 기초로 상기 복수의 배터리부 각각에 대응하는 컨버터의 출력값을 정의하는 단계; 및 상기 정의된 출력값과 대응하는 전력이 부하로 공급되도록 상기 컨버터 각각을 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 출력값을 정의하는 단계는, 상기 상태 정보를 이용하여 상기 복수의 배터리부 각각의 상태 차이 정보를 획득하고, 상기 상태 차이 정보가 미리 정해진 범위에 속하는지 여부를 확인하는 단계를 할 수 있다.
상기 출력값을 정의하는 단계는, 상기 확인 여부에 기초하여, 상기 상태 차이 정보 및 상기 부하의 필요 전력 중 적어도 하나를 이용하여 상기 컨버터 각각의 출력값을 정의하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 출력값을 정의하는 단계는, 상기 미리 정해진 범위에 속하지 않는 경우, 상기 상태 차이 정보가 음수인지 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제어 신호를 생성하는 단계는, 상기 상태 차이 정보가 음수인 경우, 상기 음수의 상기 상태 차이 정보를 갖는 배터리부를 충전하기 위해 상기 배터리부와 대응하는 컨버터를 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 배터리부 각각에 대응하는 컨버터의 출력값은, 상기 복수의 배터리부 각각의 상태 차이 정보에 비례할 수 있다.
상기 제어 신호를 상기 복수의 배터리부 각각으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 컨버터의 출력값과 대응하는 전력은, 저전압 부하 및 고전압 부하 중 저전압 부하로 전달될 수 있다.
일 측에 따른 장치는 복수의 배터리 모듈 및 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 전기적으로 연결된 컨버터를 포함하는 배터리 팩; 상기 컨버터를 통하여 상기 배터리 팩에 전기적으로 연결된 저전력 부하; 및 상기 컨버터를 통하지 않고 상기 배터리 팩에 전기적으로 연결된 고전력 부하를 포함한다.
상기 복수의 배터리 모듈의 상태 정보를 이용하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태 차이 정보를 획득하고, 상기 상태 차이 정보가 미리 정해진 범위에 속하는지 여부를 확인하며, 상기 확인 여부를 기초로, 상기 상태 차이 정보 및 상기 저전력 부하의 필요 전력 중 적어도 하나를 이용하여 상기 컨버터의 출력값을 정의하는 메인 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 메인 컨트롤러는, 상기 컨버터의 출력값을 상기 컨버터의 대응 배터리 모듈로 전송할 수 있고, 상기 대응 배터리 모듈은, 상기 출력값에 대응하는 전력이 상기 저전력 부하로 공급되도록 상기 컨버터를 제어하는 서브 컨트롤러를 포함할 수 있다.
도 1a 내지 도 1b는 일 실시예에 따른 배터리 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전력 공급을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 배터리 팩에 포함되는 컨버터 패키지를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 배터리 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 배터리 상태 정보를 제공하기 위한 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
아래 설명하는 실시예들은 실시 형태를 한정하는 것이 아니며, 다양한 변경이 적용된 균등물 내지 대체물이 권리범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1a 내지 도 1b는 일 실시예에 따른 배터리 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1a을 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리 제어 장치(100)는 프로세싱부(110) 및 신호 생성부(120)를 포함한다.
프로세싱부(110)는 복수의 배터리부의 센싱 데이터를 획득한다. 복수의 배터리부 각각은 배터리 모듈 또는 배터리 셀을 나타낼 수 있다. 복수의 배터리부 각각이 배터리 모듈인 경우, 각각의 배터리 모듈은 하나 또는 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀은 서로 직렬로 연결될 수 있다.
배터리 제어 장치(100)는 복수의 배터리부 각각으로부터 센싱 데이터를 수신한다. 센싱 데이터는, 예를 들어, 배터리부의 전압 데이터, 전류 데이터, 온도 데이터, 및/또는 임피던스 데이터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 복수의 배터리부 각각은 컨트롤러를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 배터리부의 전압, 전류, 온도, 및/또는 임피던스를 센싱하기 위한 제어 신호를 생성한다. 컨트롤러의 제어 신호를 기초로 배터리부의 센싱 데이터가 생성될 수 있고, 컨트롤러는 센싱 데이터를 배터리 제어 장치(100)로 전송할 수 있다.
배터리 제어 장치(100)와 복수의 배터리부 각각에 포함된 컨트롤러는 마스터-슬레이브 관계일 수 있다. 배터리 제어 장치(100)는 마스터로서 복수의 배터리부 각각에 포함된 컨트롤러에게 명령을 전달한다. 컨트롤러는 배터리 제어 장치(100)로부터 명령을 전달받아 슬레이브로서 동작할 수 있다.
프로세싱부(110)는 복수의 배터리부 각각의 센싱 데이터를 기초로 복수의 배터리부 각각의 상태 정보를 획득한다. 상태 정보는, 예를 들어, 충전 정보(State of Charge: SoC), 수명 정보(State of Health: SoH), 및/또는 커패시티(Capacity)를 포함할 수 있다. 프로세싱부(110)는 복수의 배터리부 각각의 상태 정보 및/또는 센싱 데이터를 메모리에 저장할 수 있다.
