KR102663022B1 - 배터리 시스템 및 이의 제어 방법 - Google Patents

배터리 시스템 및 이의 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102663022B1
KR102663022B1 KR1020210039695A KR20210039695A KR102663022B1 KR 102663022 B1 KR102663022 B1 KR 102663022B1 KR 1020210039695 A KR1020210039695 A KR 1020210039695A KR 20210039695 A KR20210039695 A KR 20210039695A KR 102663022 B1 KR102663022 B1 KR 102663022B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating
battery
switch
terminal
cell
Prior art date
Application number
KR1020210039695A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220134261A (ko
Inventor
황금율
김웅빈
김준섭
전유정
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020210039695A priority Critical patent/KR102663022B1/ko
Priority to US17/562,380 priority patent/US20220311064A1/en
Priority to EP22163368.8A priority patent/EP4064513A1/en
Priority to CN202210305864.9A priority patent/CN115133176A/zh
Publication of KR20220134261A publication Critical patent/KR20220134261A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102663022B1 publication Critical patent/KR102663022B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/443—Methods for charging or discharging in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/26—Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train
    • G05B11/28—Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train using pulse-height modulation; using pulse-width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/633—Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/635—Control systems based on ambient temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with provisions for charging different types of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00309—Overheat or overtemperature protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/10—Control circuit supply, e.g. means for supplying power to the control circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

배터리 관리 모듈, 적어도 하나의 배터리 모듈, 및 컨트롤러를 포함하는 배터리 시스템이 제공된다. 상기 배터리 관리 모듈은 외부 단자, 배터리 단자, 히팅 단자, 상기 외부 단자와 상기 배터리 단자 사이의 메인 스위치, 및 상기 외부 단자와 상기 히팅 단자 사이의 히팅 스위치를 포함한다. 상기 적어도 하나의 배터리 모듈 각각은 상기 배터리 단자에 연결되는 적어도 하나의 배터리 셀, 히팅 소자, 및 상기 히팅 소자와 상기 히팅 단자 사이의 제어 스위치를 포함한다. 컨트롤러는 충전기와의 연결을 감지하고, 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 셀 온도를 감지하고, 상기 셀 온도가 제1 기준치보다 낮으면, 상기 메인 스위치를 턴 오프 시키고 상기 히팅 스위치와 상기 제어 스위치를 턴 온 시켜서 상기 충전기로부터의 히팅 전력을 상기 히팅 소자에 공급하고, 상기 히팅 소자에 의해 상기 셀 온도가 제2 기준치보다 높아지면, 상기 히팅 스위치를 턴 오프 시키고 상기 메인 스위치를 턴 온 시켜서 상기 충전기로부터의 충전 전력을 상기 적어도 하나의 배터리 셀에 공급하도록 구성된다.

Description

배터리 시스템 및 이의 제어 방법{Battery system and Method of controlling the same}
본 발명은 배터리 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
기존에는 골프 카트, 산업용 청소차, 지게차, 고소 작업대 등과 같은 경전기차(LEV, light electric vehicle)에 납 축전지가 사용되었으나, 환경 문제와 에너지 효율 증대를 위해 납 축전지 대신에 리튬이온 배터리를 사용하고 있다. 경전기차는 실외 환경에서 동작하는 제품 특성상 대략 섭씨 -40도에서 섭씨 40도까지의 저온 및 고온 환경에서 신뢰성이 확보되어야 한다. 또한, 제품의 사용성을 확보하기 위해 1C-rate 이상의 급속 충전이 가능해야 한다.
그러나, 리튬이온 배터리 특성상 저온 환경에서 급속 충전할 경우 배터리의 열화가 가속되는 문제가 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 저온 환경에서도 급속 충전이 가능한 배터리 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 시스템은 배터리 관리 모듈, 적어도 하나의 배터리 모듈, 및 컨트롤러를 포함한다. 상기 배터리 관리 모듈은 외부 단자, 배터리 단자, 히팅 단자, 상기 외부 단자와 상기 배터리 단자 사이의 메인 스위치, 및 상기 외부 단자와 상기 히팅 단자 사이의 히팅 스위치를 포함한다. 상기 적어도 하나의 배터리 모듈 각각은 상기 배터리 단자에 연결되는 적어도 하나의 배터리 셀, 히팅 소자, 및 상기 히팅 소자와 상기 히팅 단자 사이의 제어 스위치를 포함한다. 컨트롤러는 충전기와의 연결을 감지하고, 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 셀 온도를 감지하고, 상기 셀 온도가 제1 기준치보다 낮으면, 상기 메인 스위치를 턴 오프 시키고 상기 히팅 스위치와 상기 제어 스위치를 턴 온 시켜서 상기 충전기로부터의 히팅 전력을 상기 히팅 소자에 공급하고, 상기 히팅 소자에 의해 상기 셀 온도가 제2 기준치보다 높아지면, 상기 히팅 스위치를 턴 오프 시키고 상기 메인 스위치를 턴 온 시켜서 상기 충전기로부터의 충전 전력을 상기 적어도 하나의 배터리 셀에 공급하도록 구성된다.
일 예에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 상기 메인 스위치 및 상기 히팅 스위치를 제어하도록 구성되는 마이크로컨트롤러, 및 상기 셀 온도를 감지하여 상기 마이크로컨트롤러에 전송하고, 상기 마이크로컨트롤러의 제어에 따라 상기 제어 스위치에 제어 신호를 출력하도록 구성되는 적어도 하나의 아날로그 프론트 엔드를 포함할 수 있다. 상기 마이크로컨트롤러는 상기 배터리 관리 모듈에 장착될 수 있고, 상기 적어도 하나의 아날로그 프론트 엔드는 적어도 하나의 배터리 모듈에 각각 장착될 수 있다.
다른 예에 따르면, 상기 제어 신호는 펄스 폭 변조(PWM) 신호일 수 있다. 상기 마이크로컨트롤러는 상기 셀 온도에 따라 상기 제어 신호의 듀티 비를 결정하도록 구성될 수 있다.
또 다른 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈은 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 상기 제1 배터리 모듈은 적어도 하나의 제1 배터리 셀, 제1 히팅 소자, 및 상기 제1 히팅 소자와 상기 히팅 단자 사이의 제1 제어 스위치를 포함할 수 있다. 상기 제2 배터리 모듈은 적어도 하나의 제2 배터리 셀, 제2 히팅 소자, 및 상기 제2 히팅 소자와 상기 히팅 단자 사이의 제2 제어 스위치를 포함할 수 있다.
또 다른 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀과 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀은 서로 직렬로 연결될 수 있다. 상기 컨트롤러는 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀의 제1 셀 온도와 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀의 제2 셀 온도 중 어느 하나라도 상기 제1 기준치보다 낮으면, 상기 충전기에 히팅 전압을 공급할 것을 요청하고, 상기 제1 셀 온도와 상기 제2 셀 온도가 모두 상기 제2 기준치보다 높아지면, 상기 충전기에 상기 히팅 전압보다 높은 충전 전압을 공급할 것을 요청하도록 구성될 수 있다.
또 다른 예에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀의 제1 셀 온도가 상기 제2 기준치에 도달하고, 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀의 제2 셀 온도가 상기 제2 기준치보다 낮으면, 상기 제1 제어 스위치에 제1 듀티비를 갖는 제1 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 제어 스위치에 상기 제1 듀티비보다 높은 제2 듀티비를 갖는 제2 제어 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
또 다른 예에 따르면, 상기 제2 기준치는 상기 제1 기준치와 같거나 상기 제1 기준치보다 높을 수 있다.
또 다른 예에 따르면, 상기 히팅 소자는 단위 면적당 발열량이 다른 복수의 영역들을 갖는 필름 히터일 수 있다. 상기 적어도 하나의 배터리 셀은 상기 필름 히터 상에 배열되는 복수의 배터리 셀들을 포함할 수 있다.
또 다른 예에 따르면, 상기 필름 히터의 중앙 영역의 단위 면적당 발열량은 상기 필름 히터의 테두리 영역의 단위 면적당 발열량보다 낮을 수 있다.
또 다른 예에 따르면, 상기 히팅 소자는 제1 필름 히터, 및 상기 제1 필름 히터의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 필름 히터를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 배터리 모듈은 상기 제1 필름 히터와 상기 히팅 단자 사이의 제1 제어 스위치, 및 상기 제2 필름 히터와 상기 히팅 단자 사이의 제2 제어 스위치를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는 상기 제1 제어 스위치에 출력하는 제1 제어 신호의 듀티비보다 높은 듀티비를 갖는 제2 제어 신호를 상기 제2 제어 스위치에 출력하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 시스템의 제어 방법이 제공된다. 상기 배터리 시스템은 배터리 관리 모듈, 적어도 하나의 배터리 모듈, 및 컨트롤러를 포함한다. 상기 배터리 관리 모듈은 외부 단자, 배터리 단자, 히팅 단자, 상기 외부 단자와 상기 배터리 단자 사이의 메인 스위치, 및 상기 외부 단자와 상기 히팅 단자 사이의 히팅 스위치를 포함한다. 상기 적어도 하나의 배터리 모듈 각각은 상기 배터리 단자에 연결되는 적어도 하나의 배터리 셀, 히팅 소자, 및 상기 히팅 소자와 상기 히팅 단자 사이의 제어 스위치를 포함한다. 상기 컨트롤러는 상기 메인 스위치, 상기 히팅 스위치 및 상기 제어 스위치를 제어하도록 구성된다. 상기 배터리 시스템은 제어 방법에 따르면, 충전기와의 연결이 감지된다. 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 셀 온도가 감지된다. 상기 셀 온도가 제1 기준치보다 낮으면, 상기 메인 스위치를 턴 오프 시키고 상기 히팅 스위치와 상기 제어 스위치를 턴 온 시켜서 상기 충전기로부터의 히팅 전력이 상기 히팅 소자에 공급된다. 상기 히팅 소자에 의해 상기 셀 온도가 제2 기준치보다 높아지면, 상기 히팅 스위치를 턴 오프 시키고 상기 메인 스위치를 턴 온 시켜서 상기 충전기로부터의 충전 전력이 상기 적어도 하나의 배터리 셀에 공급된다.
