KR19990059767A - Battery Equalization Method - Google Patents

Battery Equalization Method

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KR19990059767A KR1019970079981A KR19970079981A KR19990059767A KR 19990059767 A KR19990059767 A KR 19990059767A KR 1019970079981 A KR1019970079981 A KR 1019970079981A KR 19970079981 A KR19970079981 A KR 19970079981A KR 19990059767 A KR19990059767 A KR 19990059767A
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Abstract

배터리 모듈의 임피던스에 의한 충전 상태 불균형이 발생하였을 경우 배터리 충전 중 각 배터리 모듈의 충전 상태를 균형화 시키는 배터리 등가화 방법에 관한 것으로, 충전 직전 방전 데이터에 따라 모듈 전압 순서가 변화되었는지를 판단하여 모듈 전압 순서가 변화되었으면 전압 순서가 변화된 모듈을 각각 등가화 목표 모듈과 등가화 기준 모듈로 선정한 후 그 용량차에 따라 등가화 목표 모듈을 보충전함과 동시에 보호 루틴을 실행하여 목표 모듈의 등가화가 완료되었는지를 판단하고, 목표 모듈 등가화가 완료되었으면 등가화할 다른 배터리가 있는지를 확인하여 없으면 등가화 루틴을 종료하고, 모듈 전압 순서가 변화되지 않았으면 충전 상태가 불균형인 모듈을 확인하여 등가화 기준 모듈로 선정하며, 균형 상태인 다른 모듈을 등가화 기준 모듈로 선정한 후 충전 모드에 따라 등가화 목표 모듈을 보충전하여 등가화 함과 동시에 보호 루틴을 실행하여 목표 모듈의 등가화가 완료되었는지를 판단하고, 목표 모듈 등가화가 완료되었으면 등가화할 다른 배터리가 있는지를 확인하여 없으면 등가화 루틴을 종료함으로써, 배터리 충전 및 방전 중의 각 모듈 임피던스에 따른 정확한 충전 상태에 의해 충전 상태가 불균형인 모듈을 확인하여 보충전을 통해 등가화 함으로써 배터리의 사용 가능한 에너지를 증가시켜 전기자동차의 주행 거리를 연장시킬 수 있다.The present invention relates to a battery equalization method that balances the state of charge of each battery module during battery charging when an imbalance of the state of charge occurs due to the impedance of the battery module. The module voltage is determined by determining whether the module voltage order is changed according to the discharge data immediately before charging. If the order is changed, select the modules with the changed voltage order as the equalization target module and the equalization reference module, and then refill the equalization target module according to the capacity difference and execute the protection routine to check whether the target module has been equalized. If the target module equalization is complete, check whether there is another battery to equalize, and if not, terminate the equalization routine. If the module voltage sequence is not changed, identify the module having an unbalanced state of charge and select it as an equalization reference module. Equalize the other modules in equilibrium After selecting, the equalization target module is refilled and equalized according to the charging mode, and at the same time, the protection routine is executed to determine whether the target module is equalized, and if the target module is equalized, check whether there is another battery to equalize. If not, end the equivalence routine to identify modules with an unbalanced state of charge based on the exact state of charge according to the impedance of each module during battery charging and discharging, and equalize them through replenishment to increase the available energy of the battery. Can extend the driving distance.

Description

배터리 등가화 방법Battery Equalization Method

본 발명은 전기자동차의 배터리 등가화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 모듈의 임피던스에 의한 충전 상태 불균형이 발생하였을 경우 배터리 충전 중 각 배터리 모듈의 충전 상태를 균형화 시키는 배터리 등가화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery equalization method of an electric vehicle, and more particularly, to a battery equalization method for balancing the state of charge of each battery module during battery charging when an imbalance of charge state occurs due to the impedance of the battery module. .

일반적으로 전기자동차는 가솔린 자동차와는 달리 모듈화되어 있는 배터리의 한정된 에너지를 이용하여 주행하는 것으로, 배터리의 한정된 에너지가 소모되면 외부 전원에 의해 배터리를 충전하여야 한다.In general, unlike a gasoline car, an electric vehicle runs using the limited energy of a modular battery, and when the limited energy of the battery is consumed, the electric vehicle must be charged by an external power source.

이러한 전기자동차의 배터리 각각의 모듈은 초기 제조 규격 및 모듈의 온도, 모듈의 임피던스 또는 계속적인 충방전 사이클에 따라 사용 가능한 전류량(전하량)에 대한 인가된(충전된) 전류량의 비율로 나타내어지는 충전 상태(SOC : STATE OF CHARGING)가 달라지는 현상이 발생한다.Each module of a battery of such an electric vehicle has a state of charge expressed as a ratio of the applied (charged) current to the available current (charge) according to the initial manufacturing specification and the temperature of the module, the impedance of the module, or the continuous charge / discharge cycle. (SOC: STATE OF CHARGING) is changed.

즉, 배터리를 방전하였을 경우 충전 상태가 0일 때의 배터리 팩을 구성하고 있는 각 모듈들의 전압이 달라진다.That is, when the battery is discharged, the voltages of the respective modules constituting the battery pack when the state of charge is 0 are different.

이러한 배터리 각 모듈의 충전 상태 불균형은 사용할 수 있는 배터리 에너지의 감소를 가져온다.This state of charge imbalance of each battery module results in a reduction in the available battery energy.

일 예로 충전 전압이 같을 경우 임피던스가 높은 모듈은 임피던스가 낮은 모듈보다 충전 전류량(전하량)이 작기 때문에 그만큼 배터리 에너지의 사용 시간이 감소되고, 그에 따라 전기자동차의 주행 거리가 단축되는 문제점이 발생한다.For example, when the charging voltage is the same, a module having a high impedance has a smaller charging current (charge amount) than a module having a low impedance, thereby reducing the use time of battery energy, thereby reducing the driving distance of the electric vehicle.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 배터리 각 모듈의 충전 상태 불균형을 등가화 시켜 이용할 수 있는 배터리의 에너지를 증가시키는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to increase the energy of the battery that can be used to equalize the imbalance of the state of charge of each battery module.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 전기자동차의 등가화 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이고,1 is a block diagram schematically illustrating an equivalent device of an electric vehicle for explaining an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예인 배터리 등가화 방법을 개략적으로 도시한 동작 순서도이고,2 is an operation flowchart schematically showing a battery equalization method according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 일 실시예인 배터리 등가화 방법에 있어서 보호 루틴을 개략적으로 도시한 동작 순서도이고,3 is an operation flowchart schematically showing a protection routine in a battery equalization method according to an embodiment of the present invention;

도 4는 전기자동차 배터리 각 모듈의 등가화를 설명하기 위한 충전 상태를 도시한 그래프이고,4 is a graph showing a state of charge for explaining the equalization of each module of the electric vehicle battery,

도 5는 전기자동차 배터리 모듈의 충전 상태가 불균형인 상태를 도시한 그래프이다.5 is a graph illustrating an unbalanced state of charge of an electric vehicle battery module.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 배터리 충전 신호가 있으면 충전 직전 방전 데이터에 따라 모듈 전압 순서가 변화되었는지를 판단하여 모듈 전압 순서가 변화되었으면 전압 순서가 변화된 모듈을 각각 등가화 목표 모듈과 등가화 기준 모듈로 선정한 후 그 용량차를 검출한다.In order to achieve the above object, the present invention determines whether the module voltage sequence is changed according to the discharge data immediately before charging when the battery charging signal is present. Select the equalization reference module and detect the difference in capacity.

