KR102669960B1 - Battery management system, baptter rack, and energy storage system - Google Patents

Battery management system, baptter rack, and energy storage system Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은, 배터리의 온도를 나타내는 모니터링 전압을 생성하는 온도 센싱 회로; 및 온도 감시 장치를 포함한다. 상기 온도 감시 장치는, 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성 회로; 비교 신호를 생성하는 전압 비교기; 및 피드백 신호를 생성하는 피드백 회로를 포함한다. 상기 전압 비교기는, 상기 모니터링 전압이 상기 기준 전압 이상인 경우, 상기 비교 신호를 플로팅시킨다. 상기 전압 비교기는, 상기 모니터링 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우, 로우-레벨 전압을 상기 비교 신호로서 생성한다. 상기 피드백 회로는, 상기 비교 신호가 플로팅되는 경우, 하이-레벨 전압을 상기 피드백 신호로서 생성한다. 상기 피드백 회로는, 상기 비교 신호가 상기 로우-레벨 전압인 경우, 상기 로우-레벨 전압을 상기 피드백 신호로서 생성한다. 상기 기준 전압 생성 회로는, 상기 피드백 신호가 상기 하이-레벨 전압인 경우, 제1 진단 온도를 나타내는 제1 진단 전압을 상기 기준 전압으로서 생성한다. 상기 기준 전압 생성 회로는, 상기 피드백 신호가 상기 로우-레벨 전압인 경우, 상기 제1 진단 온도보다 낮은 제2 진단 온도를 나타내는 제2 진단 전압을 상기 기준 전압으로서 생성한다.A battery management system according to an embodiment of the present invention includes a temperature sensing circuit that generates a monitoring voltage indicating the temperature of the battery; and a temperature monitoring device. The temperature monitoring device includes a reference voltage generation circuit that generates a reference voltage; a voltage comparator that generates a comparison signal; and a feedback circuit that generates a feedback signal. The voltage comparator floats the comparison signal when the monitoring voltage is greater than or equal to the reference voltage. The voltage comparator generates a low-level voltage as the comparison signal when the monitoring voltage is less than the reference voltage. The feedback circuit generates a high-level voltage as the feedback signal when the comparison signal is floating. The feedback circuit generates the low-level voltage as the feedback signal when the comparison signal is the low-level voltage. When the feedback signal is the high-level voltage, the reference voltage generating circuit generates a first diagnostic voltage representing a first diagnostic temperature as the reference voltage. When the feedback signal is the low-level voltage, the reference voltage generating circuit generates a second diagnosis voltage indicating a second diagnosis temperature lower than the first diagnosis temperature as the reference voltage.

Description

배터리 관리 시스템, 배터리 랙 및 에너지 저장 시스템{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM, BAPTTER RACK, AND ENERGY STORAGE SYSTEM}Battery management system, battery rack and energy storage system {BATTERY MANAGEMENT SYSTEM, BAPTTER RACK, AND ENERGY STORAGE SYSTEM}

본 발명은, 배터리의 온도를 감시하여 배터리를 과열로부터 보호하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a technology for monitoring the temperature of a battery and protecting the battery from overheating.

최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, as the demand for portable electronic products such as laptops, video cameras, and portable phones has rapidly increased, and as the development of electric vehicles, energy storage batteries, robots, and satellites has begun, the need for high-performance batteries capable of repeated charging and discharging has increased. Research is actively underway.

현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Currently commercialized batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium batteries. Among these, lithium batteries have almost no memory effect compared to nickel-based batteries, so they can be freely charged and discharged, and have a very high self-discharge rate. It is attracting attention due to its low and high energy density.

배터리를 안전하고 효율적으로 충방전하기 위한 배터리 관리 시스템이 널리 사용되고 있다. 특히, 배터리 관리 시스템에 탑재되는 제어부는, 배터리의 온도가 소정의 범위 내에서 관리될 수 있도록, 온도 센싱 회로로부터의 신호를 기초로, 배터리의 온도를 지속적으로 감시하고, 배터리의 과열 시 배터리를 냉각시키거나 충방전을 중단하는 등의 기능을 실행한다. 제어부는, MCU(Micro Control Unit) 등을 포함할 수 있는데, 외부 충격 등으로 인하여 때때로 오동작(예, 소프트웨어 오류)하거나 고장날 수 있다. 이러한 상황에서는, 배터리에 대한 온도 감시가 제어부에 의한 제대로 실행될 수 없고, 배터리가 과열되는 것을 방지하기 위한 기능 역시 실행되지 않을 수 없다.Battery management systems are widely used to safely and efficiently charge and discharge batteries. In particular, the control unit mounted on the battery management system continuously monitors the temperature of the battery based on signals from the temperature sensing circuit so that the battery temperature can be managed within a predetermined range, and stops the battery when it overheats. Performs functions such as cooling or stopping charging and discharging. The control unit may include an MCU (Micro Control Unit), etc., which may sometimes malfunction (e.g., software error) or break down due to external shocks, etc. In this situation, temperature monitoring of the battery cannot be properly performed by the control unit, and a function to prevent the battery from overheating must also be executed.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 소프트웨어를 이용하여 배터리의 온도를 감시하는 제어부와는 독립적으로, 하드웨어를 이용하여 배터리의 온도를 추가적으로 감시하는 장치를 포함하는 배터리 관리 시스템, 배터리 랙 및 에너지 저장 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the above problems, and is a battery management system that includes a device that additionally monitors the temperature of the battery using hardware, independently of the control unit that monitors the temperature of the battery using software. , the purpose is to provide battery racks and energy storage systems.

또한, 본 발명은, 배터리의 온도가 상승하여 제1 진단 온도(예, 80℃)에 도달하는 비정상 온도 상태가 발생하는 경우, 제1 진단 온도(예, 80℃)보다 낮은 제2 진단 온도(예, 65℃)를 상기 비정상 온도 상태와 정상 온도 상태의 경계점의 온도로서 자동 설정하는 장치를 포함하는 배터리 관리 시스템, 배터리 랙 및 에너지 저장 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention, when an abnormal temperature condition occurs in which the temperature of the battery rises and reaches the first diagnosis temperature (e.g., 80°C), a second diagnosis temperature (e.g., 80°C) lower than the first diagnosis temperature (e.g., 80°C) The purpose is to provide a battery management system, a battery rack, and an energy storage system that include a device that automatically sets (e.g., 65°C) as the temperature of the boundary point between the abnormal temperature state and the normal temperature state.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood from the following description and will be more clearly understood by practicing the present invention. In addition, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations thereof indicated in the claims.

본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은, 배터리의 온도를 나타내는 모니터링 전압을 생성하도록 구성되는 온도 센싱 회로; 및 온도 감시 장치를 포함한다. 상기 온도 감시 장치는, 피드백 신호를 이용하여, 기준 전압을 생성하도록 구성되는 기준 전압 생성 회로; 상기 모니터링 전압 및 상기 기준 전압을 이용하여, 비교 신호를 생성하도록 구성되는 전압 비교기; 및 상기 비교 신호를 이용하여, 상기 피드백 신호를 생성하도록 구성되는 피드백 회로를 포함한다. 상기 전압 비교기는, 상기 모니터링 전압이 상기 기준 전압 이상인 경우, 상기 비교 신호를 플로팅시키도록 구성된다. 상기 전압 비교기는, 상기 모니터링 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우, 로우-레벨 전압을 상기 비교 신호로서 생성하도록 구성된다. 상기 피드백 회로는, 상기 비교 신호가 플로팅되는 경우, 하이-레벨 전압을 상기 피드백 신호로서 생성하도록 구성된다. 상기 피드백 회로는, 상기 비교 신호가 상기 로우-레벨 전압인 경우, 상기 로우-레벨 전압을 상기 피드백 신호로서 생성하도록 구성된다. 상기 기준 전압 생성 회로는, 상기 피드백 신호가 상기 하이-레벨 전압인 경우, 제1 진단 온도를 나타내는 제1 진단 전압을 상기 기준 전압으로서 생성하도록 구성된다. 상기 기준 전압 생성 회로는, 상기 피드백 신호가 상기 로우-레벨 전압인 경우, 상기 제1 진단 온도보다 낮은 제2 진단 온도를 나타내는 제2 진단 전압을 상기 기준 전압으로서 생성하도록 구성된다.A battery management system according to a first embodiment of the present invention includes a temperature sensing circuit configured to generate a monitoring voltage indicating the temperature of the battery; and a temperature monitoring device. The temperature monitoring device includes a reference voltage generation circuit configured to generate a reference voltage using a feedback signal; a voltage comparator configured to generate a comparison signal using the monitoring voltage and the reference voltage; and a feedback circuit configured to generate the feedback signal using the comparison signal. The voltage comparator is configured to float the comparison signal when the monitoring voltage is greater than or equal to the reference voltage. The voltage comparator is configured to generate a low-level voltage as the comparison signal when the monitoring voltage is less than the reference voltage. The feedback circuit is configured to generate a high-level voltage as the feedback signal when the comparison signal is floating. The feedback circuit is configured to generate the low-level voltage as the feedback signal when the comparison signal is the low-level voltage. The reference voltage generating circuit is configured to generate, as the reference voltage, a first diagnostic voltage representing a first diagnostic temperature when the feedback signal is the high-level voltage. The reference voltage generating circuit is configured to generate, as the reference voltage, a second diagnostic voltage representing a second diagnostic temperature lower than the first diagnostic temperature when the feedback signal is the low-level voltage.

