KR102668602B1 - Power system - Google Patents

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황규민
이병은
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Abstract

본 발명에 따른 전원 시스템은, 서로 전기적으로 연결되는 복수의 배터리셀을 포함하는 배터리팩, 상기 배터리팩과 병렬 연결되는 부하, 상기 배터리팩과 상기 부하를 연결하는 고전압 선로에 설치되는 메인 릴레이, 상기 복수의 배터리셀, 상기 배터리팩의 양극단자, 상기 배터리팩의 음극단자 및 상기 부하와 연결되며 상기 배터리셀의 전압 밸린싱 및 상기 부하의 프리차지를 수행하는 전력 전달부 및 상기 배터리셀 각각의 전압 및 상기 부하의 전압을 모니터링하여, 상기 메인 릴레이 및 상기 전력 전달부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.The power system according to the present invention includes a battery pack including a plurality of battery cells electrically connected to each other, a load connected in parallel with the battery pack, a main relay installed on a high voltage line connecting the battery pack and the load, and A power transmission unit that is connected to a plurality of battery cells, the positive terminal of the battery pack, the negative terminal of the battery pack, and the load and performs voltage balancing of the battery cells and precharge of the load, and the voltage of each of the battery cells and a control unit that monitors the voltage of the load and controls operations of the main relay and the power transmission unit.

Description

전원 시스템{POWER SYSTEM}Power system{POWER SYSTEM}

본 발명은 복수의 배터리셀로부터 전압 밸런싱(balancing)을 위해 방전되는 전류를 이용하여 부하를 프리차지(precharge)시키는 전원 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power system that precharges a load using current discharged from a plurality of battery cells for voltage balancing.

고전압 배터리를 사용하는 전기 차량(EV)이나 하이브리드 차량(HEV)에 있어서, 차량 초기 동작시 메인 릴레이를 바로 부하측으로 연결하는 경우, 고전압에 의해 일시적으로 매우 큰 전류가 흐를 수 있다. 이러한 전류를 돌입전류라 하는데, 돌입전류가 흐르는 경우 부하측의 인버터를 손상시키거나 메인 릴레이의 융착을 유발할 수 있어 문제가 된다. In an electric vehicle (EV) or hybrid vehicle (HEV) using a high-voltage battery, when the main relay is connected directly to the load during initial operation of the vehicle, a very large current may temporarily flow due to the high voltage. This current is called inrush current, and if inrush current flows, it can damage the inverter on the load side or cause melting of the main relay, which is a problem.

따라서 종래 돌입전류를 방지하기 위한 회로로서, 프리차지 저항 및 프리차지 저항과 직렬로 연결된 프리차지 릴레이를 구비하고 이를 메인 릴레이와 병렬로 연결한 회로구조가 알려져 있다. Therefore, as a conventional circuit for preventing inrush current, a circuit structure including a precharge resistor and a precharge relay connected in series with the precharge resistor and connected in parallel with the main relay is known.

그러나 종래의 프리차지 회로는, 프리차지 저항이 차량의 초기 구동시 외에는 쓰임새가 없음에도 불구하고 큰 부피를 차지한다는 점과, 프리차지 저항을 통해 배터리의 에너지가 소비되므로 차량 배터리의 에너지 효율이 떨어진다는 점에서 문제가 있다.However, the conventional precharge circuit occupies a large volume even though the precharge resistor has no use other than during the initial operation of the vehicle, and the energy of the battery is consumed through the precharge resistor, which reduces the energy efficiency of the vehicle battery. There is a problem in that regard.

일본 등록 특허공보 제4735000호Japanese Registered Patent Publication No. 4735000

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 프리차지 저항을 사용하지 않고도 돌입전류를 방지하는 것이 가능한 전원 시스템을 제공하여, 전원 시스템을 소형화 및 경량화하는 것에 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and its purpose is to provide a power system capable of preventing inrush current without using a precharge resistor, thereby making the power system smaller and lighter.

또한, 본 발명은 배터리셀의 전압 밸런싱과 동시에 배터리셀로부터 전압 밸런싱을 위해 방전되는 전류를 통해 부하를 프리차지시킬 수 있는, 전압 밸런싱 및 프리차지 일체형 전원 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.In addition, the purpose of the present invention is to provide a voltage balancing and precharge integrated power system that can simultaneously balance the voltage of the battery cell and precharge the load through current discharged from the battery cell for voltage balancing.

또한, 본 발명은 에너지 효율을 높은 전원 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.Additionally, the purpose of the present invention is to provide a power system with high energy efficiency.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전원 시스템은, 서로 전기적으로 연결되는 복수의 배터리셀을 포함하는 배터리팩; 상기 배터리팩과 병렬 연결되는 부하; 상기 배터리팩과 상기 부하를 연결하는 도선에 설치되는 메인 릴레이; 상기 배터리팩의 양극단자, 상기 배터리팩의 음극단자, 상기 복수의 배터리셀 및 상기 부하에 연결되며, 상기 배터리셀의 전압 밸런싱 및 상기 부하의 프리차지를 수행하는 전력 전달부; 및 상기 배터리셀 각각의 전압 및 상기 부하의 전압을 모니터링하여, 상기 메인 릴레이 및 상기 전력 전달부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, a power system according to the present invention includes a battery pack including a plurality of battery cells electrically connected to each other; A load connected in parallel with the battery pack; a main relay installed on a conductor connecting the battery pack and the load; a power transmission unit connected to a positive terminal of the battery pack, a negative terminal of the battery pack, the plurality of battery cells, and the load, and performing voltage balancing of the battery cells and precharging of the load; and a control unit that monitors the voltage of each of the battery cells and the voltage of the load to control the operation of the main relay and the power transmission unit.

여기서, 상기 전력 전달부는 상기 메인 릴레이가 오프로 동작하는 상태에서는 상기 부하의 프리차지를 수행하고, 상기 메인 릴레이가 온으로 동작하는 상태에서는 상기 배터리셀의 전압 밸런싱을 수행할 수 있다.Here, the power transmission unit may perform pre-charging of the load when the main relay is operated in the off state, and may perform voltage balancing of the battery cell in the state in which the main relay is operated in the on state.