검출된 용량차에 따라 소정의 정전류로 등가화 목표 모듈을 보충전함과 동시에 보호 루틴을 실행하여 목표 모듈의 등가화가 완료되었는지를 판단하여 목표 모듈 등가화가 완료되었으면 등가화할 다른 배터리가 있는지를 확인하여 없으면 등가화 루틴을 종료한다.The equalization target module is recharged with a predetermined constant current according to the detected capacitance difference, and at the same time, a protection routine is executed to determine whether the equalization of the target module has been completed. End the equalization routine.

배터리 충전 신호가 있으면 충전 직전 방전 데이터에 따라 모듈 전압 순서가 변화되었는지를 판단하여 모듈 전압 순서가 변화되지 않았으면 충전 상태가 불균형인 모듈을 확인하여 등가화 기준 모듈로 선정하며, 충전 상태가 균형인 모듈을 등가화 기준 모듈로 선정한 후 충전 모드를 확인한다.If there is a battery charge signal, it is determined whether the module voltage sequence is changed according to the discharge data immediately before charging. If the module voltage sequence is not changed, the module having an unbalanced state of charge is selected as an equalization reference module, and the state of charge is balanced. Select the module as the equalization reference module and check the charging mode.

확인된 각 충전 모드에 따라 등가화 목표 모듈을 보충전하여 등가화 함과 동시에 보호 루틴을 실행하여 목표 모듈의 등가화가 완료되었는지를 판단하여 목표 모듈 등가화가 완료되었으면 등가화할 다른 배터리가 있는지를 확인하여 없으면 등가화 루틴을 종료한다.Depending on each charging mode identified, the equalization target module is replenished and equalized, and at the same time, a protection routine is executed to determine whether the target module has been equalized. Once the target module has been equalized, it is checked to see if there is another battery to equalize. End the equalization routine.

그리고, 보호 루틴은 배터리 충전 모드가 정전력 모드이면 검출되는 등가화 목표 모듈 전압과 등가화 기준 모듈 전압의 차가 정전력 모드에서의 허용 전압차 범위인지를 판단하여 허용 전압차 범위이면 등가화 루틴을 실행하여 등가화 목표 모듈을 계속 보충전하며, 그렇지 않을 경우에는 보충전을 중단하고 제 1정전류 모드에서 보충전을 다시 시작한다.The protection routine determines whether the difference between the equalization target module voltage detected when the battery charging mode is the constant power mode and the equivalent reference module voltage is within the allowable voltage difference range in the constant power mode, and executes the equalization routine when the allowable voltage difference range is reached. Continue to replenish the equalization target module, otherwise stop the replenishment and restart the replenishment in the first constant current mode.

제 1정전류 또는 제 2정전류 모드이면 검출되는 등가화 목표 모듈 전압과 등가화 기준 모듈 전압에 따라 각 모듈의 충전 상태를 확인하여 등가화 목표 모듈의 충전 상태가 등가화 기준 모듈의 충전 상태 이상이면 보충전을 중단하여 등가화를 완료하고, 그렇지 않을 경우에는 등가화 루틴을 실행하여 등가화 목표 모듈을 계속 보충전한다.Check the charging state of each module according to the detected equalization target module voltage and the equalization reference module voltage in the first constant current or the second constant current mode, and replenish if the charging state of the equalization target module is equal to or higher than that of the equivalent reference module. Stop the migration to complete the equalization, otherwise run the equalization routine to continue replenishing the equalization target module.

충전 종료 모드이면 검출되는 등가화 목표 모듈의 전압과 설정된 전압 기준값을 비교하여 등가화 목표 모듈의 전압이 기준값보다 크면 보충전을 중단하여 등가화를 완료하고, 그렇지 않을 경우에는 등가화 루틴을 실행하여 등가화 목표 모듈을 계속 보충전한다.In the charging termination mode, the detected equalization target module voltage is compared with the set voltage reference value. If the voltage of the equalization target module is greater than the reference value, the replenishment is stopped and the equalization routine is executed. Continue to replenish the equivalence target module.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 전기자동차의 배터리 등가화 장치는 배터리 제어부(10)와 충전부(20), 릴레이 박스(40), 전압 검출부(50)로 이루어진다.As can be seen in FIG. 1, the battery equalization apparatus of an electric vehicle includes a battery controller 10, a charging unit 20, a relay box 40, and a voltage detector 50.

배터리 제어부(10)는 각 배터리 모듈(30)의 상태를 파악하며, 그에 따라 배터리(30) 충전 및 등가화를 위한 소정의 신호를 출력한다.The battery controller 10 grasps the state of each battery module 30 and accordingly outputs a predetermined signal for charging and equalizing the battery 30.

충전부(20)는 외부에서 인가되는 전원을 직류 전원으로 변환하여 스위치(S)가 온 되었을 때 배터리(30) 충전을 위한 6KW의 전기적인 신호를 출력하는 제 1정류기(21)와, 외부에서 인가되는 전원을 직류 전원으로 변환하여 배터리(30)의 각 모듈을 보충전 시키기 위한 40W의 전기적인 신호를 출력하는 제 2정류기(22)로 이루어지며, 배터리 제어부(10)의 신호에 따라 배터리(30) 충전 및 배터리(30) 각 모듈을 보충전 시키기 위한 소정의 전기적인 신호를 출력한다.The charging unit 20 converts power applied from the outside into direct current power, and when the switch S is turned on, the first rectifier 21 for outputting an electrical signal of 6KW for charging the battery 30, and applied from the outside. It is composed of a second rectifier 22 for outputting a 40W electrical signal for replenishing each module of the battery 30 by converting the power to a DC power source, the battery 30 in accordance with the signal of the battery controller 10 ) Outputs a predetermined electrical signal for charging and replenishing each module of the battery 30.

릴레이 박스(40)는 배터리(30) 각 모듈 전압 검출선의 양측에 제 2정류기(22)의 + 출력단과 연결된 +접점과, 제 2정류기(22)의 - 출력단과 연결된 -접점이 각각 형성되어 있는 릴레이로 이루어지며, n번째의 배터리(30) 모듈을 보충전 시킬 경우 n-1번째의 릴레이 접점은 +접점에 접속되고, n번째의 릴레이 접점은 -접점에 접속되어 제 2정류기(22)의 전기적인 신호에 의해 n번째의 배터리 모듈을 보충전 시킨다.The relay box 40 includes a + contact connected to the + output terminal of the second rectifier 22 and a-contact connected to the − output terminal of the second rectifier 22 on both sides of each module voltage detection line of the battery 30. In the case of replenishing the nth battery 30 module, the n-1th relay contact is connected to the + contact, and the nth relay contact is connected to the-contact so that the second rectifier 22 The nth battery module is recharged by an electrical signal.

전압 검출부(50)는 릴레이 박스(40)의 접점 선택에 따라 보충전 되는 배터리 모듈의 전압을 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.The voltage detector 50 detects the voltage of the battery module to be recharged according to the contact selection of the relay box 40 and outputs a predetermined signal accordingly.

이와 같이 이루어진 전기자동차의 배터리 등가화 장치에서 본 발명의 일 실시예인 배터리 등가화 방법을 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the battery equalization method of an embodiment of the present invention in the battery equalization device of the electric vehicle made as described above will be described in detail as follows.