상기 제2 진단 전압은, 상기 제1 진단 전압보다 클 수 있다.The second diagnostic voltage may be greater than the first diagnostic voltage.

상기 모니터링 전압이 상기 제1 진단 전압 이하인 것은, 상기 배터리의 온도가 상기 제1 진단 온도 이상인 비정상 온도 상태를 나타낸다. 상기 모니터링 전압이 상기 제2 진단 전압보다 큰 것은, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 진단 온도보다 낮은 정상 온도 상태를 나타낸다.The fact that the monitoring voltage is lower than the first diagnostic voltage indicates an abnormal temperature state in which the temperature of the battery is higher than the first diagnostic temperature. The fact that the monitoring voltage is greater than the second diagnosis voltage indicates a normal temperature state in which the temperature of the battery is lower than the second diagnosis temperature.

상기 온도 센싱 회로는, 제1 정전압이 공급되는 제1 정전압 단자와 제1 기준 노드 간에 연결되는 제1 저항체; 및 상기 배터리의 온도에 대한 부특성 온도 계수를 가지고, 상기 제1 기준 노드와 접지 간에 연결되는 서미스터를 포함할 수 있다. 상기 모니터링 전압은, 상기 서미스터의 양단에 걸친 전압이다.The temperature sensing circuit includes: a first resistor connected between a first constant voltage terminal to which a first constant voltage is supplied and a first reference node; and a thermistor having a sub-characteristic temperature coefficient for the temperature of the battery and connected between the first reference node and ground. The monitoring voltage is the voltage across both ends of the thermistor.

상기 기준 전압 생성 회로는, 상기 제1 정전압이 공급되는 제2 정전압 단자와 제2 기준 노드 간에 연결되는 제2 저항체; 상기 제2 기준 노드와 상기 접지 간에 연결되는 제3 저항체; 및 상기 제3 저항체에 병렬 연결되는, 제4 저항체와 제1 스위치의 직렬 회로를 포함할 수 있다. 상기 제1 스위치는, 상기 피드백 신호가 상기 하이-레벨 전압인 경우, 턴 온될 수 있다. 상기 제1 진단 전압은, 상기 제1 스위치의 턴 온 시의 상기 제3 저항체의 양단에 걸친 전압이다.The reference voltage generating circuit includes a second resistor connected between a second reference node and a second constant voltage terminal to which the first constant voltage is supplied; a third resistor connected between the second reference node and the ground; and a series circuit of a fourth resistor and a first switch connected in parallel to the third resistor. The first switch may be turned on when the feedback signal is the high-level voltage. The first diagnostic voltage is a voltage across both ends of the third resistor when the first switch is turned on.

상기 제1 스위치는, 상기 피드백 신호가 상기 로우-레벨 전압인 경우, 턴 오프될 수 있다. 상기 제2 진단 전압은, 상기 제1 스위치의 턴 오프 시의 상기 제3 저항체의 양단에 걸친 전압이다.The first switch may be turned off when the feedback signal is the low-level voltage. The second diagnostic voltage is a voltage across both ends of the third resistor when the first switch is turned off.

상기 전압 비교기는, 상기 제1 기준 노드에 연결되는 제1 입력핀; 상기 제2 기준 노드에 연결되는 제2 입력핀; 및 상기 비교 신호를 출력하는 출력핀을 포함할 수 있다.The voltage comparator includes a first input pin connected to the first reference node; a second input pin connected to the second reference node; And it may include an output pin that outputs the comparison signal.

상기 피드백 회로는, 이미터, 콜렉터 및 베이스를 포함하는 제2 스위치; 소스, 드레인 및 게이트를 포함하는 제3 스위치; 및 제5 저항체를 포함할 수 있다. 상기 이미터는, 제2 정전압이 공급되는 제3 정전압 단자에 연결될 수 있다. 상기 콜렉터는, 상기 게이트에 연결될 수 있다. 상기 베이스는, 상기 출력핀에 연결될 수 있다. 상기 소스는, 상기 접지에 연결될 수 있다. 상기 제5 저항체는, 제3 정전압이 공급되는 제4 정전압 단자와 상기 드레인 간에 연결될 수 있다. 상기 비교 신호가 상기 로우-레벨 전압인 경우, 상기 제2 스위치와 상기 제3 스위치가 순차적으로 턴 온될 수 있다. 상기 제3 스위치가 턴 온되는 경우, 상기 로우-레벨 전압이 상기 피드백 신호로서 상기 제1 스위치에 인가될 수 있다.The feedback circuit includes a second switch including an emitter, a collector, and a base; a third switch including a source, drain and gate; and a fifth resistor. The emitter may be connected to a third constant voltage terminal to which a second constant voltage is supplied. The collector may be connected to the gate. The base may be connected to the output pin. The source may be connected to the ground. The fifth resistor may be connected between the drain and a fourth constant voltage terminal to which a third constant voltage is supplied. When the comparison signal is the low-level voltage, the second switch and the third switch may be turned on sequentially. When the third switch is turned on, the low-level voltage may be applied to the first switch as the feedback signal.

상기 피드백 회로는, 상기 콜렉터와 상기 게이트 간에 연결되는 지연 회로를 더 포함할 수 있다. 상기 지연 회로는, 상기 제2 스위치가 턴 온되는 경우, 상기 콜렉터와 상기 접지 간의 전압을 소정의 시상수로 지연시켜 상기 게이트에 인가하도록 구성될 수 있다.The feedback circuit may further include a delay circuit connected between the collector and the gate. The delay circuit may be configured to delay the voltage between the collector and the ground by a predetermined time constant and apply it to the gate when the second switch is turned on.

상기 피드백 회로는, 상기 드레인과 상기 소스 간에 연결되는 제너 다이오드를 더 포함할 수 있다.The feedback circuit may further include a Zener diode connected between the drain and the source.

본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은, 배터리의 온도를 나타내는 모니터링 전압을 생성하도록 구성되는 온도 센싱 회로; 및 온도 감시 장치를 포함한다. 상기 온도 감시 장치는, 비교 신호를 이용하여, 기준 전압을 생성하도록 구성되는 기준 전압 생성 회로; 및 상기 모니터링 전압 및 상기 기준 전압을 이용하여, 상기 비교 신호를 생성하도록 구성되는 전압 비교기를 포함한다. 상기 전압 비교기는, 상기 모니터링 전압이 상기 기준 전압 이상인 경우, 하이-레벨 전압을 상기 비교 신호로서 생성하도록 구성된다. 상기 전압 비교기는, 상기 모니터링 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우, 로우-레벨 전압을 상기 비교 신호로서 생성하도록 구성된다. 상기 기준 전압 생성 회로는, 상기 비교 신호가 상기 하이-레벨 전압인 경우, 제1 진단 온도를 나타내는 제1 진단 전압을 상기 기준 전압으로서 생성하도록 구성된다. 상기 비교 신호가 상기 로우-레벨 전압인 경우, 상기 제1 진단 온도보다 낮은 제2 진단 온도를 나타내는 제2 진단 전압을 상기 기준 전압으로서 생성하도록 구성된다.A battery management system according to a second embodiment of the present invention includes a temperature sensing circuit configured to generate a monitoring voltage indicating the temperature of the battery; and a temperature monitoring device. The temperature monitoring device includes a reference voltage generating circuit configured to generate a reference voltage using a comparison signal; and a voltage comparator configured to generate the comparison signal using the monitoring voltage and the reference voltage. The voltage comparator is configured to generate a high-level voltage as the comparison signal when the monitoring voltage is greater than or equal to the reference voltage. The voltage comparator is configured to generate a low-level voltage as the comparison signal when the monitoring voltage is less than the reference voltage. The reference voltage generating circuit is configured to generate, as the reference voltage, a first diagnostic voltage representing a first diagnostic temperature when the comparison signal is the high-level voltage. When the comparison signal is the low-level voltage, it is configured to generate a second diagnostic voltage representing a second diagnostic temperature lower than the first diagnostic temperature as the reference voltage.

본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 관리 시스템을 포함한다.A battery pack according to another aspect of the present invention includes the battery management system.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 에너지 저장 시스템은, 상기 배터리 랙을 포함한다.An energy storage system according to another aspect of the present invention includes the battery rack.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 관리 시스템이 배터리의 온도를 2중으로 감시할 수 있다. According to at least one of the embodiments of the present invention, the battery management system can dually monitor the temperature of the battery.

또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리의 온도가 상승하여 제1 진단 온도(예, 80℃)에 도달하는 경우, 배터리의 온도가 제1 진단 온도보다 낮은 제2 진단 온도(예, 65℃)까지 저하될 때까지, 배터리가 비정상 온도 상태임을 나타내는 신호를 자동 출력할 수 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, when the temperature of the battery increases and reaches the first diagnosis temperature (e.g., 80° C.), the temperature of the battery is lower than the first diagnosis temperature. A signal indicating that the battery is in an abnormal temperature state can be automatically output until the temperature drops to 65°C (e.g., 65°C).

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 온도 감시 장치를 포함하는 배터리 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 온도 감시 장치의 상세 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 온도 감시 장치의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later, so the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
1 is a diagram schematically showing an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram schematically showing a battery management system including a temperature monitoring device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating the detailed configuration of the temperature monitoring device shown in FIG. 2.
Figure 4 is a diagram illustrating the configuration of a temperature monitoring device according to the second embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of definability.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing this application, various alternatives are available to replace them. It should be understood that equivalents and variations may exist.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., are used for the purpose of distinguishing one of the various components from the rest, and are not used to limit the components by such terms.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어부>와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to “include” a certain element, this means that it does not exclude other elements, but may further include other elements, unless specifically stated to the contrary. Additionally, terms such as <control unit> described in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Additionally, throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this refers not only to the case where it is "directly connected" but also to the case where it is "indirectly connected" with another element in between. Includes.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 온도 감시 장치를 포함하는 배터리 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram schematically showing an energy storage system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram schematically showing a battery management system including a temperature monitoring device according to a first embodiment.