상기 전력 전달부는 상기 복수의 배터리셀 각각과 병렬 연결되는 복수의 1차 권선; 일단이 상기 배터리팩의 양극단자와 연결되고, 타단이 상기 배터리팩의 음극단자와 연결되는 2차 권선; 온오프 동작에 의해 상기 배터리셀로부터 상기 1차 권선으로의 전류 흐름을 연결 또는 차단하는 밸런싱 스위치부; 및 상기 메인 릴레이에 병렬로 연결되며, 온오프 동작에 의해 상기 2차 권선으로부터 상기 부하로의 전류 흐름을 연결 또는 차단하는 프리차지 릴레이를 포함할 수 있다.The power transmission unit includes a plurality of primary windings connected in parallel to each of the plurality of battery cells; a secondary winding having one end connected to the positive terminal of the battery pack and the other end connected to the negative terminal of the battery pack; a balancing switch unit that connects or blocks current flow from the battery cell to the primary winding through an on-off operation; and a precharge relay that is connected in parallel to the main relay and connects or blocks current flow from the secondary winding to the load through an on-off operation.

상기 제어부는 상기 메인 릴레이 및 상기 프리차지 릴레이가 모두 오프인 상태에서, 상기 프리차지 릴레이를 온으로 동작시켜 상기 배터리팩의 전압이 상기 부하에 직접 인가되지 않도록 제어할 수 있다.The control unit may control the voltage of the battery pack not to be directly applied to the load by turning on the precharge relay while both the main relay and the precharge relay are off.

상기 제어부는 상기 부하의 전압을 모니터링하여 상기 배터리팩의 전압과 상기 부하의 전압 간 차이값이 기 설정된 값 이하인 것으로 판단하면, 상기 메인 릴레이를 온으로 동작시켜 상기 배터리팩과 상기 부하가 직접 연결되도록 제어할 수 있다.The control unit monitors the voltage of the load, and when it determines that the difference between the voltage of the battery pack and the voltage of the load is less than a preset value, it turns on the main relay so that the battery pack and the load are directly connected. You can control it.

상기 프리차지 릴레이는 일단이 상기 2차 권선의 일단에 연결되고, 타단이 상기 부하에 연결될 수 있다.One end of the precharge relay may be connected to one end of the secondary winding, and the other end may be connected to the load.

본 발명에 따른 전원 시스템은, 상기 2차 권선과 상기 배터리팩의 양극단자가 연결되는 경로에 2차 권선 다이오드를 더 포함할 수 있다. The power system according to the present invention may further include a secondary winding diode in a path connecting the secondary winding and the positive terminal of the battery pack.

또한, 본 발명에 따른 전원 시스템은, 상기 프리차지 릴레이에 직렬로 연결되는 프리차지 릴레이 다이오드를 더 포함할 수 있다.Additionally, the power system according to the present invention may further include a precharge relay diode connected in series to the precharge relay.

본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템에 의하면, 프리차지 저항이 사용되지 않으므로, 전원 시스템의 소형화 및 경량화가 가능하다.According to the power system according to an embodiment of the present invention, since no precharge resistor is used, the power system can be miniaturized and lightweight.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템에 의하면, 배터리셀로부터 전압 밸런싱을 위해 방전되는 전류를 통해 부하를 프리차지시키므로, 전압 밸런싱 및 프리차지 일체형 전원 시스템을 제공할 수 있다.In addition, according to the power system according to an embodiment of the present invention, the load is precharged through the current discharged from the battery cell for voltage balancing, so it is possible to provide a power system that integrates voltage balancing and precharge.

또한, 프리차지 저항이 사용되지 않아 프리차지 저항에서 소모되는 전력이 없으므로 배터리팩의 에너지 효율을 높일 수 있게 된다.Additionally, since no precharge resistor is used, no power is consumed in the precharge resistor, thereby improving the energy efficiency of the battery pack.

도 1은 종래의 프리차지 회로의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템에 있어서 차량의 초기 구동 시 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템에 있어서 차량이 구동 중인 경우의 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다. Figure 1 is a diagram schematically showing the configuration of a conventional precharge circuit.
Figure 2 is a diagram schematically showing a power system according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are diagrams schematically showing operations during initial driving of a vehicle in a power system according to an embodiment of the present invention.
Figures 4a and 4b are diagrams schematically showing the operation of the power system according to an embodiment of the present invention when a vehicle is driving.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전원 시스템에 대해 상세하게 설명한다. 첨부한 도면들은 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 어디까지나 예시적으로 제공되는 것으로서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들로 한정되지 않고 다른 형태로 얼마든지 구체화될 수 있다.Hereinafter, the power system according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The attached drawings are provided as examples in order to sufficiently convey the technical idea of the present invention to those skilled in the art, and the present invention is not limited to the drawings presented below and can be embodied in many other forms. there is.

도 1은 종래의 프리차지 회로의 개략도이다. 1 is a schematic diagram of a conventional precharge circuit.

도 1을 참조하면, 배터리팩(10)의 양극단자와 부하(20) 사이에 메인 릴레이(30)가 연결되어 있다. 차량의 초기 구동 시, 메인 릴레이(30)가 오프(off)인 상태에서, 먼저 프리차지 저항(Rp)에 직렬로 연결된 프리차지 릴레이(40)를 온(on)으로 동작시킨다. 이 때, 배터리팩(10)의 고전압은 프리차지 저항(Rp)을 통해 부하(20)에 서서히 프리차지되므로, 부하(20) 측으로 돌입전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 일정 시간이 경과하여 배터리팩(10)의 전압과 부하(20)의 전압 간 차이값이 기 설정된 값 이하가 되면, 상기 메인 릴레이(30)를 온으로 동작시키고 상기 프리차지 릴레이(40)를 오프로 동작시켜 프리차지 회로의 동작을 종료한다.Referring to FIG. 1, the main relay 30 is connected between the positive terminal of the battery pack 10 and the load 20. When the vehicle is initially driven, with the main relay 30 in an off state, the precharge relay 40 connected in series to the precharge resistor Rp is first turned on. At this time, the high voltage of the battery pack 10 is gradually precharged to the load 20 through the precharge resistor (Rp), thereby preventing inrush current from flowing toward the load 20. When a certain period of time elapses and the difference between the voltage of the battery pack 10 and the voltage of the load 20 becomes less than a preset value, the main relay 30 is turned on and the precharge relay 40 is turned off. It operates to end the operation of the precharge circuit.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. Figure 2 is a diagram schematically showing a power system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템은 배터리팩(100), 부하(200), 메인 릴레이(300), 전력 전달부(400) 및 제어부(500)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the power system according to an embodiment of the present invention may include a battery pack 100, a load 200, a main relay 300, a power transmission unit 400, and a control unit 500. .

배터리팩(100)은 서로 전기적으로 연결된 복수의 배터리셀을 포함한다. 이 때, 전기적 연결은 직렬 연결, 병렬 연결 또는 직렬 연결 및 병렬 연결이 조합된 전기적 연결일 수 있다. 배터리팩(100)은 메인 릴레이(300)를 통해 부하(200)에 병렬로 연결된다. The battery pack 100 includes a plurality of battery cells electrically connected to each other. At this time, the electrical connection may be a series connection, a parallel connection, or a combination of series connection and parallel connection. The battery pack 100 is connected in parallel to the load 200 through the main relay 300.