배터리의 등가화란 배터리 팩을 구성하고 있는 모듈 또는 셀 들의 사용 가능한 전하량을 등가화 시키는 것으로, 도 4에서와 같이 충전 상태(SOC)가 0%에서 각 모듈 또는 셀 들의 컷오프(CUTOFF) 전압이 동일하도록 하는 것이다.Equalization of the battery is to equalize the available charge of the modules or cells constituting the battery pack, as shown in FIG. 4 so that the cutoff voltage of each module or cell is equal at 0%. It is.

이를 정확히 구현하기 위해서는 C/3(모듈의 사용 가능한 전하량/3)으로 충전 상태를 0%까지 방전을 하여야 한다. 그러나, 전기자동차의 주행시 이는 현실적으로 불가능하므로 전기자동차의 배터리 충전 직전 방전 데이터 중 C/3 방전 전류와 전압 데이터를 근거로 충전 용량이 부족한 모듈을 확인하여 배터리 충전중 소정의 정전류로 보충전을 한다.In order to implement this correctly, the charge state must be discharged to 0% with C / 3 (the available charge / 3 of the module). However, since the driving of the electric vehicle is impossible in reality, the module having the insufficient charging capacity is identified based on the C / 3 discharge current and the voltage data among the discharge data immediately before the battery charging of the electric vehicle.

이와 같은 보충전을 위해 먼저, 전기자동차의 운행중 배터리 제어부(10)는 배터리(30)에서 방전되는 전류가 C/3일 경우 릴레이 박스(40)의 모듈 전압 검출선을 이용하여 배터리(30)의 각 모듈 전압을 검출하고, 검출된 모듈 전압에 따라 다음의 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3에 의해 배터리(30) 각 모듈의 충전 상태(SOC)를 확인하여 배터리 충전 직전 방전 데이터를 설정한다.For this recharge, first, the battery controller 10 of the electric vehicle is operated by using the module voltage detection line of the relay box 40 when the current discharged from the battery 30 is C / 3. Each module voltage is detected, and the charging state (SOC) of each module of the battery 30 is checked by setting equations (1), (2) and (3) according to the detected module voltage to set the discharge data immediately before charging the battery. do.

이때, 검출된 모듈의 전압이 설정된 기준 전압값 범위 이상이면 수학식 1에 의해 모듈의 충전 상태(SOC)를 확인하고, 검출된 모듈의 전압이 설정된 기준 전압값 범위 이내이면 수학식 2에 의해 모듈의 충전 상태(SOC)를 확인하고, 검출된 모듈의 전압이 설정된 기준 전압값 범위 이하이면 수학식 3에 의해 모듈의 충전 상태(SOC)를 확인한다. 그리고, 검출되는 각 모듈의 전압에 따라 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3에 의해 확인된 각 모듈의 충전 상태와 검출된 모듈 전압의 순서에 의해 배터리 충전 직전의 방전 데이터를 설정한다.At this time, if the detected module voltage is above the set reference voltage value range, the charging state (SOC) of the module is checked by Equation 1, and if the detected module voltage is within the set reference voltage value range, the module is expressed by Equation 2 Check the state of charge (SOC) of the, and if the detected module voltage is less than the set reference voltage value range to determine the state of charge (SOC) of the module by the equation (3). Then, according to the voltage of each module detected, the discharge data immediately before charging the battery is set in the order of the charging state and the detected module voltage of each module identified by the equations (1), (2) and (3).

SOC[%]=-230/(1+e((VM-12.88)/0.499552))+100.78SOC [%] =-230 / (1 + e ((V M -12.88) /0.499552) ) +100.78

SOC[%]=-97.95/(1+e((VM-13.876)/0.27481))+114.05SOC [%] =-97.95 / (1 + e ((V M -13.876) /0.27481) ) +114.05

SOC[%]=-88/(1+e((VM-13.902)/0.72421))+86.578SOC [%] =-88 / (1 + e ((V M -13.902) /0.72421) ) +86.578

이후, 사용자가 전기자동차의 배터리(30)를 충전하기 위하여 외부 3상 교류 전원을 인가하여 스위치(S)가 "온" 되면 배터리 제어부(10)는 충전기(20)의 제 1정류기(21)를 통해 외부 3상 교류 전원을 직류 전원으로 변환시켜 배터리(30)를 충전시킨다.Subsequently, when the user applies an external three-phase AC power to charge the battery 30 of the electric vehicle and the switch S is “on”, the battery controller 10 operates the first rectifier 21 of the charger 20. By converting the external three-phase AC power to DC power to charge the battery (30).

이와 동시에 배터리 제어부(10)는 설정된 충전 직전 방전 데이터를 분석하여(S1) 각 모듈의 검출된 전압 순서가 변화되었는지를 판단한다(S2).At the same time, the battery controller 10 analyzes the discharge data immediately before charging (S1) and determines whether the detected voltage sequence of each module has changed (S2).

이때, 도 5에서와 같이 n번째 모듈 전압( Vn )과 n+1번째 모듈 전압( Vn+1 )의 순서가 변화되었으면 배터리 제어부(10)는 n번째 모듈을 등가화 목표 모듈( Vem )로 설정하고(S3), n+1번째 모듈을 등가화 기준 모듈( Vrm )로 설정한다(S4). 그리고, 충전 직전 방전 데이터를 분석하여 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3에 의해 연산된 충전 상태에 따라 n번째 모듈( Vem )과 n+1번째 모듈( Vrm ) 사이의 용량차(SOC[ Vn+1 ]-SOC[ Vn ])를 검출한다(S5).In this case, as shown in FIG. 5, the nth module voltage ( V n ) And the n + 1th module voltage ( V n + 1 ), The battery controller 10 equalizes the nth module to the target module ( V em ), And the n + 1th module equals the reference module ( V rm (S4). In addition, by analyzing the discharge data immediately before charging, the n-th module according to the state of charge calculated by Equation 1, Equation 2, Equation 3 ( V em ) And the n + 1th module ( V rm Volume difference between SOC [ V n + 1 ] -SOC [ V n ]) Is detected (S5).

그리고, 배터리 제어부(10)는 릴레이 박스(40)의 n-1번째 모듈 전압 검출선의 릴레이 접점을 제 2정류기(22)의 +단자에 연결된 +접점에 접속하고, n번째 모듈 전압 검출선의 릴레이 접점을 제 2정류기(22)의 -단자에 연결된 -접점에 접속하여 제 2정류기(22)에서 직류 전원으로 변환된 소정의 정전류를 이용하여 등가화 목표 모듈( Vem )을 보충전시켜 등가화 한다(S6).Then, the battery controller 10 connects the relay contact of the n-1th module voltage detection line of the relay box 40 to the + contact connected to the + terminal of the second rectifier 22, and the relay contact of the nth module voltage detection line. Is connected to the -contact of the -terminal of the second rectifier 22, and the equalization target module using a predetermined constant current converted from the second rectifier 22 into a DC power source ( V em ) Is replenished and equalized (S6).

