KR102580396B1 - Battery management system with resistance detection function and resistance detection method between battery cells - Google Patents
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Abstract
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템은, 서로 직렬 연결된 복수의 배터리 셀과 상기 배터리 셀 사이 마다 구비되는 복수의 스위치 모듈을 포함하는 배터리 어레이부, 상기 복수의 배터리 셀 중에서 선택된 적어도 둘의 배터리 셀 사이의 진단 노드를 제외하도록, 선택된 상기 적어도 둘의 배터리 셀을 우회하는 우회 회로를 형성하는 배터리 관리부, 및 상기 우회 회로에 흐르는 진단 전류와, 상기 우회 회로가 형성된 상기 배터리 어레이부의 진단 전압을 이용하여 상기 진단 노드의 진단 저항을 계산하는 메인 제어부를 포함한다.A battery management system with a resistance detection function according to a preferred embodiment of the present invention includes a battery array unit including a plurality of battery cells connected in series with each other and a plurality of switch modules provided between the battery cells, the plurality of battery cells. a battery manager forming a bypass circuit that bypasses the at least two selected battery cells to exclude a diagnostic node between the at least two battery cells selected from among the at least two battery cells, and a diagnostic current flowing in the bypass circuit, and the battery in which the bypass circuit is formed. It includes a main control unit that calculates the diagnostic resistance of the diagnostic node using the diagnostic voltage of the array unit.
Description
본 발명은 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템, 및 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery management system with a resistance detection function and a method for detecting resistance between battery cells.
일반적으로 전기 차량(electric vehicle)은 배터리의 전기 에너지를 전기 모터로 공급하여 구동력을 발생시키고, 발생된 구동력을 통해 바퀴를 회전시킴으로써 도로 주행이 가능하다.In general, electric vehicles can drive on the road by supplying electric energy from a battery to an electric motor to generate driving force, and rotating wheels through the generated driving force.
전기 차량의 배터리는 그 비용이 전기 차량 전체의 절반에 가깝게 책정될 만큼 매우 중요한 부품으로 분류된다. 또한, 전기 차량의 배터리는 전기 차량을 움직여야 하기 때문에 고전압, 및 고전류를 출력하는 고전압 배터리인 것이 바람직하다.The battery of an electric vehicle is classified as a very important component, with its cost accounting for close to half of the entire electric vehicle. Additionally, since the battery of an electric vehicle is required to move the electric vehicle, it is desirable to be a high-voltage battery that outputs high voltage and high current.
이러한 전기 차량의 배터리의 종류로는 리튬이온(lithium-ion) 배터리가 있다. 리튬이온 배터리는 기본 전압이 3.75V이고, 완전 충전된 경우 4.2V의 충전 전압을 가질 수 있다.A type of battery for these electric vehicles is a lithium-ion battery. Lithium-ion batteries have a basic voltage of 3.75V and can have a charging voltage of 4.2V when fully charged.
리튬이온 배터리가 적용되는 전기 차량의 배터리는, 고전압의 출력이 가능하도록, 서로 직렬 연결된 복수의 배터리 셀(Cell)과, 복수의 배터리 셀을 수용하는 배터리팩을 포함하여 구성될 수 있다.The battery of an electric vehicle using a lithium-ion battery may include a plurality of battery cells connected in series to enable high voltage output, and a battery pack that accommodates the plurality of battery cells.
이러한 전기 차량의 배터리는 매우 큰 고전류가 흐르기 때문에, 복수의 배터리 셀 사이의 연결상태가 불량하거나, 또는 열화가 발생하는 경우, 복수의 배터리 셀 사이의 저항이 증가하게 된다. 이러한 저항 증가는 전기 차량의 배터리의 폭발 또는 화재 발생 등의 위험 상황의 원인으로 지적되고 있어, 이를 감지하기 위한 방안이 요구되고 있다.Since the battery of such an electric vehicle flows a very large current, if the connection between the plurality of battery cells is poor or deterioration occurs, the resistance between the plurality of battery cells increases. This increase in resistance has been pointed out as a cause of dangerous situations such as explosion of the battery of an electric vehicle or occurrence of a fire, and a method for detecting this is required.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 진단하고자 하는 배터리 셀을 제외한 우회 회로를 만들어 진단 전류를 측정하고, 진단 전류가 일정 이상 변화하는 경우 진단하고자 하는 배터리 셀 사이에 저항 성분이 발생한 것으로 판단하는 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템, 및 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention was developed in consideration of the above circumstances. A bypass circuit excluding the battery cells to be diagnosed is created to measure the diagnostic current, and when the diagnostic current changes beyond a certain level, a resistance component occurs between the battery cells to be diagnosed. The purpose of the present invention is to provide a battery management system with a resistance detection function that determines the resistance of the battery cells, and a method for detecting resistance between battery cells.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템은, 서로 직렬 연결된 복수의 배터리 셀과 상기 배터리 셀 사이 마다 구비되는 복수의 스위치 모듈을 포함하는 배터리 어레이부; 상기 복수의 배터리 셀 중에서 선택된 적어도 둘의 배터리 셀 사이의 진단 노드를 제외하도록, 선택된 상기 적어도 둘의 배터리 셀을 우회하는 우회 회로를 형성하는 배터리 관리부; 및 상기 우회 회로에 흐르는 진단 전류와, 상기 우회 회로가 형성된 상기 배터리 어레이부의 진단 전압을 이용하여 상기 진단 노드의 진단 저항을 계산하는 메인 제어부;를 포함한다.A battery management system with a resistance detection function according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object includes a battery array unit including a plurality of battery cells connected in series with each other and a plurality of switch modules provided between the battery cells. ; a battery management unit that forms a bypass circuit that bypasses the at least two selected battery cells to exclude a diagnostic node between the at least two selected battery cells among the plurality of battery cells; and a main control unit that calculates the diagnostic resistance of the diagnostic node using the diagnostic current flowing in the bypass circuit and the diagnostic voltage of the battery array unit where the bypass circuit is formed.
상기 복수의 스위치 모듈 각각은, 적어도 셋의 N채널 모스펫의 조합으로 구성될 수 있다.Each of the plurality of switch modules may be composed of a combination of at least three N-channel MOSFETs.
상기 복수의 스위치 모듈 각각은, 적어도 셋의 트랜스미션의 조합으로 구성될 수 있다.Each of the plurality of switch modules may be composed of a combination of at least three transmissions.