일 예에 따르면, 상기 충전기로부터의 히팅 전력을 상기 히팅 소자에 공급하는 단계는 상기 제1 기준치보다 낮은 상기 셀 온도를 감지하는 단계, 상기 메인 스위치를 턴 오프 시키는 단계, 상기 충전기에 히팅 전압을 출력할 것을 요청하는 단계, 상기 외부 단자에 상기 히팅 전압을 감지하는 단계, 상기 히팅 스위치를 턴 온 시키는 단계, 및 상기 제어 스위치를 제어하기 위한 제어 신호의 듀티비를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 예에 따르면, 상기 충전기로부터의 충전 전력을 상기 적어도 하나의 배터리 셀에 공급하는 단계는 미리 설정된 시간 동안 상기 제2 기준치보다 높게 유지되는 상기 셀 온도를 감지하는 단계, 상기 히팅 스위치를 턴 오프 시키는 단계, 상기 충전기에 충전 전압을 출력할 것을 요청하는 단계, 상기 외부 단자에 상기 충전 전압을 감지하는 단계, 및 상기 메인 스위치를 턴 온 시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 충전기로부터 공급되는 전력을 사용하여 셀 온도를 상승시킨 후에 배터리를 충전함으로써 저온 환경에서도 급속 충전이 가능한 배터리 시스템을 제공할 수 있다.
아래에 첨부 도면들을 참조로 예시적인 실시예들을 더욱 자세하게 설명함으로써 특징들이 본 기술분야의 당업자들에게 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 도시한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 히터를 도시한다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필름 히터를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예들에 따른 히팅 소자를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 5a 내지 도 5d의 히팅 소자를 포함하는 배터리 모듈을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이제, 예시적인 실시예들이 첨부 도면들을 참조로 아래에서 더욱 자세히 설명될 것이다. 그러나, 여러 형태로 구체화될 수 있으며, 본 명세서에서 설명되는 실시예들로 한정되는 것으로 간주되어서는 안 된다. 차라리, 이러한 실시예들은 본 개시가 완전하고 완벽해지며, 예시적인 구현예들을 본 기술분야의 당업자들에게 완전하게 전달할 수 있도록 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 예시적인 실시예들이 도시되는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 완벽하게 실시예들이 설명될 것이다. 전체적으로 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다. 도면들에서, 동일하거나 대응하는 구성 요소들에는 동일한 도면번호가 부여되고, 이에 대하여 중복하여 설명하지 않을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 도시한다.
도 1을 참조하면, 배터리 시스템(100)은 배터리 관리 모듈(110), 적어도 하나의 배터리 모듈(130, 150), 및 컨트롤러(120, 140, 160)를 포함한다. 배터리 시스템(100)은 충전기(10)에 연결되어 충전되거나, 부하에 연결되어 방전될 수 있다.
배터리 관리 모듈(110)은 외부 단자(101a, 101b), 배터리 단자(111a, 111b), 히팅 단자(112a, 112b), 외부 단자(101a)와 배터리 단자(111a) 사이의 메인 스위치(114), 및 외부 단자(101a)와 히팅 단자(112a) 사이의 히팅 스위치(118)를 포함한다.
적어도 하나의 배터리 모듈(130, 150)은 제1 배터리 모듈(130)과 제2 배터리 모듈(150)을 포함할 수 있다. 제1 배터리 모듈(130)은 배터리 단자(111a, 11b)에 연결되는 적어도 하나의 제1 배터리 셀(131), 제1 히팅 소자(132), 및 제1 히팅 소자(132)와 히팅 단자(112a) 사이의 제1 제어 스위치(134)를 포함한다. 제2 배터리 모듈(150)은 배터리 단자(111a, 11b)에 연결되는 적어도 하나의 제2 배터리 셀(151), 제2 히팅 소자(152), 및 제2 히팅 소자(152)와 히팅 단자(112a) 사이의 제2 제어 스위치(154)를 포함한다. 도 1에는 배터리 시스템(100)이 2개의 배터리 모듈(130, 150)을 포함하는 것으로 도시되지만, 배터리 시스템(100)은 1개의 배터리 모듈만 포함할 수도 있고, 직렬 또는 병렬로 연결되는 3개 이상의 배터리 모듈을 포함할 수도 있다.
컨트롤러(120, 140, 160)는 마이크로컨트롤러(120) 및 적어도 하나의 아날로그 프론트 엔드(140, 160)를 포함할 수 있다. 도 1에는 2개의 배터리 모듈(130, 150)에 대응하여 2개의 아날로그 프론트 엔드(140, 160)가 배터리 시스템(100)에 포함되는 것으로 도시되지만, 아날로그 프론트 엔드의 개수는 배터리 모듈의 개수에 대응할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 배터리 관리 모듈(110)에 장착되고, 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)는 각각 제1 및 제2 배터리 모듈(130, 150)에 장착될 수 있다.
외부 단자(101a, 101b)는 예컨대 부하와 같은 외부 장치에 배터리 시스템(100)에 저장된 전력을 출력하거나, 예컨대 충전기(10)와 같은 외부 장치로부터 배터리 시스템(100)에 저장될 전력을 수신할 수 있다. 외부 단자(101a, 101b)은 충전기(10)의 충전 단자(11a, 11b)에 연결되도록 구성될 수 있다. 예시적으로 제1 외부 단자(101a)가 양(positive)이고, 제2 외부 단자(101b)가 음(negative)인 것으로 도시되지만, 이는 예시적이다.
배터리 단자(111a, 111b)는 제1 및 제2 배터리 모듈(130, 150)에 연결되도록 구성된다. 제1 배터리 모듈(130)의 제1 배터리 셀(131)과 제2 배터리 모듈(150)의 제2 배터리 셀(151)은 배터리 단자들(111a, 111b) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 제1 배터리 셀(131)과 제2 배터리 셀(151)는 배터리 단자(111a, 11b)를 통해 충전 전류를 입력받고 방전 전류를 출력할 수 있다.
외부 단자(101a)와 배터리 단자(111a) 사이에 제1 스위치 회로(113)이 배치될 수 있다. 제1 스위치 회로(113)는 메인 스위치(114) 및 메인 퓨즈(115)를 포함할 수 있다. 메인 스위치(114)는 외부 단자(101a)와 배터리 단자(111a) 사이에 연결될 수 있다. 메인 스위치(114)는 마이크로컨트롤러(120)가 출력하는 메인 제어 신호(121)에 의해 제어될 수 있다. 제1 스위치 회로(113)는 전류 센서를 포함할 수 있으며, 전류 센서는 외부 단자(101a, 101b)를 통해 입력 및 출력되는 충전 및 방전 전류를 감지하여 센싱 데이터(123)를 마이크로컨트롤러(120)에 제공할 수 있다. 제1 스위치 회로(113)는 외부 단자들(101a, 101b) 사이의 전압을 감지하는 전압 센서를 포함할 수 있으며, 전압 센서는 센싱 데이터(113)를 제공할 수 있다. 다른 예에 따르면, 제1 스위치 회로(113)는 외부 단자(101b)와 배터리 단자(111b) 사이에 배치될 수 있다.
히팅 단자(112a, 112b)는 제1 및 제2 배터리 모듈(130, 150)에 연결되도록 구성된다. 제1 배터리 모듈(130)의 제1 히팅 소자(132)와 제2 배터리 모듈(150)의 제2 히팅 소자(152)은 히팅 단자들(112a, 112b) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 다른 예에 따르면, 히팅 단자(112b)는 생략되고, 제1 히팅 소자(132)와 제2 히팅 소자(152)는 히팅 단자(112a)와 배터리 단자(111b) 사이에 연결될 수 있다.
외부 단자(101a)와 히팅 단자(112a) 사이에 제2 스위치 회로(116)이 배치될 수 있다. 제2 스위치 회로(116)는 히팅 스위치(117) 및 퓨즈(118)를 포함할 수 있다. 히팅 스위치(114)는 외부 단자(101a)와 히팅 단자(112a) 사이에 연결될 수 있다. 히팅 스위치(114)는 마이크로컨트롤러(120)가 출력하는 히팅 제어 신호(122)에 의해 제어될 수 있다. 다른 예에 따르면, 제2 스위치 회로(116)는 외부 단자(101b)와 히팅 단자(112b) 사이에 배치될 수 있다.