이와 동시에 배터리 제어부(10)는 보호 루틴을 실행하여(S7) 배터리 충전 모드가 정전력 충전인 CP모드일 경우(S21) 수학식 Vem≻Vrm+0.1 에 의해 CP모드에서의 허용 전압차를 판단한다(S23). 이때 검출되는 등가화 목표 모듈( Vem )과 등가화 기준 모듈( Vrm )의 전압차가 CP모드에서의 허용 전압차 범위이면 등가화 루틴을 실행하여(S25) 등가화 목표 모듈( Vem )을 소정의 정전류로 보충전하고(S6), 보충전 중 검출되는 등가화 목표 모듈( Vem )과 등가화 기준 모듈( Vrm )의 전압차가 CP모드에서의 허용 전압차 범위를 벗어나면 배터리 제어부(10)는 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화 목표 모듈( Vem )의 보충전을 중단하고 9A의 정전류 충전인 CC1모드일 경우 보충전을 다시 시작한다(S24).At the same time, the battery controller 10 executes a protection routine (S7) when the battery charging mode is the CP mode of constant power charging (S21). V em ≻V rm +0.1 In step S23, the allowable voltage difference is determined in the CP mode. The equalization target module detected at this time ( V em ) And equivalent criteria module ( V rm If the difference in voltage is within the allowable voltage difference range in the CP mode, an equalization routine is executed (S25). V em ) Is replenished with a predetermined constant current (S6), and the equalization target module (detected during replenishment) V em ) And equivalent criteria module ( V rm ) When the voltage difference is out of the allowable voltage difference range in the CP mode, the battery controller 10 “offs” the contact of the relay box 40 so that the equivalent target module ( V em ) Stops the replenishment charge and resumes the replenishment charge in the CC1 mode of constant current charging of 9A (S24).

정전력 충전인 CP모드가 종료되고 9A의 정전류 충전인 CC1모드가 되면 배터리 제어부(10)는 검출되는 등가화 기준 모듈( Vrm )의 전압에 따라 다음의 수학식 4에 의해 등가화 기준 모듈( Vrm )의 충전 상태(SOC[ Vrm ])를 연산하고(S26), 검출되는 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압에 따라 다음의 수학식 5에 의해 등가화 목표 모듈( Vem )의 충전 상태(SOC[ Vem ])를 연산한다(S27). 그리고, 연산된 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])와 등가화 기준 모듈의 충전 상태(SOC[ Vrm ])를 비교하여 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])가 등가화 기준 모듈의 충전 상태(SOC[ Vrm ]) 이상이 되었는지를 판단한다(S28).When the CP mode, which is the constant power charging, is terminated and the CC1 mode, which is the constant current charging of 9A, the battery control unit 10 detects an equalization reference module ( V rm According to the voltage of the equation (4) V rm ) 'S state of charge (SOC [ V rm ]) (S26), and the detected equalization target module ( V em According to the voltage of the following equation (5) V em ) 'S state of charge (SOC [ V em ]) Is calculated (S27). Then, the state of charge (SOC [ V em ]) And the state of charge of the equivalence reference module (SOC [ V rm ]) To compare the state of charge (SOC [ V em ]) Equals the state of charge (SOC [ V rm ]) It is determined whether or not the above (S28).

SOC[%]=[-164/(1+e((VM-15.136)/0.28549))]+120.87SOC [%] = [-164 / (1 + e ((V M -15.136) /0.28549) )] + 120.87

SOC[%]=[-157.6/(1+e((VM-15.185)/0.27708))]+119.79SOC [%] = [-157.6 / (1 + e ((V M -15.185) /0.27708) )] + 119.79

등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])가 등가화 기준 모듈(SOC[ Vrm ])의 충전 상태보다 작으면 배터리 제어부(10)는 등가화 루틴을 실행하여(S25) 제 2정류기(22)를 통한 보충전을 계속하며(S6), 보충전된 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])가 등가화 기준 모듈(SOC[ Vrm ])의 충전 상태 이상이 되면(S28) 배터리 제어부(10)는 등가화 목표 모듈의 보충전 용량이 목표 용량에 근접하였는지를 판단하여(S29) 목표 용량에 근접하였으면 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화를 완료하고(S30), 목표 용량에 근접하지 않았으면 등가화 목표 모듈의 상태에 따른 히스토리 데이터를 확인하여(S31) 모듈의 고장 여부를 판단한다(S32). 이때, 배터리 고장이라 판단되면 사용자에게 경보(S33)를 함과 동시에 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화를 완료하고, 그렇지 않으면 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화를 완료한다.State of charge of the equalization target module (SOC [ V em ]) Is the equivalent criteria module (SOC [ V rm If less than the state of charge of the]), the battery control unit 10 executes an equalization routine (S25) to continue the recharge through the second rectifier 22 (S6), the state of charge of the refilled equalization target module (SOC [ V em ]) Is the equivalent criteria module (SOC [ V rm ]) Or more (S28) the battery controller 10 determines whether the replenishment capacity of the equalization target module is close to the target capacity (S29) and if the approach is close to the target capacity, the contact of the relay box 40 is " After completion of the equalization (S30), and if it is not close to the target capacity, the history data according to the state of the equalization target module is checked (S31) to determine whether the module has failed (S32). At this time, if it is determined that the battery failure, the alarm (S33) to the user and at the same time "off" the contact of the relay box 40 to complete the equalization, otherwise the contact of the relay box 40 "off" equivalent Complete anger.

또한, 9A의 정전류 충전인 CC1모드가 종료되고 4.5A의 정전류 충전인 CC2모드가 되면(S21) 배터리 제어부(10)는 검출되는 등가화 기준 모듈( Vrm )의 전압에 따라 다음의 수학식 6에 의해 등가화 기준 모듈( Vrm )의 충전 상태(SOC[ Vrm ])를 연산하고(S26), 검출되는 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압에 따라 다음의 수학식 7에 의해 등가화 목표 모듈( Vem )의 충전 상태(SOC[ Vem ])를 연산한다(S27). 그리고, 연산된 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])와 등가화 기준 모듈의 충전 상태(SOC[ Vrm ])를 비교하여 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])가 등가화 기준 모듈의 충전 상태(SOC[ Vrm ]) 이상이 되었는지를 판단한다(S28).In addition, when the CC1 mode of the constant current charging of 9A is terminated and the CC2 mode of the constant current charging of 4.5A is terminated (S21), the battery control unit 10 detects an equalization reference module ( V rm According to the voltage of the equation (6) V rm ) 'S state of charge (SOC [ V rm ]) (S26), and the detected equalization target module ( V em According to the voltage of the following equation (7) V em ) 'S state of charge (SOC [ V em ]) Is calculated (S27). Then, the state of charge (SOC [ V em ]) And the state of charge of the equivalence reference module (SOC [ V rm ]) To compare the state of charge (SOC [ V em ]) Equals the state of charge (SOC [ V rm ]) It is determined whether or not the above (S28).