상기 복수의 스위치 모듈 각각은, 상기 복수의 배터리 셀 중에서 적어도 하나의 배터리 셀의 양전압단 또는 음전압단에 연결되는 제1 노드; 적어도 하나의 스위치 소자에 의해 상기 제1 노드와 연결 또는 연결 해제되는 제2 노드; 및 적어도 둘의 스위치 소자에 의해 상기 제1 노드에 연결되거나, 상기 제2 노드에 연결되거나, 또는 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드에 연결 해제되는 제3 노드;를 포함할 수 있다.Each of the plurality of switch modules includes: a first node connected to a positive voltage terminal or a negative voltage terminal of at least one battery cell among the plurality of battery cells; a second node connected to or disconnected from the first node by at least one switch element; and a third node connected to the first node, connected to the second node, or disconnected from the first node and the second node by at least two switch elements.
상기 복수의 스위치 모듈 내의 제1 노드와 제3 노드가 연결되거나, 제2 노드와 제3 노드가 연결되는 경우, 상기 우회 회로가 형성될 수 있다.When the first node and the third node in the plurality of switch modules are connected, or the second node and the third node are connected, the bypass circuit may be formed.
상기 배터리 관리부는, 선택된 상기 적어도 둘의 배터리 셀 각각의 일측과 타측에 구비되는 적어도 둘의 스위치 모듈을 제어하는 스위치 제어부; 선택된 상기 적어도 둘의 배터리 셀이 제외되는 상기 복수의 배터리 셀의 상기 진단 전압을 측정하는 밸런싱부; 및 상기 우회 회로에 흐르는 상기 진단 전류를 측정하는 전류측정부;를 포함할 수 있다.The battery management unit includes a switch control unit that controls at least two switch modules provided on one side and the other side of each of the at least two selected battery cells; a balancing unit measuring the diagnostic voltage of the plurality of battery cells excluding the at least two selected battery cells; and a current measuring unit that measures the diagnostic current flowing in the bypass circuit.
상기 메인 제어부는, 상기 진단 저항과 기설정된 기준 저항을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 진단 노드에 저항 성분이 발생하였는지를 판단할 수 있다.The main control unit may compare the diagnostic resistance with a preset reference resistance and determine whether a resistance component has occurred in the diagnostic node according to the comparison result.
상기 메인 제어부는, 상기 복수의 배터리 셀 사이의 노드에 대한 진단이 필요하다고 판단되면, 적어도 하나의 진단 노드를 선택하고, 선택 결과를 상기 스위치 제어부로 전송할 수 있다.When the main control unit determines that diagnosis of a node between the plurality of battery cells is necessary, the main control unit may select at least one diagnostic node and transmit the selection result to the switch control unit.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법은, 서로 직렬 연결된 복수의 배터리 셀과 상기 배터리 셀 사이 마다 구비되는 복수의 스위치 모듈을 포함하는 배터리 어레이부를 포함하는 전기 차량의 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀 중에서 기선택된 적어도 둘의 배터리 셀 사이의 진단 노드를 제외하도록, 선택된 상기 적어도 둘의 배터리 셀을 우회하는 우회 회로를 형성하는 우회 회로 형성 단계; 상기 우회 회로에 흐르는 진단 전류를 측정하는 전류 측정 단계; 상기 우회 회로가 형성된 상기 배터리 어레이부의 진단 전압을 측정하는 전압 측정 단계; 및 상기 진단 전류와 상기 진단 전압을 이용하여 상기 진단 노드의 진단 저항을 계산하는 진단 저항 계산 단계;를 포함할 수 있다.A method of detecting resistance between battery cells according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object includes a battery array unit including a plurality of battery cells connected in series with each other and a plurality of switch modules provided between the battery cells. A method for detecting resistance between battery cells of an electric vehicle, comprising forming a bypass circuit that bypasses the at least two selected battery cells to exclude a diagnostic node between the at least two battery cells preselected among the plurality of battery cells. circuit forming step; A current measurement step of measuring diagnostic current flowing in the bypass circuit; A voltage measurement step of measuring a diagnostic voltage of the battery array unit where the bypass circuit is formed; and a diagnostic resistance calculation step of calculating the diagnostic resistance of the diagnostic node using the diagnostic current and the diagnostic voltage.
상기 우회 회로 형성 단계 이전에, 상기 복수의 배터리 셀 중에서 적어도 둘의 배터리 셀 사이의 상기 진단 노드를 선택하는 진단 노드 선택 단계;를 더 포함할 수 있다.Before the bypass circuit forming step, the method may further include a diagnostic node selection step of selecting the diagnostic node between at least two battery cells among the plurality of battery cells.
상기 우회 회로 형성 단계는, 선택된 상기 적어도 둘의 배터리 셀의 일측 양전압단에 구비되는 제1 스위치 모듈을 스위칭 제어하고, 상기 적어도 둘의 배터리 셀의 타측 음전압단에 구비되는 제2 스위치 모듈을 스위칭 제어하여 상기 제1 스위치 모듈과 상기 제2 스위치 모듈을 연결함으로써 상기 우회 회로를 형성할 수 있다.The bypass circuit forming step controls switching of a first switch module provided at one positive voltage terminal of the at least two selected battery cells, and a second switch module provided at the other negative voltage terminal of the at least two battery cells. The bypass circuit can be formed by connecting the first switch module and the second switch module through switching control.
상기 진단 저항과 기설정된 기준 저항을 비교하는 저항 비교 단계;를 더 포함할 수 있다.It may further include a resistance comparison step of comparing the diagnostic resistance with a preset reference resistance.
상기 진단 저항이 상기 기준 저항보다 큰 경우 상기 진단 노드에 저항 성분이 발생한 것으로 판단하는 이상 판정 단계; 및 상기 진단 저항이 상기 기준 저항보다 작은 경우 상기 진단 노드의 정상 상태로 판단하는 정상 판정 단계;를 더 포함할 수 있다.An abnormality determination step of determining that a resistance component has occurred in the diagnostic node when the diagnostic resistance is greater than the reference resistance; and a normal determination step of determining that the diagnostic node is in a normal state when the diagnostic resistance is less than the reference resistance.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템, 및 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법에 의하면, 진단하고자 하는 배터리 셀을 제외한 우회 회로를 만들어 진단 전류를 측정하고, 진단 전류가 일정 이상 변화하는 경우 진단하고자 하는 배터리 셀 사이에 저항 성분이 발생한 것으로 판단할 수 있다.According to a battery management system with a resistance detection function and a method for detecting resistance between battery cells according to a preferred embodiment of the present invention, a bypass circuit is created excluding the battery cell to be diagnosed, the diagnostic current is measured, and the diagnostic current is kept constant. If there is an abnormal change, it can be determined that a resistance component has occurred between the battery cells to be diagnosed.