마이크로컨트롤러(120)는 센싱 데이터(123)를 수신하고, 메인 스위치(114)를 제어하기 위한 메인 제어 신호(121)를 출력하고, 히팅 스위치(114)를 제어하기 위한 히팅 제어 신호(122)를 출력할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 제1 통신선(124)를 통해 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)와 통신할 수 있다. 제1 통신선(124)은 CAN(controller area network) 통신을 수행하기 위한 통신선일 수 있다.
마이크로컨트롤러(120)는 제2 통신선(125)을 통해 충전기(10)와 통신할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 제2 통신선(125)을 통해 충전기(10)와의 연결을 감지할 수 있으며, 충전 모드로 동작하기 위해 충전기(10)에 전압을 출력할 것을 요청할 수 있다. 예컨대, 마이크로컨트롤러(120)는 충전기(10)에 히팅 전압을 공급할 것을 요청하거나, 충전 전압을 공급할 것을 요청할 수 있다. 다른 예에 따르면, 마이크로컨트롤러(120)는 센싱 데이터(123)를 통해 외부 단자(101a, 101b)에 전압이 인가되고 있음을 감지함으로써 충전 모드로 동작할 수 있다.
일 예에 따르면, 마이크로컨트롤러(120)는 충전기(10)가 제2 통신선(125)을 통해 출력하는 신호에 의해 웨이크업할 수 있다. 다른 예에 따르면, 마이크로컨트롤러(120)는 외부 단자(101a, 101b)에 인가되는 전압에 응답하여 웨이크업할 수 있다.
제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)은 충전가능한 이차 전지일 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)은 리튬-이온 전지(lithium ion battery)일 수 있다. 그러나, 이로 한정되지 않으며, 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)은 니켈-카드뮴 전지(nikel-cadmium battery), 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 배터리 셀들(131)은 배터리 단자(111a, 111b)에 연결될 수 있으며, 제1 배터리 셀들(131)과 직렬로 퓨즈(135)가 연결될 수 있다. 제2 배터리 셀들(151)은 배터리 단자(111a, 111b)에 연결될 수 있으며, 제2 배터리 셀들(151)과 직렬로 퓨즈(155)가 연결될 수 있다.
도 1에서 제1 배터리 셀들(131)과 제2 배터리 셀들(151)은 각각 직렬로 연결되는 것으로 도시되지만, 이는 오로지 예시적이며, 제1 배터리 셀들(131)과 제2 배터리 셀들(151)은 병렬로 연결되거나, 직렬과 병렬로 연결될 수 있다. 제1 배터리 셀들(131) 및 제2 배터리 셀들(151)의 개수는 본 발명을 한정하지 않는다.
제1 및 제2 히팅 소자들(132, 152)은 히팅 단자들(112a, 112b) 사이에 연결될 수 있으며, 히팅 단자들(112a, 112b)를 통해 공급되는 히팅 전력에 의해 열을 방출하는 소자일 수 있다. 제1 및 제2 히팅 소자들(132, 152)은 필름 히터일 수 있다. 필름 히터는 절연 필름 상에 배열되는 발열체 패턴을 포함할 수 있다. 발열체는 예컨대 금속 발열체, 비금속 발열체, 기타 발열체 등을 포함할 수 있다. 발열체 패턴에 전압이 인가되면, 열을 방출하여 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)의 온도를 상승시킬 수 있다. 제1 및 제2 히팅 소자들(132, 152)은 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)에 인접하게 배치될 수 있다.
제1 및 제2 히팅 소자들(132, 152)의 동작을 제어하기 위해 제1 및 제2 제어 회로들(133, 153)이 각각 배치될 수 있다. 제1 제어 회로(133)는 제1 히팅 소자(132)와 히팅 단자(112a) 사이에 배치되고, 제2 제어 회로(153)는 제2 히팅 소자(152)와 히팅 단자(112a) 사이에 배치될 수 있다. 제1 제어 회로(133)는 제1 아날로그 프론트 엔드(140)가 출력하는 제1 제어 신호(141)에 의해 제어되는 제1 제어 스위치(134)를 포함할 수 있으며, 제2 제어 회로(153)는 제2 아날로그 프론트 엔드(160)가 출력하는 제2 제어 신호(161)에 의해 제어되는 제2 제어 스위치(154)를 포함할 수 있다.
제1 제어 신호(141)와 제2 제어 신호(161)는 듀티비를 갖는 펄스 폭 변조(PWM) 신호일 수 있다. 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)는 제1 및 제2 제어 신호들(141, 161)의 듀티비를 조절함으로써 제1 및 제2 히팅 소자들(132, 152)의 발열량을 조절할 수 있다. 제1 및 제2 제어 신호들(141, 161)의 듀티비는 마이크로컨트롤러(120)에 의해 결정될 수 있다.
제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)는 배터리 센싱 데이터(142, 162) 및 히터 센싱 데이터(143, 163)를 수신할 수 있다. 배터리 센싱 데이터(142, 162)는 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)의 제1 및 제2 셀 전압 값들, 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)의 제1 및 제2 셀 온도 값들, 및 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)의 셀 전류 값들을 각각 포함할 수 있다. 히터 센싱 데이터(143, 163)은 제1 및 제2 히팅 소자들(132, 152)의 제1 및 제2 히터 온도들 및 제1 및 제2 히팅 소자들(132, 152)의 히터 전류 값들을 각각 포함할 수 있다. 제1 및 제2 배터리 모듈(130, 150)은 제1 및 제2 셀 온도를 감지하기 위한 셀 온도 센서 및 제1 및 제2 히터 온도를 감지하기 위한 히터 온도 센서를 각각 포함할 수 있다. 제1 및 제2 배터리 모듈(130, 150)은 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)의 셀 전류 값들을 감지하기 위한 셀 전류 센서 및 제1 및 제2 히팅 소자들(132, 152)의 히터 전류 값들을 감지하기 위한 히터 전류 센서를 각각 포함할 수 있다.
제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)는 제3 통신선(144)을 통해 서로 통신할 수 있다. 제3 통신선(144)은 CAN 통신을 수행하기 위한 통신선일 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)와 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160) 간에 제1 및 제3 통신선(124, 144)을 통해 CAN 통신이 수행될 수 있다. 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)는 제1 및 제3 통신선(124, 144)을 통해 배터리 센싱 데이터(142, 162) 및 히터 센싱 데이터(143, 163)를 마이크로컨트롤러(120)에 송신할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 제1 및 제3 통신선(124, 144)을 통해 제어 명령을 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)에 송신할 수 있다. 제어 명령은 예컨대 제1 및 제2 제어 신호들(141, 161)의 듀티비를 조절하기 위한 명령일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마이크로컨트롤러(120)는 충전기(10)와의 연결을 감지할 수 있다. 예컨대, 제2 통신선(125)을 통해 충전기(10)와의 연결을 감지할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)로부터 수신되는 배터리 센싱 데이터(142, 162)를 통해 제1 및 제2 배터리 셀의 제1 및 제2 셀 온도를 감지할 수 있다.
마이크로컨트롤러(120)는 제1 및 제2 셀 온도가 제1 기준치보다 낮으면, 메인 스위치(114)를 턴 오프 시키고 히팅 스위치(117)를 턴 온 시킬 수 있다. 일 예에 따르면, 제1 및 제2 셀 온도 중 하나라도 제1 기준치보다 낮은 경우, 마이크로컨트롤러(120)는 메인 스위치(114)를 턴 오프 시키고 히팅 스위치(117)를 턴 온 시킬 수 있다. 예컨대, 제1 기준치는 섭씨 0도일 수 있다. 그러나, 제1 기준치는 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)의 온도 특성에 따라 섭씨 0도보다 낮거나 높은 온도로 설정될 수 있다. 메인 스위치(114)가 턴 오프 된다는 것은 메인 스위치(114)가 개방되어서 외부 단자(101a)와 배터리 단자(111a)가 서로 절연되는 것을 의미한다. 히팅 스위치(117)를 턴 온 된다는 것은 히팅 스위치(117)가 단락되어서 외부 단자(101a)와 히팅 단자(112a)가 서로 전기적으로 연결된다는 것을 의미한다.
다른 예에 따르면, 제1 및 제2 셀 온도가 제1 기준치보다 낮으면, 마이크로컨트롤러(120)는 히팅 스위치(117)를 턴 온 시키기 전에, 충전기(10)에 히팅 전력을 공급할 것을 요청할 수 있다. 충전기(10)는 마이크로컨트롤러(120)의 요청에 응답하여 외부 단자(101a, 101b)에 히팅 전압을 출력할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 외부 단자(101a, 101b)에 인가되는 히팅 전압을 감지한 후, 히팅 스위치(117)를 턴 온 시킬 수 있다. 이때 메인 스위치(114)는 턴 오프 상태일 수 있다.