프로세싱부(110)는 복수의 배터리부의 상태 정보를 기초로 복수의 배터리부 각각에 대응하는 컨버터의 출력값을 정의한다. 컨버터는 DC-DC 컨버터로, 절연형 컨버터(isolated converter)일 수 있다. 또한, 컨버터는 단방향 컨버터(unidirectional converter) 또는 양방향 컨버터(bidirectional converter)일 수 있다. 전술한 컨버터의 종류는 일 실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐, 컨버터의 종류는 전술한 사항으로 한정되지 않는다.
프로세싱부(110)는 복수의 배터리부 각각의 상태 정보를 이용하여 복수의 배터리부 각각의 상태 차이 정보를 획득한다. 일례로, 프로세싱부(110)는 복수의 배터리부 각각의 SoC을 기초로 평균 SoC(SoCaverage)를 계산할 수 있고, 복수의 배터리부 각각의 SoC와 SoCaverage 사이의 차이를 나타내는 SoC를 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세싱부(110)는 인덱스 n을 갖는 배터리부의 SoCn를 획득할 수 있다.
프로세싱부(110)는 저전압 부하(Low Voltage Load)의 필요 전력(PLDC)을 획득한다. 또한, 프로세싱부(110)는 저전압 부하의 평균 필요 전력(PLDC _average)을 획득할 수 있다.
프로세싱부(110)는 획득된 상태 차이 정보가 제1 범위에 속하는지 여부를 확인한다. 또한, 프로세싱부(110)는 확인 여부에 기초하여, 상태 차이 정보 및/또는 저전압 부하의 필요 전력을 이용하여 컨버터 각각의 출력값(PTarget_n)을 정의한다. 이에 따라, 컨버터 각각의 출력값이 서로 다르게 정의될 수 있어 전력이 상대적으로 많이 저장된 배터리부는 보다 많은 전력을 저전력 부하로 공급할 수 있고 전력이 상대적으로 적게 저장된 배터리부는 보다 적은 전력을 저전력 부하로 공급할 수 있다. 이로 인해, 복수의 배터리부의 상태가 균등해질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상태 차이 정보가 0.01이하인 경우, 프로세싱부(110)는 PLDC _average를 기초로 PTarget _n을 결정할 수 있다. 상태 차이 정보가 0.01을 초과하는 경우, 프로세싱부(110)는 PTarget _n을 PLDC _average+PLDC _average×SoCn으로 정의할 수 있다. 도 1b를 참조하면서, 구체적으로 설명한다.
도 1b를 참조하면, 컨버터 각각의 출력값이 도시된다.
복수의 배터리부의 SoC가 실질적으로 동일한 경우, 컨버터 각각의 출력값은 실질적으로 동일할 수 있다. PLDC=30W라 하자. 도 1b에 도시된 예에서, 컨버터의 개수는 3이다. PLDC _average=30/3=10W이다. 도 1b의 왼쪽에 도시된 예와 같이, SoCn의 절대값이 0.01이하인 경우, 컨버터 각각의 출력값은 PLDC _average으로 정의될 수 있다. 복수의 컨버터 각각은 10W를 저전압 부하로 공급할 수 있다.
시간이 지남에 따라 SoC1, SoC2, 및 SoC3 사이의 차이가 발생할 수 있다. 이 경우, 컨버터 각각의 출력값이 실질적으로 동일하게 정의되면, 복수의 배터리부의 SoC의 불균등이 계속될 수 있다. 이에 따라, 특정 배터리부는 과방전(over-discharging)될 수 있고, 손상될 수 있다. 또한, 복수의 배터리부의 SoC의 불균등이 유지된 상태에서 복수의 배터리부가 충전되는 경우, 특정 배터리부는 완충되지 못하여 복수의 배터리부의 에너지 이용률이 저하될 수 있다. 다시 말해, 복수의 배터리부의 SoC의 불균등이 유지된 상태에서 복수의 배터리부가 충전 및 방전되는 경우, 복수의 배터리부가 손상될 수 있고, 수명이 짧아질 수 있으며 에너지 이용률이 저하될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 배터리부의 SoC의 불균등(un-equalization)을 보상하기 위해 SoCn의 절대값이 0.01이상인 경우, 컨버터 각각의 출력값은 PLDC_average+PLDC_average×SoCn으로 정의될 수 있다. 도 1b의 오른쪽에 도시된 예의 경우에서, 컨버터 각각의 출력값은 서로 다르게 정의될 수 있다.
예를 들어, SoC1=0.53, SoC2=0.75, 및 SoC3=0.46이라 하자.
SoCaverage=(0.53 + 0.75 + 0.46)/3=0.58이다.
SoC1=-0.05, SoC2=0.17, 및 SoC3=-0.12가 되어 SoCn의 절대값이 0.01이상이다. 이 경우, 프로세싱부(110)는 PTarget _1 내지 PTarget _3을 아래와 같이 정의할 수 있다.
PTarget _1=10+10×(-0.05) =9.5W
PTarget _2=10+10×(0.17) =11.7W
PTarget _3=10+10×(-0.12) =8.8W
SoC2를 갖는 배터리부_2가 보다 많은 전력을 저전압 부하로 공급할 수 있고, SoC3을 갖는 배터리부_3은 보다 적은 전력을 저전압 부하로 공급할 수 있다. 이에 따라, SoC1, SoC2, 및 SoC3의 불균등이 보상될 수 있다. 이로 인해, 복수의 배터리부의 충전 및 방전 사이클이 증가하여도 특정 배터리부가 과방전되지 않을 수 있다. 또한, 복수의 배터리부의 에너지 이용률이 증가할 수 있고, 복수의 배터리부가 오래 사용될 수 있다.