도 1을 참조하면, 에너지 저장 시스템(1)은, 전력 변환 시스템(PCS: Power Conversion System)(10) 및 복수의 배터리 랙(20)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the energy storage system 1 includes a power conversion system (PCS) 10 and a plurality of battery racks 20.

전력 변환 시스템(10)은, 전기 계통(2)과 복수의 배터리 랙(20) 간에 전기적으로 연결된다. 전력 변환 시스템(10)은, 전기 계통(2)으로부터의 교류 전력을 복수의 배터리 랙(20)의 충전을 위한 직류 전력으로 변환 수 있다. 전력 변환 시스템(10)은, 복수의 배터리 랙(20)으로부터의 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다. 전력 변환 시스템(10)은, 상기 교류 전력 또는 상기 직류 전력으로부터, VC1, VC2, VC3 등의 정전압을 생성할 수 있다. 각 정전압은, 각 배터리 랙(20)에 공급되어, 배터리(40)의 온도를 감시하는 데에 이용된다. 대안적으로, 전력 변환 시스템(10) 대신, 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)(40) 내의 전압 변환 장치(예, LDO(Low Drop Output) 레귤레이터)가 배터리(30)의 전압을 이용하여 VC1, VC2 및/또는 VC3을 생성할 수도 있다.The power conversion system 10 is electrically connected between the electric system 2 and the plurality of battery racks 20. The power conversion system 10 can convert alternating current power from the electric system 2 into direct current power for charging the plurality of battery racks 20. The power conversion system 10 can convert direct current power from the plurality of battery racks 20 into alternating current power. The power conversion system 10 may generate constant voltages such as V C1 , V C2 , and V C3 from the AC power or the DC power. Each constant voltage is supplied to each battery rack 20 and used to monitor the temperature of the battery 40. Alternatively, instead of the power conversion system 10, a voltage conversion device (e.g., Low Drop Output (LDO) regulator) within the battery management system (BMS) 40 uses the voltage of the battery 30. V C1 , V C2 and/or V C3 may be generated.

복수의 배터리 랙(20)은, 전력 변환 시스템(10)과 접지 간에 병렬 연결된다. 각 배터리 랙(20)은, 배터리(30) 및 배터리 관리 시스템(40)을 포함한다.A plurality of battery racks 20 are connected in parallel between the power conversion system 10 and ground. Each battery rack 20 includes a battery 30 and a battery management system 40.

배터리(30)는, 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결되는 복수의 배터리 셀(31)을 포함한다. 각 배터리 셀(31)은, 리튬 이온 배터리 셀일 수 있다. 물론, 반복적인 충방전이 가능한 것이라면, 배터리 셀(31)의 종류는 특별히 한정되지 않는다.The battery 30 includes a plurality of battery cells 31 electrically connected in series and/or parallel. Each battery cell 31 may be a lithium ion battery cell. Of course, the type of battery cell 31 is not particularly limited as long as repeated charging and discharging is possible.

도 2를 참조하면, 배터리 관리 시스템(40)은, 센싱부(50), 제어부(100) 및 온도 감시 장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the battery management system 40 includes a sensing unit 50, a control unit 100, and a temperature monitoring device 200.

센싱부(50)는, 전압 센싱 회로(52), 전류 센싱 회로(54) 및 온도 센싱 회로(56) 중 적어도 하나를 포함한다. The sensing unit 50 includes at least one of a voltage sensing circuit 52, a current sensing circuit 54, and a temperature sensing circuit 56.

전압 센싱 회로(52)는, 배터리(30)의 양극 단자와 음극 단자에 전기적으로 연결된다. 전압 센싱 회로(52)는, 배터리(30)의 양단에 걸친 전압인 배터리 전압을 측정하고, 측정된 배터리 전압을 나타내는 신호(DV)를 제어부(100)에게 출력하도록 구성된다.The voltage sensing circuit 52 is electrically connected to the positive and negative terminals of the battery 30. The voltage sensing circuit 52 is configured to measure the battery voltage, which is the voltage across both ends of the battery 30, and output a signal D V representing the measured battery voltage to the control unit 100.

전류 센싱 회로(54)는, 배터리(30)와 전력 변환 시스템(10) 간의 전력 라인에 전기적으로 연결된다. 예컨대, 션트 저항이나 홀 효과 소자 등이 전류 센싱 회로(54)로서 이용될 수 있다. 전류 센싱 회로(54)는, 배터리(30)를 통해 흐르는 배터리 전류를 측정하고, 측정된 배터리 전류를 나타내는 신호(DI)를 제어부(100)에게 출력하도록 구성된다. Current sensing circuit 54 is electrically connected to a power line between battery 30 and power conversion system 10. For example, a shunt resistor or a Hall effect element can be used as the current sensing circuit 54. The current sensing circuit 54 is configured to measure the battery current flowing through the battery 30 and output a signal D I representing the measured battery current to the control unit 100.

온도 센싱 회로(56)는, 배터리(30)로부터 소정 거리 내의 영역에 배치된다. 온도 센싱 회로(56)는 배터리(30)의 배터리 온도를 측정하고, 측정된 배터리 온도를 나타내는 신호(DT)를 제어부(100)에게 출력하도록 구성된다.The temperature sensing circuit 56 is disposed in an area within a predetermined distance from the battery 30. The temperature sensing circuit 56 is configured to measure the battery temperature of the battery 30 and output a signal D T indicating the measured battery temperature to the control unit 100.

제어부(100)는, 하드웨어적으로, ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.In terms of hardware, the control unit 100 includes application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), and microprocessors. It can be implemented using at least one of (microprocessors) and electrical units for performing other functions.

제어부(100)에는 메모리가 내장될 수 있다. 메모리에는, 배터리를 관리하는 데에 필요한 프로그램 및 각종 데이터가 저장될 수 있다. 메모리는, 예컨대 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.The control unit 100 may have a built-in memory. Programs and various data necessary for battery management may be stored in the memory. Memory, for example, flash memory type, hard disk type, SSD type (Solid State Disk type), SDD type (Silicon Disk Drive type), multimedia card micro type. , at least one of random access memory (RAM), static random access memory (SRAM), read-only memory (ROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), and programmable read-only memory (PROM) It may include types of storage media.

제어부(100)는, 센싱부(50)에 동작 가능하게 결합된다. 제어부(100)는, 전압 센싱 회로(52), 전류 센싱 회로(54) 및 온도 센싱 회로(56) 각각으로부터의 신호(DV, DI, DT)를 배터리 정보로서 취득하고, 취득된 배터리 정보를 메모리에 기록할 수 있다.The control unit 100 is operably coupled to the sensing unit 50. The control unit 100 acquires signals (D V , D I , D T ) from each of the voltage sensing circuit 52, current sensing circuit 54, and temperature sensing circuit 56 as battery information, and Information can be recorded in memory.

제어부(100)는, 배터리 전압, 배터리 전류 및/또는 배터리 온도를 기초로, 배터리(30)의 충전상태(SOC: State Of Charge)를 결정할 수 있다. SOC의 결정은, 전류 적산법, 칼만 필터 등과 같은 공지의 방식이 활용될 수 있다.The control unit 100 may determine the state of charge (SOC) of the battery 30 based on the battery voltage, battery current, and/or battery temperature. To determine SOC, known methods such as current integration method, Kalman filter, etc. can be used.

제어부(100)는, 배터리 정보를 기초로, 배터리(30)의 비정상을 진단할 수 있다. 예컨대, 제어부(100)는, 배터리(30)의 과전압, 저전압, 과충전, 과방전, 과열 등을 진단할 수 있다.The control unit 100 may diagnose abnormalities in the battery 30 based on battery information. For example, the control unit 100 can diagnose overvoltage, undervoltage, overcharge, overdischarge, overheating, etc. of the battery 30.

특히, 제어부(100)는, 메모리에 저장된 온도 진단용 소프트웨어를 실행하여, 배터리(30)의 과열 여부를 진단한다. 구체적으로, 제어부(100)는, 온도 진단용 소프트웨어의 실행 시, 제어부(100)에 내장된 아날로그-디지털 컨버터를 이용하여, 아날로그 값의 신호(DT)를 디지털 값으로 변환하고, 디지털 값을 기초로 배터리(30)의 온도가 제1 진단 온도(예, 80℃) 이상인 비정상 온도 상태인지 및 제2 진단 온도(예, 65℃) 미만인 정상 온도 상태인지를 진단한다. 제1 진단 온도와 제2 진단 온도는, 배터리(30)의 전기화학적 특성, 에너지 저장 시스템(1)의 사용 환경 등을 고려하여 미리 정해질 수 있다.In particular, the control unit 100 executes temperature diagnosis software stored in the memory to diagnose whether the battery 30 is overheated. Specifically, when running the temperature diagnosis software, the control unit 100 converts the analog signal D T into a digital value using an analog-to-digital converter built into the control unit 100, and uses the digital value as the basis. It is diagnosed whether the temperature of the battery 30 is in an abnormal temperature state higher than the first diagnosis temperature (eg, 80°C) or in a normal temperature state lower than the second diagnosis temperature (eg, 65°C). The first diagnosis temperature and the second diagnosis temperature may be determined in advance in consideration of the electrochemical characteristics of the battery 30, the use environment of the energy storage system 1, etc.