부하(200)는 커패시터를 포함할 수 있고, 배터리팩(100)과의 관계에서 전압이 충전 또는 방전될 수 있다.The load 200 may include a capacitor, and the voltage may be charged or discharged in relation to the battery pack 100.

메인 릴레이(300)는 배터리팩(100)과 부하(200)를 연결하는 도선에 설치되어, 온오프 동작에 의해 배터리팩(100)과 부하(200)를 직접 연결 또는 차단하는 기능을 수행한다.The main relay 300 is installed on a conductor connecting the battery pack 100 and the load 200, and performs the function of directly connecting or disconnecting the battery pack 100 and the load 200 by turning on and off.

전력 전달부(400)는 트랜스포머, 밸런싱 스위치부(430) 및 프리차지 릴레이(440)를 포함할 수 있다. 여기서, 전력 전달부(400)는 상기 배터리셀로부터 전압 밸런싱을 위해 방전되는 전류를 이용하여 부하(200)를 프리차지할 수 있다.The power transmission unit 400 may include a transformer, a balancing switch unit 430, and a precharge relay 440. Here, the power transmission unit 400 may precharge the load 200 using the current discharged from the battery cell for voltage balancing.

또한, 전력 전달부(400)는 메인 릴레이(300)가 오프로 동작하는 상태에서는 부하(200)의 프리차지를 수행하고, 메인 릴레이(300)가 온으로 동작하는 상태에서는 배터리셀의 전압 밸런싱을 수행할 수 있다.In addition, the power transmission unit 400 performs pre-charging of the load 200 when the main relay 300 is operated in the off state, and performs voltage balancing of the battery cells in the state in which the main relay 300 is operated in the on state. It can be done.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템은 전력 전달부(400)를 통해 배터리셀의 전압 밸런싱 및 부하(200)의 프리차지를 모두 수행하는 전압 밸런싱 및 프리차지 일체형 전원 시스템이다.That is, the power system according to an embodiment of the present invention is a voltage balancing and precharge integrated power system that performs both voltage balancing of battery cells and precharging of the load 200 through the power transmission unit 400.

전압 밸런싱이란, 다른 배터리셀에 비해 기준값 이상으로 전압이 큰 배터리셀을 강제로 방전시켜 배터리셀간의 전압 불균형을 해소하고 모든 배터리셀의 전압을 균일하게 만드는 것이다.Voltage balancing is the process of forcibly discharging battery cells whose voltage is higher than the standard value compared to other battery cells, resolving voltage imbalance between battery cells and making the voltage of all battery cells uniform.

배터리셀의 충전 전압이 불균형하게 되면 상대적으로 다른 배터리셀에 비해 전압이 낮은 배터리셀에 의해 전력 공급이 제한되므로 전체 배터리팩의 전력 공급 능력이 감소하는 문제가 생기게 된다. 따라서 배터리를 동력원으로 사용하는 자동차의 BMS(Battery Management System)에는 일반적으로 전압 밸런싱 기능을 하는 장치가 포함된다. 이러한 전압 밸런싱을 구현하는 방식에는, 저항을 이용하여 전압이 높은 배터리셀의 전압을 방전시켜 충전 에너지를 소비시키는 방식인 패시브(Passive) 방식과, 전압이 높은 배터리셀의 전압을 전압이 낮은 배터리셀로 이동시키는 방식인 액티브(Active) 방식이 있다. When the charging voltage of a battery cell becomes unbalanced, the power supply is limited by the battery cell with a relatively lower voltage compared to other battery cells, resulting in a problem that reduces the power supply ability of the entire battery pack. Therefore, the BMS (Battery Management System) of a car that uses a battery as a power source generally includes a device that performs a voltage balancing function. Methods for implementing such voltage balancing include the passive method, which consumes charging energy by discharging the voltage of high-voltage battery cells using a resistor, and the passive method, which consumes charging energy by discharging the voltage of high-voltage battery cells to low-voltage battery cells. There is an active method that moves it to .

전력 전달부(400)에는 액티브 방식의 전압 밸런싱을 구현하기 위해 트랜스포머가 포함될 수 있다.The power transmission unit 400 may include a transformer to implement active voltage balancing.

트랜스포머는 복수의 배터리셀 각각과 병렬 연결되는 복수의 1차 권선(411, 412, 413), 및 일단이 배터리팩(100)의 양극단자와 연결되고, 타단이 배터리팩(100)의 음극단자와 연결되는 2차 권선(420)을 포함한다. The transformer has a plurality of primary windings (411, 412, 413) connected in parallel to each of a plurality of battery cells, one end of which is connected to the positive terminal of the battery pack (100), and the other end of which is connected to the negative terminal of the battery pack (100). It includes a connected secondary winding 420.

밸런싱 스위치부(430)는 온오프 동작에 의해 배터리셀로부터 1차 권선(411, 412, 413)으로의 전류 흐름을 연결 또는 차단한다. The balancing switch unit 430 connects or blocks the current flow from the battery cell to the primary windings 411, 412, and 413 through an on-off operation.

또한, 밸런싱 스위치부(430)는 복수의 밸런싱 스위치(431, 432, 433)를 포함하고, 여기서 밸런싱 스위치(431, 432, 433)는 복수의 1차 권선(411, 412, 413) 각각과 직렬로 연결된다. 도 2에서는 밸런싱 스위치(431, 432, 433)와 1차 권선(411, 412, 413)이 각각 3개만 도시되었으나, 밸런싱 스위치와 1차 권선의 개수는 배터리셀의 개수에 따라 증감될 수 있다.In addition, the balancing switch unit 430 includes a plurality of balancing switches 431, 432, and 433, where the balancing switches 431, 432, and 433 are in series with each of the plurality of primary windings 411, 412, and 413. It is connected to In Figure 2, only three balancing switches (431, 432, 433) and primary windings (411, 412, 413) are shown, but the number of balancing switches and primary windings can be increased or decreased depending on the number of battery cells.