SOC[%]=[-120.994/(1+e((VM-15.2701)/0.22285)]+120.8309SOC [%] = [-120.994 / (1 + e ((V M -15.2701) /0.22285) ] +120.8309

SOC[%]=[-116.006/(1+e((VM-15.234)/0.244)]+117.78SOC [%] = [-116.006 / (1 + e ((V M -15.234) /0.244) ] +117.78

등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])가 등가화 기준 모듈(SOC[ Vrm ])의 충전 상태보다 작으면 배터리 제어부(10)는 등가화 루틴을 실행하여(S25) 제 2정류기(22)를 통한 보충전을 계속하며(S6), 보충전된 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])가 등가화 기준 모듈(SOC[ Vrm ])의 충전 상태 이상이 되면(S28) 배터리 제어부(10)는 등가화 목표 모듈의 보충전 용량이 목표 용량에 근접하였는지를 판단하여(S29) 목표 용량에 근접하였으면 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화를 완료하고(S30), 목표 용량에 근접하지 않았으면 등가화 목표 모듈의 상태에 따른 히스토리 데이터를 확인하여(S31) 모듈의 고장 여부를 판단한다(S32). 이때, 배터리 고장이라 판단되면 사용자에게 경보(S33)를 함과 동시에 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화를 완료하고, 그렇지 않으면 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화를 완료한다.State of charge of the equalization target module (SOC [ V em ]) Is the equivalent criteria module (SOC [ V rm If less than the state of charge of the]), the battery control unit 10 executes an equalization routine (S25) to continue the recharge through the second rectifier 22 (S6), the state of charge of the refilled equalization target module (SOC [ V em ]) Is the equivalent criteria module (SOC [ V rm ]) Or more (S28) the battery controller 10 determines whether the replenishment capacity of the equalization target module is close to the target capacity (S29) and if the approach is close to the target capacity, the contact of the relay box 40 is " After completion of the equalization (S30), and if it is not close to the target capacity, the history data according to the state of the equalization target module is checked (S31) to determine whether the module has failed (S32). At this time, if it is determined that the battery failure, the alarm (S33) to the user and at the same time "off" the contact of the relay box 40 to complete the equalization, otherwise the contact of the relay box 40 "off" equivalent Complete anger.

이후, 배터리 충전이 완료되면 배터리 제어부(10)는 스위치(S)를 "오프"시켜 배터리 충전을 종료하고 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압을 검출하여 설정된 기준값보다 큰지를 판단한다(S22). 이때, 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압이 기준값 이하이면 등가화 루틴을 실행하여(S25) 등가화 목표 모듈( Vem )을 소정의 정전류로 보충전하여 등가화하고(S6), 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압이 기준값보다 크면 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 보충전을 통한 등가화를 완료한다(S30).Subsequently, when the battery charging is completed, the battery controller 10 “off” the switch S to terminate the battery charging, and the equivalent target module ( V em ) Is determined to determine whether the voltage is greater than the set reference value (S22). At this time, the equivalence goal module ( V em If the voltage of? Is equal to or less than the reference value, an equalization routine is executed (S25) to make the equalization target module ( V em ) Is supplemented with a predetermined constant current to equalize (S6), and the equalization target module ( V em ) Is greater than the reference value to "off" the contact of the relay box 40 to complete the equalization through the refill (S30).

이와 같은 보호 루틴을 실행하여(S7) 목표 모듈의 등가화가 완료되면(S8) 배터리 제어부(10)는 등가화할 다른 배터리가 있는지를 판단하여(S9) 등가화할 다른 배터리가 있으면 상기와 같은 방법에 의해 선택된 모듈을 등가화 시키고, 그렇지 않을 경우에는 등가화 루틴을 종료한다.When the protection routine is executed (S7) and the target module is equalized (S8), the battery controller 10 determines whether there is another battery to be equalized (S9) and if there is another battery to be equalized by the above method. Equalizes the selected module, otherwise terminates the equalization routine.

이와는 달리 배터리 충전을 위한 스위치(S)가 "온"될 때, 충전 직전 방전 데이터 분석(S1)을 통한 각 모듈의 검출 전압 순서가 변화되지 않으면(S2) 배터리 제어부(10)는 충전중 검출된 각 모듈의 전압에 따라 상기 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3에 의해 연산된 충전 상태를 파악하여 충전 상태가 불균형인 등가화 목표 모듈( Vem )을 설정하고(S10), 충전 상태가 균형인 다른 하나의 모듈을 등가화 기준 모듈( Vrm )로 설정한다(S11). 그리고, 제 1정류기를 통해 배터리(30)를 충전하는 충전 모드를 파악하여(S12) 정전력 충전인 CP모드이면 보충전을 하지 않는다.On the contrary, when the switch S for battery charging is "on", if the detection voltage order of each module through the discharge data analysis S1 just before charging is not changed (S2), the battery controller 10 is detected during charging. An equalization target module having an unbalanced state of charge by grasping the state of charge calculated by Equation 1, Equation 2, or Equation 3 according to the voltage of each module ( V em ) (S10), and equalizes the other module having a balanced state of charge module ( V rm (S11). In addition, the charging mode for charging the battery 30 through the first rectifier is determined (S12). If the CP mode is the constant power charging, no supplementary charging is performed.

이후, CP모드에 의한 배터리 충전이 종료되고 9A의 정전류 충전인 CC1모드가 되면(S12) 배터리 제어부(10)는 검출되는 등가화 기준 모듈( Vrm )의 전압에 따라 수학식 4에 의해 등가화 기준 모듈( Vrm )의 충전 상태(SOC[ Vrm ])를 연산하고, 검출되는 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압에 따라 수학식 5에 의해 등가화 목표 모듈( Vem )의 충전 상태(SOC[ Vem ])를 연산한다. 그리고, 연산된 등가화 기준 모듈( Vrm )의 충전 상태(SOC[ Vrm ])와 등가화 목표 모듈( Vem )의 충전 상태(SOC[ Vem ])에 따른 용량차(SOC[ Vrm ]-SOC[ Vem ])를 검출한다(S13).Subsequently, when the battery charging by the CP mode is terminated and becomes the CC1 mode which is the constant current charging of 9A (S12), the battery control unit 10 detects an equivalent equalization module ( V rm Equivalent reference module ( V rm ) 'S state of charge (SOC [ V rm ), And the detected equalization target module ( V em According to the voltage of V em ) 'S state of charge (SOC [ V em ]). And, the calculated equalization reference module ( V rm ) 'S state of charge (SOC [ V rm ] And equivalent goal module ( V em ) 'S state of charge (SOC [ V em Capacity difference (SOC [ V rm ] -SOC [ V em ]) Is detected (S13).

그리고, 배터리 제어부(10)는 릴레이 박스(40)의 등가화 목표 모듈 전압 검출선의 릴레이 접점을 제 2정류기(22)의 +단자에 연결된 +접점에 접속하고, 등가화 목표 모듈 직전 모듈 전압 검출선의 릴레이 접점을 제 2정류기(22)의 -단자에 연결된 -접점에 접속하여 제 2정류기(22)에서 직류 전원으로 변환된 소정의 정전류를 이용하여 등가화 목표 모듈( Vem )을 보충전시켜 등가화 한다(S14).The battery control unit 10 connects the relay contact of the equalization target module voltage detection line of the relay box 40 to the + contact connected to the + terminal of the second rectifier 22, and connects the module voltage detection line of the module voltage detection line immediately before the equalization target module. The relay contact is connected to the negative contact connected to the negative terminal of the second rectifier 22 and the equalization target module using the predetermined constant current converted from the second rectifier 22 into the direct current power source ( V em ) Is replenished and equalized (S14).