또한, 배터리 셀 사이의 진단 노드의 저항 성분이 발생하는지를 진단함으로써 배터리 셀 사이의 저항 성분으로 인해 발생하는 발열 및 화재 현상을 방지하는 효과가 있다.In addition, by diagnosing whether a resistance component of a diagnostic node between battery cells occurs, it is effective to prevent heat generation and fire phenomenon caused by resistance components between battery cells.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 배터리 관리부의 상세 블록도이다.
도 3은 도 1의 스위치 모듈의 상세 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 진단하고자 하는 배터리 셀을 우회하는 우회 경로의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 진단하고자 하는 적어도 둘의 배터리 셀을 우회하는 우회 경로의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 진단하고자 하는 적어도 둘의 배터리 셀을 우회하는 우회 경로의 또 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법의 순서도이다.1 is a block diagram of a battery management system with a resistance detection function according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed block diagram of the battery management unit of FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram for explaining the detailed structure of the switch module of FIG. 1.
Figure 4 is a diagram showing an example of a bypass path that bypasses a battery cell to be diagnosed.
Figure 5 is a diagram showing another example of a bypass path that bypasses at least two battery cells to be diagnosed.
Figure 6 is a diagram showing another example of a bypass path that bypasses at least two battery cells to be diagnosed.
Figure 7 is a flowchart of a method for detecting resistance between battery cells according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. First, when adding reference signs to components in each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. In addition, preferred embodiments of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention is not limited or restricted thereto, and of course, it can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템의 블록도이다. 도 2는 도 1의 배터리 관리부의 상세 블록도이다.1 is a block diagram of a battery management system with a resistance detection function according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is a detailed block diagram of the battery management unit of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템(100)은, 배터리 셀 사이의 어느 하나의 노드를 진단하고자 하는 경우, 노드 주변의 배터리 셀을 제외한 우회 회로를 형성하여 우회 회로의 진단 전류를 측정하고, 진단 전류가 일정 이상 변화하는 경우 진단하고자 하는 배터리 셀 사이의 노드에 저항 성분이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the
저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템(100)은, 배터리 어레이부(110), 배터리 관리부(120), 및 메인 제어부(130)를 포함할 수 있다.The
배터리 어레이부(110)는, 서로 직렬 연결된 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m))과 배터리 셀 사이마다 구비되는 복수의 스위치 모듈(SW1, SW2)을 포함할 수 있다.The
복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m))은 부하(LOAD)에 고전압을 출력할 수 있다. 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m))은 서로의 연결 상태가 불량한 경우 저항 성분이 발생할 수 있다. 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m))은 서로의 연결 노드에 저항 성분이 발생하면, 저항 성분으로 인한 화재 등의 위험 상황이 발생할 수 있다. 이러한 저항 성분 검출을 위해, 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m))의 사이 마다 스위치 모듈이 구비될 수 있다.A plurality of battery cells (Cell1 to Cell(m)) can output high voltage to the load (LOAD). When a plurality of battery cells (Cell1 to Cell(m)) are poorly connected to each other, a resistance component may be generated. If a resistance component occurs at the connection node of a plurality of battery cells (Cell1 to Cell(m)), a dangerous situation such as a fire may occur due to the resistance component. To detect such resistance components, a switch module may be provided between each of the plurality of battery cells (Cell1 to Cell(m)).
복수의 스위치 모듈(SW1, SW2)은 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m))의 연결 또는 연결 해제를 수행할 수 있다. 복수의 스위치 모듈(SW1, SW2)은 적어도 둘의 배터리 셀을 사이에 두고 서로가 연결될 수 있다. 이때 적어도 둘의 배터리 셀을 우회하는 우회 회로(DT)가 형성될 수 있다. 복수의 스위치 모듈(SW1, SW2)의 상세 구조는 도 4를 통해 후술한다.The plurality of switch modules (SW1, SW2) may connect or disconnect the plurality of battery cells (Cell1 to Cell(m)). A plurality of switch modules (SW1, SW2) may be connected to each other with at least two battery cells interposed therebetween. At this time, a bypass circuit (DT) that bypasses at least two battery cells may be formed. The detailed structure of the plurality of switch modules (SW1 and SW2) will be described later with reference to FIG. 4.