본 명세서에 기재된 용어인 '모니터링 전압'은, 신호(DT)를 지칭한다.The term 'monitoring voltage' as used herein refers to a signal (D T ).

온도 감시 장치(200)는, 기준 전압 생성 회로(210), 전압 비교기(220) 및 피드백 회로(230)를 포함한다. 온도 감시 장치(200)는, '1차 보호 수단'으로서의 제어부(100)와는 별도로, 배터리(30)의 온도를 중복적으로 감시하는 '2차 보호 수단'의 역할을 한다.The temperature monitoring device 200 includes a reference voltage generation circuit 210, a voltage comparator 220, and a feedback circuit 230. The temperature monitoring device 200, separate from the control unit 100 as a 'primary protection means', serves as a 'secondary protection means' that redundantly monitors the temperature of the battery 30.

기준 전압 생성 회로(210)는, 피드백 회로(230)로부터의 피드백 신호(DF)를 이용하여, 기준 전압(DR)을 생성하도록 구성된다.The reference voltage generation circuit 210 is configured to generate the reference voltage DR using the feedback signal DF from the feedback circuit 230 .

전압 비교기(220)는, 온도 센싱 회로(56)로부터의 모니터링 전압(DT) 및 기준 전압 생성 회로(210)로부터의 기준 전압(DR)을 이용하여, 비교 신호(DC)를 생성하도록 구성된다. 구체적으로, 전압 비교기(220)는, 입력핀(IN+), 입력핀(IN-) 및 출력핀(OUT)을 포함한다. 모니터링 전압(DT)은, 입력핀(IN+)에 입력된다. 기준 전압(DR)은, 입력핀(IN-)에 입력된다. 비교 신호(DC)는, 출력핀(OUT)으로부터 출력된다.The voltage comparator 220 uses the monitoring voltage (D T ) from the temperature sensing circuit 56 and the reference voltage (D R ) from the reference voltage generation circuit 210 to generate a comparison signal (D C ). It is composed. Specifically, the voltage comparator 220 includes an input pin (IN+), an input pin (IN-), and an output pin (OUT). The monitoring voltage (D T ) is input to the input pin (IN+). The reference voltage ( DR ) is input to the input pin (IN-). The comparison signal ( DC ) is output from the output pin (OUT).

피드백 회로(230)는, 전압 비교기(220)로부터의 비교 신호(DC)를 이용하여, 피드백 신호(DF)를 생성하도록 구성된다.The feedback circuit 230 is configured to generate a feedback signal (D F ) using the comparison signal (D C ) from the voltage comparator 220 .

도 3은 도 2에 도시된 온도 감시 장치(200)의 상세 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating the detailed configuration of the temperature monitoring device 200 shown in FIG. 2.

도 3을 참조하면, 온도 센싱 회로(56)는, 저항체(61) 및 서미스터(60)를 포함한다. 저항체(61)는, 정전압 단자(CV1)와 기준 노드(N1) 간에 연결된다. 서미스터(60)는, 기준 노드(N1)와 접지 간에 연결된다. 기준 노드(N1)는, 전압 비교기(220)의 입력핀(IN+)에 연결된다. 기준 노드(N1)는, 저항체(61)의 일단과 서미스터(60)의 일단이 접속되는 전기적인 위치를 지칭한다. 즉, 저항체(61)와 서미스터(60)는, 정전압 단자(CV1)와 접지 간에 직렬로 연결된다. 저항체(61)와 서미스터(60)의 저항비에 따라, 정전압 단자(CV1)를 통해 공급되는 정전압(VC1)(예, 3.3V)이 분배된다. Referring to FIG. 3, the temperature sensing circuit 56 includes a resistor 61 and a thermistor 60. The resistor 61 is connected between the constant voltage terminal CV1 and the reference node N1. The thermistor 60 is connected between the reference node N1 and ground. The reference node (N1) is connected to the input pin (IN+) of the voltage comparator 220. The reference node N1 refers to an electrical position where one end of the resistor 61 and one end of the thermistor 60 are connected. That is, the resistor 61 and the thermistor 60 are connected in series between the constant voltage terminal CV1 and ground. According to the resistance ratio of the resistor 61 and the thermistor 60, the constant voltage V C1 (eg, 3.3 V) supplied through the constant voltage terminal CV1 is distributed.

서미스터(60)는, 배터리(30)의 온도에 대한 부특성 온도 계수를 가진다. 모니터링 전압(DT)은, 서미스터(60)의 양단에 걸친 전압이다. 따라서, 배터리(30)의 온도가 상승할수록, 서미스터(60)의 저항과 모니터링 전압(DT)은 각각 감소한다. 반대로, 배터리(30)의 온도가 저하될수록, 서미스터(60)의 저항과 모니터링 전압(DT)은 각각 증가한다.The thermistor 60 has a negative temperature coefficient with respect to the temperature of the battery 30. The monitoring voltage (D T ) is the voltage across both ends of the thermistor 60. Accordingly, as the temperature of the battery 30 increases, the resistance of the thermistor 60 and the monitoring voltage (D T ) decrease respectively. Conversely, as the temperature of the battery 30 decreases, the resistance of the thermistor 60 and the monitoring voltage (D T ) increase respectively.

기준 전압 생성 회로(210)는, 저항체(62), 저항체(63), 저항체(64) 및 스위치(Q1)를 포함한다. 저항체(62)는, 정전압 단자(CV2)와 기준 노드(N2) 간에 연결된다. 저항체(63)는, 기준 노드(N2)와 접지 간에 연결된다. 기준 노드(N2)는, 전압 비교기(220)의 입력핀(IN-)에 연결된다. 기준 노드(N2)는, 저항체(62)의 일단과 저항체(63)의 일단이 접속되는 전기적인 위치를 지칭한다. 즉, 저항체(62)와 저항체(63)는, 정전압 단자(CV2)와 접지 간에 직렬로 연결된다. 정전압 단자(CV2)로부터 정전압(VC1)이 공급된다. 저항체(64)와 스위치(Q1)의 직렬 회로는, 저항체(63)에 병렬 연결된다. 스위치(Q1)는, 저항체(64)와 접지 간의 전류 경로를 개폐하도록 제공된다. The reference voltage generation circuit 210 includes a resistor 62, a resistor 63, a resistor 64, and a switch Q1. The resistor 62 is connected between the constant voltage terminal CV2 and the reference node N2. The resistor 63 is connected between the reference node N2 and ground. The reference node (N2) is connected to the input pin (IN-) of the voltage comparator 220. The reference node N2 refers to an electrical position where one end of the resistor 62 and one end of the resistor 63 are connected. That is, the resistor 62 and the resistor 63 are connected in series between the constant voltage terminal CV2 and ground. A constant voltage (V C1 ) is supplied from the constant voltage terminal (CV2). The series circuit of the resistor 64 and the switch Q1 is connected in parallel to the resistor 63. Switch Q1 is provided to open and close the current path between the resistor 64 and ground.

도 3에는, 스위치(Q1)가 N-채널 모스펫인 것을 예시하였다. 스위치(Q1)의 소스 및 드레인은, 각각 저항체(64)와 접지에 연결될 수 있다. 스위치(Q1)의 게이트는, 기준 노드(N3)에 연결될 수 있다. 피드백 신호(DF)는, 스위치(Q1)의 게이트에 입력될 수 있다. 스위치(Q1)는, 피드백 신호(DF)가 하이-레벨 전압인 경우에 턴 온되고, 피드백 신호(DF)가 로우-레벨 전압인 경우에 턴 오프될 수 있다.In Figure 3, it is illustrated that the switch Q1 is an N-channel MOSFET. The source and drain of the switch Q1 may be connected to the resistor 64 and ground, respectively. The gate of the switch Q1 may be connected to the reference node N3. The feedback signal D F may be input to the gate of the switch Q1. The switch Q1 may be turned on when the feedback signal DF is a high-level voltage and turned off when the feedback signal DF is a low-level voltage.

저항체(61)의 저항 = R1[Ω], 저항체(62)의 저항 = R2[Ω], 저항체(63)의 저항 = R3[Ω], 저항체(64)의 저항 = R4[Ω], 제1 진단 온도에서의 서미스터(60)의 저항 = RTH1[Ω], 제2 진단 온도에서의 서미스터(60)의 저항 = RTH2[Ω]이라고 해보자. 그러면, 다음의 제1 관계과 제2 관계를 만족한다.Resistance of the resistor 61 = R 1 [Ω], resistance of the resistor 62 = R 2 [Ω], resistance of the resistor 63 = R 3 [Ω], resistance of the resistor 64 = R 4 [Ω] ], Let us assume that the resistance of the thermistor 60 at the first diagnostic temperature = R TH1 [Ω], and the resistance of the thermistor 60 at the second diagnostic temperature = R TH2 [Ω]. Then, the following first and second relationships are satisfied.