이와 동시에 배터리 제어부(10)는 보호 루틴을 실행하여(S15) 검출되는 등가화 기준 모듈( Vrm )의 전압에 따라 수학식 4에 의해 등가화 기준 모듈( Vrm )의 충전 상태(SOC[ Vrm ])를 연산하고(S26), 검출되는 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압에 따라 수학식 5에 의해 등가화 목표 모듈( Vem )의 충전 상태(SOC[ Vem ])를 연산한다(S27). 그리고, 연산된 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])와 등가화 기준 모듈의 충전 상태(SOC[ Vrm ])를 비교하여 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])가 등가화 기준 모듈의 충전 상태(SOC[ Vrm ]) 이상이 되었는지를 판단한다(S28). 이때, 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])가 등가화 기준 모듈의 충전 상태(SOC[ Vrm ])보다 작으면 배터리 제어부(10)는 등가화 루틴을 실행하여(S25) 제 2정류기(22)를 통한 보충전을 계속하며(S14), 보충전된 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])가 등가화 기준 모듈의 충전 상태(SOC[ Vrm ]) 이상이 되면(S28) 배터리 제어부(10)는 등가화 목표 모듈의 보충전 용량이 목표 용량에 근접하였는지를 판단하여(S29) 목표 용량에 근접하였으면 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화를 완료하고(S30), 목표 용량에 근접하지 않았으면 등가화 목표 모듈의 상태에 따른 히스토리 데이터를 확인하여(S31) 모듈의 고장 여부를 판단한다(S32). 이때, 배터리 고장이라 판단되면 사용자에게 경보(S33)를 함과 동시에 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화를 완료하고, 그렇지 않으면 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화를 완료한다(S30).At the same time, the battery controller 10 executes a protection routine (S15) to detect the equalization reference module ( V rm Equivalent reference module ( V rm ) 'S state of charge (SOC [ V rm ]) (S26), and the detected equalization target module ( V em According to the voltage of V em ) 'S state of charge (SOC [ V em ]) Is calculated (S27). Then, the state of charge (SOC [ V em ]) And the state of charge of the equivalence reference module (SOC [ V rm ]) To compare the state of charge (SOC [ V em ]) Equals the state of charge (SOC [ V rm ]) It is determined whether or not the above (S28). At this time, the state of charge (SOC [ V em ]) Equals the state of charge (SOC [ V rm Less than)), the battery controller 10 executes an equalization routine (S25) and continues recharging through the second rectifier 22 (S14), and charge state SOC [of the replenished equalization target module (S14). V em ]) Equals the state of charge (SOC [ V rm ]) Or more (S28), the battery control unit 10 determines whether the replenishment capacity of the equivalent target module is close to the target capacity (S29) and if it is close to the target capacity "turns off" the contact of the relay box 40 After the completion of the equalization (S30), and if not close to the target capacity, the history data according to the state of the equalization target module is checked (S31) to determine whether the module is broken (S32). At this time, if it is determined that the battery failure, the alarm (S33) to the user and at the same time "off" the contact of the relay box 40 to complete the equalization, otherwise the contact of the relay box 40 "off" equivalent Complete the mad (S30).

또한, 9A의 정전류 충전인 CC1모드가 종료되고 4.5A의 정전류 충전인 CC2모드가 되면(S12) 배터리 제어부(10)는 검출되는 등가화 기준 모듈( Vrm )의 전압에 따라 수학식 6에 의해 등가화 기준 모듈( Vrm )의 충전 상태(SOC[ Vrm ])를 연산하고, 검출되는 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압에 따라 수학식 7에 의해 등가화 목표 모듈( Vem )의 충전 상태(SOC[ Vem ])를 연산한다. 그리고, 연산된 등가화 기준 모듈( Vrm )의 충전 상태(SOC[ Vrm ])와 등가화 목표 모듈( Vem )의 충전 상태(SOC[ Vem ])에 따른 용량차(SOC[ Vrm ]-SOC[ Vem ])를 검출한다(S13).In addition, when the CC1 mode of the constant current charging of 9A is ended and the CC2 mode of the constant current charging of 4.5A is terminated (S12), the battery control unit 10 detects an equalization reference module ( V rm According to the voltage of the equation (6) V rm ) 'S state of charge (SOC [ V rm ), And the detected equalization target module ( V em According to the voltage of the equation (7) V em ) 'S state of charge (SOC [ V em ]). And, the calculated equalization reference module ( V rm ) 'S state of charge (SOC [ V rm ] And equivalent goal module ( V em ) 'S state of charge (SOC [ V em Capacity difference (SOC [ V rm ] -SOC [ V em ]) Is detected (S13).

그리고, 배터리 제어부(10)는 릴레이 박스(40)의 등가화 목표 모듈 전압 검출선의 릴레이 접점을 제 2정류기(22)의 +단자에 연결된 +접점에 접속하고, 등가화 목표 모듈 직전 모듈 전압 검출선의 릴레이 접점을 제 2정류기(22)의 -단자에 연결된 -접점에 접속하여 제 2정류기(22)에서 직류 전원으로 변환된 소정의 정전류를 이용하여 등가화 목표 모듈( Vem )을 보충전시켜 등가화 한다(S14). 그리고, 상기와 같이 보호 루틴을 실행하여(S15) 검출되는 등가화 기준 모듈( Vrm )의 전압에 따라 수학식 6에 의해 등가화 기준 모듈( Vrm )의 충전 상태(SOC[ Vrm ])를 연산하고(S26), 검출되는 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압에 따라 수학식 7에 의해 등가화 목표 모듈( Vem )의 충전 상태(SOC[ Vem ])를 연산한다(S27). 그리고, 연산된 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])와 등가화 기준 모듈의 충전 상태(SOC[ Vrm ])를 비교하여 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])가 등가화 기준 모듈의 충전 상태(SOC[ Vrm ]) 이상이 되었는지를 판단한다(S28).The battery control unit 10 connects the relay contact of the equalization target module voltage detection line of the relay box 40 to the + contact connected to the + terminal of the second rectifier 22, and connects the module voltage detection line of the module voltage detection line immediately before the equalization target module. The relay contact is connected to the negative contact connected to the negative terminal of the second rectifier 22 and the equalization target module using the predetermined constant current converted from the second rectifier 22 into the direct current power source ( V em ) Is replenished and equalized (S14). The equalization reference module detected by executing the protection routine as described above (S15) ( V rm According to the voltage of the equation (6) V rm ) 'S state of charge (SOC [ V rm ]) (S26), and the detected equalization target module ( V em According to the voltage of the equation (7) V em ) 'S state of charge (SOC [ V em ]) Is calculated (S27). Then, the state of charge (SOC [ V em ]) And the state of charge of the equivalence reference module (SOC [ V rm ]) To compare the state of charge (SOC [ V em ]) Equals the state of charge (SOC [ V rm ]) It is determined whether or not the above (S28).

이때, 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])가 등가화 기준 모듈의 충전 상태(SOC[ Vrm ])보다 작으면 배터리 제어부(10)는 등가화 루틴을 실행하여(S25) 제 2정류기(22)를 통한 보충전을 계속하며(S6), 보충전된 등가화 목표 모듈의 충전 상태(SOC[ Vem ])가 등가화 기준 모듈의 충전 상태(SOC[ Vrm ]) 이상이 되면(S28) 배터리 제어부(10)는 등가화 목표 모듈의 보충전 용량이 목표 용량에 근접하였는지를 판단하여(S29) 목표 용량에 근접하였으면 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화를 완료하고(S30), 목표 용량에 근접하지 않았으면 등가화 목표 모듈의 상태에 따른 히스토리 데이터를 확인하여(S31) 모듈의 고장 여부를 판단한다(S32). 이때, 배터리 고장이라 판단되면 사용자에게 경보(S33)를 함과 동시에 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화를 완료하고, 그렇지 않으면 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 등가화를 완료한다(S30).At this time, the state of charge (SOC [ V em ]) Equals the state of charge (SOC [ V rm Less than)), the battery control unit 10 executes an equalization routine (S25) and continues recharging through the second rectifier 22 (S6), and charge state SOC [of the replenished equalization target module (S6). V em ]) Equals the state of charge (SOC [ V rm ]) Or more (S28), the battery control unit 10 determines whether the replenishment capacity of the equivalent target module is close to the target capacity (S29) and if it is close to the target capacity "turns off" the contact of the relay box 40 After the completion of the equalization (S30), and if not close to the target capacity, the history data according to the state of the equalization target module is checked (S31) to determine whether the module is broken (S32). At this time, if it is determined that the battery failure, the alarm (S33) to the user and at the same time "off" the contact of the relay box 40 to complete the equalization, otherwise the contact of the relay box 40 "off" equivalent Complete the mad (S30).