배터리 관리부(120)는, 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m))의 전압 밸런싱을 수행할 수 있다. 배터리 관리부(120)는, 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m)) 사이의 노드 진단을 위해, 복수의 스위치 모듈(SW1, SW2)을 제어할 수 있다.The
배터리 관리부(120)는 스위치 제어부(121), 밸런싱부(123), 및 전류측정부(125)를 포함할 수 있다. 배터리 관리부(120)는 복수의 스위치 모듈(SW1, SW2)의 각종 노드(Nd1, Nd2, Nd3)의 신호를 유지 보관하는 복수의 플립플롭(F/F), 복수의 스위치 모듈(SW1, SW2)의 각종 노드(Nd1, Nd2, Nd3)의 신호 중 어느 하나의 신호를 선택하여 출력하는 제1 먹스(MUX1), 복수의 스위치 모듈(SW1, SW2)의 제3 노드(Nd3, Ndc)의 신호 중 어느 하나의 신호를 선택하여 출력하는 제2 먹스(MUX2), 및 제2 먹스(MUX2)의 출력 신호를 복수의 출력 단자를 통해 밸런싱부(123)와 전류측정부(125)로 출력하는 디먹스(DEMUX)를 더욱 포함할 수 있다.The
스위치 제어부(121)는, 복수의 스위치 모듈(SW1, SW2)을 제어하여 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m))의 연결 관계를 조절할 수 있다. 스위치 제어부(121)는 진단 노드를 사이에 두고 연결되는 적어도 둘의 배터리 셀(Cell1, Cell2) 각각의 일측(양전압단)과 타측(음전압단)에 구비되는 적어도 둘의 스위치 모듈(SW1, SW2)을 제어할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스위치 제어부(121)는 제1 스위치 모듈(SW1)의 제1 노드(Nd1), 제2 노드(Nd2), 및 제3 노드(Nd3)의 신호를 입력받을 수 있다. 스위치 제어부(121)는 의 제1 노드(Nd1), 제2 노드(Nd2), 및 제3 노드(Nd3)의 신호를 통해 제1 스위치 모듈(SW1)의 현재 상태를 판단할 수 있다. 또한, 스위치 제어부(121)는 제2 스위치 모듈(SW2)의 제1 노드(Nda), 제2 노드(Ndb), 및 제3 노드(Ndc)의 신호를 입력받을 수 있다. 스위치 제어부(121)는 의 제1 노드(Nda), 제2 노드(Ndb), 및 제3 노드(Ndc)의 신호를 통해 제2 스위치 모듈(SW2)의 현재 상태를 판단할 수 있다. 스위치 제어부(121)는 복수의 스위치 모듈(SW1, SW2) 각각의 현재 상태를 고려하여 게이트 제어 신호를 생성하고, 생성된 게이트 제어 신호를 복수의 스위치 모듈(SW1, SW2) 각각에 전송함으로써, 복수의 스위치 모듈(SW1, SW2) 각각의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.The
밸런싱부(123)는, 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m))의 전압 밸런싱을 수행할 수 있다. 밸런싱부(123)는, 진단 노드를 사이에 두고 연결되는 적어도 둘의 배터리 셀(Cell1, Cell2)이 제외되는 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m))의 진단 전압을 측정할 수 있다. 진단 전압은 하기 수학식 1과 같이 나타날 수 있다.The balancing unit 123 may perform voltage balancing of a plurality of battery cells (Cell1 to Cell(m)). The balancing unit 123 may measure the diagnostic voltage of a plurality of battery cells (Cell1 to Cell(m)) excluding at least two battery cells (Cell1 and Cell2) connected with a diagnostic node in between. The diagnostic voltage can be expressed as
<수학식 1><
Vdiag = Vbatt - Vcell1 - Vcell2Vdiag = Vbatt - Vcell1 - Vcell2
수학식 1에서, Vdiag은 진단 전압을 나타내고, Vbatt는 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m))의 전체 전압을 나타내고, Vcell1은 제1 배터리 셀(Cell1)의 전압을 나타내고, Vcell2)는 제2 배터리 셀(Cell2)의 전압을 나타낸다. 여기서, 제1 배터리 셀(Cell1)과 제2 배터리 셀(Cell2)은 우회 회로가 형성될 때 다른 배터리 셀과 연결이 해제된 상태일 수 있다.In
전류측정부(125)는, 우회 회로에 흐르는 진단 전류를 측정할 수 있다. 전류측정부(125)는 밸런싱부(123)와 서로 다른 시각에 진단 전류의 측정이 가능하다.The
메인 제어부(130)는, 밸런싱부(123)로부터 진단 전압을 전달받을 수 있다. 메인 제어부(130)는 전류측정부(125)로부터 진단 전류를 전달받을 수 있다. 메인 제어부(130)는 진단 전압과 진단 전류를 이용하여 진단 노드의 진단 저항을 계산할 수 있다. 이하, 수학식 2 내지 수학식 3을 통해 진단 저항 계산 과정을 설명한다.The
<수학식 2><
Rload,diag = Vdiag / IdiagRload,diag = Vdiag / Idiag
수학식 2에서, Rload,diag는 전체 진단 저항을 나타내고, Vdiag 은 진단 전압을 나타내고, Idiag 은 진단 전류를 나타낸다.In
<수학식 3><Equation 3>
Rdiag = Rload-Rload,diagRdiag = Rload-Rload,diag
수학식 3에서, Rdiag 은 진단 저항을 나타내고, Rload은 부하 저항을 나타내고, Rload,diag은 전체 진단 저항을 나타낸다.In Equation 3, Rdiag represents the diagnostic resistance, Rload represents the load resistance, and Rload,diag represents the total diagnostic resistance.
메인 제어부(130)는, 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m)) 사이의 노드에 대한 진단이 필요하다고 판단되면, 어느 하나의 진단 노드를 선택할 수 있다. 메인 제어부(130)는, 선택 결과를 스위치 제어부로(121) 전송하고, 스위치 제어부(121)를 통해 복수의 스위치 모듈(SW1, SW2)이 스위칭 제어되도록 한다.If it is determined that diagnosis of a node between a plurality of battery cells (Cell1 to Cell(m)) is necessary, the
메인 제어부(130)는 진단 저항과 기준 저항을 비교할 수 있다. 기준 저항은 사용자의 필요에 따라 적절히 설정될 수 있다. 메인 제어부(130)는 진단 저항이 기준 저항보다 큰 경우 진단 노드에 저항 성분이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 메인 제어부(130)는 진단 저항이 기준 저항보다 작은 경우 진단 노드의 정상 상태로 판단할 수 있다.The
도 3은 도 1의 스위치 모듈의 상세 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram for explaining the detailed structure of the switch module of FIG. 1.
도 3의(a)는 제1 실시예에 따른 스위치 모듈의 구조를 보여주는 도면이다. 도 3의(b)는 제2 실시예에 따른 스위치 모듈의 구조를 보여주는 도면이다.Figure 3(a) is a diagram showing the structure of a switch module according to the first embodiment. Figure 3(b) is a diagram showing the structure of a switch module according to the second embodiment.
도 3의(a)에서, 제1 스위치 모듈(SW1)은 적어도 셋의 N채널 모스펫(NMOS1, NMOS2, NMOS3)의 조합으로 구성될 수 있다.In Figure 3(a), the first switch module (SW1) may be composed of a combination of at least three N-channel MOSFETs (NMOS1, NMOS2, and NMOS3).
도 3(b)에서, 제1 스위치 모듈(SW2)은 적어도 셋의 트랜스미션(TR1, TR2, TR3)의 조합으로 구성될 수 있다.In FIG. 3(b), the first switch module SW2 may be composed of a combination of at least three transmissions TR1, TR2, and TR3.