<제1 관계> R1 : R2 = RTH1 : (R3 × R4)/(R3 + R4)<First relationship> R 1 : R 2 = R TH1 : (R 3 × R 4 )/(R 3 + R 4 )

<제2 관계> R1 : R2 = RTH2 : R3 <Second relationship> R 1 : R 2 = R TH2 : R 3

제1 관계를 참조하면, 스위치(Q1)가 턴 온되는 경우, 저항체(63)와 저항체(64)의 병렬 회로와 저항체(62)의 저항비에 따라, 정전압 단자(CV2)를 통해 공급되는 정전압(VC1)이 분배된다. 이에 따라, 제1 진단 온도를 나타내는 제1 진단 전압이 기준 전압(DR)으로서 생성된다. 제1 진단 전압은, 스위치(Q1)의 턴 온 시의 저항체(63)의 양단에 걸친 전압이다. 제1 진단 전압 = VC1 × {(R3 × R4)/(R3 + R4)}/{R2 + (R3 × R4)/(R3 + R4)} [V]이다.Referring to the first relationship, when the switch Q1 is turned on, the constant voltage supplied through the constant voltage terminal CV2 according to the resistance ratio of the resistor 62 and the parallel circuit of the resistor 63 and the resistor 64. (V C1 ) is distributed. Accordingly, a first diagnostic voltage representing the first diagnostic temperature is generated as the reference voltage DR . The first diagnostic voltage is the voltage across both ends of the resistor 63 when the switch Q1 is turned on. The first diagnostic voltage = V C1 × {(R 3 × R 4 )/(R 3 + R 4 )}/{R 2 + (R 3 × R 4 )/(R 3 + R 4 )} [V] .

제2 관계를 참조하면, 스위치(Q1)가 턴 오프되는 경우, 저항체(63)와 저항체(62)의 저항비에 따라, 정전압 단자(CV2)를 통해 공급되는 정전압(VC1)이 분배된다. 이에 따라, 제2 진단 온도를 나타내는 제2 진단 전압이 기준 전압(DR)으로서 생성된다. 제2 진단 전압은, 스위치(Q1)의 턴 오프 시의 저항체(63)의 양단에 걸친 전압이다. 예컨대, 제2 진단 전압 = VC1 × R3 /(R2 + R3 )} [V]이다.Referring to the second relationship, when the switch Q1 is turned off, the constant voltage V C1 supplied through the constant voltage terminal CV2 is distributed according to the resistance ratio of the resistor 63 and the resistor 62. Accordingly, a second diagnostic voltage representing the second diagnostic temperature is generated as the reference voltage DR . The second diagnostic voltage is the voltage across the resistor 63 when the switch Q1 is turned off. For example, the second diagnostic voltage = V C1 × R 3 /(R 2 + R 3 )} [V].

R3은, (R3 × R4)/(R3 + R4)보다 크다. 따라서, 제2 진단 전압은, 제1 진단 전압보다 크다. R 3 is greater than (R 3 × R 4 )/(R 3 + R 4 ). Therefore, the second diagnostic voltage is greater than the first diagnostic voltage.

모니터링 전압(DT)이 제1 진단 전압 이하인 것은, 배터리(30)의 온도가 제1 진단 온도 이상인 비정상 온도 상태를 나타낸다. 모니터링 전압(DT)이 제2 진단 전압보다 큰 것은, 배터리(30)의 온도가 제2 진단 온도보다 낮은 정상 온도 상태를 나타낸다. The fact that the monitoring voltage (D T ) is below the first diagnosis voltage indicates an abnormal temperature state in which the temperature of the battery 30 is above the first diagnosis temperature. The fact that the monitoring voltage (D T ) is greater than the second diagnosis voltage indicates a normal temperature state in which the temperature of the battery 30 is lower than the second diagnosis temperature.

전압 비교기(220)는, 정전압 단자(CV3)를 통해 공급되는 정전압(VC2)(예, 12V)에 의해 활성화될 수 있다. 전압 비교기(220)는, 입력핀(IN+)에 입력되는 모니터링 전압(DT)이 입력핀(IN-)에 입력되는 기준 전압(DR) 이상인 경우, 출력핀(OUT)으로부터의 비교 신호(DC)를 플로팅시킬 수 있다. 비교 신호를 플로팅시킨다는 것은, 출력핀(OUT)을 피드백 회로(230)로부터 전기적으로 절연시키는 것을 의미한다. 전압 비교기(220)로는, 예컨대 LM2903 모델을 이용할 수 있다.The voltage comparator 220 may be activated by a constant voltage (V C2 ) (eg, 12V) supplied through the constant voltage terminal (CV3). The voltage comparator 220 provides a comparison signal ( D C ) can be plotted. Floating the comparison signal means electrically insulating the output pin (OUT) from the feedback circuit 230. As the voltage comparator 220, for example, the LM2903 model can be used.

전압 비교기(220)는, 입력핀(IN+)에 입력되는 모니터링 전압(DT)이 입력핀(IN-)에 입력되는 기준 전압(DR)보다 작은 경우, 로우-레벨 전압을 비교 신호(DC)로서 생성할 수 있다. 로우-레벨 전압은, 접지 전압일 수 있다.When the monitoring voltage (D T ) input to the input pin (IN+) is smaller than the reference voltage (D R ) input to the input pin (IN-), the voltage comparator 220 generates a low-level voltage as a comparison signal (D C ) can be created as. The low-level voltage may be a ground voltage.

피드백 회로(230)는, 스위치(Q2), 스위치(Q3) 및 저항체(65)를 포함한다. 피드백 회로(230)는, 지연 회로(232) 및 제너 다이오드(ZD1) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 지연 회로(232)는, 피드백 회로(230)가 비교 신호(DC)에 응답하여, 피드백 신호(DF)를 생성하는 시간을 지연시키도록 구성된다. 지연 회로(232)는, 소정의 시상수를 가지며, 비교 신호(DC)의 고주파 성분을 필터링함으로써, 피드백 신호(DF)의 요동을 억제한다.The feedback circuit 230 includes a switch Q2, a switch Q3, and a resistor 65. The feedback circuit 230 may further include at least one of a delay circuit 232 and a Zener diode (ZD1). The delay circuit 232 is configured to delay the time at which the feedback circuit 230 generates the feedback signal D F in response to the comparison signal D C . The delay circuit 232 has a predetermined time constant and suppresses fluctuations in the feedback signal D F by filtering the high-frequency component of the comparison signal D C .

도 3에는, 스위치(Q2)가 PNP-타입 트랜지스터이고, 스위치(Q3)가 N-채널 모스펫인 것을 예시하였다. 스위치(Q2)는, 이미터, 콜렉터 및 베이스를 포함한다. 스위치(Q3)는, 소스, 드레인 및 게이트를 포함한다. 스위치(Q2)의 이미터는, 정전압(VC2)을 공급하는 정전압 단자(CV4)에 연결될 수 있다. 전압 비교기(320)는, 정전압(VC2)을 이용하여 동작할 수 있다. 스위치(Q2)의 콜렉터는, 스위치(Q3)의 게이트에 연결될 수 있다. 스위치(Q2)의 베이스는, 전압 비교기(220)의 출력핀(OUT)에 연결될 수 있다. 스위치(Q3)의 소스는, 접지에 연결될 수 있다. 스위치(Q3)의 드레인은, 기준 노드(N3)를 통해 저항체(65)에 연결될 수 있다. 저항체(65)는, 풀-업 저항체로서, 정전압(VC3)(예, 5V)을 공급하는 정전압 단자(CV4)와 기준 노드(N3) 간에 연결될 수 있다. 피드백 신호(DF)는, 스위치(Q3)의 양단에 걸친 전압일 수 있다.In Figure 3, the switch Q2 is a PNP-type transistor, and the switch Q3 is an N-channel MOSFET. Switch Q2 includes an emitter, collector and base. Switch Q3 includes a source, drain, and gate. The emitter of the switch Q2 may be connected to a constant voltage terminal CV4 that supplies a constant voltage V C2 . The voltage comparator 320 may operate using a constant voltage (V C2 ). The collector of switch Q2 may be connected to the gate of switch Q3. The base of the switch Q2 may be connected to the output pin (OUT) of the voltage comparator 220. The source of switch Q3 may be connected to ground. The drain of the switch Q3 may be connected to the resistor 65 through the reference node N3. The resistor 65 is a pull-up resistor and may be connected between the reference node N3 and the constant voltage terminal CV4 that supplies the constant voltage V C3 (eg, 5V). Feedback signal D F may be a voltage across both ends of switch Q3.

비교 신호(DC)가 플로팅되는 경우, 스위치(Q2)의 이미터-베이스 전압이 로우-레벨이 되어, 스위치(Q2)는 턴 오프된다. 스위치(Q2)가 턴 오프되는 경우, 스위치(Q3)의 게이트-소스 전압이 로우-레벨이 되어, 스위치(Q3)가 턴 오프된다. 스위치(Q3)가 턴 오프되는 경우, 스위치(Q3)의 드레인이 접지로부터 전기적으로 절연되어, 스위치(Q3)의 드레인과 접지 간에 정전압(VC3)이 인가된다. 이에 따라, 스위치(Q3)가 턴 오프되는 경우, 정전압(VC3)에 의한 하이-레벨 전압이 기준 노드(N3)를 통해 피드백 신호(DF)로서 스위치(Q1)에 공급되어, 스위치(Q1)가 턴 온되다.When the comparison signal D C is floating, the emitter-base voltage of switch Q2 becomes low-level, and switch Q2 is turned off. When switch Q2 is turned off, the gate-source voltage of switch Q3 becomes low-level, causing switch Q3 to turn off. When switch Q3 is turned off, the drain of switch Q3 is electrically isolated from ground, and a constant voltage V C3 is applied between the drain of switch Q3 and ground. Accordingly, when the switch Q3 is turned off, the high-level voltage by the constant voltage V C3 is supplied to the switch Q1 as a feedback signal D F through the reference node N3, and the switch Q1 ) is turned on.