그리고, 4.5A의 정전류 충전인 CC2모드가 종료되면 배터리 제어부(10)는 스위치(S)를 "오프"시켜 배터리 충전을 종료하고 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압에 따라 다음의 수학식 8에 의해 등가화 목표 모듈( Vem )의 충전 상태를 확인하며 소정의 정전류로 보충전하여 등가화한다(S18).When the CC2 mode, which is the constant current charging of 4.5 A, is terminated, the battery control unit 10 “offs” the switch S to terminate the charging of the battery. V em According to the voltage of the following equation (8) V em The charging state is checked and equalized by supplementary charging with a predetermined constant current (S18).

SOC[%]=125.86-35.79×e(-(VM-15.4)/0.2447) SOC [%] = 125.86-35.79 × e (-(V M -15.4) /0.2447)

이와 동시에 배터리 제어부(10)는 보호 루틴을 실행하여(S15) 검출되는 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압이 설정된 기준값보다 큰지를 판단한다(S22). 이때, 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압이 기준값 이하이면 등가화 루틴을 실행하여(S25) 등가화 목표 모듈( Vem )을 소정의 정전류로 보충전하여 등가화하고(S18), 등가화 목표 모듈( Vem )의 전압이 기준값보다 크면 릴레이 박스(40)의 접점을 "오프"시켜 보충전을 통한 등가화를 완료한다(S30).At the same time, the battery controller 10 executes a protection routine (S15) to detect the equalization target module ( V em In step S22, it is determined whether or not the voltage of? At this time, the equivalence goal module ( V em If the voltage of? Is equal to or less than the reference value, an equalization routine is executed (S25) to make the equalization target module ( V em ) Is supplemented with a predetermined constant current to equalize (S18), and the equalization target module ( V em ) Is greater than the reference value to "off" the contact of the relay box 40 to complete the equalization through the refill (S30).

이와 같은 보호 루틴을 실행하여(S15) 목표 모듈의 등가화가 완료되면(S16) 배터리 제어부(10)는 등가화할 다른 배터리가 있는지를 판단하여(S17) 등가화할 다른 배터리가 있으면 상기와 같은 방법에 의해 선택된 모듈을 등가화시키고, 그렇지 않을 경우에는 등가화 루틴을 종료한다.When the equalization of the target module is completed by executing the protection routine (S15) (S16), the battery controller 10 determines whether there is another battery to be equalized (S17) and if there is another battery to be equalized by the above method. Equalizes the selected module, otherwise terminates the equalization routine.

이와 같이 본 발명은 배터리 충전 및 방전 중의 각 모듈 임피던스에 따른 정확한 충전 상태에 의해 충전 상태가 불균형인 모듈을 확인하여 보충전을 통해 등가화함으로써 배터리의 사용 가능한 에너지를 증가시켜 전기자동차의 주행 거리를 연장시킬 수 있다.As described above, the present invention checks a module having an unbalanced state of charge according to the exact state of charge according to the impedance of each module during battery charging and discharging, and then equalizes through supplementary charging, thereby increasing the usable energy of the battery to increase the driving distance of the electric vehicle. Can be extended.

Claims (13)

배터리 충전 신호가 있으면 충전 직전 방전 데이터에 따라 모듈 전압 순서가 변화되었는지를 판단하는 단계와;Determining whether the module voltage order is changed according to the discharge data immediately before charging when the battery charge signal is present; 상기 단계에서 모듈 전압 순서가 변화되었으면 전압 순서가 변화된 모듈을 각각 등가화 목표 모듈과 등가화 기준 모듈로 선정한 후 그 용량차를 검출하는 단계와;If the module voltage sequence is changed in the above step, selecting a module having a changed voltage sequence as an equalization target module and an equivalent reference module, and detecting a capacitance difference; 상기 단계에서 검출된 용량차에 따라 소정의 정전류로 등가화 목표 모듈을 보충전함과 동시에 보호 루틴을 실행하여 목표 모듈의 등가화가 완료되었는지를 판단하는 단계와;Determining whether the equalization of the target module is completed by replenishing the equalization target module with a predetermined constant current and executing a protection routine according to the capacitance difference detected in the step; 상기 단계에서 목표 모듈 등가화가 완료되었으면 등가화할 다른 배터리가 있는지를 확인하여 없으면 등가화 루틴을 종료하는 단계와;Checking whether there is another battery to be equalized when the target module equalization is completed in the above step, and ending the equivalent routine; 상기 단계에서 모듈 전압 순서가 변화되지 않았으면 충전 상태가 불균형인 모듈을 확인하여 등가화 기준 모듈로 선정하며, 충전 상태가 균형인 모듈을 등가화 기준 모듈로 선정한 후 충전 모드를 확인하는 단계와;Checking the module having an unbalanced state of charge as an equalization reference module if the module voltage sequence has not changed in the above step, selecting a module having a balanced state of charge as an equalization reference module and checking a charging mode; 상기 단계에서 확인된 각 충전 모드에 따라 등가화 목표 모듈을 보충전하여 등가화함과 동시에 보호 루틴을 실행하여 목표 모듈의 등가화가 완료되었는지를 판단하는 단계와;Determining whether the equalization of the target module is completed by supplementing and equalizing the equivalent target module according to each charging mode identified in the above step and executing a protection routine; 상기 단계에서 목표 모듈 등가화가 완료되었으면 등가화할 다른 배터리가 있는지를 확인하여 없으면 등가화 루틴을 종료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.Checking whether there is another battery to be equalized if the target module equalization is completed in the step, and if not, terminating the equalization routine. 청구항 1 에 있어서, 상기 단계에서 충전 직전 방전 데이터는 배터리 방전 전류가 C/3일 경우 검출되는 각 모듈 전압의 순서와 그 전압에 따라 각 모듈의 충전 상태를 확인하여 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.The battery equivalent value of claim 1, wherein the discharge data immediately before charging in the step is set by checking and setting the charging state of each module according to the order of each module voltage detected when the battery discharge current is C / 3 and the voltage. How to get angry. 청구항 1 에 있어서, 상기 단계에서 충전 모드가 정전력 모드이면 등가화 목표 모듈을 보충전하지 않으며,The method according to claim 1, wherein if the charging mode is a constant power mode in the step, do not supplement the equalization target module, 제 1정전류 모드 또는 제 2 정전류 모드이면 검출되는 등가화 목표 모듈과 등가화 기준 모듈의 전압값에 의한 충전 상태를 확인하여 그 용량차를 검출하고, 그에 따라 등가화 목표 모듈을 보충전하며,In the first constant current mode or the second constant current mode, the state of charge according to the voltage value of the detected equalization target module and the equalization reference module is checked to detect the capacitance difference, and accordingly, the equalization target module is replenished. 충전 종료 모드이면 검출되는 등가화 목표 모듈의 충전 상태에 따라 보충전하는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.And recharging according to the state of charge of the equalization target module detected in the charging end mode. 청구항 1 에 있어서, 상기 보호 루틴은 배터리 충전 모드가 정전력 모드이면 검출되는 등가화 목표 모듈 전압과 등가화 기준 모듈 전압의 차가 정전력 모드에서의 허용전압차 범위인지를 판단하여 허용 전압차 범위이면 등가화 루틴을 실행하여 등가화 목표 모듈을 계속 보충전하며, 그렇지 않을 경우에는 보충전을 중단하고 제 1정전류 모드에서 보충전을 다시 시작하는 단계와;The method of claim 1, wherein the protection routine determines whether the difference between the equalization target module voltage and the equivalent reference module voltage detected when the battery charging mode is the constant power mode is within the allowable voltage difference range in the constant power mode, Executing an equalization routine to continue replenishing the equalization target module; otherwise, stopping the replenishment and restarting the replenishment in the first constant current mode; 제 1정전류 또는 제 2정전류 모드이면 검출되는 등가화 목표 모듈 전압과 등가화 기준 모듈 전압에 따라 각 모듈의 충전 상태를 확인하여 등가화 목표 모듈의 충전 상태가 등가화 기준 모듈의 충전 상태 이상이면 보충전을 중단하여 등가화를 완료하고, 그렇지 않을 경우에는 등가화 루틴을 실행하여 등가화 목표 모듈을 계속 보충전하는 단계와;Check the charging state of each module according to the detected equalization target module voltage and the equalization reference module voltage in the first constant current or the second constant current mode, and replenish if the charging state of the equalization target module is equal to or higher than that of the equivalent reference module. Stopping the transfer to complete the equalization, otherwise executing the equalization routine to continue replenishing the equalization target module; 충전 종료 모드이면 검출되는 등가화 목표 모듈의 전압과 설정된 전압 기준값을 비교하여 등가화 목표 모듈의 전압이 기준값보다 크면 보충전을 중단하여 등가화를 완료하고, 그렇지 않을 경우에는 등가화 루틴을 실행하여 등가화 목표 모듈을 계속 보충전하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.In the charging termination mode, the detected equalization target module voltage is compared with the set voltage reference value. If the voltage of the equalization target module is greater than the reference value, the replenishment is stopped and the equalization routine is executed. And a step of continuously replenishing the equalization target module. 청구항 2 에 있어서, 상기에서 검출되는 모듈의 전압이 설정된 기준 전압값 범위 이상이면 다음의 수학식에 의해 모듈의 충전 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.The method of claim 2, wherein the charging state of the module is checked by the following equation when the voltage of the module detected is greater than or equal to a set reference voltage value range. SOC[%]=-230/(1+e((VM-12.88)/0.499552))+100.78SOC [%] =-230 / (1 + e ((V M -12.88) /0.499552) ) +100.78 청구항 2 에 있어서, 상기에서 검출되는 모듈의 전압이 설정된 기준 전압값 범위 이내이면 다음의 수학식에 의해 모듈의 충전 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.The method of claim 2, wherein the charging state of the module is checked by the following equation when the voltage of the module detected is within a set reference voltage value range. SOC[%]=-97.95/(1+e((VM-13.876)/0.27481))+114.05SOC [%] =-97.95 / (1 + e ((V M -13.876) /0.27481) ) +114.05 청구항 2 에 있어서, 상기에서 검출되는 모듈의 전압이 설정된 기준 전압값 범위 이하이면 다음의 수학식에 의해 모듈의 충전 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.The method of claim 2, wherein the charging state of the module is determined by the following equation when the voltage of the module detected is less than or equal to a set reference voltage value range. SOC[%]=-88/(1+e((VM-13.902)/0.72421))+86.578SOC [%] =-88 / (1 + e ((V M -13.902) /0.72421) ) +86.578 청구항 3 에 있어서, 상기 충전 종료 모드에서 등가화 목표 모듈의 충전 상태는 다음의 수학식에 의해 확인하는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.The method of claim 3, wherein the charging state of the equalization target module in the charging termination mode is confirmed by the following equation. SOC[%]=125.86-35.79×e(-(VM-15.4)/0.2447) SOC [%] = 125.86-35.79 × e (-(V M -15.4) /0.2447) 청구항 4 에 있어서, 제 1정전류 또는 제 2정전류 모드에서 확인되는 등가화 목표 모듈의 충전 상태가 등가화 목표 모듈의 충전 상태 이상일 경우 보충전 용량과 목표 용량을 비교하는 단계와;The method of claim 4, further comprising: comparing the replenishment capacity with the target capacity when the state of charge of the equalization target module identified in the first constant current or the second constant current mode is equal to or greater than the state of charge of the equivalent target module; 상기 단계에서 보충전 용량이 목표 용량보다 크면 보충전을 중단하고 등가화를 종료하며, 보충전 용량이 목표 용량 이하이면 충전 상태에 따라 설정된 히스토리 데이터에 의해 등가화 목표 모듈을 점검하여 고장인지를 판단하는 단계와;In the above step, if the pre-filling capacity is larger than the target capacity, stop refilling and end the equalization. If the pre-filling capacity is less than the target capacity, determine the failure by checking the equalization target module based on historical data set according to the state of charge. Making a step; 상기 단계에서 고장이면 사용자에게 경보하여 줌과 동시에 보충전을 중단하여 등가화를 종료하며, 고장이 아니면 보충전을 중단하여 등가화를 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.And if the failure is in the step, alarming the user and at the same time stopping the supplementary charge to terminate the equalization, and if not the failure further comprises the step of ending the equivalentization. 청구항 3 또는 4 에 있어서, 상기 제 1정전류 모드에서 등가화 기준 모듈의 충전 상태는 다음의 수학식에 의해 확인하는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.The method of claim 3 or 4, wherein the state of charge of the equalization reference module in the first constant current mode is confirmed by the following equation. SOC[%]=[-164/(1+e((VM-15.136)/0.28549))]+120.87SOC [%] = [-164 / (1 + e ((V M -15.136) /0.28549) )] + 120.87 청구항 3 또는 4 에 있어서, 등가화 목표 모듈의 충전 상태는 다음의 수학식에 의해 확인하는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.The method of claim 3 or 4, wherein the state of charge of the equalization target module is confirmed by the following equation. SOC[%]=[-157.6/(1+e((VM-15.185)/0.27708))]+119.79SOC [%] = [-157.6 / (1 + e ((V M -15.185) /0.27708) )] + 119.79 청구항 3 또는 4 에 있어서, 상기 제 2정전류 모드에서 등가화 기준 모듈의 충전 상태는 다음의 수학식에 의해 확인하는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.The method of claim 3 or 4, wherein the charging state of the equalization reference module in the second constant current mode is confirmed by the following equation. SOC[%]=[-120.994/(1+e((VM-15.2701)/0.22285)]+120.8309SOC [%] = [-120.994 / (1 + e ((V M -15.2701) /0.22285) ] +120.8309 청구항 3 또는 4 에 있어서, 등가화 목표 모듈의 충전 상태는 다음의 수학식에 의해 확인하는 것을 특징으로 하는 배터리 등가화 방법.The method of claim 3 or 4, wherein the state of charge of the equalization target module is confirmed by the following equation. SOC[%]=[-116.006/(1+e((VM-15.234)/0.244)]+117.78SOC [%] = [-116.006 / (1 + e ((V M -15.234) /0.244) ] +117.78
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CN111864844A (en) * 2020-07-27 2020-10-30 中航锂电（洛阳）有限公司 Equalization method and equalization device of battery system and intelligent equipment
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