밸런싱 스위치(431, 432, 433)는 복수의 배터리셀 각각에 개별적으로 연결되므로, 온오프 동작에 의해 전압 밸런싱이 필요한 배터리셀만을 선택하여 방전 시킬 수 있다. 이 때, 밸런싱 스위치(431, 432, 433)로는 BJT(Bipolar Junction Transistor), FET(Field Effect Transistor) 등의 반도체 소자가 사용될 수 있다.Since the balancing switches 431, 432, and 433 are individually connected to each of the plurality of battery cells, only the battery cells requiring voltage balancing can be selected and discharged through an on-off operation. At this time, semiconductor devices such as Bipolar Junction Transistor (BJT) and Field Effect Transistor (FET) may be used as the balancing switches 431, 432, and 433.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템은 밸런싱 스위치(431, 432, 433)에 직렬로 연결되는 1차 권선 다이오드(450)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 1차 권선 다이오드(450)의 애노드는 밸런싱 스위치(431, 432, 433)의 일단에, 캐소드는 1차 권선(411, 412, 413) 일단에 연결될 수 있다. 1차 권선 다이오드(450)에 의해 1차 권선(411, 412, 413)으로부터 배터리셀측으로 역방향 전류가 흐르지 않는다.Additionally, the power system according to an embodiment of the present invention may further include a primary winding diode 450 connected in series to the balancing switches 431, 432, and 433. At this time, the anode of the primary winding diode 450 may be connected to one end of the balancing switch 431, 432, and 433, and the cathode may be connected to one end of the primary winding diode 411, 412, and 413. Reverse current does not flow from the primary windings 411, 412, and 413 to the battery cell due to the primary winding diode 450.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템은 2차 권선(420)과 배터리팩(100)의 양극단자가 연결되는 경로에 2차 권선 다이오드(460)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 2차 권선 다이오드(460)의 애노드(anode)는 2차 권선(420)의 일단에, 캐소드(cathode)는 배터리팩(100)의 양극단자에 연결될 수 있다. 2차 권선 다이오드(460)에 의해 배터리팩(100)의 양극단자로부터 2차 권선(420)측으로 역방향 전류가 흐르지 않는다.Additionally, the power system according to an embodiment of the present invention may further include a secondary winding diode 460 in a path connecting the secondary winding 420 and the positive terminal of the battery pack 100. At this time, the anode of the secondary winding diode 460 may be connected to one end of the secondary winding 420, and the cathode may be connected to the positive terminal of the battery pack 100. Due to the secondary winding diode 460, reverse current does not flow from the positive terminal of the battery pack 100 to the secondary winding 420.

프리차지 릴레이(440)는 일단이 2차 권선(420)의 일단에 연결되고, 타단이 부하(200)에 연결되어, 온오프 동작에 의해 2차 권선(420)으로부터 부하(200)로의 전류 흐름을 연결 또는 차단한다. 또한, 프리차지 릴레이(440)는 트랜스포머의 2차 권선(420)과 연결되어 배터리팩(100)과 부하(200)가 물리적으로 절연될 수 있다.The precharge relay 440 has one end connected to one end of the secondary winding 420 and the other end connected to the load 200, so that current flows from the secondary winding 420 to the load 200 through an on-off operation. Connect or block. Additionally, the precharge relay 440 is connected to the secondary winding 420 of the transformer so that the battery pack 100 and the load 200 can be physically isolated.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템은 프리차지 릴레이(440)에 직렬로 연결되는 프리차지 릴레이 다이오드(470)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 프리차지 릴레이 다이오드(470)의 애노드는 2차 권선(420)의 일단에, 캐소드는 프리차지 릴레이(440)의 일단에 연결될 수 있다. 프리차지 릴레이 다이오드(470)에 의해 부하(200)로부터 2차 권선(420)측으로 역방향 전류가 흐르지 않는다.Additionally, the power system according to an embodiment of the present invention may further include a precharge relay diode 470 connected in series to the precharge relay 440. At this time, the anode of the precharge relay diode 470 may be connected to one end of the secondary winding 420, and the cathode may be connected to one end of the precharge relay 440. Reverse current does not flow from the load 200 to the secondary winding 420 due to the precharge relay diode 470.

제어부(500)는 메인 릴레이(300) 및 전력 전달부(400)의 동작을 제어한다.The control unit 500 controls the operation of the main relay 300 and the power transmission unit 400.

예를 들어, 제어부(500)는 메인 릴레이(300) 및 프리차지 릴레이(440)가 모두 오프인 상태에서, 프리차지 릴레이(440)를 온으로 동작시켜 배터리팩(100)의 전압이 부하(200)에 직접적으로 인가되지 않도록 제어할 수 있다. 부하(200)가 프리차지 릴레이(440)를 통해 트랜스포머의 2차 권선(420)과 연결되어 있고 2차 권선 다이오드(460)에 의해 배터리팩(100)의 양극단자로부터 2차 권선(420)측으로 전류가 흐르지 않으므로, 배터리팩(100)과 부하(200)가 물리적으로 절연된다. 따라서 배터리팩(100)의 전압이 부하(200)에 인가되지 않고 제어부(500)에 의해 밸런싱 스위치(431, 432, 433)의 제어가 있기 전까지 부하(200)측으로 전류가 흐르지 않는다.For example, with both the main relay 300 and the precharge relay 440 turned off, the control unit 500 operates the precharge relay 440 to turn on the voltage of the battery pack 100 to the load 200. ) can be controlled so that it is not directly applied. The load 200 is connected to the secondary winding 420 of the transformer through the precharge relay 440, and is connected from the positive terminal of the battery pack 100 to the secondary winding 420 by the secondary winding diode 460. Since no current flows, the battery pack 100 and the load 200 are physically insulated. Therefore, the voltage of the battery pack 100 is not applied to the load 200, and current does not flow to the load 200 until the balancing switches 431, 432, and 433 are controlled by the control unit 500.

또한, 제어부(500)는 복수의 배터리셀 각각의 전압을 모니터링하여 전압 밸런싱이 필요한 배터리셀을 선별하고, 상기 선별된 배터리셀에 연결된 밸런싱 스위치(431, 432, 433)에 PWM(Pulse width modulation)신호를 인가할 수 있다. 이 때, 배터리셀로부터 전압 밸런싱을 위해 방전되는 전류에 의해 부하(200) 전압이 서서히 프리차지된다. In addition, the control unit 500 monitors the voltage of each of a plurality of battery cells to select battery cells that require voltage balancing, and applies PWM (Pulse Width Modulation) to the balancing switches 431, 432, and 433 connected to the selected battery cells. A signal can be applied. At this time, the voltage of the load 200 is gradually precharged by the current discharged from the battery cell for voltage balancing.

다시 말해, 메인 릴레이(300)는 오프로, 프리차지 릴레이(440)는 온으로 동작하는 상태에서 배터리팩(100)의 전압이 부하(200)에 직접 인가되지 않고, 배터리셀로부터 전압 밸런싱을 위해 방전되는 전류에 의해 부하(200) 전압이 서서히 프리차지되므로 부하(200)측으로 돌입전류가 흐르는 것이 방지된다.In other words, with the main relay 300 operating off and the precharge relay 440 operating on, the voltage of the battery pack 100 is not directly applied to the load 200, but is applied for voltage balancing from the battery cells. Since the voltage of the load 200 is gradually precharged by the discharging current, the inrush current is prevented from flowing toward the load 200.

종래의 프리차지 회로에서는, 돌입전류 방지를 위해 사용되는 프리차지 저항에서 배터리팩의 에너지가 소비되어 버리는 문제가 있었으나, 본 발명의 전원 시스템에 따르면 프리차지 저항을 사용하지 않고도 돌입전류가 흐르는 것을 방지할 수 있으므로 전원 시스템의 에너지 효율을 높일 수 있게 된다.In the conventional precharge circuit, there was a problem in which the energy of the battery pack was consumed in the precharge resistor used to prevent inrush current, but according to the power system of the present invention, inrush current is prevented from flowing without using a precharge resistor. This makes it possible to increase the energy efficiency of the power system.

또한, 프리차지 저항을 사용하지 않음으로써 전원 시스템을 소형화, 경량화할 수 있고, 기존의 전압 밸런싱 장치를 이용하여 전압 밸런싱 동작과 프리차지 동작을 동시에 수행할 수 있으므로 프리차지 저항을 대신할 별도의 장치를 추가할 필요가 없어 비용을 절감할 수 있다.In addition, by not using a precharge resistor, the power system can be made smaller and lighter, and by using an existing voltage balancing device, voltage balancing and precharge operations can be performed simultaneously, so a separate device can be used to replace the precharge resistor. Costs can be reduced as there is no need to add additional .

또한, 제어부(500)는 부하(200)의 전압을 모니터링하여 배터리팩(100)의 전압과 부하(200)의 전압 간 차이값이 기 설정된 값 이하가 된 것으로 판단하면, 메인 릴레이(300)를 온으로 동작시켜 배터리팩(100)과 부하(200)가 직접 연결되도록 제어할 수 있다.In addition, the control unit 500 monitors the voltage of the load 200 and, when it determines that the difference between the voltage of the battery pack 100 and the voltage of the load 200 is below a preset value, turns on the main relay 300. By operating it on, it can be controlled so that the battery pack 100 and the load 200 are directly connected.

이 때, 기 설정된 값은 제어부(500)에 미리 저장되어 있는 배터리팩(100)의전압과 부하(200)의 전압 간 차이값을 말한다. 상기 차이값은 부하(200) 측으로 돌입전류가 흐르지 않도록 적절한 값을 선택하여 설정하여야 하고, 바람직하게는 배터리팩(100)의 전압과 부하(200)의 전압 간 차이값이 0일 때 메인 릴레이(300)를 온으로 동작시키는 것이 바람직하다.At this time, the preset value refers to the difference between the voltage of the battery pack 100 and the voltage of the load 200, which is previously stored in the control unit 500. The difference value must be set to an appropriate value to prevent inrush current from flowing to the load 200, and preferably, when the difference value between the voltage of the battery pack 100 and the voltage of the load 200 is 0, the main relay ( 300) is preferably turned on.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템에 있어서 차량의 초기 구동 시 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다. 3A and 3B are diagrams schematically showing operations during initial driving of a vehicle in a power system according to an embodiment of the present invention.

전기 자동차 또는 하이브리드 자동차의 초기 구동 시, 메인 릴레이(300) 및 프리차지 릴레이(440)는 오프인 상태이다. When the electric vehicle or hybrid vehicle is initially driven, the main relay 300 and the precharge relay 440 are in an off state.

도 3a를 참조하면, 제어부(500)는 배터리팩(100)의 고전압이 직접 부하(200)에 인가되지 않도록, 메인 릴레이(300)가 오프인 상태에서 프리차지 릴레이(440)를 먼저 온으로 동작시킨다.Referring to FIG. 3A, the control unit 500 first turns on the precharge relay 440 while the main relay 300 is off to prevent the high voltage of the battery pack 100 from being directly applied to the load 200. I order it.

이후, 제어부(500)는 복수의 배터리셀 각각의 전압을 모니터링하여 전압 밸런싱이 필요한 배터리셀을 선별하고, 선별된 배터리셀에 연결된 밸런싱 스위치(431)에 PWM(Pulse width modulation)신호를 인가한다. Thereafter, the control unit 500 monitors the voltage of each of the plurality of battery cells to select battery cells that require voltage balancing, and applies a PWM (Pulse Width Modulation) signal to the balancing switch 431 connected to the selected battery cell.

도 3a와 같이, PWM 신호에 따라 밸런싱 스위치(431)가 온으로 동작하면, 선별된 배터리셀에서 전류가 방전되고, 이 방전 전류는 상기 선별된 배터리셀에 연결된 1차 권선(411)으로 흐르게 되며 이에 따라 트랜스포머의 코어가 자화되어 에너지가 축적된다. 이 때, 2차 권선 다이오드(460)에 의해 배터리팩(100)의 양극단자로부터 2차 권선(420)측으로 역방향 전류가 흐르지 않는다. As shown in Figure 3a, when the balancing switch 431 is turned on according to the PWM signal, current is discharged from the selected battery cell, and this discharge current flows to the primary winding 411 connected to the selected battery cell. As a result, the core of the transformer is magnetized and energy is accumulated. At this time, reverse current does not flow from the positive terminal of the battery pack 100 to the secondary winding 420 due to the secondary winding diode 460.

도 3b와 같이, PWM 신호에 따라 밸런싱 스위치(431)가 오프로 동작하면, 상기 축적된 에너지는 2차 권선(420), 프리차지 릴레이(440) 및 부하(200)로 연결되는 전류 경로를 통해, 부하(200)로 전달되어 부하(200)를 프리차지시킨다.As shown in FIG. 3b, when the balancing switch 431 is turned off according to the PWM signal, the accumulated energy is transmitted through the current path connected to the secondary winding 420, the precharge relay 440, and the load 200. , is transmitted to the load 200 to precharge the load 200.

제어부(500)는 부하(200)의 전압을 모니터링하여, 배터리팩(100)의 전압과 부하(200)의 전압 간 차이값이 기 설정된 값 이하가 된 것으로 판단하면, 메인 릴레이(300)를 온으로 동작시켜 배터리팩(100)과 부하(200)가 직접적으로 연결되도록 제어한다. 이와 같이 배터리팩(100)과 부하(200)가 직접 연결되면 부하(200)의 프리차지가 종료된다.The control unit 500 monitors the voltage of the load 200, and when it determines that the difference between the voltage of the battery pack 100 and the voltage of the load 200 is below a preset value, it turns on the main relay 300. It is operated and controlled so that the battery pack 100 and the load 200 are directly connected. In this way, when the battery pack 100 and the load 200 are directly connected, the precharge of the load 200 is terminated.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템에 있어서 차량이 구동 중인 경우의 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.Figures 4a and 4b are diagrams schematically showing the operation of the power system according to an embodiment of the present invention when a vehicle is driving.

차량이 구동 중인 경우에도 제어부(500)는 복수의 배터리셀 각각의 전압을 모니터링하여 전압 밸런싱이 필요한 배터리셀을 선별하고, 상기 선별된 배터리셀에 연결된 밸런싱 스위치(431)에 PWM 신호를 인가할 수 있다. 이 때는 프리차지 동작이 종료되어 메인 릴레이(300)는 온으로, 프리차지 릴레이(440)는 오프로 동작하고 있는 상태이다. Even when the vehicle is driving, the control unit 500 can monitor the voltage of each of a plurality of battery cells to select battery cells that require voltage balancing and apply a PWM signal to the balancing switch 431 connected to the selected battery cell. there is. At this time, the precharge operation is completed, so the main relay 300 is operating in an on state and the precharge relay 440 is operating in an off state.

도 4a와 같이, PWM 신호에 따라 밸런싱 스위치(431)가 온으로 동작하면, 선별된 배터리셀에서 전류가 방전되고, 이 방전 전류는 상기 선별된 배터리셀에 연결된 1차 권선(411)으로 흐르게 된다. 이 때 트랜스포머의 코어가 자화되어 에너지가 축적된다.As shown in Figure 4a, when the balancing switch 431 is turned on according to the PWM signal, current is discharged from the selected battery cell, and this discharge current flows to the primary winding 411 connected to the selected battery cell. . At this time, the core of the transformer is magnetized and energy is accumulated.

도 4b와 같이, PWM 신호에 따라 밸런싱 스위치(431)가 오프로 동작하면, 상기 축적된 에너지는 전하로 변환되어 2차 권선(420), 배터리팩(100)의 양극단자, 배터리팩(100) 및 배터리팩(100)의 음극단자로 연결되는 경로를 통하여 흐르면서, 상대적으로 전압이 낮은 배터리셀의 전압을 충전시킨다. 이로 인해 전압이 높은 배터리셀의 전압을 상대적으로 전압이 낮은 배터리셀로 이동시켜 복수의 배터리셀간의 전압을 균일화하는 액티브 방식의 전압 밸런싱이 이루어지게 된다.As shown in FIG. 4b, when the balancing switch 431 is turned off according to the PWM signal, the accumulated energy is converted into charge and is charged to the secondary winding 420, the positive terminal of the battery pack 100, and the battery pack 100. and flows through a path connected to the negative terminal of the battery pack 100, charging the voltage of the battery cell with a relatively low voltage. This results in active voltage balancing that equalizes the voltage between a plurality of battery cells by transferring the voltage from a battery cell with a high voltage to a battery cell with a relatively low voltage.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전원 시스템은, 프리차지 저항을 사용하지 않고도 부하측으로 돌입전류가 흐르는 것을 방지할 수 있으므로 전원 시스템의 소형화 및 경량화가 가능하다.In this way, the power system according to an embodiment of the present invention can prevent inrush current from flowing to the load without using a pre-charge resistor, thereby enabling miniaturization and weight reduction of the power system.

또한, 배터리셀로부터 전압 밸런싱을 위해 방전되는 전류를 통해 부하를 프리차지시키므로, 전압 밸런싱 및 프리차지 일체형 전원 시스템을 제공할 수 있다.In addition, since the load is precharged through the current discharged from the battery cell for voltage balancing, it is possible to provide an integrated voltage balancing and precharge power system.

또한, 프리차지 저항에 의한 전력 소모가 없으므로, 전원 시스템의 에너지 효율이 높아질 수 있다.Additionally, since there is no power consumption due to the precharge resistor, the energy efficiency of the power system can be increased.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, although the present invention has been described with limited examples and drawings, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and various modifications and variations can be made by those skilled in the art from these descriptions. possible. Therefore, the technical idea of the present invention should be understood only by the claims, and all equivalent or equivalent modifications thereof shall fall within the scope of the technical idea of the present invention.

100: 배터리팩
200: 부하
300: 메인 릴레이
400: 전력 전달부
411, 412, 413: 1차 권선
420: 2차 권선
430: 밸런싱 스위치부
431, 432, 433: 밸런싱 스위치
440: 프리차지 릴레이
450: 1차 권선 다이오드
460: 2차 권선 다이오드
470: 프리차지 릴레이 다이오드
500: 제어부100: Battery pack
200: load
300: main relay
400: Power transmission unit
411, 412, 413: Primary winding
420: secondary winding
430: Balancing switch unit
431, 432, 433: Balancing switch
440: Precharge relay
450: Primary winding diode
460: secondary winding diode
470: Precharge relay diode
500: Control unit

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 서로 전기적으로 연결되는 복수의 배터리셀을 포함하는 배터리팩;
상기 배터리팩과 병렬 연결되는 부하;
상기 배터리팩과 상기 부하를 연결하는 도선에 설치되는 메인 릴레이;
상기 배터리팩의 양극단자, 상기 배터리팩의 음극단자, 상기 복수의 배터리셀 및 상기 부하에 연결되며, 상기 배터리셀의 전압 밸런싱 및 상기 부하의 프리차지를 수행하는 전력 전달부; 및
상기 배터리셀 각각의 전압 및 상기 부하의 전압을 모니터링하여, 상기 메인 릴레이 및 상기 전력 전달부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 전력 전달부는,
상기 메인 릴레이가 오프로 동작하는 상태에서는 상기 부하의 프리차지를 수행하고, 상기 메인 릴레이가 온으로 동작하는 상태에서는 상기 배터리셀의 전압 밸런싱을 수행하고,
상기 전력 전달부는,
상기 복수의 배터리셀 각각과 병렬 연결되는 복수의 1차 권선;
일단이 상기 배터리팩의 양극단자와 연결되고, 타단이 상기 배터리팩의 음극단자와 연결되는 2차 권선;
온오프 동작에 의해 상기 배터리셀로부터 상기 1차 권선으로의 전류 흐름을 연결 또는 차단하는 밸런싱 스위치부; 및
상기 메인 릴레이에 병렬로 연결되며, 온오프 동작에 의해 상기 2차 권선으로부터 상기 부하로의 전류 흐름을 연결 또는 차단하는 프리차지 릴레이;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 메인 릴레이 및 상기 프리차지 릴레이가 모두 오프인 상태에서,
상기 프리차지 릴레이를 온으로 동작시켜 상기 배터리팩의 전압이 상기 부하에 직접 인가되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템.A battery pack including a plurality of battery cells electrically connected to each other;
A load connected in parallel with the battery pack;
a main relay installed on a conductor connecting the battery pack and the load;
a power transmission unit connected to a positive terminal of the battery pack, a negative terminal of the battery pack, the plurality of battery cells, and the load, and performing voltage balancing of the battery cells and precharging of the load; and
A control unit that monitors the voltage of each of the battery cells and the voltage of the load to control the operation of the main relay and the power transmission unit,
The power transmission unit,
When the main relay is operating in the off state, precharging of the load is performed, and in a state in which the main relay is operating in the on state, voltage balancing of the battery cells is performed,
The power transmission unit,
a plurality of primary windings connected in parallel to each of the plurality of battery cells;
a secondary winding having one end connected to the positive terminal of the battery pack and the other end connected to the negative terminal of the battery pack;
a balancing switch unit that connects or blocks current flow from the battery cell to the primary winding through an on-off operation; and
A precharge relay is connected in parallel to the main relay and connects or blocks current flow from the secondary winding to the load through an on-off operation,
The control unit,
With both the main relay and the precharge relay off,
A power system characterized in that the pre-charge relay is turned on to control the voltage of the battery pack not to be directly applied to the load. 서로 전기적으로 연결되는 복수의 배터리셀을 포함하는 배터리팩;
상기 배터리팩과 병렬 연결되는 부하;
상기 배터리팩과 상기 부하를 연결하는 도선에 설치되는 메인 릴레이;
상기 배터리팩의 양극단자, 상기 배터리팩의 음극단자, 상기 복수의 배터리셀 및 상기 부하에 연결되며, 상기 배터리셀의 전압 밸런싱 및 상기 부하의 프리차지를 수행하는 전력 전달부; 및
상기 배터리셀 각각의 전압 및 상기 부하의 전압을 모니터링하여, 상기 메인 릴레이 및 상기 전력 전달부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 전력 전달부는,
상기 메인 릴레이가 오프로 동작하는 상태에서는 상기 부하의 프리차지를 수행하고, 상기 메인 릴레이가 온으로 동작하는 상태에서는 상기 배터리셀의 전압 밸런싱을 수행하고,
상기 전력 전달부는,
상기 복수의 배터리셀 각각과 병렬 연결되는 복수의 1차 권선;
일단이 상기 배터리팩의 양극단자와 연결되고, 타단이 상기 배터리팩의 음극단자와 연결되는 2차 권선;
온오프 동작에 의해 상기 배터리셀로부터 상기 1차 권선으로의 전류 흐름을 연결 또는 차단하는 밸런싱 스위치부; 및
상기 메인 릴레이에 병렬로 연결되며, 온오프 동작에 의해 상기 2차 권선으로부터 상기 부하로의 전류 흐름을 연결 또는 차단하는 프리차지 릴레이;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 부하의 전압을 모니터링하여 상기 배터리팩의 전압과 상기 부하의 전압 간 차이값이 기 설정된 값 이하인 것으로 판단하면,
상기 메인 릴레이를 온으로 동작시켜 상기 배터리팩과 상기 부하가 직접 연결되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템.A battery pack including a plurality of battery cells electrically connected to each other;
A load connected in parallel with the battery pack;
a main relay installed on a conductor connecting the battery pack and the load;
a power transmission unit connected to a positive terminal of the battery pack, a negative terminal of the battery pack, the plurality of battery cells, and the load, and performing voltage balancing of the battery cells and precharging of the load; and
A control unit that monitors the voltage of each of the battery cells and the voltage of the load to control the operation of the main relay and the power transmission unit,
The power transmission unit,
When the main relay is operating in the off state, precharging of the load is performed, and in a state in which the main relay is operating in the on state, voltage balancing of the battery cells is performed,
The power transmission unit,
a plurality of primary windings connected in parallel to each of the plurality of battery cells;
a secondary winding having one end connected to the positive terminal of the battery pack and the other end connected to the negative terminal of the battery pack;
a balancing switch unit that connects or blocks current flow from the battery cell to the primary winding through an on-off operation; and
A precharge relay is connected in parallel to the main relay and connects or blocks current flow from the secondary winding to the load through an on-off operation,
The control unit,
When monitoring the voltage of the load and determining that the difference between the voltage of the battery pack and the voltage of the load is less than a preset value,
A power system characterized in that the main relay is turned on to control the battery pack and the load to be directly connected. 서로 전기적으로 연결되는 복수의 배터리셀을 포함하는 배터리팩;
상기 배터리팩과 병렬 연결되는 부하;
상기 배터리팩과 상기 부하를 연결하는 도선에 설치되는 메인 릴레이;
상기 배터리팩의 양극단자, 상기 배터리팩의 음극단자, 상기 복수의 배터리셀 및 상기 부하에 연결되며, 상기 배터리셀의 전압 밸런싱 및 상기 부하의 프리차지를 수행하는 전력 전달부; 및
상기 배터리셀 각각의 전압 및 상기 부하의 전압을 모니터링하여, 상기 메인 릴레이 및 상기 전력 전달부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 전력 전달부는,
상기 메인 릴레이가 오프로 동작하는 상태에서는 상기 부하의 프리차지를 수행하고, 상기 메인 릴레이가 온으로 동작하는 상태에서는 상기 배터리셀의 전압 밸런싱을 수행하고,
상기 전력 전달부는,
상기 복수의 배터리셀 각각과 병렬 연결되는 복수의 1차 권선;
일단이 상기 배터리팩의 양극단자와 연결되고, 타단이 상기 배터리팩의 음극단자와 연결되는 2차 권선;
온오프 동작에 의해 상기 배터리셀로부터 상기 1차 권선으로의 전류 흐름을 연결 또는 차단하는 밸런싱 스위치부; 및
상기 메인 릴레이에 병렬로 연결되며, 온오프 동작에 의해 상기 2차 권선으로부터 상기 부하로의 전류 흐름을 연결 또는 차단하는 프리차지 릴레이;를 포함하며,
상기 프리차지 릴레이는 일단이 상기 2차 권선의 일단에 연결되고, 타단이 상기 부하에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 시스템.A battery pack including a plurality of battery cells electrically connected to each other;
A load connected in parallel with the battery pack;
a main relay installed on a conductor connecting the battery pack and the load;
a power transmission unit connected to a positive terminal of the battery pack, a negative terminal of the battery pack, the plurality of battery cells, and the load, and performing voltage balancing of the battery cells and precharging of the load; and
A control unit that monitors the voltage of each of the battery cells and the voltage of the load to control the operation of the main relay and the power transmission unit,
The power transmission unit,
When the main relay is operating in the off state, precharging of the load is performed, and in a state in which the main relay is operating in the on state, voltage balancing of the battery cells is performed,
The power transmission unit,
a plurality of primary windings connected in parallel to each of the plurality of battery cells;
a secondary winding having one end connected to the positive terminal of the battery pack and the other end connected to the negative terminal of the battery pack;
a balancing switch unit that connects or blocks current flow from the battery cell to the primary winding through an on-off operation; and
A precharge relay is connected in parallel to the main relay and connects or blocks current flow from the secondary winding to the load through an on-off operation,
A power system characterized in that one end of the precharge relay is connected to one end of the secondary winding, and the other end is connected to the load. 서로 전기적으로 연결되는 복수의 배터리셀을 포함하는 배터리팩;
상기 배터리팩과 병렬 연결되는 부하;
상기 배터리팩과 상기 부하를 연결하는 도선에 설치되는 메인 릴레이;
상기 배터리팩의 양극단자, 상기 배터리팩의 음극단자, 상기 복수의 배터리셀 및 상기 부하에 연결되며, 상기 배터리셀의 전압 밸런싱 및 상기 부하의 프리차지를 수행하는 전력 전달부; 및
상기 배터리셀 각각의 전압 및 상기 부하의 전압을 모니터링하여, 상기 메인 릴레이 및 상기 전력 전달부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 전력 전달부는,
상기 메인 릴레이가 오프로 동작하는 상태에서는 상기 부하의 프리차지를 수행하고, 상기 메인 릴레이가 온으로 동작하는 상태에서는 상기 배터리셀의 전압 밸런싱을 수행하고,
상기 전력 전달부는,
상기 복수의 배터리셀 각각과 병렬 연결되는 복수의 1차 권선;
일단이 상기 배터리팩의 양극단자와 연결되고, 타단이 상기 배터리팩의 음극단자와 연결되는 2차 권선;
온오프 동작에 의해 상기 배터리셀로부터 상기 1차 권선으로의 전류 흐름을 연결 또는 차단하는 밸런싱 스위치부; 및
상기 메인 릴레이에 병렬로 연결되며, 온오프 동작에 의해 상기 2차 권선으로부터 상기 부하로의 전류 흐름을 연결 또는 차단하는 프리차지 릴레이;를 포함하며,
상기 2차 권선과 상기 배터리팩의 양극단자가 연결되는 경로에 2차 권선 다이오드를 더 포함하는 전원 시스템.A battery pack including a plurality of battery cells electrically connected to each other;
A load connected in parallel with the battery pack;
a main relay installed on a conductor connecting the battery pack and the load;
a power transmission unit connected to a positive terminal of the battery pack, a negative terminal of the battery pack, the plurality of battery cells, and the load, and performing voltage balancing of the battery cells and precharging of the load; and
A control unit that monitors the voltage of each of the battery cells and the voltage of the load to control the operation of the main relay and the power transmission unit,
The power transmission unit,
When the main relay is operating in the off state, precharging of the load is performed, and in a state in which the main relay is operating in the on state, voltage balancing of the battery cells is performed,
The power transmission unit,
a plurality of primary windings connected in parallel to each of the plurality of battery cells;
a secondary winding having one end connected to the positive terminal of the battery pack and the other end connected to the negative terminal of the battery pack;
a balancing switch unit that connects or blocks current flow from the battery cell to the primary winding through an on-off operation; and
A precharge relay is connected in parallel to the main relay and connects or blocks current flow from the secondary winding to the load through an on-off operation,
A power system further comprising a secondary winding diode in a path connecting the secondary winding and the positive terminal of the battery pack. 서로 전기적으로 연결되는 복수의 배터리셀을 포함하는 배터리팩;
상기 배터리팩과 병렬 연결되는 부하;
상기 배터리팩과 상기 부하를 연결하는 도선에 설치되는 메인 릴레이;
상기 배터리팩의 양극단자, 상기 배터리팩의 음극단자, 상기 복수의 배터리셀 및 상기 부하에 연결되며, 상기 배터리셀의 전압 밸런싱 및 상기 부하의 프리차지를 수행하는 전력 전달부; 및
상기 배터리셀 각각의 전압 및 상기 부하의 전압을 모니터링하여, 상기 메인 릴레이 및 상기 전력 전달부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 전력 전달부는,
상기 메인 릴레이가 오프로 동작하는 상태에서는 상기 부하의 프리차지를 수행하고, 상기 메인 릴레이가 온으로 동작하는 상태에서는 상기 배터리셀의 전압 밸런싱을 수행하고,
상기 전력 전달부는,
상기 복수의 배터리셀 각각과 병렬 연결되는 복수의 1차 권선;
일단이 상기 배터리팩의 양극단자와 연결되고, 타단이 상기 배터리팩의 음극단자와 연결되는 2차 권선;
온오프 동작에 의해 상기 배터리셀로부터 상기 1차 권선으로의 전류 흐름을 연결 또는 차단하는 밸런싱 스위치부; 및
상기 메인 릴레이에 병렬로 연결되며, 온오프 동작에 의해 상기 2차 권선으로부터 상기 부하로의 전류 흐름을 연결 또는 차단하는 프리차지 릴레이;를 포함하며,
상기 프리차지 릴레이에 직렬로 연결되는 프리차지 릴레이 다이오드를 더 포함하는 전원 시스템.A battery pack including a plurality of battery cells electrically connected to each other;
A load connected in parallel with the battery pack;
a main relay installed on a conductor connecting the battery pack and the load;
a power transmission unit connected to a positive terminal of the battery pack, a negative terminal of the battery pack, the plurality of battery cells, and the load, and performing voltage balancing of the battery cells and precharging of the load; and
A control unit that monitors the voltage of each of the battery cells and the voltage of the load to control the operation of the main relay and the power transmission unit,
The power transmission unit,
When the main relay is operating in the off state, precharging of the load is performed, and in a state in which the main relay is operating in the on state, voltage balancing of the battery cells is performed,
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a plurality of primary windings connected in parallel to each of the plurality of battery cells;
a secondary winding having one end connected to the positive terminal of the battery pack and the other end connected to the negative terminal of the battery pack;
a balancing switch unit that connects or blocks current flow from the battery cell to the primary winding through an on-off operation; and
A precharge relay is connected in parallel to the main relay and connects or blocks current flow from the secondary winding to the load through an on-off operation,
A power system further comprising a precharge relay diode connected in series to the precharge relay.
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