또한, 마이크로컨트롤러(120)는 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)를 통해 제1 및 제2 제어 스위치(134, 154)를 턴 온 시켜서 충전기(10)로부터의 히팅 전력을 제1 및 제2 히팅 소자(132, 152)에 공급할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)가 제1 및 제2 제어 스위치(134, 154)를 제어하기 위해 출력하는 제1 및 제2 제어 신호(141, 161)의 듀티비를 제1 및 제2 셀 온도에 기초하여 결정할 수 있다. 예컨대, 제1 셀 온도가 제2 셀 온도보다 높은 경우, 마이크로컨트롤러(120)는 제1 제어 신호(141)의 듀티비를 제2 제어 신호(161)의 듀티비보다 낮게 결정할 수 있다. 예컨대, 제2 셀 온도가 제2 기준치에 도달하지 못한 상태에서 제1 셀 온도가 제2 기준치에 도달하면, 마이크로컨트롤러(120)는 제1 제어 신호(141)의 듀티비를 낮추는 제어 명령을 제1 아날로그 프론트 엔드(140)에 송신할 수 있다. 제1 제어 신호(141)의 듀티비는 제2 제어 신호(161)의 듀티비보다 낮아질 수 있다.
제1 및 제2 히팅 소자(132, 152)에 의해 제1 및 제2 셀 온도가 상승하게 되고, 제1 및 제2 셀 온도가 제2 기준치보다 높아지면, 마이크로컨트롤러(120)는 히팅 스위치(117)를 턴 오프 시키고 메인 스위치(114)를 턴 온 시켜서 충전기(10)로부터의 충전 전력을 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)에 공급하도록 구성될 수 있다. 일 예에 따르면, 제1 및 제2 셀 온도가 모두 제2 기준치보다 높아지는 경우에, 마이크로컨트롤러(120)는 히팅 스위치(117)를 턴 오프 시키고, 메인 스위치(114)를 턴 온 시킬 수 있다. 제2 기준치는 제1 기준치보다 높고, 예컨대 섭씨 5도일 수 있다. 그러나, 제2 기준치는 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)의 온도 특성에 따라 섭씨 5도보다 낮거나 높은 온도로 설정될 수 있다. 예컨대, 제2 기준치는 제1 기준치와 동일할 수도 있다. 일 예에 따르면, 충전 전력의 전압과 히팅 전력의 전압은 서로 동일할 수 있다. 다른 예에 따르면, 충전 전력의 전압과 히팅 전력의 전압은 서로 다를 수 있으며, 예컨대, 충전 전력의 전압은 히팅 전력의 전압보다 높을 수 있다.
다른 예에 따르면, 제1 및 제2 셀 온도가 제2 기준치보다 높아지면, 마이크로컨트롤러(120)는 히팅 스위치(117)를 턴 오프 시키고, 충전기(10)에 충전 전력을 공급할 것을 요청할 수 있다. 충전기(10)는 마이크로컨트롤러(120)의 요청에 응답하여 외부 단자(101a, 101b)에 충전 전압을 출력할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 외부 단자(101a, 101b)에 인가되는 충전 전압을 감지한 후, 메인 스위치(114)를 턴 온 시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 셀 온도가 적어도 미리 설정된 제1 기준치 이상인 경우에 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)에 충전이 이루어지게 된다. 따라서, 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)이 저온 상태에서 충전이 이루어짐에 따라 급격히 열화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)의 제1 및 제2 셀 온도를 상승시키기 위한 히팅 전력은 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)에 의해 공급되지 않고 충전기(10)로부터 공급된다. 따라서, 제1 및 제2 셀 온도를 상승시키기 위해 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)이 과방전되는 경우가 방지될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 시스템을 도시한다.
도 2를 참조하면, 배터리 시스템(100a)은 배터리 관리 모듈(110), 적어도 하나의 배터리 모듈(130, 150), 및 컨트롤러(120, 140, 160)를 포함한다. 배터리 시스템(100a)은 제1 및 제2 배터리 모듈(130, 150)이 직렬로 연결된다는 점을 제외하고 도 1의 배터리 시스템(100)과 실질적으로 동일하다. 동일한 구성요소들에 대해서는 반복된 설명을 생략한다.
제1 배터리 모듈(130)의 제1 배터리 셀들(131)과 제2 배터리 모듈(150)의 제2 배터리 셀들(151)은 배터리 단자(111a, 111b) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 이와 같이 직렬로 연결된 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)을 충전시키기 위한 충전 전압은 도 1에 도시된 바와 같이 병렬로 연결된 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)을 충전시키기 위한 충전 전압보다 대략 2배만큼 높아질 수 있다. 도 1의 실시예에서, 충전 전력의 전압과 히팅 전력의 전압이 서로 동일했다면, 도 2의 실시예에 따르면, 충전 전력의 전압은 히팅 전력의 전압의 대략 2배일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 마이크로컨트롤러(120)는 제2 통신선(125)을 통해 충전기(10)와의 연결을 감지할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)로부터 수신되는 배터리 센싱 데이터(142, 162)를 통해 제1 및 제2 배터리 셀의 제1 및 제2 셀 온도를 감지할 수 있다. 이때 메인 스위치(114)는 턴 오프 상태일 수 있다.
제1 및 제2 셀 온도가 제1 기준치보다 낮으면, 마이크로컨트롤러(120)는 충전기(10)에 히팅 전압을 공급할 것을 요청할 수 있다. 충전기(10)는 마이크로컨트롤러(120)의 요청에 응답하여 외부 단자(101a, 101b)에 히팅 전압을 출력할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 외부 단자(101a, 101b)에 인가되는 히팅 전압을 감지한 후, 히팅 스위치(117)를 턴 온 시킬 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)를 통해 제1 및 제2 제어 스위치(134, 154)를 턴 온 시켜서 충전기(10)로부터의 히팅 전력을 제1 및 제2 히팅 소자(132, 152)에 공급할 수 있다.
제1 및 제2 히팅 소자(132, 152)에 의해 제1 및 제2 셀 온도가 상승하게 되고, 제1 및 제2 셀 온도가 제2 기준치보다 높아지면, 마이크로컨트롤러(120)는 히팅 스위치(117)를 턴 오프 시키고, 충전기(10)에 충전 전력을 공급할 것을 요청할 수 있다. 충전기(10)는 마이크로컨트롤러(120)의 요청에 응답하여 외부 단자(101a, 101b)에 충전 전압을 출력할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 외부 단자(101a, 101b)에 인가되는 충전 전압을 감지한 후, 메인 스위치(114)를 턴 온 시켜서, 충전기(10)로부터의 충전 전력을 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)에 공급할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 충전 전압과 히팅 전압이 서로 다르더라도, 마이크로컨트롤러(120)와 충전기(10) 간에 통신이 이루어짐에 따라 안전하게 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)의 온도를 제2 기준치보다 높게 상승시킨 후에 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)을 충전시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 도시한다.
도 3을 참조하면, 배터리 모듈(200)은 배터리 본체 케이스(210), 배터리 셀들(220), 서멀 패드(230), 서멀 플레이트(240), 필름 히터(250), 단열재(260) 및 커버 케이스(270)를 포함한다. 배터리 모듈(200)은 도 1 및 도 2의 제1 및 제2 배터리 모듈(130, 150)에 대응할 수 있다.
배터리 본체 케이스(210) 및 커버 케이스(270)는 외부의 충격, 수분 등으로부터 배터리 셀들(220) 및 보호 회로 등을 보호할 수 있다. 배터리 본체 케이스(210)에 보호 회로가 장착될 수 있다. 보호 회로는 아날로그 프론트 엔드, 전류 및 온도 센서, 셀밸런싱 회로, 통신 단자 등을 포함한다. 보호 회로는 배터리 본체 케이스(210)에 고정되는 회로 보드 상에 탑재될 수 있다. 배터리 본체 케이스(210) 내에 배터리 셀들(220)이 배열될 수 있으며, 배터리 셀들(220)은 도 1 및 도 2의 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)에 대응할 수 있다.
배터리 셀들(220) 상에 서멀 패드(230)가 배치될 수 있다. 서멀 패드(230)는 필름 히터(250)에서 발생된 열을 배터리 셀들(220)에 전달할 수 있다. 서멀 패드(230)는 배터리 셀들(220)에서 발생되는 열을 외부로 배출할 수 있다. 서멀 패드(230)는 필름 히터(250)와 배터리 셀들(220)을 절연시킬 수 있다. 서머 패드(230) 대신에 서멀 글루(thermal glue)가 사용될 수도 있다.
서멀 패드(230) 상에 서멀 플레이트(240)가 배치될 수 있다. 서멀 플레이트(240)는 필름 히터(250)를 고정하고, 필름 히터(250)에서 발생된 열을 배터리 셀들(220)로 확산시킬 수 있다.
서멀 플레이트(240) 상에 필름 히터(250)가 배치될 수 있다. 필름 히터(250)는 절연 필름 상에 배열되는 발열체 패턴을 포함할 수 있다. 발열체 패턴에 히팅 전압이 인가되면, 열을 방출하여 배터리 셀들(220)의 온도를 상승시킬 수 있다. 도시된 바와 같이 배터리 셀들(220)은 필름 히터(250) 상에 인접하게 배열될 수 있다. 필름 히터(250)는 도 1 및 도 2의 제1 및 제2 히팅 소자들(132, 152)에 대응할 수 있다. 필름 히터(250)에 대하여 도 4 및 도 5를 참조로 아래에서 더욱 자세히 설명한다.
필름 히터(250) 상에 단열재(260)가 배치될 수 있다. 단열재(260)는 필름 히터(250)로부터 발생된 열이 외부로 손실되는 것을 방지할 수 있다. 단열재(260) 상에 커버 케이스(270)가 배치될 수 있다. 커버 케이스(270)는 플라스틱 레이저 용접에 의해 배터리 본체 케이스(210)에 결합될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 히터를 도시한다.