PTarget _1 내지 PTarget _3 각각이 서로 다르게 정의되어도 PTarget _1 내지 PTarget _3의 합은 30W이다. 다시 말해, 프로세싱부(110)는 PTarget _1 내지 PTarget _3 각각을 서로 다르게 정의하되 부하의 필요 전력에 만족되게 PTarget _1 내지 PTarget _3 각각을 정의할 수 있다. PTarget _1 내지 PTarget _3 각각이 서로 다르게 정의되어도 일정한 전력이 저전압 부하로 공급된다.
일 실시예에 있어서, 프로세싱부(110)는 획득된 상태 차이 정보가 제1 범위에 속하지 않는 경우, 상태 차이 정보가 음수인지 여부를 확인할 수 있다. 위에서 설명한 예에서, SoC1 및 SoC3은 음수이다. 프로세싱부(110)는 음수인 상태 차이 정보를 0으로 설정할 수 있다. 다시 말해, SoCn<0인 경우, 프로세싱부(110)는 SoCn을 0으로 설정할 수 있고, 설정을 기초로 PTarget _n을 결정할 수 있다. 위에서 설명한 예에서, PTarget _1 및 PTarget _3은 10W로 정의될 수 있다. 이 경우, PTarget _n의 총 합은 PLDC를 초과할 수 있다. PTarget _n의 총 합이 PLDC를 초과하는 경우, 초과하는 전력은 보조 전력 저장부로 공급되어 보조 전력 저장부가 충전될 수 있다.
또한, 프로세싱부(110)는 상태 차이 정보가 음수인 경우, 음수인 상태 차이 정보를 0으로 설정하지 않고, 음수의 상태 차이 정보를 갖는 배터리부를 충전하기 위해 배터리부와 대응하는 컨버터를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. SoCn가 음수인 경우는 배터리부_n에 저장된 전력이 다른 배터리부에 저장된 전력보다 작을 가능성이 높다는 의미이므로 프로세싱부(110)는 배터리부_n을 충전하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 이에 따라, 배터리부_n은 충전될 수 있고, 복수의 배터리부의 SoC의 불균등이 보상될 수 있다.
다시 도 1a로 돌아와서, 신호 생성부(120)는 복수의 배터리부 각각에 대응하는 컨버터의 출력값과 대응되는 전력이 저전력 부하로 공급되도록 컨버터 각각을 제어하는 제어 신호를 생성한다. 일례로, 신호 생성부(120)는 PTarget _n을 기초로 제어 신호를 생성할 수 있다. 다시 말해, 배터리 제어 장치(100)는 컨버터 각각의 출력값을 서로 다르게 정의하여 셀 밸런싱을 수행할 수 있다.
배터리 제어 장치(100)는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 통신부는 신호 생성부(120)가 생성한 제어 신호를 복수의 배터리부 각각으로 전송한다. 일례로, 통신부는 CAN(Controller Area Network) 방식, 1 wire 방식, 또는 2 wire 방식을 통해 제어 신호를 전송할 수 있다. 전술한 통신부의 통신 방식은 예시적인 사항일 뿐, 통신부의 통신 방식은 상술한 설명에 의해 제한되지 않는다.
도 2는 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은 하나 또는 복수의 배터리 셀(210), 컨버터(220), 컨트롤러(230), 제1 커넥터(240), 및 제2 커넥터(250 및 251)를 포함한다.
배터리 셀(210)은 전력을 저장한다. 배터리 셀(210)이 복수인 경우, 배터리 셀(210)은 직렬로 연결될 수 있다.
컨버터(220)는 배터리 셀(210)과 전기적으로 연결된다. 컨버터(220)는 배터리 셀(210)의 출력 전류, 출력 전압, 및/또는 출력 전력을 제어할 수 있다.
컨버터(220)는 양방향 컨버터일 수 있다. 이 경우, 배터리 모듈(200)은 도 3에 도시된 구조를 가질 수 있다. 도 3에 도시된 구조에서 배터리 셀(310)은 양방향 컨버터(320)의 동작에 따라 충전될 수 있다.
또한, 컨버터(220)는 절연형 컨버터일 수 있다. 절연형 컨버터는, 예를 들어, 포워드 컨버터(forward converter)를 포함할 수 있다. 포워드 컨버터를 포함하는 배터리 모듈의 구조가 도 4에 도시된다. 도 3의 배터리 셀과 달리 배터리 셀(410)은 포워드 컨버터(420)의 동작에 따라 충전되지 않는다. 도 4를 참조하면, 컨트롤러(410)는 외부 컨트롤러로부터 수신한 제어 신호를 기초로 게이트 구동 신호(Gate Drive Signal)를 생성할 수 있고, 컨버터(420)에게 게이트 구동 신호를 전달할 수 있다. 컨버터(420)에 포함된 스위치는 게이트 구동 신호를 기초로 동작할 수 있다. 게이트 구동 신호가 스위치에 인가되는 경우, 스위치는 온 되고, 컨버터(420)의 1차 권선에 전류가 흐른다. 1차 권선에 전류가 흐르면, 상호 유도에 의해 2차 권선에 유도 전류가 흐른다. 2차 권선에 흐르는 유도 전류를 기초로 컨버터(420)의 출력값과 대응하는 출력 전류가 출력될 수 있다.