도 3의 (a)와 (b)에서, 제1 스위치 모듈(SW1)은 복수의 배터리 셀(Cell1~Cell(m)) 중에서 적어도 하나의 배터리 셀의 양전압단 또는 음전압단에 연결되는 제1 노드(Nd1)를 포함할 수 있다.3 (a) and (b), the first switch module SW1 is connected to the positive voltage terminal or negative voltage terminal of at least one battery cell among the plurality of battery cells (Cell1 to Cell (m)). It may include 1 node (Nd1).
또한, 제1 스위치 모듈(SW1)은, 제1 스위치 소자(NMOS1, TR1)에 의해 제1 노드(Nd1)와 연결 또는 연결 해제되는 제2 노드(Nd2)를 포함할 수 있다.Additionally, the first switch module (SW1) may include a second node (Nd2) that is connected to or disconnected from the first node (Nd1) by the first switch elements (NMOS1, TR1).
또한, 제1 스위치 모듈(SW1)은, 제2 스위치 소자(NMOS2, TR2)와 제3 스위치 소자(NMOS3, TR3)에 의해 제1 노드(Nd1)에 연결되거나, 제2 노드(Nd2)에 연결되거나, 또는 제1 노드(Nd1) 및 제2 노드(Nd2)에 연결 해제되는 제3 노드(Nd3)을 포함할 수 있다.In addition, the first switch module (SW1) is connected to the first node (Nd1) or to the second node (Nd2) by the second switch elements (NMOS2, TR2) and the third switch elements (NMOS3, TR3). Alternatively, it may include a third node (Nd3) that is disconnected from the first node (Nd1) and the second node (Nd2).
제1 스위치 모듈(SW1)의 제3 노드(Nd3)는 다른 스위치 모듈의 제3 노드에 연결되어, 우회 회로(DT)를 형성할 수 있다.The third node Nd3 of the first switch module SW1 may be connected to the third node of another switch module to form a bypass circuit DT.
도 4는 진단하고자 하는 배터리 셀을 우회하는 우회 경로의 일 예를 보여주는 도면이다.Figure 4 is a diagram showing an example of a bypass path that bypasses a battery cell to be diagnosed.
도 4를 참고하면, 메인 제어부(130)는 제1 배터리 셀(Cell1)과 제2 배터리 셀(Cell2) 사이의 진단 노드를 선택할 수 있다. 스위치 제어부(121)는 제1 배터리 셀(Cell1)의 양전압단에 연결되는 제1 스위치 모듈(SW1)을 스위칭 제어할 수 있다. 스위치 제어부(121)는 제2 배터리 셀(Cell2)의 음전압단에 연결되는 제2 스위치 모듈(SW2)을 스위칭 제어할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
제1 스위치 모듈(SW1)은 제1 노드(Nd1)와 제3 노드(Nd3)가 연결될 수 있다. 제2 스위치 모듈(SW2)은 제2 노드(Ndb)와 제3 노드(Ndc)가 연결될 수 있다. 제1 스위치 모듈(SW1)의 제3 노드(Nd3)와 제2 스위치 모듈(SW2)의 제3 노드(Ndc)가 연결될 수 있다. 이때 우회 회로(DT)가 형성될 수 있다.The first switch module (SW1) may have a first node (Nd1) and a third node (Nd3) connected to each other. The second switch module (SW2) may be connected to a second node (Ndb) and a third node (Ndc). The third node (Nd3) of the first switch module (SW1) and the third node (Ndc) of the second switch module (SW2) may be connected. At this time, a bypass circuit (DT) may be formed.
밸런싱부(123)는 제1 배터리 셀(Cell1)과 제2 배터리 셀(Cell2)의 전압을 제외한 복수의 배터리 셀의 진단 전압을 측정할 수 있다.The balancing unit 123 may measure diagnostic voltages of a plurality of battery cells excluding the voltages of the first battery cell (Cell1) and the second battery cell (Cell2).
전류측정부(125)는 우회 회로(DT)의 진단 전류를 측정할 수 있다.The
메인 제어부(130)는 진단 전압과 진단 전류를 이용하여 제1 배터리 셀(Cell1)과 제2 배터리 셀(Cell2) 사이의 진단 저항(Rdiag)을 계산할 수 있다. 메인 제어부(130)는 진단 저항(Rdiag)이 기준 저항 이상인 경우 진단 노드에 불필요한 저항 성분이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 메인 제어부(130)는 진단 노드의 저항 성분 발생을 외부에 알림으로써 적절한 조치가 이루어지도록 할 수 있다.The
도 5는 진단하고자 하는 적어도 둘의 배터리 셀을 우회하는 우회 경로의 다른 예를 보여주는 도면이다.Figure 5 is a diagram showing another example of a bypass path that bypasses at least two battery cells to be diagnosed.
도 5를 참고하면, 메인 제어부(130)는 제2 배터리 셀(Cell2)과 제m-1 배터리 셀(Cell(m-1)) 사이의 진단 노드를 선택할 수 있다. 이하, m은 양의 정수이다. 스위치 제어부(121)는 제2 배터리 셀(Cell2)의 양전압단에 연결되는 제2 스위치 모듈(SW2)을 스위칭 제어할 수 있다. 스위치 제어부(121)는 제 m-1 배터리 셀(Cell(m-1))의 음전압단에 연결되는 제n-1 스위치 모듈(SW(n-1))을 스위칭 제어할 수 있다. 이하, n은 양의 정수이다.Referring to FIG. 5, the
제2 스위치 모듈(SW2)은 제1 노드(Nd1)와 제3 노드(Nd3)가 연결될 수 있다. 제n-1 스위치 모듈(SW(n-1))은 제2 노드와 제3 노드가 연결될 수 있다. 제2 스위치 모듈(SW2)의 제3 노드(Nd3)와 제n-1 스위치 모듈(SW(n-1))의 제3 노드가 연결될 수 있다. 이때 우회 회로(DT)가 형성될 수 있다.The second switch module (SW2) may be connected to the first node (Nd1) and the third node (Nd3). The n-1th switch module (SW(n-1)) may be connected to a second node and a third node. The third node (Nd3) of the second switch module (SW2) and the third node of the n-1th switch module (SW(n-1)) may be connected. At this time, a bypass circuit (DT) may be formed.
밸런싱부(123)는 제2 배터리 셀(Cell2)과 제m-1 배터리 셀(Cell(m-1))의 전압을 제외한 복수의 배터리 셀의 진단 전압을 측정할 수 있다.The balancing unit 123 may measure the diagnostic voltages of a plurality of battery cells excluding the voltages of the second battery cell (Cell2) and the m-1th battery cell (Cell(m-1)).