도 4a를 참조하면, 필름 히터(300a)는 절연 필름(320), 및 절연 필름(320) 상에 원하는 발열 크기를 갖도록 배열되는 발열체 패턴(310a)을 포함한다. 발열체 패턴(310a)의 양 단에는 히팅 전압이 인가될 수 있는 접속 단자(311a, 311b)가 배치될 수 있다.
절연 필름(320)은 필름 히터(300a)가 사용되는 응용분야나 사용온도에 따라 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyelene terepthalate; PET), 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리아크릴로니트릴(poly acrylonitrile; PAN), 폴리우레탄(polyurethane; PU), 실리콘, 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 테프론(tefron), 액정고분자(liquid crystal polymer; LCP), 폴리에테르에테르케톤(poly ether ether ketone; PEEK), 폴리에테르술폰(polyethersulphone; PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide; PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate; PEN), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulose triacetate; CTA), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate; CAP) 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 플라스틱 소재로 이루어진 플라스틱 필름을 포함할 수 있다.
발열체 패턴(310a)은 얇은 폭을 갖는 면상 발열체일 수 있다. 발열체 패턴(310a)은 길이 방향에 따라 실질적으로 일정한 폭을 가질 수도 있다. 다른 예에 따르면, 발열체 패턴(310a)은 길이 방향에 따라 상이한 폭을 가짐으로써 동일한 전류가 흐를 때 특정 영역의 단위 면적당 발열량을 다르게 설정할 수 있다. 면상 발열체는 세라믹 저항체를 이용하여 형성될 수 있다. 면상 발열체는 탄소계 발열체일 수 있으며, 탄소펄프발열지, 탄소섬유사 직조발열체, 카본코튼발열체 등의 소재로 형성될 수 있다. 면상 발열체는 금속 세선을 직조하여 형성될 수 있다.
발열체 패턴(310a)은 발열체 조성물을 절연 필름(320)의 상부면에 인쇄하여 형성될 수 있다. 발열체 패턴(310a)은 절연 필름(320)의 상부면에 발열체 조성물을 인쇄한 후, 열 경화 및 에이징하여 형성될 수 있다. 발열체 조성물의 인쇄 방법으로는 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄(내지 롤투롤 그라비아 인쇄), 콤마 코팅(내지 롤투롤 콤마코팅), 플렉소, 임프린팅, 옵셋 인쇄 등이 사용될 수 있다. 경화는 섭씨 100도 내지 섭씨 180도에서 수행되고, 에이징은 섭씨 250도 내지 섭씨 350도에서 수행될 수 있다.
일 예에 따르면, 발열체 조성물은 혼합 바인더, 전도성 입자, 유기 용매 및 분산제를 포함할 수 있다. 전도성 입자는 은 분말 및 탄소나노튜브 입자를 포함할 수 있으며, 그라피이트 입자를 더 포함할 수도 있다. 발열체 조성물은 밀도가 2g/㎤ 이하가 될 수 있다. 다른 예에 따르면, 발열체 조성물은 혼합 바인더, 탄소 입자, 금속 분말, 유기 용매 및 분산제를 포함할 수 있다. 탄소 입자는 탄소나노튜브 입자 및 그라파이트 입자를 포함할 수 있다. 발열체 조성물은 유기 용매의 사용량을 조절함으로써, 도료, 잉크 또는 페이스트 형태로 구현할 수 있다.
다른 예에 따르면, 발열체 패턴(310a)는 도전선으로 형성될 수 있다. 도전선은 적어도 금속선을 포함할 수 있다. 금속선은 자기융착성의 절연 피막에 의해 피복될 수 있다. 예컨대, 구리, 철, 금, 동 니켈, 니켈 크롬, 철 니켈 크롬 등의 금속선이 사용될 수 있지만, 도전성을 가지는 것이면 다른 재료가 사용될 수 있다. 전기 저항이나 내구성, 비용의 고려하여, 구리 또는 구리에 아연이나 납, 주석, 은, 알루미늄, 니켈, 베릴륨, 지르코늄 등을 단독 혹은 복수 조합시키고 있는 구리 합금이 금속선으로 사용될 수 있다.
필름 히터(300a)는 단위 면적당 발열량이 다른 복수의 히팅 영역들(HR1, HR2, HR3)을 가질 수 있다. 제3 히팅 영역(HR3)은 필름 히터(300a)의 중심에 인접하게 정의되고, 가장 낮은 단위 면적당 발열량을 갖도록 발열체 패턴(310a)의 밀도가 낮게, 또는 인접한 선형 패턴들 사이의 이격 거리가 크게 발열체 패턴(310a)이 배열될 수 있다. 제1 히팅 영역(HR1)은 필름 히터(300a)의 외곽에 인접하게 정의되고, 가장 높은 단위 면적당 발열량을 갖도록 발열체 패턴(310a)의 밀도가 높게, 또는 인접한 선형 패턴들 사이의 이격 거리가 작게 발열체 패턴(310a)이 배열될 수 있다. 제2 히팅 영역(HR2)은 제1 히팅 영역(HR1)과 제3 히팅 영역(HR3)의 사이에 위치하도록 정의되고, 제1 히팅 영역(HR1)보다 작고 제3 히팅 영역(HR3)보다 큰 단위 면적당 발열량을 갖도록 발열체 패턴(310a)이 배열될 수 있다.
필름 히터(300a)는 사각형 평면 형상일 수 있다. 제2 및 제3 히팅 영역(HR2, HR3)은 도 4a에 도시된 바와 같이 원형 평면 형상을 가질 수 있다. 필름 히터(300a)가 단위 면적당 발열량이 다른 복수의 히팅 영역들(HR1, HR2, HR3)을 가짐으로써, 필름 히터(300a)에 배열되는 배터리 셀들의 온도가 균일하게 높아질 수 있다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필름 히터를 도시한다.
도 4a를 참조하면, 필름 히터(300b)는 절연 필름(320), 및 절연 필름(320) 상에 원하는 발열 크기를 갖도록 배열되는 발열체 패턴(310b)을 포함한다. 발열체 패턴(310b)의 양 단에는 히팅 전압이 인가될 수 있는 접속 단자(311a, 311b)가 배치될 수 있다. 필름 히터(300b)는 발열체 패턴(310b)의 평면 형상을 제외하고 도 4a의 필름 히터(300a)와 실질적으로 동일할 수 있으며, 동일한 구성요소에 대해서는 반복하여 설명하지 않는다. 발열체 패턴(310b)의 소재는 도 4a의 발열체 패턴(310a)과 동일할 수 있다.
필름 히터(300b)는 단위 면적당 발열량이 다른 복수의 히팅 영역들(HR1, HR2)을 가질 수 있다. 제1 히팅 영역(HR1)은 필름 히터(300b)의 외곽에 인접하게 정의되고, 가장 높은 단위 면적당 발열량을 갖도록 발열체 패턴(310b)의 밀도가 높게, 또는 인접한 선형 패턴들 사이의 이격 거리가 작고 폭은 두껍게 발열체 패턴(310b)이 배열될 수 있다. 제2 히팅 영역(HR2)은 필름 히터(300b)의 중심에 인접하게 정의되고, 가장 낮은 단위 면적당 발열량을 갖도록 발열체 패턴(310b)의 밀도가 낮게, 또는 인접한 선형 패턴들 사이의 이격 거리가 크고 폭이 얇게 발열체 패턴(310b)이 배열될 수 있다.
제1 및 제2 히팅 영역(HR1, HR2)은 도 4b에 도시된 바와 같이 필름 히터(300b)의 평면 형상에 대응하여 사각형 평면 형상을 가질 수 있다. 필름 히터(300b)가 단위 면적당 발열량이 다른 복수의 히팅 영역들(HR1, HR2)을 가짐으로써, 필름 히터(300b)에 배열되는 배터리 셀들의 온도가 균일하게 높아질 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예들에 따른 히팅 소자를 도시한다.
도 5a를 참조하면, 히팅 소자(400a)는 외곽에 위치하는 제1 필름 히터(410a) 및 제1 필름 히터(410a)의 안쪽에 위치하는 제2 필름 히터(420a)를 포함한다. 제1 필름 히터(410a)는 제2 필름 히터(420a)를 둘러쌀 수 있다. 제1 필름 히터(410a)는 제1 접속 단자(411a, 411b)를 포함하고, 제2 필름 히터(420a)는 제2 접속 단자(421a, 421b)를 포함한다. 제1 접속 단자(411a, 411b)에 인가되는 히팅 전압과 제2 접속 단자(421a, 421b)에 인가되는 히팅 전압은 서로 독립적일 수 있다. 예컨대, 제1 필름 히터(410a)에 공급되는 히팅 전력은 제2 필름 히터(420a)에 공급되는 히팅 전력보다 클 수 있다.