비교 신호(DC)가 로우-레벨 전압인 경우, 정전압 단자(CV2)와 출력핀(OUT) 간의 전압에 의해, 스위치(Q2)의 이미터-베이스 전압이 하이-레벨이 되어, 스위치(Q2)는 턴 온된다. 스위치(Q2)의 이미터와 베이스 간에 과전압이 인가되지 않도록, 저항체(RP1)와 저항체(RP2)의 전압 분배기가 피드백 회로(230)에 추가될 수 있다. 저항체(RP1)는, 스위치(Q2)의 이미터와 베이스 간에 연결될 수 있다. 저항체(RP2)는, 스위치(Q2)의 베이스와 출력핀(OUT1) 간에 연결될 수 있다.When the comparison signal ( DC ) is a low-level voltage, the emitter-base voltage of the switch (Q2) becomes high-level due to the voltage between the constant voltage terminal (CV2) and the output pin (OUT), and the switch (Q2) becomes high-level. ) is turned on. To prevent overvoltage from being applied between the emitter and base of the switch Q2, a voltage divider for the resistor RP1 and the resistor RP2 may be added to the feedback circuit 230. Resistor RP1 may be connected between the emitter and base of switch Q2. The resistor RP2 may be connected between the base of the switch Q2 and the output pin OUT1.

스위치(Q2)가 턴 온되는 경우, 정전압(VC2)에 의한 하이-레벨 전압이 스위치(Q3)의 게이트-소스 간에 공급되어, 스위치(Q3)가 턴 온된다. 스위치(Q3)가 턴 온되는 경우, 스위치(Q3)의 드레인이 접지에 전기적으로 연결되어, 스위치(Q3)의 드레인과 접지 간의 전압이 로우-레벨로 된다. 이에 따라, 스위치(Q3)가 턴 온되는 경우, 로우-레벨 전압이 피드백 신호(DF)로서 스위치(Q1)에 공급되어, 스위치(Q1)가 턴 오프된다.When the switch Q2 is turned on, a high-level voltage due to the constant voltage V C2 is supplied between the gate and source of the switch Q3, so that the switch Q3 is turned on. When switch Q3 is turned on, the drain of switch Q3 is electrically connected to ground, causing the voltage between the drain of switch Q3 and ground to be low-level. Accordingly, when the switch Q3 is turned on, a low-level voltage is supplied to the switch Q1 as the feedback signal D F , so that the switch Q1 is turned off.

피드백 회로(230)가 지연 회로(232)를 포함하는 경우, 스위치(Q2)의 콜렉터는, 지연 회로(232)를 통해 스위치(Q3)의 게이트에 연결될 수 있다. When the feedback circuit 230 includes a delay circuit 232, the collector of the switch Q2 may be connected to the gate of the switch Q3 through the delay circuit 232.

지연 회로(232)는, 저항체(66) 및 커패시터(C1)를 포함한다. 저항체(66)는, 스위치(Q2)의 콜렉터와 스위치(Q3)의 게이트 간에 연결된다. 커패시터(C1)는, 스위치(Q3)의 게이트와 접지 간에 연결된다.The delay circuit 232 includes a resistor 66 and a capacitor C1. Resistor 66 is connected between the collector of switch Q2 and the gate of switch Q3. Capacitor C1 is connected between the gate of switch Q3 and ground.

지연 회로(232)는, 저항체(67)를 더 포함할 수 있다. 저항체(67)는, 커패시터(C1)에 병렬 연결될 수 있다. 저항체(66)와 저항체(67)의 직렬 회로는 전압 분배기로서 기능한다. 따라서, 커패시터(C1)의 전압은, 저항체(66)와 저항체(67)의 저항비에 의해 제한된다. 또한, 스위치(Q2)의 턴 오프되는 경우, 커패시터(C1)에 충전된 전기 에너지가 저항체(67)에 의해 소모됨으로써, 스위치(Q3)가 신속히 턴 오프될 수 있다.The delay circuit 232 may further include a resistor 67 . The resistor 67 may be connected in parallel to the capacitor C1. The series circuit of the resistor 66 and the resistor 67 functions as a voltage divider. Therefore, the voltage of capacitor C1 is limited by the resistance ratio of the resistor 66 and the resistor 67. Additionally, when the switch Q2 is turned off, the electrical energy charged in the capacitor C1 is consumed by the resistor 67, so that the switch Q3 can be quickly turned off.

스위치(Q2)의 턴 온 시에 정전압 단자(CV4)로부터 스위치(Q2)를 통해 공급되는 정전압(VC2)은 지연 회로(232)에 의해 지연(평탄화)되어, 스위치(Q3)의 게이트와 소스 간에 인가된다. 따라서, 비교 신호(DC)가 로우-레벨로 유지된 시간이 일정 시간 미만이라면, 커패시터(C1)의 전압이 스위치(Q3)의 문턱전압 미만이 되어, 스위치(Q3)는 턴 온되지 않는다.When the switch Q2 is turned on, the constant voltage V C2 supplied from the constant voltage terminal CV4 through the switch Q2 is delayed (flattened) by the delay circuit 232, and is connected to the gate and source of the switch Q3. It is approved between Accordingly, if the comparison signal D C is maintained at a low level for less than a certain time, the voltage of the capacitor C1 becomes less than the threshold voltage of the switch Q3, and the switch Q3 is not turned on.

제너 다이오드(ZD1)의 캐소드와 애노드는, 각각 스위치(Q3)의 드레인과 접지에 연결된다. 기준 노드(N3)와 접지 간의 전압은, 제너 다이오드(ZD1)의 항복 전압에 의해 제한된다. 이에 따라, 기준 노드(N3)에 공급되는 과전압으로부터 스위치(Q1)와 스위치(Q3) 등이 보호될 수 있다.The cathode and anode of Zener diode ZD1 are connected to the drain and ground of switch Q3, respectively. The voltage between the reference node N3 and ground is limited by the breakdown voltage of the Zener diode ZD1. Accordingly, the switch Q1 and switch Q3 can be protected from overvoltage supplied to the reference node N3.

피드백 신호(DF)는, 배터리(30)의 과열 여부를 나타내는 정보로서, 제어부(100) 및/또는 전력 변환 시스템(10)에 입력될 수 있다. 제어부(100) 및/또는 전력 변환 시스템(10)은, 피드백 신호(DF)가 로우-레벨인 경우, 배터리(30)의 충방전을 중단시키는 등의 안전 조치를 실행할 수 있다. 제어부(100) 및/또는 전력 변환 시스템(10)은, 피드백 신호(DF)가 하이-레벨인 경우, 안전 조치를 해제할 수 있다.The feedback signal D F is information indicating whether the battery 30 is overheated, and may be input to the control unit 100 and/or the power conversion system 10. The control unit 100 and/or the power conversion system 10 may execute safety measures such as stopping charging and discharging of the battery 30 when the feedback signal D F is at a low level. The control unit 100 and/or the power conversion system 10 may release the safety measure when the feedback signal D F is at a high level.

도 4는 제2 실시예에 따른 온도 감시 장치(300)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the temperature monitoring device 300 according to the second embodiment.

도 4를 참조하면, 제2 실시예에 따른 온도 감시 장치(300)는, 기준 전압 생성 회로(310) 및 전압 비교기(320)를 포함한다. 온도 감시 장치(300)는, 지연 회로(330) 및 제너 다이오드(ZD2) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the temperature monitoring device 300 according to the second embodiment includes a reference voltage generating circuit 310 and a voltage comparator 320. The temperature monitoring device 300 may further include at least one of a delay circuit 330 and a Zener diode (ZD2).

기준 전압 생성 회로(310)는, 전압 비교기(320)로부터의 비교 신호(DC)를 이용하여, 기준 전압(DR)을 생성하도록 구성된다. 기준 전압 생성 회로(310)는, 기준 전압 생성 회로(210)와 동일한바, 반복적인 설명은 생략한다.The reference voltage generation circuit 310 is configured to generate a reference voltage ( DR ) using the comparison signal (D C ) from the voltage comparator 320. Since the reference voltage generation circuit 310 is the same as the reference voltage generation circuit 210, repetitive description will be omitted.

전압 비교기(320)는, 온도 센싱 회로(56)로부터의 모니터링 전압(DT) 및 기준 전압 생성 회로(310)로부터의 기준 전압(DR)을 이용하여, 비교 신호(DC)를 생성하도록 구성된다. The voltage comparator 320 uses the monitoring voltage (D T ) from the temperature sensing circuit 56 and the reference voltage (D R ) from the reference voltage generation circuit 310 to generate a comparison signal (D C ). It is composed.

전압 비교기(320)는, 입력핀(IN+), 입력핀(IN-) 및 출력핀(OUT)을 포함한다. 모니터링 전압(DT)은, 입력핀(IN+)에 입력된다. 기준 전압(DR)은, 입력핀(IN-)에 입력된다. 비교 신호(DC)는, 출력핀(OUT)으로부터 출력된다.The voltage comparator 320 includes an input pin (IN+), an input pin (IN-), and an output pin (OUT). The monitoring voltage (D T ) is input to the input pin (IN+). The reference voltage ( DR ) is input to the input pin (IN-). The comparison signal ( DC ) is output from the output pin (OUT).

전압 비교기(320)는, 정전압(VC2)을 이용하여 동작할 수 있다. 전압 비교기(320)는, 입력핀(IN+)에 입력되는 모니터링 전압(DT)이 입력핀(IN-)에 입력되는 기준 전압(DR) 이상인 경우, 출력핀(OUT)으로부터의 비교 신호(DC)를 플로팅시키는 대신, 하이-레벨 전압을 비교 신호(DC)로서 생성한다는 점에서, 전압 비교기(220)와 상이하다. The voltage comparator 320 may operate using a constant voltage (V C2 ). The voltage comparator 320 provides a comparison signal ( It differs from the voltage comparator 220 in that, instead of floating D C ), it generates a high-level voltage as a comparison signal (D C ).

전압 비교기(320)는, 입력핀(IN+)에 입력되는 모니터링 전압(DT)이 입력핀(IN-)에 입력되는 기준 전압(DR)보다 작은 경우, 로우-레벨 전압을 비교 신호(DC)로서 생성할 수 있다. When the monitoring voltage (D T ) input to the input pin (IN+) is smaller than the reference voltage (D R ) input to the input pin (IN-), the voltage comparator 320 generates a low-level voltage as a comparison signal (D C ) can be created as.

지연 회로(330)는, 전압 비교기(320)로부터의 비교 신호(DC)가 기준 전압 생성 회로(310)로 전달되는 시간을 지연시키도록 구성된다. 지연 회로(330)는, 소정의 시상수를 가지며, 비교 신호(DC)의 고주파 성분을 필터링한다.The delay circuit 330 is configured to delay the time at which the comparison signal D C from the voltage comparator 320 is transmitted to the reference voltage generation circuit 310. The delay circuit 330 has a predetermined time constant and filters the high-frequency component of the comparison signal D C .

지연 회로(330)는, 저항체(68) 및 커패시터(C2)를 포함한다. 저항체(68)는, 전압 비교기(320)의 출력핀(OUT)과 기준 노드(N4) 간에 연결된다. 스위치(Q1)의 게이트는, 기준 노드(N4)에 연결된다. 커패시터(C2)는, 스위치(Q1)의 게이트와 접지 간에 연결된다.The delay circuit 330 includes a resistor 68 and a capacitor C2. The resistor 68 is connected between the output pin (OUT) of the voltage comparator 320 and the reference node (N4). The gate of switch Q1 is connected to the reference node N4. Capacitor C2 is connected between the gate of switch Q1 and ground.

지연 회로(330)는, 저항체(69)를 더 포함할 수 있다. 저항체(69)는, 커패시터(C2)에 병렬 연결될 수 있다. 저항체(68)와 저항체(69)의 직렬 회로는 전압 분배기로서 기능한다. 따라서, 커패시터(C2)의 전압은, 저항체(68)와 저항체(69)의 저항비에 의해 제한된다. The delay circuit 330 may further include a resistor 69 . The resistor 69 may be connected in parallel to the capacitor C2. The series circuit of the resistor 68 and the resistor 69 functions as a voltage divider. Therefore, the voltage of capacitor C2 is limited by the resistance ratio of the resistor 68 and the resistor 69.

하이-레벨 전압(예, 12V)이 비교 신호(DC)로서 출력핀(OUT)으로부터 공급되는 경우, 비교 신호(DC)는 지연 회로(330)에 의해 지연(평탄화)되고, 지연된 비교 신호(DC)가 기준 노드(N4)를 통해 스위치(Q1)의 게이트와 소스 간에 인가된다. 따라서, 비교 신호(DC)가 하이-레벨로 유지된 시간이 일정 시간 미만이라면, 커패시터(C2)의 전압이 스위치(Q1)의 문턱전압 미만이 되어, 스위치(Q1)는 턴 온되지 않는다.When a high-level voltage (e.g., 12V) is supplied as a comparison signal ( DC ) from the output pin (OUT), the comparison signal ( DC ) is delayed (flattened) by the delay circuit 330, and the delayed comparison signal (D C ) is applied between the gate and source of switch Q1 through reference node N4. Therefore, if the comparison signal D C is maintained at a high level for less than a certain time, the voltage of the capacitor C2 becomes less than the threshold voltage of the switch Q1, and the switch Q1 is not turned on.

기준 노드(N4)와 접지 간의 전압은, 배터리(30)의 과열 여부를 나타내는 정보로서, 제어부(100) 및/또는 전력 변환 시스템(10)에 입력될 수 있다. The voltage between the reference node N4 and ground is information indicating whether the battery 30 is overheated, and may be input to the control unit 100 and/or the power conversion system 10.

온도 감시 장치(300)가 지연 회로(330)를 포함하지 않는 경우, 기준 노드(N4)는, 출력핀(OUT)과 스위치(Q1)의 게이트가 접속되는 전기적인 위치를 지칭한다. When the temperature monitoring device 300 does not include the delay circuit 330, the reference node (N4) refers to an electrical position where the output pin (OUT) and the gate of the switch (Q1) are connected.

온도 감시 장치(300)가 지연 회로(330)를 포함하는 경우, 기준 노드(N4)는, 커패시터(C2)와 스위치(Q1)의 게이트가 접속되는 전기적인 위치를 지칭한다. When the temperature monitoring device 300 includes the delay circuit 330, the reference node N4 refers to an electrical position where the capacitor C2 and the gate of the switch Q1 are connected.

제너 다이오드(ZD2)의 캐소드와 애노드는, 각각 기준 노드(N4)와 접지에 연결된다. 기준 노드(N4)와 접지 간의 전압은, 제너 다이오드(ZD2)의 항복 전압에 의해 제한된다. 이에 따라, 기준 노드(N4)에 공급되는 과전압으로부터 스위치(Q1) 등이 보호될 수 있다.The cathode and anode of the Zener diode (ZD2) are connected to the reference node (N4) and ground, respectively. The voltage between the reference node (N4) and ground is limited by the breakdown voltage of the Zener diode (ZD2). Accordingly, the switch Q1, etc. can be protected from overvoltage supplied to the reference node N4.

제어부(100) 및/또는 전력 변환 시스템(10)은, 기준 노드(N4)와 접지 간의 전압이 로우-레벨인 경우, 배터리(30)의 충방전을 중단시키는 등의 안전 조치를 실행할 수 있다. 제어부(100) 및/또는 전력 변환 시스템(10)은, 기준 노드(N4)와 접지 간의 전압이 하이-레벨인 경우, 안전 조치를 해제할 수 있다.The control unit 100 and/or the power conversion system 10 may execute safety measures such as stopping charging and discharging of the battery 30 when the voltage between the reference node N4 and ground is at a low level. The control unit 100 and/or the power conversion system 10 may release the safety measure when the voltage between the reference node N4 and ground is at a high level.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented through devices and methods, but may also be implemented through a program that realizes the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. The implementation can be easily implemented by an expert in the technical field to which the present invention belongs based on the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the description below will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the patent claims.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다. In addition, the present invention described above is capable of various substitutions, modifications and changes without departing from the technical spirit of the present invention to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings, and all or part of each embodiment can be selectively combined so that various modifications can be made.

1: 에너지 저장 시스템 2: 전기 계통
10: 전력 변환 시스템 20: 배터리 랙
30: 배터리 31: 배터리 셀
40: 배터리 관리 시스템 50: 센싱부
52: 전압 센싱 회로 54: 전류 센싱 회로
56: 온도 센싱 회로 100: 제어부
200, 300: 온도 감시 장치
210, 310: 기준 전압 생성 회로
220, 320: 전압 비교기
230: 피드백 회로
1: Energy storage system 2: Electrical system
10: Power conversion system 20: Battery rack
30: battery 31: battery cell
40: Battery management system 50: Sensing unit
52: voltage sensing circuit 54: current sensing circuit
56: temperature sensing circuit 100: control unit
200, 300: Temperature monitoring device
210, 310: Reference voltage generation circuit
220, 320: Voltage comparator
230: feedback circuit

Claims (13)

배터리의 온도를 나타내는 모니터링 전압을 생성하도록 구성되는 온도 센싱 회로; 및
온도 감시 장치를 포함하되,
상기 온도 감시 장치는,
피드백 신호를 이용하여, 기준 전압을 생성하도록 구성되는 기준 전압 생성 회로;
상기 모니터링 전압 및 상기 기준 전압을 이용하여, 비교 신호를 생성하도록 구성되는 전압 비교기; 및
상기 비교 신호를 이용하여, 상기 피드백 신호를 생성하도록 구성되는 피드백 회로를 포함하고,
상기 전압 비교기는,
상기 모니터링 전압이 상기 기준 전압 이상인 경우, 상기 비교 신호를 플로팅시키도록 구성되고,
상기 모니터링 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우, 로우-레벨 전압을 상기 비교 신호로서 생성하도록 구성되고,
상기 피드백 회로는,
상기 비교 신호가 플로팅되는 경우, 하이-레벨 전압을 상기 피드백 신호로서 생성하도록 구성되고,
상기 비교 신호가 상기 로우-레벨 전압인 경우, 상기 로우-레벨 전압을 상기 피드백 신호로서 생성하도록 구성되고,
상기 기준 전압 생성 회로는,
상기 피드백 신호가 상기 하이-레벨 전압인 경우, 제1 진단 온도를 나타내는 제1 진단 전압을 상기 기준 전압으로서 생성하도록 구성되고,
상기 피드백 신호가 상기 로우-레벨 전압인 경우, 상기 제1 진단 온도보다 낮은 제2 진단 온도를 나타내는 제2 진단 전압을 상기 기준 전압으로서 생성하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
a temperature sensing circuit configured to generate a monitoring voltage indicative of the temperature of the battery; and
Including a temperature monitoring device,
The temperature monitoring device is,
a reference voltage generation circuit configured to generate a reference voltage using a feedback signal;
a voltage comparator configured to generate a comparison signal using the monitoring voltage and the reference voltage; and
a feedback circuit configured to generate the feedback signal using the comparison signal,
The voltage comparator is,
configured to float the comparison signal when the monitoring voltage is greater than or equal to the reference voltage,
configured to generate a low-level voltage as the comparison signal when the monitoring voltage is less than the reference voltage,
The feedback circuit is,
configured to generate a high-level voltage as the feedback signal when the comparison signal is floating,
When the comparison signal is the low-level voltage, configured to generate the low-level voltage as the feedback signal,
The reference voltage generation circuit is,
configured to generate, as the reference voltage, a first diagnostic voltage representing a first diagnostic temperature when the feedback signal is the high-level voltage;
When the feedback signal is the low-level voltage, generate as the reference voltage a second diagnostic voltage representing a second diagnostic temperature lower than the first diagnostic temperature.
제1항에 있어서,
상기 제2 진단 전압은, 상기 제1 진단 전압보다 큰 배터리 관리 시스템.
According to paragraph 1,
The second diagnostic voltage is greater than the first diagnostic voltage.
제1항에 있어서,
상기 모니터링 전압이 상기 제1 진단 전압 이하인 것은, 상기 배터리의 온도가 상기 제1 진단 온도 이상인 비정상 온도 상태를 나타내고,
상기 모니터링 전압이 상기 제2 진단 전압보다 큰 것은, 상기 배터리의 온도가 상기 제2 진단 온도보다 낮은 정상 온도 상태를 나타내는 배터리 관리 시스템.
According to paragraph 1,
The fact that the monitoring voltage is below the first diagnosis voltage indicates an abnormal temperature state in which the temperature of the battery is above the first diagnosis temperature,
The fact that the monitoring voltage is greater than the second diagnosis voltage indicates a normal temperature state in which the temperature of the battery is lower than the second diagnosis temperature.
제2항에 있어서,
상기 온도 센싱 회로는,
제1 정전압이 공급되는 제1 정전압 단자와 제1 기준 노드 간에 연결되는 제1 저항체; 및
상기 배터리의 온도에 대한 부특성 온도 계수를 가지고, 상기 제1 기준 노드와 접지 간에 연결되는 서미스터를 포함하되,
상기 모니터링 전압은, 상기 서미스터의 양단에 걸친 전압인 배터리 관리 시스템.
According to paragraph 2,
The temperature sensing circuit is,
a first resistor connected between a first constant voltage terminal to which a first constant voltage is supplied and a first reference node; and
A thermistor having a sub-characteristic temperature coefficient for the temperature of the battery and connected between the first reference node and ground,
The monitoring voltage is a voltage across both ends of the thermistor.
제4항에 있어서,
상기 기준 전압 생성 회로는,
상기 제1 정전압이 공급되는 제2 정전압 단자와 제2 기준 노드 간에 연결되는 제2 저항체;
상기 제2 기준 노드와 상기 접지 간에 연결되는 제3 저항체; 및
상기 제3 저항체에 병렬 연결되는, 제4 저항체와 제1 스위치의 직렬 회로를 포함하되,
상기 제1 스위치는, 상기 피드백 신호가 상기 하이-레벨 전압인 경우, 턴 온되고,
상기 제1 진단 전압은, 상기 제1 스위치의 턴 온 시의 상기 제3 저항체의 양단에 걸친 전압인 배터리 관리 시스템.
According to paragraph 4,
The reference voltage generation circuit is,
a second resistor connected between a second constant voltage terminal to which the first constant voltage is supplied and a second reference node;
a third resistor connected between the second reference node and the ground; and
A series circuit of a fourth resistor and a first switch connected in parallel to the third resistor,
The first switch is turned on when the feedback signal is the high-level voltage,
The first diagnostic voltage is a voltage across both ends of the third resistor when the first switch is turned on.
제5항에 있어서,
상기 제1 스위치는, 상기 피드백 신호가 상기 로우-레벨 전압인 경우, 턴 오프되고,
상기 제2 진단 전압은, 상기 제1 스위치의 턴 오프 시의 상기 제3 저항체의 양단에 걸친 전압인 배터리 관리 시스템.
According to clause 5,
The first switch is turned off when the feedback signal is the low-level voltage,
The second diagnostic voltage is a voltage across both ends of the third resistor when the first switch is turned off.
제6항에 있어서,
상기 전압 비교기는,
상기 제1 기준 노드에 연결되는 제1 입력핀;
상기 제2 기준 노드에 연결되는 제2 입력핀; 및
상기 비교 신호를 출력하는 출력핀을 포함하는 배터리 관리 시스템.
According to clause 6,
The voltage comparator is,
a first input pin connected to the first reference node;
a second input pin connected to the second reference node; and
A battery management system including an output pin that outputs the comparison signal.
제7항에 있어서,
상기 피드백 회로는,
이미터, 콜렉터 및 베이스를 포함하는 제2 스위치;
소스, 드레인 및 게이트를 포함하는 제3 스위치; 및
제5 저항체를 포함하되,
상기 이미터는, 제2 정전압이 공급되는 제3 정전압 단자에 연결되고,
상기 콜렉터는, 상기 게이트에 연결되고,
상기 베이스는, 상기 출력핀에 연결되고,
상기 소스는, 상기 접지에 연결되고,
상기 제5 저항체는, 제3 정전압이 공급되는 제4 정전압 단자와 상기 드레인 간에 연결되고,
상기 비교 신호가 상기 로우-레벨 전압인 경우, 상기 제2 스위치와 상기 제3 스위치가 순차적으로 턴 온되고,
상기 제3 스위치가 턴 온되는 경우, 상기 로우-레벨 전압이 상기 피드백 신호로서 상기 제1 스위치에 인가되는 배터리 관리 시스템.
In clause 7,
The feedback circuit is,
a second switch including an emitter, a collector, and a base;
a third switch including a source, drain and gate; and
Including a fifth resistor,
The emitter is connected to a third constant voltage terminal supplied with a second constant voltage,
The collector is connected to the gate,
The base is connected to the output pin,
the source is connected to the ground,
The fifth resistor is connected between the drain and a fourth constant voltage terminal to which a third constant voltage is supplied,
When the comparison signal is the low-level voltage, the second switch and the third switch are sequentially turned on,
When the third switch is turned on, the low-level voltage is applied to the first switch as the feedback signal.
제8항에 있어서,
상기 피드백 회로는,
상기 콜렉터와 상기 게이트 간에 연결되는 지연 회로를 더 포함하되,
상기 지연 회로는,
상기 제2 스위치가 턴 온되는 경우, 상기 콜렉터와 상기 접지 간의 전압을 소정의 시상수로 지연시켜 상기 게이트에 인가하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
According to clause 8,
The feedback circuit is,
Further comprising a delay circuit connected between the collector and the gate,
The delay circuit is,
A battery management system configured to delay the voltage between the collector and the ground by a predetermined time constant and apply it to the gate when the second switch is turned on.
제8항에 있어서,
상기 피드백 회로는,
상기 드레인과 상기 소스 간에 연결되는 제너 다이오드를 더 포함하는 배터리 관리 시스템.
According to clause 8,
The feedback circuit is,
A battery management system further comprising a Zener diode connected between the drain and the source.
배터리의 온도를 나타내는 모니터링 전압을 생성하도록 구성되는 온도 센싱 회로; 및
온도 감시 장치를 포함하되,
상기 온도 감시 장치는,
비교 신호를 이용하여, 기준 전압을 생성하도록 구성되는 기준 전압 생성 회로; 및
상기 모니터링 전압 및 상기 기준 전압을 이용하여, 상기 비교 신호를 생성하도록 구성되는 전압 비교기를 포함하되,
상기 전압 비교기는,
상기 모니터링 전압이 상기 기준 전압 이상인 경우, 하이-레벨 전압을 상기 비교 신호로서 생성하도록 구성되고,
상기 모니터링 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우, 로우-레벨 전압을 상기 비교 신호로서 생성하도록 구성되고,
상기 기준 전압 생성 회로는,
상기 비교 신호가 상기 하이-레벨 전압인 경우, 제1 진단 온도를 나타내는 제1 진단 전압을 상기 기준 전압으로서 생성하도록 구성되고,
상기 비교 신호가 상기 로우-레벨 전압인 경우, 상기 제1 진단 온도보다 낮은 제2 진단 온도를 나타내는 제2 진단 전압을 상기 기준 전압으로서 생성하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
a temperature sensing circuit configured to generate a monitoring voltage indicative of the temperature of the battery; and
Including a temperature monitoring device,
The temperature monitoring device is,
a reference voltage generation circuit configured to generate a reference voltage using the comparison signal; and
A voltage comparator configured to generate the comparison signal using the monitoring voltage and the reference voltage,
The voltage comparator is,
configured to generate a high-level voltage as the comparison signal when the monitoring voltage is greater than or equal to the reference voltage,
configured to generate a low-level voltage as the comparison signal when the monitoring voltage is less than the reference voltage,
The reference voltage generation circuit is,
configured to generate, as the reference voltage, a first diagnostic voltage representing a first diagnostic temperature when the comparison signal is the high-level voltage;
When the comparison signal is the low-level voltage, generate as the reference voltage a second diagnostic voltage representing a second diagnostic temperature lower than the first diagnostic temperature.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 랙.
A battery rack comprising the battery management system according to any one of claims 1 to 11.
제12항에 따른 상기 배터리 랙을 포함하는 에너지 저장 시스템.
An energy storage system comprising the battery rack according to claim 12.
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