전류측정부(125)는 우회 회로(DT)의 진단 전류를 측정할 수 있다.The
메인 제어부(130)는 진단 전압과 진단 전류를 이용하여 제2 배터리 셀(Cell1)과 제m-1 배터리 셀(Cell(m-1)) 사이의 진단 저항(Rdiag)을 계산할 수 있다. 메인 제어부(130)는 진단 저항(Rdiag)이 기준 저항 이상인 경우 진단 노드에 불필요한 저항 성분이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 메인 제어부(130)는 진단 노드의 저항 성분 발생을 외부에 알림으로써 적절한 조치가 이루어지도록 할 수 있다.The
도 6은 진단하고자 하는 적어도 둘의 배터리 셀을 우회하는 우회 경로의 또 다른 예를 보여주는 도면이다.Figure 6 is a diagram showing another example of a bypass path that bypasses at least two battery cells to be diagnosed.
도 6를 참고하면, 메인 제어부(130)는 제m-1 배터리 셀(Cell(m-1))과 제m 배터리 셀(Cell(m)) 사이의 진단 노드를 선택할 수 있다. 스위치 제어부(121)는 제m-1 배터리 셀(Cell(m-1))의 양전압단에 연결되는 제3 스위치 모듈(SW3)을 스위칭 제어할 수 있다. 스위치 제어부(121)는 제m 배터리 셀(Cell(m))의 음전압단에 연결되는 제n 스위치 모듈(SW(n))을 스위칭 제어할 수 있다. 이하, n은 양의 정수이다.Referring to FIG. 6, the
제3 스위치 모듈(SW3)은 제1 노드(Nd4)와 제3 노드(Nd6)가 연결될 수 있다. 제n 스위치 모듈(SW(n))은 제2 노드(Ndf)와 제3 노드(Ndg)가 연결될 수 있다. 제3 스위치 모듈(SW3)의 제3 노드(Nd6)와 제n 스위치 모듈(SW(n))의 제3 노드(Ndg)가 연결될 수 있다. 이때 우회 회로(DT)가 형성될 수 있다.In the third switch module (SW3), the first node (Nd4) and the third node (Nd6) may be connected. The nth switch module (SW(n)) may be connected to a second node (Ndf) and a third node (Ndg). The third node (Nd6) of the third switch module (SW3) and the third node (Ndg) of the n-th switch module (SW(n)) may be connected. At this time, a bypass circuit (DT) may be formed.
밸런싱부(123)는 제m-1 배터리 셀(Cell(m-1))과 제m 배터리 셀(Cell(m)) 의 전압을 제외한 복수의 배터리 셀의 진단 전압을 측정할 수 있다.The balancing unit 123 may measure the diagnostic voltages of a plurality of battery cells excluding the voltages of the m-1th battery cell (Cell(m-1)) and the mth battery cell (Cell(m)).
전류측정부(125)는 우회 회로(DT)의 진단 전류를 측정할 수 있다.The
메인 제어부(130)는 진단 전압과 진단 전류를 이용하여 제m-1 배터리 셀(Cell(m-1))과 제m 배터리 셀(Cell(m)) 사이의 진단 저항(Rdiag)을 계산할 수 있다. 메인 제어부(130)는 진단 저항(Rdiag)이 기준 저항 이상인 경우 진단 노드에 불필요한 저항 성분이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 메인 제어부(130)는 진단 노드의 저항 성분 발생을 외부에 알림으로써 적절한 조치가 이루어지도록 할 수 있다.The
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법의 순서도이다.Figure 7 is a flowchart of a method for detecting resistance between battery cells according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1, 도 2, 및 도 7을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법은, 진단 노드 선택 단계(S710), 우회 회로 형성 단계(S720), 전류 측정 단계(S730), 전압 측정 단계(S740), 저항 계산 단계(S750), 저항 판단 단계(S760), 이상 판정 단계(S770), 및 정상 판정 단계(S780)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1, 2, and 7, the method for detecting resistance between battery cells according to a preferred embodiment of the present invention includes a diagnostic node selection step (S710), a bypass circuit forming step (S720), and a current measurement step ( It may include a voltage measurement step (S740), a resistance calculation step (S750), a resistance determination step (S760), an abnormality determination step (S770), and a normal determination step (S780).
진단 노드 선택 단계(S710)에서, 메인 제어부(130)는 복수의 배터리 셀 중에서 적어도 둘의 배터리 셀 사이의 연결 상태의 불량 또는 열화가 우려되는 경우, 적어도 둘의 배터리 셀 사이의 상태 진단을 위한 노드를 선택할 수 있다. 메인 제어부(130)는 진단 노드의 선택에 따른 신호를 스위치 제어부(120)로 전송할 수 있다.In the diagnostic node selection step (S710), when there is concern about a defect or deterioration in the connection state between at least two battery cells among a plurality of battery cells, the
우회 회로 형성 단계(S720)에서, 스위치 제어부(121)는 메인 제어부(130)로부터 신호를 전달받으면, 복수의 스위치 모듈 중에서 적어도 둘의 스위치 모듈을 제어하여 선택된 적어도 둘의 배터리 셀을 우회하는 우회 회로를 형성할 수 있다.In the bypass circuit forming step (S720), when the
일 실시예에 있어서, 메인 제어부(130)에 의해 제1 배터리 셀(Cell1)과 제2 배터리 셀(Cell2) 사이의 진단 노드가 선택되면, 스위치 제어부(120)는 제1 배터리 셀(Cell1)과 제2 배터리 셀(Cell2)을 우회하는 우회 회로(DT)를 형성하기 위해 제1 스위치 모듈(SW1)와 제2 스위치 모듈(SW2)를 제어할 수 있다. 이때 제1 스위치 모듈(SW1)은 제1 노드(Nd1)와 제3 노드(Nd3)가 연결되도록 스위칭 동작할 수 있다. 제2 스위치 모듈(SW2)은 제2 노드(Ndb)와 제3 노드(Ndc)가 연결되도록 스위칭 동작할 수 있다. 이를 통해 제1 스위치 모듈(SW1)의 제3 노드(Nd3)와 제2 스위치 모듈(SW2)의 제3 노드(Ndc)가 서로 연결되어, 우회 회로(DT)가 형성될 수 있다.In one embodiment, when the diagnostic node between the first battery cell (Cell1) and the second battery cell (Cell2) is selected by the
전류 측정 단계(S730)에서, 전류 측정부(125)는 복수의 스위치 모듈의 스위칭 동작에 따라 배터리 어레이부(110)에 우회 회로(DT)가 형성되면, 우회 회로(DT)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전류 측정부(125)는 제1 스위치 모듈(SW1)의 제3 노드(Nd3)에 흐르는 전류(이하, 진단 전류)를 측정할 수 있다.In the current measurement step (S730), when the bypass circuit (DT) is formed in the
전압 측정 단계(S740)에서, 밸런싱부(123)는 배터리 어레이부(110)에 우회 회로(DT)가 형성되면, 다른 배터리 셀과 직렬 연결이 해제된 적어도 둘의 배터리 셀의 전압을 제외하고 나머지 배터리 셀의 전체 전압(이하, 진단 전압)을 측정할 수 있다. 밸런싱부(123)는 측정한 진단 전압을 메인 제어부(130)에 전송할 수 있다.In the voltage measurement step (S740), when the bypass circuit (DT) is formed in the
저항 계산 단계(S750)에서, 메인 제어부(130)는 진단 전류와 진단 전압을 이용하여 다른 배터리 셀과 직렬 연결이 해제된 배터리 셀 사이의 진단 저항(Rdiag)을 계산할 수 있다.In the resistance calculation step (S750), the
저항 비교 단계(S760)에서, 메인 제어부(130)는 계산된 진단 저항(Rdiag)과 기설정된 기준 저항을 비교할 수 있다. 기준 저항은 사용자의 필요에 따라 적절히 설정될 수 있다.In the resistance comparison step (S760), the