도 5b를 참조하면, 히팅 소자(400b)는 외곽에 위치하는 제1 필름 히터(410b) 및 제1 필름 히터(410b)의 안쪽에 위치하는 제2 필름 히터(420b)를 포함한다. 제1 필름 히터(410b)는 제2 필름 히터(420b)의 세 테두리를 둘러쌀 수 있다. 제1 필름 히터(410b)는 제1 접속 단자(411a, 411b)를 포함하고, 제2 필름 히터(420b)는 제2 접속 단자(421a, 421b)를 포함한다. 제1 필름 히터(410b)에 공급되는 히팅 전력과 제2 필름 히터(420b)에 공급되는 히팅 전력은 서로 다를 수 있다.
도 5c를 참조하면, 히팅 소자(400c)는 외곽에 위치하는 제1 필름 히터(410c) 및 제1 필름 히터(410c)에 의해 둘러싸이는 제2 필름 히터(420c)를 포함한다. 히팅 소자(400c)는 사각형 평면 형상을 갖지만, 제2 필름 히터(420c)는 원형 평면 형상을 가질 수 있다. 제1 필름 히터(410c)는 제1 접속 단자(411a, 411b)를 포함하고, 제2 필름 히터(420c)는 제2 접속 단자(421a, 421b)를 포함한다. 제1 필름 히터(410c)에 공급되는 히팅 전력과 제2 필름 히터(420c)에 공급되는 히팅 전력은 서로 다를 수 있다.
도 5d를 참조하면, 히팅 소자(400d)는 외곽에 위치하는 제1 필름 히터(410d) 및 제1 필름 히터(410d)에 의해 둘러싸이는 타원형 평면 형상의 제2 필름 히터(420d)를 포함한다. 제1 필름 히터(410d)는 제1 접속 단자(411a, 411b)를 포함하고, 제2 필름 히터(420d)는 제2 접속 단자(421a, 421b)를 포함한다. 제1 필름 히터(410d)에 공급되는 히팅 전력과 제2 필름 히터(420d)에 공급되는 히팅 전력은 서로 다를 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 5a 내지 도 5d의 히팅 소자를 포함하는 배터리 모듈을 도시한다.
도 6을 참조하면, 배터리 모듈(130a)는 적어도 하나의 제1 배터리 셀(131), 제1 필름 히터(132a)와 제2 필름 히터(132b), 제1 필름 히터(132a)와 히팅 단자(112a) 사이의 제1 제어 스위치(134a), 제2 필름 히터(132b)와 히팅 단자(112a) 사이의 제2 제어 스위치(134b), 및 제1 제어 스위치(134a)에 제1 제어 신호(141a)를 출력하고 제2 제어 스위치(134b)에 제2 제어 신호(141b)를 출력하는 제1 아날로그 프론트 엔드(140)를 포함한다.
배터리 모듈(130a)은 도 1의 제1 배터리 모듈(130)과 비교할 때, 제1 히팅 소자(132) 대신에 제1 및 제2 필름 히터(132a, 132b)가 사용되고, 제어 스위치(134) 대신에 제1 및 제2 제어 스위치(134a, 134b)가 사용된다는 점을 제외하고 실질적으로 동일하다. 동일한 구성요소에 대한 반복된 설명은 생략한다.
제1 아날로그 프론트 엔드(140)는 제1 및 제2 제어 스위치(134a, 134b)에 각각 제1 및 제2 제어 신호(141a, 141b)를 서로 독립적으로 출력할 수 있다. 제1 아날로그 프론트 엔드(140)는 제1 필름 히터(132a)로부터 히터 센싱 데이터(143a)를 수신하고, 제2 필름 히터(132b)로부터 히터 센싱 데이터(143b)를 수신할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 필름 히터(132a, 132b)를 포함하는 히팅 소자가 사용된다. 제1 및 제2 필름 히터(132a, 132b)는 제1 및 제2 제어 스위치(134a, 134b)를 통해 히팅 전력이 독립적으로 공급될 수 있으며, 제1 및 제2 제어 스위치(134a, 134b)는 제1 및 제2 제어 신호(141a, 141b)에 의해 제어될 수 있다.
제1 및 제2 제어 신호(141a, 141b)는 듀티비를 갖는 펄스 폭 변조 신호일 수 있다. 안쪽에 위치한 제2 필름 히터(132b)는 바깥쪽에 위치한 제1 필름 히터(132a)에 비해 적게 발열해도 되므로, 제1 제어 신호(141a)의 듀티비는 제2 제어 신호(141b)의 듀티비보다 클 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1과 함께 도 7을 참조하면, 마이크로컨트롤러(120)는 웨이크업할 수 있다(S10). 일 예에 따르면, 마이크로컨트롤러(120)는 충전기(10)가 제2 통신선(125)을 통해 출력하는 웨이크업 신호에 응답하여 웨이크업하고, 제2 통신선(125)을 통해 충전기(10)가 연결되었음을 감지할 수 있다. 다른 예에 따르면, 마이크로컨트롤러(120)는 외부 단자(101a, 101b)에 인가되는 전압에 응답하여 웨이크업할 수 있다. 또 다른 예에 따르면, 사용자의 입력 또는 다른 컨트롤러로부터의 신호에 응답하여 마이크로컨트롤러(120)가 웨이크업할 수 있다.
마이크로컨트롤러(120)는 데이터를 수집할 수 있다(S20). 마이크로컨트롤러(120)는 센싱 데이터(123)를 통해 외부 단자(101a, 101b)에 인가되는 전압 값 및 외부 단자(101a, 101b)를 통해 입력 및 출력되는 충전 및 방전 전류 값을 수집할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 제1 및 제3 통신선(124, 144)를 통해 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)와 통신할 수 있으며, 제1 배터리 셀들(131)의 셀 전압 값, 제1 셀 온도 값, 제1 히팅 소자(132)의 전류 값 및 히터 온도 값, 제2 배터리 셀들(151)의 셀 전압 값, 제2 셀 온도 값, 및/또는 제2 히팅 소자(152)의 전류 값 및 히터 온도 값 등을 수집할 수 있다.
마이크로컨트롤러(120)는 센싱 데이터(123)를 통해 외부 단자(101a, 101b)에 인가되는 전압 값을 수집하고, 이에 기초하여 충전기(10)가 연결되었음을 감지할 수 있다.
마이크로컨트롤러(120)는 현재 동작 모드가 충전 모드인지의 여부를 판단할 수 있다(S30). 만약 충전 모드가 아니라면, 마이크로컨트롤러(120)는 현재 동작 모드가 방전 모드인지의 여부를 판단할 수 있다(S31). 만약 방전 모드라면, 마이크로컨트롤러(120)는 정상 동작을 수행할 수 있다(S32). 예컨대, 마이크로컨트롤러(120)는 메인 스위치(114)를 턴 온 시킬 수 있다. 만약 망전 모드도 아니라면, 마이크로컨트롤러(120)는 스탠바이 모드로 동작할 수 있다(S33)
단계(S30)에서 현재 동작 모드가 충전 모드인 경우, 마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값을 제1 온도와 비교할 수 있다(S40). 제1 온도는 제1 기준치일 수 있으며, 예컨대, 섭씨 0도일 수 있다.
마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값 중 어느 하나라도 제1 온도보다 낮으면, 히팅 동작 모드를 수행할 수 있다(S50). 예컨대, 마이크로컨트롤러(120)는 메인 스위치(114)를 턴 오프 시키고 히팅 스위치(117)를 턴 온 시킬 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)를 통해 제1 및 제2 제어 스위치(134, 154)를 턴 온 시켜서 충전기(10)로부터의 히팅 전력을 제1 및 제2 히팅 소자(132, 152)에 공급할 수 있다. 제1 및 제2 히팅 소자(132, 152)가 방출하는 열에 의해 제1 및 제2 셀 온도가 상승하게 된다.
마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값을 제2 온도와 비교할 수 있다(S60). 제2 온도는 제1 온도보다 높은 제2 기준치일 수 있으며, 예컨대, 섭씨 5도일 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값 중 어느 하나라도 제2 온도보다 낮으면, 계속 히팅 동작 모드를 수행할 수 있다.
마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값이 모두 제2 온도보다 높아지면, 히팅 동작 모드를 중단하고, 정상적으로 충전을 시작할 수 있다(S70). 또한, 단계(S40)에서 마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값이 모두 제1 온도보다 높으면, 히팅 동작 모드를 생략하고, 정상적으로 충전을 시작할 수 있다(S70). 마이크로컨트롤러(120)는 히팅 스위치(117)를 턴 오프 시키고 메인 스위치(114)를 턴 온 시켜서 충전기(10)로부터의 충전 전력을 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)에 공급하도록 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1과 함께 도 8을 참조하면, 마이크로컨트롤러(120)는 도 7을 참조로 앞에서 설명한 단계들(S10 내지 S40)을 수행할 수 있다.
마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값 중 어느 하나라도 제1 온도보다 낮으면, 히팅 동작을 준비할 수 있다(S50). 예컨대, 마이크로컨트롤러(120)는 메인 스위치(114)를 턴 오프 시키고, 제2 통신망(125)을 통해 충전기(10)에 히팅 전압을 공급할 것을 요청할 수 있다. 충전기(10)는 마이크로컨트롤러(120)의 요청에 응답하여 외부 단자(101a, 101b)에 히팅 전압을 출력할 수 있다. 외부 단자(101a, 101b)에 인가되는 히팅 전압을 감지하면, 마이크로컨트롤러(120)는 히팅 스위치(117)를 턴 온 시킬 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)를 통해 제1 및 제2 제어 스위치(134, 154)를 턴 온 시켜서 충전기(10)로부터의 히팅 전력을 제1 및 제2 히팅 소자(132, 152)에 공급할 수 있다(S52).