컨트롤러(230)는 컨버터(220)를 제어하고, 제1 커넥터(240)에 포함된 수신 포트(242) 및 전송 포트(243)를 통해 외부 컨트롤러와 통신한다. 또한, 컨트롤러(230)는 배터리 셀(210)의 센싱 데이터를 외부 컨트롤러로 전송할 수 있다.
외부 컨트롤러는 도 1을 통해 기술된 배터리 제어 장치와 대응될 수 있으므로, 외부 컨트롤러의 자세한 설명을 생략한다.
컨트롤러(230)는 배터리 모듈(200) 및 다른 배터리 모듈의 상태 정보를 기초로 정의된 컨버터(220)의 출력값을 외부 컨트롤러로부터 수신한다. 또한, 컨트롤러(230)는 컨버터(220)의 출력값과 대응하는 전력이 부하로 공급되도록 컨버터(220)를 제어한다. 컨트롤러(230)는 제어 신호를 기초로 컨버터(220)를 제어할 수 있고, 컨버터(220)는 출력값과 대응하는 전력이 저전압 부하로 공급되도록 배터리 셀(210)을 제어할 수 있다.
컨버터(220)의 출력단은 제1 커넥터(240)에 포함된 저전압 포트(12VDC 포트)(241) 및 그라운드 포트(244)와 연결된다. 컨버터(220)로부터 출력된 전력은 저전압 부하로 공급될 수 있다. 저전압 부하는, 예를 들어, 전기 이동체의 온도 제어 시스템 또는 자세 제어 시스템 등 저전압(12V)에서 동작할 수 있는 시스템을 포함할 수 있다. 또한, 저전압 부하는 보조 전력 저장부를 포함할 수 있고, 컨버터(220)에서 출력된 전력은 보조 전력 저장부에 저장될 수 있다.
배터리 모듈(200)의 제2 커넥터(250 및 251)는 다른 배터리 모듈과 연결된다. 배터리 모듈(200) 및 다른 배터리 모듈은 직렬로 연결될 수 있고, 외부 컨트롤러의 제어를 기초로 고전압 부하로 전력을 공급할 수 있다. 고전압 부하는, 예를 들어, 전기 이동체의 모터, 인버터, 및/또는 on board charger 등을 포함할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리 팩(500)은 복수의 배터리 모듈(510 내지 530) 및 메인 컨트롤러(540)를 포함한다. 또한, 배터리 팩(500)은 복수의 배터리 모듈 각각과 대응하는 컨버터(도 2 참조)를 포함한다.
복수의 배터리 모듈(510 내지 530) 각각은 하나 또는 복수의 배터리 셀 및 서브 컨트롤러를 포함할 수 있다.
복수의 배터리 모듈(510 내지 530) 각각과 대응하는 컨버터는 DC-DC 컨버터로서 절연형 컨버터일 수 있다. 컨버터는 배터리 셀에 저장된 전력을 저전압 부하의 동작 전압(예를 들어, 12V)에 맞도록 변환할 수 있다. 컨버터는 배터리 모듈 내부에 위치하거나 배터리 모듈 외부에 위치할 수 있다.
서브 컨트롤러는 배터리 모듈의 센싱 데이터를 메인 컨트롤러(540)로 전송한다. 메인 컨트롤러(540)는 복수의 배터리 모듈의 상태 정보를 기초로 복수의 배터리 모듈 각각에 대응하는 컨버터의 출력값을 정의한다. 위에서, 상태 차이 정보가 제1 범위에 속하는지 여부를 확인하여 컨버터의 출력값을 정의하는 것을 설명하였으므로 자세한 설명을 생략한다. 이하에서는 메인 컨트롤러(540)가 다른 정보를 확인하여 컨버터의 출력값을 정의하는 것을 설명한다.
메인 컨트롤러(540)는 SoCn이 제2 범위 이내에 있는지 확인하여 컨버터의 출력값을 정의할 수 있다. 제2 범위는 SoCaverage×(1-a) 이상 및 SoCaverage×(1+a) 이하일 수 있다. 여기서, a는 임의의 상수로, 예를 들어, 0.01일 수 있다. 도 1b를 통해 설명한 예에서, 제2 범위는 0.57(=0.58×0.99)≤SoCn≤0.59(=0.58×1.01)일 수 있다. 또한, 메인 컨트롤러(540)는 SoC1 내지 SoCN 중에서 최대값 및 최소값을 확인할 수 있고, 최대값과 최소값 사이의 차이가 미리 정해진 기준 이상인지 확인하여 컨버터의 출력값을 정의할 수 있다. SoCn이 제2 범위에 속하지 않거나 최대값과 최소값 사이의 차이가 미리 정해진 기준 이상인 경우, 메인 컨트롤러(540)는 PTarget_n을 PLDC_average+PLDC_average×SoCn으로 정의하여 불균등을 보상할 수 있다.
배터리 모듈의 SoC 대신에 배터리 모듈의 커패시티를 기초로 컨버터의 출력값이 정의될 수 있다. 예를 들어, 메인 컨트롤러(540)는 Capacityn-Capacityaverage=Capacityn을 이용할 수 있고, Capacityn이 0.01보다 큰 경우, PLDC_average×Capacityn를 기초로 PTarget _n을 정의할 수 있다. 또한, 메인 컨트롤러(540)는 SoCn 및 Capacityn를 고려하여 PTarget _n을 정의할 수 있다. 상술한 컨버터의 출력값의 정의는 예시적인 사항일 뿐, 컨버터의 출력값의 정의는 상술한 설명에 의해 제한되지 않는다.
메인 컨트롤러(540)는 출력값과 대응되는 전력이 부하로 공급되도록 컨버터 각각을 제어하는 제어 신호를 생성한다. 또한, 메인 컨트롤러(540)는 제어 신호 각각을 복수의 배터리 모듈(510 내지 530)로 전송할 수 있다. 복수의 배터리 모듈(510 내지 530) 각각에 포함된 서브 컨트롤러는 제어 신호를 기초로 컨버터를 제어할 수 있다. 서브 컨트롤러는 정의된 출력값에 대응하는 전력이 부하로 공급되도록 컨버터를 제어할 수 있다.
배터리 팩(500)에서 저전압 부하(570)로 전력을 공급하는 라인(560)과 고전압 부하(580)로 전력을 공급하는 라인(550)이 구분될 수 있다. 도 5에서, 라인(550)은 굵은 실선으로 표현되고, 라인(560)은 점선으로 표현된다. 직렬로 연결된 복수의 배터리 모듈(510 내지 530)은 라인(550)에 연결될 수 있다. 복수의 배터리 모듈(510 내지 530)은 복수의 배터리 모듈(510 내지 530) 각각에 포함된 배터리 셀에 저장된 전력을 변환(conversion)하지 않고, 고전압 부하(580)로 전력을 공급할 수 있다. 또한, 복수의 배터리 모듈(510 내지 530)은 대응하는 컨버터를 통해 배터리 셀에 저장된 전력을 고전압에서 저전압으로 스텝 다운(step down)할 수 있고, 스텝 다운된 전력을 저전압 부하(570)로 공급할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 통해 기술된 사항은 도 5를 통해 기술된 사항에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다. 도 5를 통해 기술된 사항은 도 1 내지 도 4를 통해 기술된 사항들에 적용될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리 팩(600)은 복수의 배터리 모듈(610 내지 630) 및 메인 컨트롤러(640)를 포함한다.
복수의 배터리 모듈(610 내지 630) 각각은 컨버터(611, 621, 또는 631) 및 서브 BMS(Battery Management System)/컨트롤러를 포함할 수 있다. 서브 BMS(Battery Management System)/컨트롤러 각각은 복수의 배터리 모듈(610 내지 630) 각각의 전압, 전류, 온도, 및/또는 임피던스를 관리할 수 있다. 컨버터(611), 컨버터(621), 및 컨버터(631)은 병렬로 연결될 수 있다.
복수의 배터리 모듈(610 내지 630) 각각은 도 2를 통해 기술된 배터리 모듈일 수 있다. 또한, 복수의 배터리 모듈(610 내지 630) 각각은 내지 도 3 또는 도 4를 통해 기술된 배터리 모듈일 수도 있다.
메인 BMS(641)는 SPI(Serial Peripheral Interface)를 포함할 수 있고, SPI를 통해 네트워크와 연결되어 복수의 배터리 모듈(610 내지 630) 각각에 포함된 서브BMS/컨트롤러와 통신할 수 있다. 메인 BMS(641)는 통신을 통해 컨버터(611, 621, 및 631)를 제어하는 제어 신호를 복수의 배터리 모듈(610 내지 630) 각각에 포함된 서브BMS/컨트롤러로 전송할 수 있다. 각각의 서브BMS/컨트롤러는 제어 신호를 기초로 컨버터(611, 621, 및 631) 각각을 제어할 수 있다.
메인 컨트롤러(640)는 정션 박스(650)와 연결될 수 있다. 정션 박스(650)는 복수의 배터리 모듈(610 내지 630) 각각이 출력한 저전압 전력 및 고전압 전력을 릴레이할 수 있다. 정션 박스(650)에 포함된 릴레이(651)는 저전압 전력을 보조 전력 저장부 및/또는 저전압 부하로 전달할 수 있고, 정션 박스(650)에 포함된 퓨즈박스/릴레이(652)는 메인 릴레이/전류 센서(642)로부터 전달된 고전압 전력을 고전압 부하로 전달할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 통해 기술된 사항은 도 6에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
도 7은 일 실시예에 따른 전력 공급을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, PTarget _1은 컨버터(711)의 출력 전력을 나타내고, PTarget _2는 컨버터(721)의 출력 전력을 나타내며, PTarget _3은 컨버터(731)의 출력 전력을 나타낸다.
복수의 컨버터(711, 721, 및 731)의 출력값이 서로 다르게 정의될 수 있다. 이에 따라, 복수의 컨버터(711, 721, 및 731)로부터 서로 다른 전력이 출력될 수 있다. 이 경우, 컨버터 각각의 출력 전력의 합은 PLDC와 대응하지 않을 수 있다. 컨버터 각각의 출력값의 합이 PLDC보다 큰 경우, PLDC를 초과하는 전력은 보조 전력 저장부를 충전하는데 이용될 수 있다. 컨버터 각각의 출력값의 합이 PLDC보다 작은 경우, 보조 전력 저장부가 저전력 부하에 전력을 공급하여 PLDC가 만족될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 배터리 팩에 포함되는 컨버터 패키지를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 예의 경우, 개별 배터리 모듈은 컨버터 및 서브 BMS/서브 컨트롤러를 포함한다. 도 8에 도시된 예는 컨버터 및 서브 BMS/서브 컨트롤러가 배터리 모듈에 포함되는 것이 아닌 복수의 컨버터(810 내지 830) 및 복수의 서브 BMS/서브 컨트롤러가 단일 패키지(800)로 구현된 물리적 장치일 수 있다. 여기서, 컨트롤러(840)는 도 6에 도시된 복수의 서브 BMS/서브 컨트롤러를 하나의 물리적 장치로 구현한 것이다.
컨버터 패키지(800)는 배터리 팩 내에서 복수의 배터리 모듈과 물리적으로 떨어진 곳에 위치할 수 있다.
복수의 컨버터(810 내지 830) 각각은 대응하는 배터리 모듈 또는 배터리 셀과 연결된다. 제1 배터리 모듈의 출력단은 입력 1(Input 1)을 통해 컨버터(810)와 연결되고, 제2 배터리 모듈의 출력단은 입력 2(Input 2)를 통해 컨버터(820)와 연결되며, 제N 배터리 모듈의 출력단은 입력 N(Input N)을 통해 컨버터(830)와 연결된다.
복수의 컨버터(810 내지 830) 각각은 병렬로 연결될 수 있고, 저전압 포트를 통해 보조 전력 저장부(850) 및/또는 저전압 부하로 전력을 공급할 수 있다.
도 1 내지 도 7을 통해 기술된 사항들은 도 8을 통해 기술된 사항들에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
도 9는 일 실시예에 따른 배터리 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
일 실시예에 따른 배터리 제어 방법은 배터리 제어 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 9를 참조하면, 배터리 제어 장치는 복수의 배터리부의 상태 정보를 기초로 복수의 배터리부 각각에 대응하는 컨버터의 출력값을 정의한다(910).
배터리 제어 장치는 정의된 출력값과 대응하는 전력이 부하로 공급되도록 컨버터 각각을 제어하는 제어 신호를 생성한다(920).
배터리 제어 장치는 제어 신호를 전송한다(930). 예를 들어, 배터리 제어 장치는 복수의 배터리부 각각에 포함된 컨트롤러로 제어 신호를 전송할 수 있다.
도 1 내지 도 8을 통해 기술된 사항들은 도 9를 통해 기술된 사항들에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
도 10은 일 실시예에 따른 배터리 상태 정보를 제공하기 위한 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 전기 이동체(1010)는 배터리 시스템(1020)을 포함한다.
배터리 시스템(1020)은 복수의 배터리부(1030) 및 배터리 제어 장치(1040)를 포함한다.
복수의 배터리부(1030)는 배터리 모듈 또는 배터리 셀을 포함할 수 있다.
복수의 배터리부(1030) 간의 성능 편차(예를 들어, 전압 차이 또는 커패시티 차이 등)가 있는 배터리 팩의 충전/방전 사이클(cycle)이 반복되면 과충전(over-charging) 및 과방전(over-discharging)이 발생할 수 있고, 과충전 및 과방전에 따라 복수의 배터리부(1030)가 열화(degradation)되어 복수의 배터리부(1030)의 수명이 짧아질 수 있다.
배터리 제어 장치(1040)는 복수의 배터리부(1030)의 전압, 전류, 및/또는 온도 등의 정보를 기초로 복수의 배터리부(1030)가 최적의 상태에서 동작하도록 할 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어 장치(1040)는 복수의 배터리부(1030)가 최적 온도에서 동작하도록 하거나 복수의 배터리부(1030)의 SoC를 적절한 레벨로 유지하도록 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 배터리 제어 장치(1040)는 복수의 배터리부(1030)의 상태 정보가 균등(equalization)한지 확인할 수 있다. 또한, 배터리 제어 장치(1040)는 복수의 배터리부(1030)의 상태 정보가 불균등(un-equalization)한 경우, 불균등에 따라 발생하는 상태 차이 정보에 대응하는 전력이 생성되도록 할 수 있고, 생성된 전력이 저전압 부하의 전력원으로 사용되도록 할 수 있다. 불균등에 따라 발생하는 상태 차이 정보를 이용함으로써, 복수의 배터리부(1030)의 밸런싱이 효과적으로 수행될 수 있고, 이로 인해 복수의 배터리부(1030)의 수명이 늘어날 수 있다.
또한, 배터리 제어 장치(1040)는 배터리 시스템(1020)의 안전 운영을 위한 정보를 생성할 수 있고, 안전 운영을 위한 정보를 단말로 전송할 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어 장치(1040)는 복수의 배터리부(1030)의 수명 정보, 성능 정보, 및/또는 교체 시기 등을 단말(1050)로 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 제어 장치(1040)는 무선 인터페이스를 통하여 단말(1050)로부터 트리거 신호를 수신할 수 있고, 트리거 신호를 기초로 배터리부(1030)의 상태 정보(예를 들어, 수명 정보)를 추정할 수 있다. 배터리 제어 장치(1040)는 상태 정보를 무선 인터페이스를 이용하여 단말(1050)에 전송할 수 있다. 단말(1050)은 사용자 인터페이스(1060)를 이용하여 배터리부(1010)의 상태 정보를 디스플레이할 수 있다.
도 1 내지 도 9를 통해 기술된 사항은 도 10을 통해 기술된 사항에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
일 실시예에 따른 배터리 제어 장치를 통해 전기 이동체(예를 들어, 전기 자동차) 또는 에너지 저장 시스템에 포함된 보조 배터리를 충전하는데 필요한 LDC(Low-voltage DC/DC Converter)가 대체될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 배터리 제어 장치를 통해 전기 이동체 등에 포함된 12VDC 전압이 필요한 기기 또는 서브 시스템에 전력을 공급하는데 필요한 LDC가 대체될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 배터리 제어 장치는 배터리 모듈 사이의 커패시티 및/또는 SoC 차이에 대응하는 전력을 제어할 수 있어 배터리 제어 장치를 포함하는 배터리 팩 또는 배터리 모듈은 소형화 또는 경량화될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 일례로, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (32)

  1. 복수의 배터리부 각각의 센싱 데이터를 기초로 상기 복수의 배터리부 각각의 상태 정보를 획득하고, 상기 획득된 각 상태 정보를 이용하여 평균 상태 정보를 계산하며, 상기 획득된 각 상태 정보와 상기 계산된 평균 상태 정보 사이의 차이를 나타내는 상기 복수의 배터리부 각각의 상태 차이 정보를 획득하고, 부하의 필요 전력값과 상기 복수의 배터리부에 대응되는 컨버터들의 개수를 기초로 상기 부하의 평균 필요 전력값을 계산하고, 상기 획득된 각각의 상태 차이 정보와 상기 계산된 평균 필요 전력값을 기초로 상기 컨버터들 각각의 출력값을 정의하는 프로세싱부; 및
    상기 각각의 출력값에 대응되는 각 전력이 상기 부하로 공급되도록 상기 컨버터들 각각을 제어하는 제어 신호를 생성하는 신호 생성부
    를 포함하고,
    상기 프로세싱부는 상기 획득된 각각의 상태 차이 정보와 상기 계산된 평균 필요 전력값에 곱셈을 수행하고 상기 각 곱셈의 결과와 상기 계산된 평균 필요 전력값을 더하여 상기 컨버터들 각각의 출력값을 정의하는,
    배터리 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터들 각각의 출력값은,
    상기 획득된 각각의 상태 차이 정보에 비례하는,
    배터리 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호 각각을 상기 복수의 배터리부 각각으로 전송하는 통신부
    를 더 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 출력값에 대응되는 각 전력은,
    저전압 부하 및 고전압 부하 중 저전압 부하로 전달되는,
    배터리 제어 장치.
  8. 배터리 모듈에 있어서,
    적어도 하나의 배터리 셀;
    상기 배터리 셀과 연결된 컨버터; 및
    상기 배터리 모듈의 상태 차이 정보와 부하의 평균 필요 전력값을 기초로 정의된 상기 컨버터의 출력값을 외부 컨트롤러로부터 수신하고, 상기 출력값과 대응하는 전력이 상기 부하로 공급되도록 상기 컨버터를 제어하는 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 상태 차이 정보는 상기 배터리 모듈의 상태 정보와 평균 상태 정보 사이의 차이를 나타내고, 상기 평균 상태 정보는 상기 배터리 모듈 및 다른 배터리 모듈의 상태 정보의 평균을 나타내며, 상기 출력값은 상기 상태 차이 정보와 상기 평균 필요 전력값의 곱셈 결과에 상기 평균 필요 전력값이 더해져서 정의되며, 상기 평균 필요 전력값은 상기 컨버터를 포함하는 컨버터들의 개수와 상기 부하의 필요 전력값을 기초로 계산되는 ,
    배터리 모듈.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 출력값은,
    상기 배터리 모듈의 상기 상태 차이 정보에 비례하는,
    배터리 모듈.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 컨버터는,
    상기 출력값을 기초로 상기 배터리 셀을 제어하는,
    배터리 모듈.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 컨버터의 출력값과 대응하는 전력은,
    저전압 부하 및 고전압 부하 중 저전압 부하로 전달되는,
    배터리 모듈.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 다른 배터리 모듈과 직렬로 연결된,
    배터리 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 컨버터의 출력단과 연결하는 저전압 포트를 포함하는 제1 커넥터; 및
    상기 다른 배터리 모듈과 연결하는 제2 커넥터
    를 포함하는,
    배터리 모듈.
  15. 배터리 팩에 있어서,
    복수의 배터리 모듈;
    상기 복수의 배터리 모듈에 대응하는 컨버터들; 및
    복수의 배터리 모듈 각각의 센싱 데이터를 기초로 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태 정보를 획득하고, 상기 획득된 상태 정보를 이용하여 평균 상태 정보를 계산하며, 상기 획득된 상태 정보와 상기 계산된 평균 상태 정보 사이의 차이를 나타내는 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태 차이 정보를 획득하고, 부하의 필요 전력값과 상기 컨버터들의 개수를 기초로 상기 부하의 평균 필요 전력값을 계산하고, 상기 획득된 각각의 상태 차이 정보와 상기 계산된 평균 필요 전력값을 기초로 상기 컨버터들 각각의 출력값을 정의하고, 상기 각각의 출력값과 대응되는 각 전력이 상기 부하로 공급되도록 상기 컨버터들 각각을 제어하는 제어 신호를 생성하는 메인 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 메인 컨트롤러는 상기 획득된 각각의 상태 차이 정보와 상기 계산된 평균 필요 전력값에 곱셈을 수행하고 상기 각 곱셈의 결과와 상기 계산된 평균 필요 전력값을 더하여 상기 컨버터들 각각의 출력값을 정의하는,
    배터리 팩.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제15항에 있어서,
    상기 컨버터들 각각의 출력값은,
    상기 획득된 각각의 상태 차이 정보에 비례하는,
    배터리 팩.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력된 고전압 전력을 고전압 부하로 전달하는 제1 라인; 및
    상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력된 저전압 전력을 저전압 부하로 전달하는 제2 라인
    을 더 포함하고,
    상기 고전압 전력은, 상기 컨버터들 각각이 변환하지 않은 전력이고, 상기 저전압 전력은, 상기 컨버터들 각각이 상기 각각의 출력값에 대응되게 변환한 전력인,
    배터리 팩.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 컨버터들 각각은,
    서로 병렬로 연결된,
    배터리 팩.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 모듈은,
    직렬로 연결된,
    배터리 팩.
  23. 배터리 제어 장치의 배터리 제어 방법에 있어서,
    복수의 배터리부 각각의 센싱 데이터를 기초로 상기 복수의 배터리부 각각의 상태 정보를 획득하는 단계;
    상기 획득된 상태 정보를 이용하여 평균 상태 정보를 계산하는 단계;
    상기 획득된 상태 정보와 상기 계산된 평균 상태 정보 사이의 차이를 나타내는 상기 복수의 배터리부 각각의 상태 차이 정보를 획득하는 단계;
    부하의 필요 전력값과 상기 복수의 배터리부에 대응되는 컨버터들의 개수를 기초로 상기 부하의 평균 필요 전력값을 계산하는 단계;
    상기 획득된 각각의 상태 차이 정보와 상기 계산된 평균 필요 전력값을 기초로 상기 컨버터들 각각의 출력값을 정의하는 단계; 및
    상기 각각의 출력값에 대응하는 각 전력이 상기 부하로 공급되도록 상기 컨버터들 각각을 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 정의하는 단계는,
    상기 획득된 각각의 상태 차이 정보와 상기 계산된 평균 필요 전력값에 곱셈을 수행하고 상기 각 곱셈의 결과와 상기 계산된 평균 필요 전력값을 더하여 상기 컨버터들 각각의 출력값을 정의하는 단계
    를 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 제23항에 있어서,
    상기 컨버터들 각각의 출력값은,
    상기 획득된 각각의 상태 차이 정보에 비례하는,
    배터리 제어 방법.
  28. 제23항에 있어서,
    상기 제어 신호 각각을 상기 복수의 배터리부 각각으로 전송하는 단계
    를 더 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  29. 제23항에 있어서,
    상기 각각의 출력값에 대응되는 각 전력은,
    저전압 부하 및 고전압 부하 중 저전압 부하로 전달되는,
    배터리 제어 방법.
  30. 복수의 배터리 모듈 및 복수의 컨버터들을 포함하고, 상기 컨버터들 각각은 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 전기적으로 연결되는, 배터리 팩;
    상기 컨버터들 각각을 통하여 상기 배터리 팩에 전기적으로 연결된 저전력 부하;
    상기 컨버터들 각각을 통하지 않고 상기 배터리 팩에 전기적으로 연결된 고전력 부하; 및
    상기 복수의 배터리 모듈 각각의 센싱 데이터를 기초로 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태 정보를 획득하고, 상기 획득된 상태 정보를 이용하여 평균 상태 정보를 계산하며, 상기 획득된 상태 정보와 상기 계산된 평균 상태 정보 사이의 차이를 나타내는 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태 차이 정보를 획득하고, 상기 저전력 부하의 필요 전력값과 상기 컨버터들의 개수를 기초로 상기 저전력 부하의 평균 필요 전력값을 계산하고, 상기 획득된 각각의 상태 차이 정보와 상기 계산된 평균 필요 전력값을 기초로 상기 컨버터들 각각의 출력값을 정의하고, 상기 정의된 각 출력값에 해당하는 전력이 상기 저전력 부하로 공급되도록 상기 컨버터들 각각을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 메인 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 메인 컨트롤러는 상기 획득된 각각의 상태 차이 정보와 상기 계산된 평균 필요 전력값에 곱셈을 수행하고 상기 각 곱셈의 결과와 상기 계산된 평균 필요 전력값을 더하여 상기 컨버터들 각각의 출력값을 정의하는,
    장치.
  31. 삭제
  32. 제30항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는,
    상기 컨버터들 각각의 출력값을 상기 컨버터들 각각의 대응 배터리 모듈로 전송하고,
    상기 대응 배터리 모듈은,
    상기 메인 컨트롤러로부터 수신된 출력값에 대응하는 전력이 상기 저전력 부하로 공급되도록 상기 대응 배터리 모듈의 컨버터를 제어하는 서브 컨트롤러를 포함하는,
    장치.
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