이상 판정 단계(S770)에서, 메인 제어부(130)는 진단 저항(Rdiag)이 기준 저항 이상인 경우, 선택된 적어도 둘의 배터리 셀 사이의 진단 노드에 저항 성분이 발생한 것으로 판단하고, 저항 성분으로 인해 진단 노드의 연결 상태가 불량하거나 또는 열화 상태인 것으로 판단할 수 있다.In the abnormality determination step (S770), when the diagnostic resistance (Rdiag) is greater than or equal to the reference resistance, the
정상 판정 단계(S780)에서, 메인 제어부(130)는 진단 저항(Rdiag)이 기준 저항 미만인 경우, 선택된 적어도 둘의 배터리 셀 사이에 저항 성분이 미발생하거나, 또는 크지 않은 것으로 판단하고, 선택된 적어도 둘의 배터리 셀 사이의 연결 상태가 정상인 것으로 판단할 수 있다.In the normal determination step (S780), when the diagnostic resistance Rdiag is less than the reference resistance, the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions can be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the attached drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the attached drawings. .
본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.Steps and/or operations according to the invention may occur simultaneously in different embodiments, in different orders, in parallel, for different epochs, etc., as would be understood by those skilled in the art. You can.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.Depending on the embodiment, some or all of the steps and/or operations may include executing instructions, programs, interactive data structures, clients and/or servers stored on one or more non-transitory computer-readable media. At least a portion may be implemented or performed using one or more processors. The one or more non-transitory computer-readable media may illustratively be software, firmware, hardware, and/or any combination thereof. Additionally, the functionality of the “modules” discussed herein may be implemented in software, firmware, hardware, and/or any combination thereof.
100: 배터리 관리 시스템
110: 배터리 어레이부
Cell1~Cellm: 제1 ~ 제m 배터리 셀
SW1~SW(n): 제1 ~ 제n 스위치 모듈
120: 배터리 관리부
121: 스위치 제어부
123: 밸런싱부
125: 전류 측정부
130: 메인 제어부100: Battery management system
110: Battery array unit
Cell1~Cellm: 1st to mth battery cells
SW1~SW(n): 1st~nth switch module
120: Battery management unit
121: switch control unit
123: Balancing unit
125: Current measuring unit
130: main control unit
Claims (13)
상기 복수의 배터리 셀 중에서 선택된 적어도 둘의 배터리 셀 사이의 진단 노드를 제외하도록, 선택된 상기 적어도 둘의 배터리 셀을 우회하는 우회 회로를 형성하는 배터리 관리부; 및
상기 우회 회로에 흐르는 진단 전류와, 상기 우회 회로가 형성된 상기 배터리 어레이부의 진단 전압을 이용하여 상기 진단 노드의 진단 저항을 계산하는 메인 제어부;
를 포함하는 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템.a battery array unit including a plurality of battery cells connected in series with each other and a plurality of switch modules provided between the battery cells;
a battery management unit that forms a bypass circuit that bypasses the at least two selected battery cells to exclude a diagnostic node between the at least two selected battery cells among the plurality of battery cells; and
a main control unit that calculates a diagnostic resistance of the diagnostic node using the diagnostic current flowing in the bypass circuit and the diagnostic voltage of the battery array unit where the bypass circuit is formed;
A battery management system with a resistance detection function including.
상기 복수의 스위치 모듈 각각은, 적어도 셋의 N채널 모스펫의 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템.According to claim 1,
A battery management system with a resistance detection function, wherein each of the plurality of switch modules is composed of a combination of at least three N-channel MOSFETs.
상기 복수의 스위치 모듈 각각은, 적어도 셋의 트랜스미션의 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템.According to claim 1,
A battery management system with a resistance detection function, wherein each of the plurality of switch modules is composed of a combination of at least three transmissions.
상기 복수의 스위치 모듈 각각은,
상기 복수의 배터리 셀 중에서 적어도 하나의 배터리 셀의 양전압단 또는 음전압단에 연결되는 제1 노드;
적어도 하나의 스위치 소자에 의해 상기 제1 노드와 연결 또는 연결 해제되는 제2 노드; 및
적어도 둘의 스위치 소자에 의해 상기 제1 노드에 연결되거나, 상기 제2 노드에 연결되거나, 또는 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드에 연결 해제되는 제3 노드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템.According to claim 1,
Each of the plurality of switch modules,
a first node connected to a positive voltage terminal or a negative voltage terminal of at least one battery cell among the plurality of battery cells;
a second node connected to or disconnected from the first node by at least one switch element; and
a third node connected to the first node, connected to the second node, or disconnected from the first node and the second node by at least two switch elements;
A battery management system with a resistance detection function, comprising:
상기 복수의 스위치 모듈 내의 상기 제1 노드와 상기 제3 노드가 연결되거나, 상기 제2 노드와 상기 제3 노드가 연결되는 경우, 상기 우회 회로가 형성되는 것을 특징으로 하는 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템.According to claim 4,
A battery with a resistance detection function, wherein the bypass circuit is formed when the first node and the third node in the plurality of switch modules are connected, or the second node and the third node are connected. Management system.
상기 배터리 관리부는,
선택된 상기 적어도 둘의 배터리 셀 각각의 일측과 타측에 구비되는 적어도 둘의 스위치 모듈을 제어하는 스위치 제어부;
선택된 상기 적어도 둘의 배터리 셀이 제외되는 상기 복수의 배터리 셀의 상기 진단 전압을 측정하는 밸런싱부; 및
상기 우회 회로에 흐르는 상기 진단 전류를 측정하는 전류측정부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템.According to claim 1,
The battery management unit,
a switch control unit that controls at least two switch modules provided on one side and the other side of each of the at least two selected battery cells;
a balancing unit measuring the diagnostic voltage of the plurality of battery cells excluding the at least two selected battery cells; and
a current measuring unit that measures the diagnostic current flowing in the bypass circuit;
A battery management system with a resistance detection function, comprising:
상기 메인 제어부는,
상기 진단 저항과 기설정된 기준 저항을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 진단 노드에 저항 성분이 발생하였는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템.According to claim 1,
The main control unit,
A battery management system with a resistance detection function, characterized in that it compares the diagnostic resistance and a preset reference resistance, and determines whether a resistance component has occurred in the diagnostic node according to the comparison result.
상기 메인 제어부는,
상기 복수의 배터리 셀 사이의 노드에 대한 진단이 필요하다고 판단되면, 적어도 하나의 진단 노드를 선택하고, 선택 결과를 상기 스위치 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 저항 검출 기능을 구비한 배터리 관리 시스템.According to claim 6,
The main control unit,
A battery management system with a resistance detection function, wherein when it is determined that diagnosis of a node between the plurality of battery cells is necessary, at least one diagnosis node is selected and the selection result is transmitted to the switch control unit.
상기 복수의 배터리 셀 중에서 기선택된 적어도 둘의 배터리 셀 사이의 진단 노드를 제외하도록, 선택된 상기 적어도 둘의 배터리 셀을 우회하는 우회 회로를 형성하는 우회 회로 형성 단계;
상기 우회 회로에 흐르는 진단 전류를 측정하는 전류 측정 단계;
상기 우회 회로가 형성된 상기 배터리 어레이부의 진단 전압을 측정하는 전압 측정 단계; 및
상기 진단 전류와 상기 진단 전압을 이용하여 상기 진단 노드의 진단 저항을 계산하는 진단 저항 계산 단계;
를 포함하는 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법.In the method of detecting resistance between battery cells of an electric vehicle, including a plurality of battery cells connected in series with each other and a battery array unit including a plurality of switch modules provided between the battery cells,
A bypass circuit forming step of forming a bypass circuit to bypass the at least two selected battery cells so as to exclude a diagnostic node between the at least two battery cells preselected among the plurality of battery cells;
A current measurement step of measuring diagnostic current flowing in the bypass circuit;
A voltage measurement step of measuring a diagnostic voltage of the battery array unit where the bypass circuit is formed; and
A diagnostic resistance calculation step of calculating a diagnostic resistance of the diagnostic node using the diagnostic current and the diagnostic voltage;
A method of detecting resistance between battery cells comprising:
상기 우회 회로 형성 단계 이전에, 상기 복수의 배터리 셀 중에서 적어도 둘의 배터리 셀 사이의 상기 진단 노드를 선택하는 진단 노드 선택 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법.According to clause 9,
Before the bypass circuit forming step, a diagnostic node selection step of selecting the diagnostic node between at least two battery cells among the plurality of battery cells;
A method for detecting resistance between battery cells, further comprising:
상기 우회 회로 형성 단계는,
선택된 상기 적어도 둘의 배터리 셀의 일측 양전압단에 구비되는 제1 스위치 모듈을 스위칭 제어하고, 상기 적어도 둘의 배터리 셀의 타측 음전압단에 구비되는 제2 스위치 모듈을 스위칭 제어하여 상기 제1 스위치 모듈과 상기 제2 스위치 모듈을 연결함으로써 상기 우회 회로를 형성하는 특징으로 하는 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법.According to claim 10,
The bypass circuit forming step is,
A first switch module provided at one positive voltage terminal of the at least two selected battery cells is controlled to switch, and a second switch module provided at the other negative voltage terminal of the at least two battery cells is controlled to switch the first switch. A method of detecting resistance between battery cells, characterized in that the bypass circuit is formed by connecting a module and the second switch module.
상기 진단 저항과 기설정된 기준 저항을 비교하는 저항 비교 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법.According to clause 9,
A resistance comparison step of comparing the diagnostic resistance with a preset reference resistance;
A method for detecting resistance between battery cells, further comprising:
상기 진단 저항이 기준 저항보다 큰 경우 상기 진단 노드에 저항 성분이 발생한 것으로 판단하는 이상 판정 단계; 및
상기 진단 저항이 상기 기준 저항보다 작은 경우 상기 진단 노드의 정상 상태로 판단하는 정상 판정 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 사이의 저항 검출 방법.According to clause 9,
An abnormality determination step of determining that a resistance component has occurred in the diagnostic node when the diagnostic resistance is greater than the reference resistance; and
a normal determination step of determining that the diagnostic node is in a normal state when the diagnostic resistance is less than the reference resistance;
A method for detecting resistance between battery cells, further comprising:
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Family Cites Families (4)
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KR101498763B1 (en) * | 2012-03-05 | 2015-03-04 | 주식회사 엘지화학 | Apparatus for detecting insulation resestance and diagnostic apparatus thereof |
KR20140055065A (en) * | 2012-10-30 | 2014-05-09 | 주식회사 엘지화학 | Apparatus and method for managing battery pack |
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KR102627843B1 (en) * | 2018-09-10 | 2024-01-19 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery management apparatus |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004527995A (en) | 2001-05-22 | 2004-09-09 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | Circuit for monitoring cells of a multi-cell battery during charging |
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