마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 및 제2 셀 온도에 기초하여 히팅 동작을 제어할 수 있다(S53). 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)는 제1 및 제2 제어 스위치(134, 154)를 제어하기 위해 듀티비를 갖는 제1 및 제2 제어 신호(141, 161)를 출력할 수 있다. 예컨대, 제1 셀 온도는 제2 온도에 도달하지 못하였으나, 제2 셀 온도가 먼저 제2 온도에 도달하는 경우, 제2 제어 신호(161)의 듀티비를 낮출 수 있다. 이때, 제2 제어 신호(161)의 듀티비는 제1 제어 신호(141)의 듀티비보다 작을 수 있다. 다른 예에 따르면, 마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 및 제2 셀 온도에 기초하여 제1 및 제2 제어 신호(141, 161)의 듀티비를 조절할 수 있다. 예컨대, 마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 및 제2 셀 온도가 높아질수록 제1 및 제2 제어 신호(141, 161)의 듀티비를 낮출 수 있다. 제1 및 제2 히팅 소자(132, 152)가 방출하는 열에 의해 제1 및 제2 셀 온도가 상승하게 된다.
마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값을 제2 온도와 비교할 수 있다(S60). 마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값 중 어느 하나라도 제2 온도보다 낮으면, 히팅 동작을 계속 제어할 수 있다(S53).
마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값이 모두 제2 온도보다 높아지면, 히팅 동작을 정지할 수 있다(S61). 마이크로컨트롤러(120)는 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값이 모두 제2 온도보다 미리 설정된 시간(예컨대, 1분)동안 높은 상태를 유지하는지 확인할 수 있다. 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값이 모두 제2 온도보다 미리 설정된 시간(예컨대, 1분)동안 높은 상태를 유지하면, 마이크로컨트롤러(120)는 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드(140, 160)를 통해 제1 및 제2 제어 스위치(134, 154)를 턴 오프 시킬 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 히팅 스위치(117)를 턴 오프 시키고, 제2 통신망(125)을 통해 충전기(10)에 충전 전력을 공급할 것을 요청할 수 있다. 충전기(10)는 마이크로컨트롤러(120)의 요청에 응답하여 외부 단자(101a, 101b)에 충전 전압을 출력할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 외부 단자(101a, 101b)에 인가되는 충전 전압을 감지한 후, 메인 스위치(114)를 턴 온 시켜서, 충전기(10)로부터의 충전 전력을 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)에 공급하여 정상적인 충전을 시작할 수 있다(S70).
단계(S40)에서 제1 셀 온도 값과 제2 셀 온도 값이 모두 제1 온도보다 높으면, 마이크로컨트롤러(120)는 히팅 스위치(117)를 턴 오프 시키고, 제2 통신망(125)을 통해 충전기(10)에 충전 전력을 공급할 것을 요청할 수 있다. 충전기(10)는 마이크로컨트롤러(120)의 요청에 응답하여 외부 단자(101a, 101b)에 충전 전압을 출력할 수 있다. 마이크로컨트롤러(120)는 외부 단자(101a, 101b)에 인가되는 충전 전압을 감지한 후, 메인 스위치(114)를 턴 온 시켜서, 충전기(10)로부터의 충전 전력을 제1 및 제2 배터리 셀들(131, 151)에 공급하여 정상적인 충전을 시작할 수 있다(S70).
본 발명의 다양한 실시예들은 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하지 않는다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것이며, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가적인 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 구현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같은 구체적인 언급이 없다면, 본 발명의 실시를 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 외부 단자, 배터리 단자, 히팅 단자, 상기 외부 단자와 상기 배터리 단자 사이의 메인 스위치, 및 상기 외부 단자와 상기 히팅 단자 사이의 히팅 스위치를 포함하는 배터리 관리 모듈;
    상기 배터리 단자에 연결되는 적어도 하나의 배터리 셀, 히팅 소자, 및 상기 히팅 소자와 상기 히팅 단자 사이의 제어 스위치를 포함하는 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    충전기와의 연결을 감지하고, 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 셀 온도를 감지하고, 상기 셀 온도가 제1 기준치보다 낮으면, 상기 메인 스위치를 턴 오프 시키고 상기 히팅 스위치와 상기 제어 스위치를 턴 온 시켜서 상기 충전기로부터의 히팅 전력을 상기 히팅 소자에 공급하고, 상기 히팅 소자에 의해 상기 셀 온도가 제2 기준치보다 높아지면, 상기 히팅 스위치를 턴 오프 시키고 상기 메인 스위치를 턴 온 시켜서 상기 충전기로부터의 충전 전력을 상기 적어도 하나의 배터리 셀에 공급하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 셀 온도가 상기 제1 기준치보다 낮으면, 상기 메인 스위치를 턴 오프 시킨 후 상기 충전기에 제1 전압 레벨의 히팅 전압을 출력할 것을 요청하고,
    상기 외부 단자에서 상기 제1 전압 레벨의 전압을 감지하면, 상기 히팅 스위치를 턴 온 시킨 후 상기 제어 스위치를 제어하기 위한 제어 신호의 듀티비를 조절하여 상기 히팅 전력을 상기 히팅 소자에 공급하고,
    상기 셀 온도가 상기 제2 기준치보다 높아지면, 상기 히팅 스위치를 턴 오프 시킨 후 상기 충전기에 상기 제1 전압 레벨보다 높은 제2 전압 레벨을 갖는 충전 전압을 출력할 것을 요청하고,
    상기 외부 단자에 상기 제2 전압 레벨의 전압을 감지하면, 상기 메인 스위치를 턴 온 시켜서 상기 충전 전력을 상기 적어도 하나의 배터리 셀에 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 배터리 관리 모듈에 장착되고, 상기 메인 스위치 및 상기 히팅 스위치를 제어하도록 구성되는 마이크로컨트롤러; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈에 각각 장착되고, 상기 셀 온도를 감지하여 상기 마이크로컨트롤러에 전송하고, 상기 마이크로컨트롤러의 제어에 따라 상기 제어 스위치에 제어 신호를 출력하도록 구성되는 적어도 하나의 아날로그 프론트 엔드를 포함하는 배터리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 신호는 펄스 폭 변조(PWM) 신호이고,
    상기 마이크로컨트롤러는 상기 셀 온도에 따라 상기 제어 신호의 듀티 비를 결정하도록 구성되는 배터리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈은,
    적어도 하나의 제1 배터리 셀, 제1 히팅 소자, 및 상기 제1 히팅 소자와 상기 히팅 단자 사이의 제1 제어 스위치를 포함하는 제1 배터리 모듈; 및
    적어도 하나의 제2 배터리 셀, 제2 히팅 소자, 및 상기 제2 히팅 소자와 상기 히팅 단자 사이의 제2 제어 스위치를 포함하는 제2 배터리 모듈을 포함하는 배터리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀과 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀은 서로 직렬로 연결되고,
    상기 컨트롤러는 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀의 제1 셀 온도와 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀의 제2 셀 온도 중 어느 하나라도 상기 제1 기준치보다 낮으면, 상기 충전기에 상기 히팅 전압을 공급할 것을 요청하고, 상기 제1 셀 온도와 상기 제2 셀 온도가 모두 상기 제2 기준치보다 높아지면, 상기 충전기에 상기 충전 전압을 공급할 것을 요청하도록 구성되는 배터리 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀의 제1 셀 온도가 상기 제2 기준치에 도달하고, 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀의 제2 셀 온도가 상기 제2 기준치보다 낮으면, 상기 제1 제어 스위치에 제1 듀티비를 갖는 제1 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 제어 스위치에 상기 제1 듀티비보다 높은 제2 듀티비를 갖는 제2 제어 신호를 출력하도록 구성되는 배터리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기준치는 상기 제1 기준치와 같거나 상기 제1 기준치보다 높은 배터리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 히팅 소자는 단위 면적당 발열량이 다른 복수의 영역들을 갖는 필름 히터이고,
    상기 적어도 하나의 배터리 셀은 상기 필름 히터 상에 배열되는 복수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 필름 히터의 중앙 영역의 단위 면적당 발열량은 상기 필름 히터의 테두리 영역의 단위 면적당 발열량보다 낮은 배터리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 히팅 소자는 제1 필름 히터, 및 상기 제1 필름 히터의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 필름 히터를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈은 상기 제1 필름 히터와 상기 히팅 단자 사이의 제1 제어 스위치, 및 상기 제2 필름 히터와 상기 히팅 단자 사이의 제2 제어 스위치를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 제1 제어 스위치에 출력하는 제1 제어 신호의 듀티비보다 높은 듀티비를 갖는 제2 제어 신호를 상기 제2 제어 스위치에 출력하도록 구성되는 배터리 시스템.
  11. 외부 단자, 배터리 단자, 히팅 단자, 상기 외부 단자와 상기 배터리 단자 사이의 메인 스위치, 및 상기 외부 단자와 상기 히팅 단자 사이의 히팅 스위치를 포함하는 배터리 관리 모듈;
    상기 배터리 단자에 연결되는 적어도 하나의 배터리 셀, 히팅 소자, 및 상기 히팅 소자와 상기 히팅 단자 사이의 제어 스위치를 포함하는 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 메인 스위치, 상기 히팅 스위치 및 상기 제어 스위치를 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하는 배터리 시스템의 제어 방법에 있어서,
    충전기와의 연결을 감지하는 단계;
    상기 적어도 하나의 배터리 셀의 셀 온도를 감지하는 단계;
    상기 셀 온도가 제1 기준치보다 낮으면, 상기 메인 스위치를 턴 오프 시키는 단계;
    상기 충전기에 제1 전압 레벨을 갖는 히팅 전압을 출력할 것을 요청하는 단계;
    상기 외부 단자에서 상기 제1 전압 레벨의 전압을 감지하는 단계;
    상기 히팅 스위치를 턴 온 시키는 단계;
    상기 제어 스위치를 제어하기 위한 제어 신호의 듀티비를 조절하여, 상기 충전기로부터의 히팅 전력을 상기 히팅 소자에 공급하는 단계;
    상기 히팅 소자에 의해 상기 셀 온도가 제2 기준치보다 미리 설정된 시간 동안 높아지면, 상기 히팅 스위치를 턴 오프 시키는 단계;
    상기 충전기에 상기 제1 전압 레벨보다 높은 제2 전압 레벨을 갖는 충전 전압을 출력할 것을 요청하는 단계;
    상기 외부 단자에 상기 제2 전압 레벨의 전압을 감지하는 단계;
    상기 메인 스위치를 턴 온 시켜서 상기 충전기로부터의 충전 전력을 상기 적어도 하나의 배터리 셀에 공급하는 단계를 포함하는 배터리 시스템의 제어 방법.
  12. 외부 단자, 배터리 단자, 히팅 단자, 상기 외부 단자와 상기 배터리 단자 사이의 메인 스위치, 상기 외부 단자와 상기 히팅 단자 사이의 히팅 스위치, 및 상기 메인 스위치와 상기 히팅 스위치를 제어하도록 구성되는 마이크로컨트롤러를 포함하는 배터리 관리 모듈;
    상기 배터리 단자에 연결되는 적어도 하나의 제1 배터리 셀, 제1 히팅 소자, 상기 제1 히팅 소자와 상기 히팅 단자 사이의 제1 제어 스위치, 및 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀의 제1 셀 온도를 감지하여 상기 마이크로컨트롤러에 전송하고 상기 마이크로컨트롤러의 제어에 따라 상기 제1 제어 스위치에 제1 제어 신호를 출력하도록 구성되는 제1 아날로그 프론트 엔드를 포함하는 제1 배터리 모듈; 및
    상기 배터리 단자에 연결되는 적어도 하나의 제2 배터리 셀, 제2 히팅 소자, 상기 제2 히팅 소자와 상기 히팅 단자 사이의 제2 제어 스위치, 및 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀의 제2 셀 온도를 감지하여 상기 마이크로컨트롤러에 전송하고 상기 마이크로컨트롤러의 제어에 따라 상기 제2 제어 스위치에 제2 제어 신호를 출력하도록 구성되는 제2 아날로그 프론트 엔드를 포함하는 제2 배터리 모듈을 포함하고,
    상기 마이크로컨트롤러는,
    상기 외부 단자와 충전기의 연결을 감지하고, 상기 제1 셀 온도 또는 상기 제2 셀 온도가 제1 기준치보다 낮으면, 상기 메인 스위치를 턴 오프 시키고 상기 히팅 스위치를 턴 온 시키고, 상기 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드가 상기 제1 및 제2 제어 스위치를 각각 턴 온 시켜도록 제어하여 상기 충전기로부터의 히팅 전력을 상기 제1 및 제2 히팅 소자에 공급하고,
    상기 제1 및 제2 히팅 소자에 의해 상기 제1 셀 온도와 상기 제2 셀 온도가 제2 기준치보다 높아지면, 상기 히팅 스위치를 턴 오프 시키고 상기 메인 스위치를 턴 온 시켜서 상기 충전기로부터의 충전 전력을 상기 적어도 하나의 제1 배터리 셀과 상기 적어도 하나의 제2 배터리 셀에 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 마이크로컨트롤러는 상기 제1 셀 온도가 상기 제1 기준치보다 높고 상기 제2 셀 온도가 상기 제1 기준치보다 낮으면, 상기 제1 아날로그 프론트 엔드가 상기 제1 제어 스위치에 제1 듀티비를 갖는 제1 제어 신호를 출력하도록 제어하고, 상기 제2 아날로그 프론트 엔드가 상기 제2 제어 스위치에 상기 제1 듀티비보다 높은 제2 듀티비를 갖는 제2 제어 신호를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
KR1020210039695A 2021-03-26 2021-03-26 배터리 시스템 및 이의 제어 방법 KR102663022B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210039695A KR102663022B1 (ko) 2021-03-26 2021-03-26 배터리 시스템 및 이의 제어 방법
US17/562,380 US20220311064A1 (en) 2021-03-26 2021-12-27 Battery system and method of controlling the same
EP22163368.8A EP4064513A1 (en) 2021-03-26 2022-03-21 Battery system and method of controlling the same
CN202210305864.9A CN115133176A (zh) 2021-03-26 2022-03-25 电池系统和控制其的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210039695A KR102663022B1 (ko) 2021-03-26 2021-03-26 배터리 시스템 및 이의 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220134261A KR20220134261A (ko) 2022-10-05
KR102663022B1 true KR102663022B1 (ko) 2024-05-07

Family

ID=80928598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210039695A KR102663022B1 (ko) 2021-03-26 2021-03-26 배터리 시스템 및 이의 제어 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220311064A1 (ko)
EP (1) EP4064513A1 (ko)
KR (1) KR102663022B1 (ko)
CN (1) CN115133176A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11843134B2 (en) * 2021-11-10 2023-12-12 GM Global Technology Operations LLC Power control system for an electric vehicle including sacrificial protection device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6634453B2 (ja) * 2015-09-28 2020-01-22 本田技研工業株式会社 電力消費制御装置
JP2020517082A (ja) 2017-10-19 2020-06-11 エルジー・ケム・リミテッド 並列接続構造のバッテリーパックのヒーターの制御システム及びその方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101000550B1 (ko) * 2009-11-30 2010-12-14 정윤이 배터리 팩과 이를 포함한 능동형 셀 발란싱 배터리 관리장치
KR101473324B1 (ko) * 2011-11-04 2014-12-16 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 장치, 배터리 셀 밸런싱 방법, 및 전력 저장 시스템
KR102196265B1 (ko) * 2017-06-13 2020-12-29 주식회사 엘지화학 배터리 팩 온도 제어 방법 및 장치
CN112563623A (zh) * 2018-11-30 2021-03-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池加热系统
CN109755676B (zh) * 2019-03-07 2024-04-12 福建易动力电子科技股份有限公司 一种蓄电池的均衡与加热集成系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6634453B2 (ja) * 2015-09-28 2020-01-22 本田技研工業株式会社 電力消費制御装置
JP2020517082A (ja) 2017-10-19 2020-06-11 エルジー・ケム・リミテッド 並列接続構造のバッテリーパックのヒーターの制御システム及びその方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115133176A (zh) 2022-09-30
US20220311064A1 (en) 2022-09-29
EP4064513A1 (en) 2022-09-28
KR20220134261A (ko) 2022-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113594562B (zh) 电芯、电池模组、电池包及电动汽车
WO2015034280A1 (ko) 전지셀 어셈블리
US8497035B2 (en) Battery cell integrated measurement sensor line and equalization resistor
KR102663022B1 (ko) 배터리 시스템 및 이의 제어 방법
KR20130080240A (ko) 전기에너지 저장장치 어셈블리 및 그 제조방법
CN214848762U (zh) 一种电芯组件、电池模组和电池包
KR101833439B1 (ko) 전지셀 어셈블리
CN110999024A (zh) 电池保护电路和包括该电路的电池组
JP2018508986A (ja) エネルギー貯蔵装置
CN108682887A (zh) 一种电池模组和动力电池系统
WO2015115859A1 (ko) 전지셀 어셈블리
KR102253083B1 (ko) 정전용량방식의 전원 제어 패턴이 구현된 히터 및 그 장치
CN215119136U (zh) 电池模组及其采集系统
CN107874319B (zh) 电子烟及其电源结构
KR20030075782A (ko) Ｐｔｃ를 내장한 리튬 이온 전지
US10573835B2 (en) Modular electronics apparatuses and methods
CN210168248U (zh) 一种包含多功率加热系统的电加热膜
CN208240813U (zh) 一种电池模组和动力电池系统
US8119275B2 (en) Removable and short-circuit-avoidable lithium battery module
KR101670356B1 (ko) 전류 경로 가변을 통한 온도 관리가 가능한 배터리 셀 및 이를 이용한 배터리 모듈
CN216903086U (zh) 电芯的保护电路以及电池
CN106062980A (zh) 用于电化学能量存储器和能量存储器系统的开关设备
KR102253082B1 (ko) 전원 제어 패턴이 구현된 히터 및 그 장치와 그 제조 방법
CN218940732U (zh) 电源及电子设备
KR20180085623A (ko) 전압센싱보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant