KR20080097128A - System and method for balancing battery cells and recording medium using it - Google Patents

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Abstract

A system and method for balancing a plurality of battery cells is provided to allow all cell of the battery to have the same the property for same hour by controlling the charging speed of each battery cell. In a battery cell balancing system, a plurality of FETs, having different drain current, is electrically connected in parallel in a plurality of battery cells. A recharge unit charges a plurality of battery cells. A control unit controls the amount of current at a plurality of battery cells and controls the charging speed. A control unit monitors a plurality of battery cells, selects one or more FET between a plurality of FETs corresponding to a plurality of battery cells and charges a plurality of battery cells.

Description

배터리 셀 밸런싱 시스템, 그 방법 및 이를 기록한 기록매체{System and Method for balancing battery cells and Recording medium using it}Battery cell balancing system, method and recording medium recording the same {System and Method for balancing battery cells and Recording medium using it}

본 발명은 배터리 관리 기술에 관한 것으로서, 복수 개의 셀들로 구성되어 있는 배터리를 드레인 전류가 서로 다른 복수 개의 FET들을 이용하여 각 셀에 유입되는 충전 전류량을 조절함으로써 각 셀들의 충전 속도를 제어할 수 있는 배터리 셀 밸런싱 시스템, 그 방법 및 이를 기록한 기록매체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery management technology, wherein a battery consisting of a plurality of cells can control the charging speed of each cell by controlling the amount of charge current flowing into each cell using a plurality of FETs having different drain currents. A battery cell balancing system, a method thereof, and a recording medium recording the same.

미래형 자동차인 하이브리드 자동차(HEV)의 핵심기술 중의 하나는 차량제어 기술이다. 그 중에서도 배터리의 충방전 제어는 하이브리드 자동차의 구동요소인 모터를 제어하는데 기본이 되는 매우 중요한 기술이다. 따라서 배터리의 충방전 특성을 정확히 이해하고 차량 주행 특성에 맞게 충전상태 (SOC : state of charge)를 관리하는게 중요하다. SOC에 따라서 자동차는 모터가 엔진을 보조하여 주행할 수 있고, 엔진 시동을 끄고 전기모터만으로 주행을 할 수도 있다. One of the key technologies of the hybrid vehicle (HEV), the future vehicle, is vehicle control technology. Among them, the charge and discharge control of the battery is a very important technology that is the basis for controlling the motor, which is the driving element of the hybrid vehicle. Therefore, it is important to accurately understand the charge and discharge characteristics of the battery and to manage the state of charge (SOC) according to the vehicle driving characteristics. Depending on the SOC, a car can run with the aid of the engine, or the engine can be turned off and run with the electric motor alone.

하이브리드 자동차에 사용되는 배터리는 리튬 폴리머 배터리가 주로 요구된다. 리튬 폴리머 배터리는 같은 부피에서 기존의 배터리보다 충방전 특성이 우수하기 때문에 최근 각광을 받고 있다. 리튬 폴리머 배터리는 4~8개의 전지 셀(Cell) 이 직렬 연결되어 한 모듈(Module)을 이루고 다시 이들이 여러 개 연결되어 한 팩(Pack)을 이루어 사용되고 있다. 각각의 전지 셀은 제조공정 및 물리적, 화학적 오차로 인하여 완벽히 같은 전기적 특성을 가질 수 없다. 또한 제조된 전지 셀은 사용시간의 흐름과 환경에 따라 전기적 특성은 점차 변해가고 그 변화는 전지 셀마다 각각 달라질 수밖에 없다. 따라서 각 셀간의 충방전 특성의 차이는 배터리의 사용전압 범위를 축소시키므로 셀간의 전압 평균편차를 최소화하는 최적제어가 필요하다.       Batteries used in hybrid cars are mainly required of lithium polymer batteries. Lithium polymer batteries have been in the spotlight recently because they have better charge and discharge characteristics than conventional batteries in the same volume. Lithium polymer battery is used to form a module by connecting four to eight battery cells in series, and then several of them are used to form a pack. Each battery cell cannot have exactly the same electrical properties due to manufacturing process and physical and chemical errors. In addition, the manufactured battery cells are gradually changed in electrical characteristics according to the flow of time and environment, the change is inevitably changed for each battery cell. Therefore, the difference in the charge and discharge characteristics between each cell reduces the voltage range of the battery, it is necessary to optimize the control to minimize the average voltage difference between the cells.

즉, 배터리 충방전 제어기술이 떨어질수록 배터리의 효율은 떨어지게 된다. 과충전으로 인한 과열 또는 폭발의 위험과 전지의 특성변화에 따른 잔량 측정이나 수명의 예상에 대한 부정확성 때문에 배터리를 효율적으로 사용할 수 없다. 따라서 과대 사용, 부피와 비중의 과부하는 앞으로 해결해야만 하는 과제이다. 이런 문제를 해결하기 위하여 배터리의 열화학적 모델링을 통한 제어 알고리즘을 개발하고, 모델링에 따른 최적 제어 시스템을 구현함으로써 배터리의 효율적인 실용화를 이끌 수 있다.In other words, as the battery charge / discharge control technology decreases, the battery efficiency decreases. Batteries cannot be used efficiently because of the risk of overheating or explosion due to overcharging and inaccuracies in the measurement of remaining capacity or life expectancy due to changes in battery characteristics. Therefore, overuse, overload of volume and specific gravity are challenges to be solved in the future. In order to solve this problem, it is possible to develop a control algorithm through the thermochemical modeling of the battery, and to implement an optimal control system according to the modeling, which can lead to the efficient practical use of the battery.

리튬폴리머 배터리는 두 전극(양극과 음극)과 리튬폴리머를 두 전극간에 가역적으로 전달할 수 있는 물질로 구성된다. 배터리는 rocking chair principle 원리에 의해 작동되는데 rocking chair principle이란 배터리를 충전 및 방전함에 따라 리튬폴리머가 양극과 음극 사이를 교대로 드나드는("rock" back and forth) 것을 이야기한다. 이러한 원리는 충 방전에 따라 양극과 음극 물질의 변화가 없기 때문에 안전하다.The lithium polymer battery is composed of two electrodes (anode and cathode) and a material capable of reversibly transferring the lithium polymer between the two electrodes. Batteries operate on the rocking chair principle. The rocking chair principle refers to the lithium polymer “rock” back and forth alternately between the positive and negative electrodes as the battery is charged and discharged. This principle is safe because there is no change of the positive and negative materials with charge and discharge.

도 1은 리튬폴리머배터리의 원리이다.1 is a principle of a lithium polymer battery.

도 1을 참조하면 상기 리튬폴리머배터리는 하기의 수학식 1을 기반으로 한다는 것을 알 수 있다Referring to FIG. 1, it can be seen that the lithium polymer battery is based on Equation 1 below.

Figure 112008025099131-PAT00001
Figure 112008025099131-PAT00001

리튬폴리머배터리는 Ni-Cd, Ni-MH 배터리와는 성격이 다르다. 일단 전압이 3.6[V]로 기존 배터리의 3배나 된다. 전해질로는 수용액 대신에 유기 용매를 사용한다. 그 이유는 배터리 내부의 전해질에서 산화 환원 반응이 일어날 때, 전해액이 수용액일 경우 1.35[V]에서 분해가 일어나므로 4[V] 이상의 전위차에서도 분해 없이 안정한 유기 용매를 전해질로 사용한다. Li-ion 배터리는 현재 양극으로는 LiCoO2를 사용하고, 음극은 카본이나 흑연(Graphite)을 사용한다. 충전 시에는 LiCoO2 속에 있는 Li 폴리머가 빠져 나와서 음극의 결정 속으로 들어가며 방전 시에는, 역반응이 일어난다. 흑연(Graphite) 격자구조 속에 있는 Li 폴리머가 빠져 나와 전해질 속을 이동하여 양극의 결정구조 속으로 들어간다. 즉, 충 방전시에는 Li 폴리머가 양극과 음극 사이를 왔다 갔다 하게 된다. 이런 이유로 초기에는 Li 폴리머가 그네를 타는 것처럼 왔다 갔다 한다고 하여 " Swing 배터리" 또는 흔들의자처럼 왔다 갔다 한다 하여 "rocking chair concept에 의한 배터리" 등으로 불렸으나, 일본에서 리튬폴리머배터리로 명명하였다. 리튬폴리머배터리에는 순수한 Li 금속은 포함되어 있지 않다. Li 금속은 매우 반응성이 높은 금속이며, 물에 닿으면 폭발적인 반응을 일으켜 위험할 수 있다. 이는 도 2는 리튬폴리머배터리의 구조를 보면 더 명확하다.  Lithium polymer batteries are different from Ni-Cd and Ni-MH batteries. First, the voltage is 3.6V, which is three times that of a conventional battery. As the electrolyte, an organic solvent is used instead of an aqueous solution. The reason for this is that when the redox reaction occurs in the electrolyte inside the battery, when the electrolyte solution is an aqueous solution, decomposition occurs at 1.35 [V]. Thus, a stable organic solvent is used as the electrolyte without decomposition even at a potential difference of 4 [V] or more. Li-ion batteries currently use LiCoO2 as the positive electrode and carbon or graphite as the negative electrode. During charging, the Li polymer in LiCoO2 escapes and enters the crystals of the negative electrode. During discharge, a reverse reaction occurs. Li polymer in the graphite lattice structure exits and moves in the electrolyte to enter the crystal structure of the anode. That is, during charging and discharging, the Li polymer moves back and forth between the positive electrode and the negative electrode. For this reason, Li polymers were initially called "swing batteries" or "swinging swing chairs" because they moved back and forth like swings, but they were called lithium polymer batteries in Japan. Lithium polymer batteries do not contain pure Li metal. Li metals are highly reactive metals and can be dangerous if they come in contact with water. 2 is more clearly seen in the structure of the lithium polymer battery.

도 3은 리튬폴리머배터리의 구성을 도시한 것이다.3 illustrates a configuration of a lithium polymer battery.

도 3을 참조하면, 리튬폴리머배터리의 장점은 용량이 커서 충전 후 오래 사용할 수 있고 다른 배터리보다 가볍다는 점이다. 그러나, 다른 배터리보다 위험하며, 안전성 문제로 인하여 고 전류를 흘릴 수 있는 고출력(high power) 배터리를 만들기가 힘든 것이 단점이다. 이 안전성 문제를 보완하고 배터리의 성능을 유지하기 위해, 여타 다른 배터리에서는 사용하지 않는 보호회로를 사용하여 과충전 및 과방전을 방지하여 폭발의 위험을 없애고 있다. 이 보호회로를 내장하고 있는 리튬폴리머배터리를 스마트 모듈이라고 한다. Referring to FIG. 3, an advantage of a lithium polymer battery is that its capacity is large, so it can be used for a long time after being charged and is lighter than other batteries. However, it is more dangerous than other batteries, and it is difficult to make a high power battery capable of flowing high current due to safety problems. To address this safety issue and to maintain battery performance, protection circuits not used in other batteries are used to eliminate the risk of explosion by preventing overcharge and overdischarge. The lithium polymer battery with this protection circuit is called a smart module.

배터리의 용량이란, mAh라는 단위에서 볼 수 있듯이, 1[mAh]의 용량은, 1[mA]의 전류를 1시간 동안 흐르게 할 수 있는 전하량을 말하며, 따라서 배터리의 용량이 1800[mAh] 라는 것은 1800[mA]의 전류를 사용하더라도 1 시간을 쓸 수 있는 전하 저장능력이 있는 배터리라는 의미가 된다. 250[Wh/l], 300[Wh/l]로 표시되는 용량밀도는 배터리를 얼마나 작게 만들 수 있는가를 결정하는 판단기준이 된다. 배터리에 보면, 1200[mAh], 1500[mAh] 등으로 표시 되어있는 것을 볼 수 있다. 이것은 전류의 근원이 되는 전하량이다. 또한 배터리에는 1.2V, 3.6V 등으로 전압이 표시되어 있다. 전력량은 Wh = Ah(전하량)과 (전압)의 식에서 나온다. 예를 들어, 1000[mAh]에 3.6[V] 라고 하면 3.6[Wh] 가된다. 여기에 부피를 나누어 주면 Wh/l 단위의 에너지 밀도(energy density)를 구할 수 있다. The capacity of the battery, as can be seen in the unit of mAh, the capacity of 1 [mAh] refers to the amount of charge that can flow a current of 1 [mA] for 1 hour, so that the capacity of the battery is 1800 [mAh] Even when using a current of 1800 [mA], it means that the battery has a charge storage capacity of 1 hour. The capacity densities, expressed as 250 [Wh / l] and 300 [Wh / l], are the criteria for determining how small the battery can be made. If you look at the battery, you can see that it is marked as 1200 [mAh], 1500 [mAh]. This is the amount of charge that is the source of the current. The battery is also marked with voltages such as 1.2V, 3.6V, and so on. The amount of power comes from the formula Wh = Ah (charge) and (voltage). For example, if 3.6 [V] is given to 1000 [mAh], it becomes 3.6 [Wh]. Divide the volume here to find the energy density in units of Wh / l.

도 4는 리튬폴리머배터리의 주요 특성을 도시한 그래프이다. 충전은 보통 CCCV방식이 사용된다. 즉, 충전 초기에는 정전류(Constant Current : CC)로 충전하다가 충전전압이 설정전압에 도달하면 정전압(Constant Voltage : CV)으로 충전을 바꾸어 충전전류를 점차 줄여 나가는 것이다. 4 is a graph showing the main characteristics of the lithium polymer battery. Charging is usually done with CCCV. That is, at the initial stage of charging, the battery is charged with a constant current (CC), but when the charging voltage reaches the set voltage, the charging current is gradually reduced by changing the charging to the constant voltage (CV).

도 5는 리튬폴리머배터리의 방전특성을 도시한 것이다.5 illustrates discharge characteristics of a lithium polymer battery.

도 5를 참조하면, 방전전압은 일정하게 안정되어 있지 않고 4V에서 3V로 기울어져 있다. 부하특성은 1C 레이트로서 90%, 온도특성은 -20에서 80%이며 사이클 특성은 500회이다.Referring to Fig. 5, the discharge voltage is not constant and is inclined from 4V to 3V. The load characteristic is 90% at 1C rate, the temperature characteristic is -20 to 80%, and the cycle characteristic is 500 times.

배터리는 근본적으로 온도가 올라갈 수록 용량은 증대되지만, 사이클 라이프[Cycle life]는 급격히 떨어진다. 인간이 가장 살기 좋은 온도인 20를 기준으로 정한다. 20에서 용량을 100%라고 정의할 때 저온에서 몇[%]의 용량이 방전되는가를 표시하는 방법으로 배터리의 온도에 대한 적응력을 평가한다. 저온 특성이 나쁘다고 하여 저온에서 배터리가 작동되지 않는다는 의미는 아니다. -20에서 상온의 50% 용량을 방전한다고 하면, -20에서 상온에서 1000[mAh] 의 용량을 방전하던 배터리가 -20에서는 500[mAh]만 방전한다는 의미이다. 이것 역시 실장 테스트와 배터리 테스트 사이에는 많은 차이가 있다. The battery essentially increases in capacity as the temperature rises, but the cycle life drops dramatically. It is based on 20, the temperature at which human beings live best. When the capacity is defined as 100% in 20, the adaptability to the temperature of the battery is evaluated by indicating how much [%] the capacity is discharged at low temperatures. The low temperature characteristics do not mean that the battery will not operate at low temperatures. If the discharge capacity of 50% of room temperature at -20, it means that the battery that discharged the capacity of 1000 [mAh] at room temperature at -20 discharges only 500 [mAh] at -20. Again, there are many differences between the mounting test and the battery test.

도 6은 다양한 온도에서의 리튬폴리머배터리의 방전 용량을 나타낸 것이다. 0를 중심으로 온도가 높을 때 방전 특성이 좋은 것으로 나타내어진다. 6 shows discharge capacities of lithium polymer batteries at various temperatures. When the temperature is high around zero, the discharge characteristics are shown to be good.

도 7은 리튬폴리머배터리의 수명을 나타내는 곡선으로 일정한 전류로 완전 충전 및 방전을 반복했을 때 리튬폴리머배터리의 용량의 변화를 나타내는 특성 곡선이다. 2차 배터리는 충 방전을 계속하면서 용량이 줄어든다. 초기에는 1000[mAh]이었던 용량이 몇 백번 충 방전하면서, 700, 600, 500 [mAh]까지도 줄어든다. 학자들마다 다소 의견의 차이는 있으나 일반적으로, 사이클 라이프(cycle life)는 초기용량의 80% 용량으로 용량이 줄어들었을 때까지의 충 방전 횟수로 정의한다. 예를 들어 사이클 라이프(cycle life)가 500회라고 하면, 500번 쓰면 용량이 줄어들어 배터리를 교체해야 하는 것으로 알고 있는데 사실은 그렇지 않다. 500 회란 것은 100% DOD 에서 500회라는 것이다. DOD 는 Depth Of Discharge 의 약자로서, 용량이 1000[mAh] 라고 하면, 1000[mAh]를 100[%] 다 소진하고, 충전했을 때에 사이클 라이프(cycle life)를 의미한다. 그러나, 실제는 70-80[%] 사용하고 충전하는 것이 일반적이다. 80[%] DOD에서는 사이클 라이프(cycle life) 는 2-3배 정도 증가된다. 7 is a curve showing the life of a lithium polymer battery, a characteristic curve showing the change in capacity of the lithium polymer battery when the full charge and discharge is repeated with a constant current. The secondary battery is reduced in capacity while continuing to charge and discharge. The capacity, which was initially 1000 [mAh], was charged and discharged hundreds of times, reducing 700, 600 and 500 [mAh]. Though scholars vary in opinion, cycle life is generally defined as the number of charge and discharge cycles until the capacity is reduced to 80% of the initial capacity. For example, a cycle life of 500 cycles is known to require 500 replacement cycles, which is not true. 500 times means 500 times at 100% DOD. DOD stands for Depth Of Discharge. If the capacity is 1000 [mAh], the DOD is exhausted by 100 [%] and means cycle life when it is charged. In practice, however, it is common to use and charge 70-80 [%]. At 80 [%] DOD, the cycle life is increased by 2-3 times.

배터리는 내부에 화학물질을 다량 함유하고 있다. 그러므로, 그냥 방치하고 있어도 화학반응에 의하여 용량이 줄어든다. 이런 현상을 자가방전(Self-discharge)이라고 한다. 자가방전에는 두 가지를 점검해야 한다. "Retention Capacity 또는 Charge Retention"와 "Recovered Capacity"가 평가 항목이다. 전하 보존(Charge Retention)은 예를 들어 45에서 배터리를 한달 동안 방치하였을 때 한달 후에 어느 정도의 용량이 없어지고 어느 정도의 용량이 남아있나를 표시하는 항목이다. 자가방전 된 배터리를 충전하여 방전시켜 보았을 때 용량이 100% 방전되는 것은 아니다. 자가 방전된 배터리를 재충전하여 방전했을 때 용량의 몇 % 용량이 방전되는가를 나타내는 것이 회복 용량(Recovered Capacity)이다. 일부 배터리에서는 자가방 전으로 전압이 0[V] 가까이 되면 회복이 안되는 경우가 있다. Batteries contain a lot of chemicals inside. Therefore, even if left alone, the capacity is reduced by a chemical reaction. This phenomenon is called self-discharge. There are two checks for self-discharge. "Retention Capacity or Charge Retention" and "Recovered Capacity" are evaluation items. Charge retention is an item that indicates how much capacity is lost and how much capacity remains after one month, for example, when the battery is left at 45 months. When you charge and discharge a self-discharged battery, the capacity is not 100% discharged. Recovered capacity indicates how many percent of the capacity is discharged when the self-discharged battery is recharged and discharged. In some batteries, self-discharge may cause the recovery to fail when the voltage nears 0 [V].

도 8은 리튬폴리머배터리를 충전 후 자가 방전 특성을 기록한 특성 곡선을 Charge Retention의 특성 곡선으로 나타내며 다시 재충전하였을 때 초기용량 대비 사용 가능 용량을 나타내는 Recovery의 특성 곡선이다. FIG. 8 is a characteristic curve indicating a self-discharge characteristic after charging a lithium polymer battery as a characteristic curve of charge retention, and is a characteristic curve of recovery showing usable capacity versus initial capacity when recharged.

즉, 종래의 임의의 잔량이 남아 있는 상황에서 충 방전을 하는 경우는 현재 배터리의 잔량이 얼마인지 모르므로 정확한 잔량을 위의 수식을 통해서 얻기가 어렵다. 또한, 비선형적인 특성과 배터리의 여러 가지 특성으로 인해서 리튬폴리머배터리의 잔량 예측을 위한 모델링의 실제 구현은 거의 어렵다고 할 수 있다. 종래의 자가 방전된 배터리를 재충전하여 방전했을 때에는 일부 배터리에서 자가 방전으로 전압이 0[V] 가까이 되면 회복이 안되고, 복수 개의 셀로 이루어진 배터리의 셀의 충전 속도를 제어하지 못하는 문제점이 있다.That is, when charging and discharging in a situation where a conventional residual amount remains, it is difficult to obtain an accurate residual amount through the above formula because it does not know how much the current remaining amount of the battery. In addition, due to the non-linear characteristics and various characteristics of the battery, the actual implementation of the modeling for predicting the remaining amount of the lithium polymer battery is almost difficult. When recharging and discharging a conventional self-discharged battery, when the voltage is close to 0 [V] due to self-discharge in some batteries, recovery is not possible and there is a problem in that the charging speed of a cell of a battery composed of a plurality of cells cannot be controlled.

본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는, 복수 개의 셀들로 구성되어 있는 배터리를 드레인 전류가 서로 다른 복수 개의 FET들을 이용하여 각 셀에 유입되는 충전 전류량을 조절함으로써 각 셀들의 충전 속도를 제어할 수 있는 배터리 셀 밸런싱 시스템을 제공하는 데 있다.The first problem to be solved by the present invention is to control the charging speed of each cell by adjusting the amount of charge current flowing into each cell of the battery consisting of a plurality of cells using a plurality of FETs with different drain currents The present invention provides a battery cell balancing system.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 배터리 셀 밸런싱 시스템을 적용한 배터리 셀 밸런싱 방법을 제공하는 데 있다.The second problem to be solved by the present invention is to provide a battery cell balancing method applying the battery cell balancing system.

한편, 본 발명이 해결하고자 하는 세 번째 과제는 상기 배터리 셀 밸런싱 방법을 컴퓨터에서 수행할 수 있도록 프로그램으로 기록된 기록매체를 제공하는 데 있다.On the other hand, a third object of the present invention is to provide a recording medium recorded by a program to perform the battery cell balancing method on a computer.

상기 첫 번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, The present invention to solve the first problem,

드레인(drain) 전류가 서로 다른 복수 개의 FET들이 병렬적 및 전기적으로 연결되어 있는 복수 개의 배터리 셀들; 상기 복수 개의 배터리 셀들을 충전하기 위한 충전 수단; 및 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 충전되는 전류량을 조절하여 충전 속도를 제어하기 위한 제어 수단을 포함하고, 상기 제어 수단은, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 충전 상태를 감시하고, 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 대해 상기 복수 개의 FET들 중 적어도 하나의 FET를 선택하고, 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 대해 상기 선택된 적어도 하나의 FET를 통해 충전이 이루어지도록 하는 제어 수단을 포함하는 배터리 셀 밸런싱 시스템을 제공한다.A plurality of battery cells in which a plurality of FETs having different drain currents are connected in parallel and electrically; Charging means for charging the plurality of battery cells; And control means for controlling a charging speed by adjusting an amount of current charged in each of the plurality of battery cells, wherein the control means monitors a charging state of the plurality of battery cells, and controls each of the plurality of battery cells. And control means for selecting at least one of the plurality of FETs for the plurality of FETs and for charging through the selected at least one FET for each of the plurality of battery cells.

상기 복수 개의 배터리 셀들은, 서로 직렬적 및 전기적으로 연결되어 있는 것을 기술적 특징으로 할 수 있다.The plurality of battery cells may be technically connected to each other in series and electrically.

상기 제어 수단은, 상기 복수 개의 배터리 셀들 중 충전량이 큰 배터리 셀일수록 드레인 전류가 큰 FET를 선택함으로써 충전 속도를 느리게 제어하는 것을 기술적 특징으로 할 수 있다.The control means may be characterized in that the charging speed is controlled to be slower by selecting a FET having a larger drain current as a battery cell having a larger charging amount among the plurality of battery cells.

상기 제어 수단은, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 임피던스값과 전압값을 이용하여 FET를 선택하는 것을 기술적 특징으로 할 수 있다.The control means may be characterized in that the FET is selected using the impedance value and the voltage value of the plurality of battery cells.

상기 제어 수단은, 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 대해 각 셀의 전압 오차값과 각 셀의 임피던스값을 입력 값으로 하고 FET의 선택값을 출력값으로 하는 퍼지 알고리즘을 이용하여 상기 FET를 선택하는 것을 기술적 특징으로 할 수 있다. 여기서, 상기 각 셀의 전압 오차값은, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전압 중 최소 전압과 상기 각 셀의 전압의 차이일 수 있다.The control means may be configured to select the FET by using a fuzzy algorithm having a voltage error value of each cell and an impedance value of each cell as an input value and a selection value of the FET as an output value for each of the plurality of battery cells. It can be characterized. The voltage error value of each cell may be a difference between a minimum voltage among voltages of the plurality of battery cells and a voltage of each cell.

상기 제어 수단은, 상기 퍼지 알고리즘에 따라 상기 각 셀에 대한 FET의 구간값을 획득하고, 상기 각 셀에 연결되어 있는 상기 복수 개의 FET들 중 상기 획득된 구간값에 해당하는 FET를 선택하는 것을 기술적 특징으로 할 수 있다.The control means may be configured to obtain a section value of the FET for each cell according to the fuzzy algorithm and to select a FET corresponding to the obtained section value among the plurality of FETs connected to each cell. It can be characterized.

상기 두 번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,The present invention to solve the second problem,

복수 개의 배터리 셀들과 상기 복수 개의 배터리 셀들을 충전하기 위한 충전 수단을 포함하고, 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에는 드레인(drain) 전류가 서로 다른 복수 개의 FET들이 병렬적 및 전기적으로 연결되어 있는 배터리 셀 밸런싱 시스템에 있어서 상기 복수 개의 배터리 셀들을 밸런싱하는 방법에 있어서, 상기 복수 개의 배터리 셀들에 충전 전류 및 충전 전압을 인가하는 단계; 상기 복수 개의 배터리 셀들 중 최소 전압을 갖는 셀을 기준으로 각 배터리 셀의 전압 오차를 획득하는 단계; 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각의 임피던스 값을 획득하는 단계; 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 대해, 상기 획득된 각각의 전압 오차와 각각의 임피던스 값을 입력값으로 하는 퍼지 알고리즘을 이용하여, 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 대해 상기 복수 개의 FET들 중 적어도 하나의 FET를 선택하는 단계; 및 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 대해, 상기 선택된 적어도 하나의 FET를 통해 충전을 수행하는 단계를 포함하는 배터리 셀 밸런싱 방법을 제공한다.Battery cell balancing comprising a plurality of battery cells and charging means for charging the plurality of battery cells, each of the plurality of battery cells having a plurality of FETs having different drain currents in parallel and electrically connected thereto; CLAIMS What is claimed is: 1. A method of balancing a plurality of battery cells in a system, comprising: applying a charging current and a charging voltage to the plurality of battery cells; Obtaining a voltage error of each battery cell based on a cell having a minimum voltage among the plurality of battery cells; Obtaining an impedance value of each of the plurality of battery cells; For each of the plurality of battery cells, at least one FET of the plurality of FETs for each of the plurality of battery cells using a fuzzy algorithm that uses the obtained voltage error and each impedance value as an input value. Selecting a; And performing charging through each of the selected at least one FET for each of the plurality of battery cells.

상기 FET를 선택하는 단계는, 상기 복수 개의 배터리 셀들 중 충전량이 큰 배터리 셀일수록 드레인 전류가 큰 FET를 선택함으로써 충전 속도를 느리게 하는 것을 기술적 특징으로 할 수 있다.The selecting of the FET may be a technical feature of lowering a charging speed by selecting an FET having a larger drain current as a battery cell having a larger charging amount among the plurality of battery cells.

상기 FET를 선택하는 단계는, 상기 퍼지 알고리즘에 따라 상기 각 셀에 대한 FET의 구간값을 획득하고, 상기 각 셀에 연결되어 있는 상기 복수 개의 FET들 중 상기 획득된 구간값에 해당하는 FET를 선택하는 것을 기술적 특징으로 할 수 있다.The selecting of the FET may include obtaining a section value of the FET for each cell according to the fuzzy algorithm, and selecting a FET corresponding to the obtained section value among the plurality of FETs connected to each cell. It can be made into a technical feature.

상기 세 번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,The present invention to solve the third problem,

상기 배터리 셀 밸런싱 방법을 컴퓨터에서 실행할 수 있도록 프로그램으로 기록된 기록매체를 제공한다.Provided is a recording medium recorded by a program for executing the battery cell balancing method on a computer.

본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱 시스템, 그 방법 및 이를 기록한 기록매체 에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the battery cell balancing system, the method and the recording medium recording the same according to the present invention has the following advantages.

첫째, 본 발명에 의하면, 배터리 셀 각각에 대한 충전 속도를 제어할 수 있으므로 동일한 시간 동안 배터리의 모든 셀들이 동일한 특성을 갖도록 할 수 있는 효과가 있다.First, according to the present invention, since the charging speed for each battery cell can be controlled, there is an effect that all cells of the battery can have the same characteristics for the same time.

둘째, 본 발명에 의하면, 적절한 배터리 셀 밸런싱을 통하여 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.Second, according to the present invention, there is an effect that can maximize the energy efficiency through proper battery cell balancing.

본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.The above objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like numbers refer to like elements throughout. In addition, when it is determined that the detailed description of the known function or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 밸런싱 시스템의 블록 구성도이다. 도 9 및 필요한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 밸런싱 시스템을 상세히 설명하기로 한다.9 is a block diagram of a battery cell balancing system according to an embodiment of the present invention. A battery cell balancing system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 9 and necessary drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 밸런싱 시스템은, 도 9에 도시된 바와 같이, 복수 개의 배터리 셀들(100), 충전부(300) 및 제어부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.As illustrated in FIG. 9, a battery cell balancing system according to an exemplary embodiment of the present invention may include a plurality of battery cells 100, a charging unit 300, and a controller 400.

상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은, 드레인 전류가 서로 다른 복수 개의 FET들(200)이 각각 병렬적 및 전기적으로 연결되어 있다. 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은, 서로 직렬적 및 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.In the battery cells 100, a plurality of FETs 200 having different drain currents are connected in parallel and electrically, respectively. The plurality of battery cells 100 may be connected to each other in series and electrically.

상기 충전부(300)는, 상기 FET들(200)을 통해서 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 충전한다.The charging unit 300 charges the plurality of battery cells 100 through the FETs 200.

상기 제어부(400)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 충전 상태를 감시하고, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 각각에 대해 상기 복수 개의 FET들(200) 중 적어도 하나의 FET를 선택하고, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 각각에 대해 상기 선택된 적어도 하나의 FET를 통해 충전이 이루어지도록 한다.The controller 400 monitors the state of charge of the plurality of battery cells 100, selects at least one FET of the plurality of FETs 200 for each of the plurality of battery cells 100, Charging is performed through the selected at least one FET for each of the plurality of battery cells 100.

상기 제어부(400)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 충전량이 큰 배터리 셀일수록 드레인 전류가 큰 FET를 선택함으로써 충전 속도를 느리게 제어할 수 있다. 상기 제어부(400)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 임피던스값과 전압값을 이용하여 FET를 선택할 수 있다.The controller 400 may control the charging speed to be slower by selecting an FET having a larger drain current as a battery cell having a larger charge amount among the plurality of battery cells 100. The controller 400 may select a FET using impedance values and voltage values of the plurality of battery cells 100.

상기 제어부(400)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 각각에 대해 각 셀의 전압 오차값과 각 셀의 임피던스값을 입력 값으로 하고 FET의 선택값을 출력값으로 하는 퍼지 알고리즘을 이용하여 상기 FET를 선택할 수 있다. 여기서, 상기 각 셀의 전압 오차값은, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전압 중 최소 전압과 상기 각 셀의 전압의 차이일 수 있다.The control unit 400 uses a fuzzy algorithm that uses a voltage error value of each cell and an impedance value of each cell as an input value and a selection value of the FET as an output value for each of the plurality of battery cells 100. Can be selected. The voltage error value of each cell may be a difference between a minimum voltage among voltages of the plurality of battery cells and a voltage of each cell.

상기 제어부(400)는, 상기 퍼지 알고리즘에 따라 상기 각 셀에 대한 FET의 구간값을 획득하고, 상기 각 셀에 연결되어 있는 상기 복수 개의 FET들 중 상기 획 득된 구간값에 해당하는 FET를 선택할 수 있다.The controller 400 may acquire a section value of the FET for each cell according to the fuzzy algorithm, and select a FET corresponding to the obtained section value among the plurality of FETs connected to each cell. have.

이하 상기 제어부(400)의 동작을 중심으로 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 밸런싱 시스템의 동작을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the battery cell balancing system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the operation of the controller 400.

상기 제어부(400)에 동일한 시간에 셀 밸런싱을 하기 위해 드레인 전류가 서로 다른 복수의 FET들(200)을 이용하는 것은 각각의 배터리 셀에 충전되는 전류의 양을 조절하여 충전 속도를 제어하기 위함이다.The use of the plurality of FETs 200 having different drain currents to perform cell balancing at the same time in the controller 400 is to control the charging speed by adjusting the amount of current charged in each battery cell.

도 9에서 4개의 배터리 셀들(101, 102, 103, 104) 중 제1 배터리 셀(101)의 충전량이 가장 크다고 가정하면, 제1셀(101)의 충전 속도를 느리게 하고 나머지 배터리 셀들(102, 103, 104)의 충전 속도를 빠르게 할 필요가 있다. 따라서 주위의 셀들을 고려하여 미리 설정된 FET들 중 드레인 전류가 가장 큰 FET를 온(ON)시켜 전류를 분기시킴으로써 제1 배터리 셀(101)에 유입되는 충전 전류를 작게 하여 충전 속도를 제어할 수 있다.In FIG. 9, it is assumed that the first battery cell 101 has the largest charging amount among the four battery cells 101, 102, 103, and 104, and the charging speed of the first cell 101 is slowed down and the remaining battery cells 102, It is necessary to increase the charging speed of the 103 and 104. Accordingly, the charging speed can be controlled by reducing the charging current flowing into the first battery cell 101 by turning on the FET having the largest drain current among the predetermined FETs in consideration of the surrounding cells. .

도 10은 본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱의 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 배터리가 충전 위상 동안에 셀 밸런싱을 한다면, 상기 충전부(300)는, 배터리에 Icharge를 흘려 보낼 것이고 제1 배터리 셀(101)에 유입되는 Icharge=I'charge+Iload가 된다. 배터리를 충전하는 실제 전류는 I'charge이고 부하 저항이 끊어질 때 최대 전류가 된다. 배터리를 충전하는 동안 I'charge=I1+I2가 된다. 따라서 제1 배터리 셀(101)의 충전 속도는 I1에 의해 느려질 것이고 나머지 배터리 셀들(102, 103, 104)은 I'charge에 의해 원래의 충전 속도를 가지게 된다. 적절한 FET 를 선택함으로써 배터리 셀들의 밸런스를 유지할 수 있다. 본 발명에서는, 적절한 FET를 선택하기 위한 방법으로서, 전압만을 고려한 방법과 배터리 특성을 고려한 지능형 퍼지 알고리즘을 사용하는 방법을 제공한다.10 is a view for explaining a method of battery cell balancing according to the present invention. As shown in FIG. 10, if the battery is cell balanced during the charging phase, the charging unit 300 will flow I charge to the battery and I charge = I ' charge + flowing into the first battery cell 101. It becomes I load . The actual current charging the battery is I ' charge and peaks when the load resistance is broken. While the battery is charging, I ' charge = I1 + I2. Therefore, the charging speed of the first battery cell 101 will be slowed by I1 and the remaining battery cells 102, 103, 104 will have the original charging speed by I ' charge . By selecting an appropriate FET, battery cells can be balanced. In the present invention, as a method for selecting an appropriate FET, a method considering only voltage and an intelligent fuzzy algorithm considering battery characteristics are provided.

<전압만을 이용한 배터리 셀 Battery Cell Using Voltage Only 밸런싱Balancing >>

상기 제어부(400)는, 충전을 시작하기 전에 배터리의 모든 셀들의 정보를 수집한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 밸런싱 시스템은, BMS(Battery Management System)을 포함할 수 있다. BMS는 상기 제어부(400)의 제어 신호에 따라 배터리 셀 정보를 수집할 수 있다. BMS에서는 모든 전압값을 정렬 알고리즘을 사용하여 작은 값에서 큰 값으로 정렬할 수 있다.The controller 400 collects information of all cells of the battery before starting charging. The battery cell balancing system according to an embodiment of the present invention may include a battery management system (BMS). The BMS may collect battery cell information according to the control signal of the controller 400. In BMS, all voltage values can be sorted from small to large using a sorting algorithm.

상기 제어부(400)는, 충전 전류를 분기시킬 FET를 선정하기 위해 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 전압값이 최소(Vmin)에 해당하는 배터리 셀을 찾는다.The controller 400 finds a battery cell whose voltage value is the minimum V min among the plurality of battery cells 100 to select a FET to branch the charging current.

Figure 112008025099131-PAT00002
Figure 112008025099131-PAT00002

상기 제어부(400)는, 수학식 1을 이용하여 FET를 선택 및 제어한다. 표 1은 수학식 1을 이용하여 FET를 선택 및 제어할 수 있는 8가지의 경우를 예로써 나타내고 있다.The controller 400 selects and controls the FET using Equation 1. Table 1 shows, as an example, eight cases in which FETs can be selected and controlled using Equation 1.

조건문Conditional statement 셀 밸런싱 방법Cell balancing method Vei = 0V ei = 0 모든 FET OFFAll FETs OFF Vei > 허용전압(1)V ei > Permissible voltage (1) FET1 ONFET1 ON Vei > 허용전압(2)V ei > Permissible voltage (2) FET2 ONFET2 ON Vei > 허용전압(3)V ei > allowable voltage (3) FET3 ONFET3 ON Vei > 허용전압(4)V ei > Permissible voltage (4) FET1 + FET2 ONFET1 + FET2 ON Vei > 허용전압(5)V ei > Permissible voltage (5) FET1 + FET3 ONFET1 + FET3 ON Vei > 허용전압(6)V ei > Permissible voltage (6) FET2 + FET3 ONFET2 + FET3 ON Vei > 허용전압(7)V ei > permissible voltage (7) 모든 FET ONAll FETs ON

<지능형 퍼지 알고리즘을 이용한 배터리 셀 Battery Cell Using Intelligent Fuzzy Algorithm 밸런싱>Balancing>

도 11(a)는 초기 모든 배터리의 특성의 예을 나타내는 도면이다. 도 11(a)에서는 초기에 각 배터리 셀에 연결된 FET들 중 적절한 FET가 선택된 것으로 가정한다. 도 11(b)는 도 11(a)의 배터리에 대해 라이프 사이클에 따른 배터리 특성의 변화 예를 나타내는 도면이다. 도 11(a)와 도 11(b)를 비교하면, 임피던스를 제외한 다른 조건들은 변화하지 않았음을 알 수 있다. 따라서 임피던스를 고려한 FET의 선택이 필요한 것을 알 수 있다. 배터리 임피던스는 라이프 사이클에 따라 비선형적으로 변화한다. 본 발명에서는 비선형적으로 변화하는 임피던스와 전압의 오차를 입력으로 하는 지능형 퍼지 알고리즘을 구현함으로써 배터리 셀 밸런싱을 수행하고자 한다.11A is a diagram illustrating an example of characteristics of all initial batteries. In FIG. 11A, it is assumed that an appropriate FET is selected among the FETs connected to each battery cell initially. FIG. 11B is a diagram illustrating an example of change in battery characteristics according to life cycles of the battery of FIG. 11A. Comparing FIG. 11 (a) with FIG. 11 (b), it can be seen that other conditions except for impedance have not changed. Therefore, it can be seen that the selection of the FET considering the impedance is necessary. Battery impedance changes nonlinearly with life cycle. In the present invention, an attempt is made to perform battery cell balancing by implementing an intelligent fuzzy algorithm that inputs an error of a nonlinearly varying impedance and voltage.

본 발명에서는 지능형 알고리즘으로서 퍼지 로직을 사용하여 배터리의 임피던스 변화에 따라 변화하는 배터리의 특성을 예측하여 적절한 FET를 선택하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method of selecting an appropriate FET by using fuzzy logic as an intelligent algorithm to predict the characteristics of the battery that changes according to the impedance change of the battery.

도 12는 본 발명에 적용되는 지능형 퍼지 시스템의 블록도이다. 도 12에 도시된 지능형 퍼지 시스템은, 상기 제어부(400)에 포함될 수 있다. 본 발명에 적용되는 지능형 퍼지 시스템은, 도 12에 도시된 바와 같이, 퍼지화기(501), 규칙베이스(503), 퍼지추론기(505) 및 비퍼지화기(507)를 포함하여 구성될 수 있다.12 is a block diagram of an intelligent purge system applied to the present invention. The intelligent purge system illustrated in FIG. 12 may be included in the controller 400. As shown in FIG. 12, the intelligent purge system applied to the present invention may include a fuzzy purifier 501, a rule base 503, a fuzzy reasoner 505, and a non-fuzzy purifier 507. .

퍼지 시스템에서 사용될 퍼지 입력 변수(전건부)는 삼각형법을 이용한 퍼지화기(501)를 사용하고, 규칙베이스(503)를 기반으로 하는 추론기(505)를 거친다. 추론 방법은 Max-Min법에 의한 추론을 하며 비퍼지화 과정에서는 단순 무게 중심법(Simplified center of gravity)에 의한 비퍼지화 과정을 진행하여 최종 결과인 FET의 선택 결과값을 도출하고 출력에 대한 일정 범위를 정하여 FET를 선택한다. 퍼지화는 이등변 삼각형 법을 이용하고 입력 변수는 각 셀의 전압 오차값(Vei)과 각 셀의 임피던스값(Zi)를 이용한다.The fuzzy input variable (health unit) to be used in the fuzzy system uses a trigonal fuzzy purifier 501 and passes through an inference 505 based on the rule base 503. The reasoning method is the inference by the Max-Min method. In the defusification process, the defusification process is performed by the Simplified center of gravity. Select a FET to select a range. Fuzzy use isosceles triangle method and input variable uses voltage error value (V ei ) of each cell and impedance value (Z i ) of each cell.

퍼지 시스템에 적용할 입력변수(전건부)는 배터리 각 셀의 전압을 측정하고 최소 전압이 되는 셀을 기준으로 각 셀의 전압값에 최소 전압의 값을 빼서 그 오차값을 얻어 입력 변수로 사용하며, 그 소속 함수 형태는 도 13과 같다.The input variable (health unit) to be applied to the fuzzy system measures the voltage of each cell of the battery and obtains the error value by subtracting the minimum voltage value from the voltage value of each cell based on the cell that is the minimum voltage. The membership function is shown in FIG. 13.

또 다른 하나의 입력 변수는 배터리 각 셀의 임피던스를 측정하여 얻은 계산값을 입력 변수로 사용하며, 그 소속 함수 형태는 도 14와 같다.Another input variable uses a calculated value obtained by measuring the impedance of each cell of the battery as an input variable, and the membership function is shown in FIG. 14.

퍼지 알고리즘의 언어 변수 정의는 표 2와 같다.Language variable definitions of the fuzzy algorithm are shown in Table 2.

VariablesVariables VSVS SS MM LL VLVL DefinitionDefinition Very SmallVery small SmallSmall MiddleMiddle LargeLarge Very LargeVery large

퍼지 시스템에 적용할 후건부 변수는 배터리의 밸런싱을 위한 FET의 구간을 나타내는 것으로 하며 소속 함수 형태는 도 15와 같다.The post-drying part variable to be applied to the fuzzy system is to represent the interval of the FET for balancing the battery and the membership function form is shown in FIG. 15.

퍼지 추론은 "IF ~ Then" Rule을 사용할 수 있고, 규칙베이스 테이블의 예를 들면 도 16과 같다.Fuzzy inference may use an "IF ~ Then" Rule, and is shown in FIG. 16 for an example of a rulebase table.

제어 규칙이 만들어지면 입력 조건에 따른 출력을 추론한다. 추론은 제어에 널리 사용되고 간단한 맘다니(Mamdani)의 최대최소연산법(Max-Min Method)을 사용할 수 있고 아래의 수학식 2와 같이 추론이 진행된다.Once the control rule is created, the output is inferred based on the input condition. Inference is widely used for control, and it can use the simple Mamdani's Max-Min Method and the inference proceeds as in Equation 2 below.

Figure 112008025099131-PAT00003
Figure 112008025099131-PAT00003

비퍼지화는 여러 가지 방법이 가능하다. 본 발명의 실시예에서는 단순 무게 중심법을 사용하였는데 무게 중심 방법은 전체 소속함수의 무게 중심이 되는 곳을 제어값으로 취한다. 따라서 수학식 3에 의해 비퍼지화 과정이 수행될 수 있다.There are a number of ways to defuge. In the exemplary embodiment of the present invention, the simple center of gravity method is used, and the center of gravity method takes the control center as the center of gravity of the entire membership function. Therefore, the defuzzy process may be performed by Equation 3.

Figure 112008025099131-PAT00004
Figure 112008025099131-PAT00004

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 밸런싱 방법의 흐름도이다. 도 18은 도 17의 S21 단계의 상세 흐름도이다. 도 17 및 도 18을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 밸런싱 방법을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명 의 일 실시예에 따른 배터리 셀 밸런싱 방법은, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 밸런싱 시스템에서 수행될 수 있다.17 is a flowchart of a battery cell balancing method according to an embodiment of the present invention. 18 is a detailed flowchart of step S21 of FIG. 17 and 18, a battery cell balancing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The battery cell balancing method according to an embodiment of the present invention may be performed in the battery cell balancing system according to the embodiment of the present invention described above.

배터리의 각 셀의 전압을 센싱하고 배터리의 각 셀에 유입된 전류를 누적한 값을 획득한다[S10]. 그리고 배터리의 파워가 기준값 이상인지를 판단하여[S11], 기준값이 이상이 아니라면 불량 배터리 셀이 있는지 검사하고[S12], 필요에 따라서는 불량 배터리 셀을 교체한다[S13]. 상기 S11 단계의 판단 결과, 배터리 파워가 기준값 이상이면 배터리 모든 셀들간의 전압 편차 및 교정 오류 오차가 기준값 이내인지를 판단한다[S14]. 도 17에서는 전압 편차 및 교정 오류 오차의 기준값을 1%로 하였다. 상기 S14 단계의 판단 결과, 전압 편차 및 교정 오류 오차가 기준값 이내이면, 배터리의 모든 셀 전압이 최대 전압, Vmax(예를 들어, 4.2V)에 해당하는지를 판단한다[S15]. 상기 S15 단계의 판단 결과, 배터리의 모든 셀 전압이 최대 전압에 해당하면 충전 과정 및 셀 밸런싱 과정은 종료된다.The voltage of each cell of the battery is sensed and a value obtained by accumulating the current flowing into each cell of the battery is obtained [S10]. Then, it is determined whether the battery power is equal to or greater than the reference value [S11]. If the reference value is not abnormal, the defective battery cell is examined [S12], and if necessary, the defective battery cell is replaced [S13]. As a result of the determination in step S11, if the battery power is greater than or equal to the reference value, it is determined whether the voltage deviation and calibration error errors among all the cells are within the reference value [S14]. In FIG. 17, the reference value of the voltage deviation and the calibration error error was 1%. As a result of the determination in step S14, if the voltage deviation and the calibration error error are within the reference value, it is determined whether all cell voltages of the battery correspond to the maximum voltage, V max (eg, 4.2 V) [S15]. As a result of the determination of step S15, if all the cell voltage of the battery corresponds to the maximum voltage, the charging process and the cell balancing process is terminated.

상기 S15 단계의 판단 결과, 배터리의 모든 셀 전압이 최대 전압에 해당하지 않으면, 배터리에 충전전류/충전전압을 인가한다[S16]. 그리고 배터리의 모든 셀을 충전하면서 각 셀의 전압을 측정한다[S17]. 그리고 MCU에서 배터리의 각 셀 정보(V, dV, I, dI, T, Z)를 측정하고[S18], 각 셀의 정보를 BMS에 전송한다[S19].As a result of the determination in step S15, when all cell voltages of the battery do not correspond to the maximum voltage, the charging current / charging voltage is applied to the battery [S16]. Then, the voltage of each cell is measured while charging all the cells of the battery [S17]. The MCU measures each cell information (V, dV, I, dI, T, Z) of the battery [S18], and transmits the information of each cell to the BMS [S19].

그리고 BMS에서 초기 측정한 각 셀의 전압을 저장한다[S20]. 그리고 BMS에서 Vei와 Z를 이용하여 셀 밸런싱을 위한 FET구간을 설정한다[S21]. 상기 S21 단계는 도 18을 참조하여 후술하기로 한다.Then, the voltage of each cell initially measured in the BMS is stored [S20]. Then, the FET section for cell balancing is set using Vei and Z in BMS [S21]. The step S21 will be described later with reference to FIG. 18.

그리고 BMS에서 FET의 정보를 MCU에 전송하고[S22], MCU에서 FET를 선택함으로써 배터리 셀 밸런싱을 수행한다[S23]. 그리고 배터리의 각 셀의 전압을 센싱하고 배터리의 각 셀에 유입된 전류를 누적한 값을 획득한 후[S24], 상기 S11 단계로 회귀한다.The BMS transmits the information of the FET to the MCU [S22], and performs battery cell balancing by selecting the FET from the MCU [S23]. After sensing the voltage of each cell of the battery and acquiring the accumulated value of the current flowing into each cell of the battery [S24], the process returns to the step S11.

이하 도 18을 참조하여 상기 S21 단계를 상술하기로 한다.Hereinafter, the step S21 will be described in detail with reference to FIG. 18.

먼저 배터리의 각 셀의 전압 오차값, Vei를 구한다[S30]. 상기 S30 단계에서는, 수학식 1이 이용될 수 있다. 그리고 배터리 각 셀들의 전압 오차값(Vei), 각 셀들의 임피던스(Zi)를 퍼지 알고리즘의 입력 변수로 사용하여[S31], 퍼지화 단계[S32], 추론 단계[S33] 및 디퍼지화 단계[S34]를 차례로 수행함으로써 FET의 구간을 결정한다[S21].First, the voltage error value V ei of each cell of the battery is obtained [S30]. In step S30, Equation 1 may be used. Then, the voltage error value V ei of each cell of the battery and the impedance Z i of each cell are used as input variables of the fuzzy algorithm [S31], the fuzzy step [S32], the inference step [S33], and the depuration step. The section of the FET is determined by performing [S34] in sequence [S21].

<시뮬레이션 결과><Simulation Result>

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 밸런싱 시스템을 소정의 환경 하에서 시뮬레이션한 결과를 설명하기로 한다. 시뮬레이션은 프로테우스를 이용하여 구성하였고 프로그램은 AVR 전용 컴파일러인 CodeVision Compiler를 사용하였다. 도 19는 시뮬레이션에 사용된 회로도이다. 표 3는 시뮬레이션에 사용된 회로의 구성 요소를 나타낸다.Hereinafter, a result of simulating a battery cell balancing system according to an embodiment of the present invention in a predetermined environment will be described. The simulation was constructed using Proteus, and the program used CodeVision Compiler, an AVR compiler. 19 is a circuit diagram used for the simulation. Table 3 shows the components of the circuit used in the simulation.

정전압 / 전류회로 (18V / 3.6A)Constant Voltage / Current Circuit (18V / 3.6A) 과충전 제어를 위한 릴레이Relay for overcharge control 배터리 모델링Battery modeling 각 셀의 전압을 측정하기 위한 감산 증폭기Subtractive Amplifier for Measuring the Voltage of Each Cell 배터리 셀 밸런싱을 위한 BJT/MOSFETBJT / MOSFETs for Battery Cell Balancing MOSFET의 선택과 알고리즘이 탑재된 CPU인 ATmega128ATmega128, a CPU with MOSFET selection and algorithm LCD를 이용한 각 배터리 전압 표시LCD display of each battery voltage 각 셀의 전압의 비교를 위한 아날로그 그래프Analog graph for comparing the voltage of each cell

시뮬레이션에서는 2번째 셀의 임피던스를 조절하고 나머지 제1셀, 제3셀 및 제4셀은 동일한 특성을 가지게 하고, 전압만을 이용한 셀 밸런싱과 퍼지 알고리즘을 이용한 셀 밸런싱을 수행하였다. 이하의 도면들에서는 빨간색(red)이 배터리의 특성을 변화시킨 제2셀을 나타낸다.In the simulation, the impedance of the second cell was adjusted, and the remaining first cells, third cells, and fourth cells had the same characteristics, and cell balancing using only voltage and cell balancing using a fuzzy algorithm were performed. In the following drawings, red represents a second cell in which the characteristics of the battery are changed.

도 20a 및 도 20b는 전압만을 이용한 셀 밸런싱을 수행한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 21a 및 도 21b는 퍼지 알고리즘을 이용한 셀 밸런싱을 수행한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 22는 배터리 셀 밸런싱을 수행하지 않은 경우를 나타내는 도면이다.20A and 20B illustrate simulation results of cell balancing using only voltage. 21A and 21B are diagrams illustrating simulation results of cell balancing using a fuzzy algorithm. 22 is a diagram illustrating a case where battery cell balancing is not performed.

도 20a와 도 20b를 비교하면, 350m(12초)에서 Vmax = 4.19V이고 제2셀(특성을 변화시킨 셀)은 4.13V가 되는 것을 알 수 있다.20A and 20B, it can be seen that at 350 m (12 seconds), V max = 4.19 V and the second cell (cell whose characteristics are changed) is 4.13 V. FIG.

도 21a와 도 21b를 비교하면, 배터리 전압이 비교적 안정되어 있는 550m(33초)에서 Vmax = 4.20V이고 제2셀(특성을 변화시킨 셀)은 4.15V가 되는 것을 알 수 있다.21A and 21B, it can be seen that V max = 4.20 V and the second cell (cell whose characteristics are changed) becomes 4.15 V at 550 m (33 seconds) when the battery voltage is relatively stable.

배터리 4셀이 최대 가질 수 있는 전압은, 총전압 Vtotal = V1 + V2 + V3 + V4 = 4.2 + 4.2 + 4.2 + 4.2 = 16.8V이다. 배터리 셀들이 밸런싱되지 않았을 경우, 제1 셀의 전압이 4.2V로 도달하게 되면서 충전을 멈추게 되어 보이는 그래프와 같이 나머지 셀들이 충전하지도 못한 채 충전을 멈추게 되어 제대로 된 에너지 효율을 내지 못하게 된다. 아래에 (1) 셀 밸런싱이 이루어지지 않은 경우, (2) 전압만을 이용한 셀 밸런싱을 수행한 경우, (3) 퍼지 알고리즘을 이용한 셀 밸런싱을 수행한 경우를 각각 설명하기로 한다.The maximum voltage that four cells can have is the total voltage V total = V1 + V2 + V3 + V4 = 4.2 + 4.2 + 4.2 + 4.2 = 16.8V. When the battery cells are not balanced, as the voltage of the first cell reaches 4.2V and stops charging, as shown in the graph shown, the remaining cells do not charge and stop charging, thereby failing to achieve proper energy efficiency. Below, (1) cell balancing is not performed, (2) cell balancing using only voltage, and (3) cell balancing using fuzzy algorithm will be described.

(1) 셀 (1) cell 밸런싱이Balancing 이루어지지 않은 경우 (도 22) If not done (Figure 22)

셀 밸런싱이 이루어지지 않았을 때 총 전압은, Vtotal = 4.19 + 4.14 + 4.13 + 4.06 = 16.52V가 되어 약 0.28V(280mV)의 오차를 나타냈고 셀간의 오차는 최대 0.13V(130mV)를 나타냈다.When cell balancing was not achieved, the total voltage was V total = 4.19 + 4.14 + 4.13 + 4.06 = 16.52V, resulting in an error of about 0.28V (280mV) and an error between cells up to 0.13V (130mV).

(2) 전압만을 이용한 셀 (2) cells using only voltage 밸런싱을Balancing 수행한 경우 (도 20a 및 도 20b) If done (FIGS. 20A and 20B)

전압만을 이용한 셀 밸런싱 방법에 의하면, 약 12초 후에 모든 셀들이 안정화되었고 그 때의 배터리 셀들의 전압을 비교해 보면 특성이 변화된 제2셀의 전압을 밴 나머지 전압은 4.19V가 되었고 제2 셀은 4.13V가 되어 총전압 Vtotal = 4.19 + 4.19 + 4.19 + 4.13 = 16.7V가 되어 약 0.1V(100mV)의 오차를 나타냈고 셀간의 오차는 최대 0.06V(60mV)를 나타냈다.According to the cell balancing method using only voltage, all cells were stabilized after about 12 seconds, and when comparing the voltages of the battery cells at that time, the remaining voltage was 4.19V and the second cell was 4.13. The total voltage V total = 4.19 + 4.19 + 4.19 + 4.13 = 16.7 V resulted in an error of about 0.1 V (100 mV), and the error between cells showed a maximum of 0.06 V (60 mV).

(3) 퍼지 알고리즘을 이용한 셀 (3) cell using fuzzy algorithm 밸런싱을Balancing 수행한 경우 (도 21a 및 도 21b) If performed (FIGS. 21A and 21B)

퍼지 알고리즘을 이용한 셀 밸런싱 방법에 의하면, 약 34초에 셀의 전압이 최대 4.2V가 되었을 때를 비교하면, 특성이 변화된 제2 셀의 전압을 뺀 나머지 전압은 4.20V와 4.19V가 되었고 제2 셀은 4.15V가 되는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 총전압 Vtotal = 4.20 + 4.20 + 4.19 + 4.15 = 16.74V가 되어 약 0.06V(60mV)의 오차를 나타냈고 셀간의 오차는 최대 0.05V(50mV)를 나타냈다.According to the cell balancing method using the fuzzy algorithm, when the voltage of the cell reaches a maximum of 4.2V in about 34 seconds, the remaining voltages are 4.20V and 4.19V except for the voltage of the second cell whose characteristics are changed. The cell was found to be 4.15V. In addition, the total voltage V total = 4.20 + 4.20 + 4.19 + 4.15 = 16.74V resulted in an error of about 0.06V (60mV), and the error between cells showed a maximum of 0.05V (50mV).

상기에서 설명한 3가지 경우를 비교하면, 셀 밸런싱을 수행하게 되면 배터리의 파워 측면에서 4셀 기준으로 월등한 효능을 발휘하는 것이 확인되었다. 셀의 개수가 많아질수록 셀 밸런싱의 필요성은 점점 더 증가한다. 만약 88셀 배터리 시스템의 경우, 본 발명에 따른 셀 밸런싱을 수행하지 않는다면, 배터리의 파워 측면에서 효율을 극대화하지 못할 것이며 결과적으로 배터리의 특성이 악화되는 문제가 발생할 수 있다.Comparing the three cases described above, when cell balancing is performed, it was confirmed that the battery cell exhibits superior efficacy on the basis of four cells in terms of power. As the number of cells increases, the need for cell balancing increases. In the case of the 88-cell battery system, if cell balancing according to the present invention is not performed, efficiency may not be maximized in terms of power of the battery, and as a result, the characteristics of the battery may deteriorate.

셀 밸런싱을 수행하는 경우 상기에서 설명한 바와 같이 전압을 이용하는 방법과 배터리 특성을 고려한 퍼지 알고리즘을 적용하는 방법을 비교하였다. 시뮬레이션 결과에서 알 수 있듯이 본 발명에 의하면 셀간의 오차가 현저히 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.As described above, in the case of cell balancing, a method of using a voltage and a method of applying a fuzzy algorithm considering battery characteristics are compared. As can be seen from the simulation results, it was confirmed that the error between cells was significantly reduced according to the present invention.

상기에서 설명한 본 발명에 의한 셀 밸런싱 방법은, 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록하여 제공될 수 있다.The cell balancing method according to the present invention described above may be provided by recording on a computer-readable recording medium as a program for executing in a computer.

본 발명에 의한 셀 밸런싱 방법은 소프트웨어를 통해 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.The cell balancing method according to the present invention can be executed through software. When implemented in software, the constituent means of the present invention are code segments that perform the necessary work. The program or code segments may be stored on a processor readable medium or transmitted by a computer data signal coupled with a carrier on a transmission medium or network.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, DVD±ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크(hard disk), 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Computer-readable recording media include all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording devices include ROM, RAM, CD-ROM, DVD ± ROM, DVD-RAM, magnetic tape, floppy disks, hard disks, optical data storage devices, and the like. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer devices so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

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 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

도 1은 리튬폴리머배터리의 원리를 도시한 것이다.1 illustrates the principle of a lithium polymer battery.

도 2는 리튬폴리머배터리의 구조를 도시한 것이다.2 illustrates a structure of a lithium polymer battery.

도 3은 본 발명에 적용되는 리튬폴리머배터리의 상세 구성을 도시한 것이다.Figure 3 shows a detailed configuration of a lithium polymer battery applied to the present invention.

도 4는 리튬폴리머배터리의 주요 특성을 도시한 그래프이다.4 is a graph showing the main characteristics of the lithium polymer battery.

도 5는 리튬폴리머배터리의 방전특성을 도시한 것이다.5 illustrates discharge characteristics of a lithium polymer battery.

도 6은 다양한 온도에서의 리튬폴리머배터리의 방전 용량을 나타낸 것이다6 shows discharge capacities of lithium polymer batteries at various temperatures.

도 7은 리튬폴리머배터리의 사이클 라이프(cycle life) 특성 곡선이다.7 is a cycle life characteristic curve of a lithium polymer battery.

도 8은 리튬폴리머배터리를 재충전하였을 때 초기용량 대비 사용 가능 용량을 나타내는 Recovery의 특성 곡선이다.8 is a characteristic curve of a recovery showing usable capacity versus initial capacity when a lithium polymer battery is recharged.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 밸런싱 시스템의 블록 구성도이다.9 is a block diagram of a battery cell balancing system according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 배터리 셀 밸런싱의 방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a method of battery cell balancing according to the present invention.

도 11(a)는 초기 모든 배터리의 특성의 예을 나타내는 도면이다.11A is a diagram illustrating an example of characteristics of all initial batteries.

도 11(b)는 도 11(a)의 배터리에 대해 라이프 사이클에 따른 배터리 특성의 변화 예를 나타내는 도면이다.FIG. 11B is a diagram illustrating an example of change in battery characteristics according to life cycles of the battery of FIG. 11A.

도 12은 본 발명에 적용되는 지능형 퍼지 시스템의 블록도이다.12 is a block diagram of an intelligent purge system applied to the present invention.

도 12는 전압 오차값의 소속 함수 형태를 나타낸 도면이다.12 is a view showing the form of belonging function of the voltage error value.

도 14은 임피던스값의 소속 함수 형태를 나타낸 도면이다.14 is a view showing the form of belonging function of the impedance value.

도 15는 FET 구간값의 소속 함수 형태를 나타낸 도면이다.15 is a diagram illustrating the membership function of the FET interval value.

도 16는 규칙베이스 테이블의 예를 나타낸 도면이다.16 is a diagram illustrating an example of a rulebase table.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 밸런싱 방법의 흐름도이다.17 is a flowchart of a battery cell balancing method according to an embodiment of the present invention.

도 18은 도 17의 S21 단계의 상세 흐름도이다.18 is a detailed flowchart of step S21 of FIG.

도 19은 시뮬레이션에 사용된 회로도이다.19 is a circuit diagram used for the simulation.

도 20a 및 도 20b는 전압만을 이용한 셀 밸런싱을 수행한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.20A and 20B illustrate simulation results of cell balancing using only voltage.

도 21a 및 도 21b는 퍼지 알고리즘을 이용한 셀 밸런싱을 수행한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.21A and 21B are diagrams illustrating simulation results of cell balancing using a fuzzy algorithm.

도 22는 배터리 셀 밸런싱을 수행하지 않은 경우를 나타내는 도면이다.22 is a diagram illustrating a case where battery cell balancing is not performed.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

101~104: 배터리 셀 200: FET101 to 104: battery cell 200: FET

300: 충전부 400: 제어부300: charging unit 400: control unit

501: 퍼지화기 503: 규칙베이스501: fuzzy purifier 503: rule base

505: 퍼지추론기 507: 비퍼지화기505: fuzzy inference machine 507: non-fuzzy machine

Claims (12)

드레인(drain) 전류가 서로 다른 복수 개의 FET들이 병렬적 및 전기적으로 연결되어 있는 복수 개의 배터리 셀들;A plurality of battery cells in which a plurality of FETs having different drain currents are connected in parallel and electrically; 상기 복수 개의 배터리 셀들을 충전하기 위한 충전 수단; 및Charging means for charging the plurality of battery cells; And 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 충전되는 전류량을 조절하여 충전 속도를 제어하기 위한 제어 수단을 포함하고,A control means for controlling a charging speed by adjusting an amount of current charged in each of the plurality of battery cells, 상기 제어 수단은,The control means, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 충전 상태를 감시하고, 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 대해 상기 복수 개의 FET들 중 적어도 하나의 FET를 선택하고, 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 대해 상기 선택된 적어도 하나의 FET를 통해 충전이 이루어지도록 하는 제어 수단을 포함하는 배터리 셀 밸런싱 시스템.Monitor the state of charge of the plurality of battery cells, select at least one FET of the plurality of FETs for each of the plurality of battery cells, and through the selected at least one FET for each of the plurality of battery cells A battery cell balancing system comprising control means for charging. 제 1 항에 있어서, 상기 복수 개의 배터리 셀들은,The method of claim 1, wherein the plurality of battery cells, 서로 직렬적 및 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 밸런싱 시스템.A battery cell balancing system, characterized in that it is connected in series and electrically. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은,The method of claim 1, wherein the control means, 상기 복수 개의 배터리 셀들 중 충전량이 큰 배터리 셀일수록 드레인 전류가 큰 FET를 선택함으로써 충전 속도를 느리게 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 밸런싱 시스템.The battery cell balancing system of claim 1, wherein the charging rate is controlled to be slower by selecting an FET having a larger drain current as a battery cell having a larger charge amount among the plurality of battery cells. 제 3 항에 있어서, 상기 제어 수단은,The method of claim 3, wherein the control means, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 임피던스값과 전압값을 이용하여 FET를 선택하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 밸런싱 시스템.The battery cell balancing system, characterized in that for selecting the FET by using the impedance value and the voltage value of the plurality of battery cells. 제 4 항에 있어서, 상기 제어 수단은,The method of claim 4, wherein the control means, 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 대해 각 셀의 전압 오차값과 각 셀의 임피던스값을 입력 값으로 하고 FET의 선택값을 출력값으로 하는 퍼지 알고리즘을 이용하여 상기 FET를 선택하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 밸런싱 시스템.For each of the battery cells, the battery cell balancing is selected by using a fuzzy algorithm having a voltage error value of each cell and an impedance value of each cell as an input value and a selection value of the FET as an output value. system. 제 5 항에 있어서, 상기 각 셀의 전압 오차값은,The method of claim 5, wherein the voltage error value of each cell, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전압 중 최소 전압과 상기 각 셀의 전압의 차이인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 밸런싱 시스템.And a difference between the minimum voltage among the voltages of the plurality of battery cells and the voltage of each cell. 제 6 항에 있어서, 상기 제어 수단은,The method of claim 6, wherein the control means, 상기 퍼지 알고리즘에 따라 상기 각 셀에 대한 FET의 구간값을 획득하고, 상기 각 셀에 연결되어 있는 상기 복수 개의 FET들 중 상기 획득된 구간값에 해당하는 FET를 선택하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 밸런싱 시스템.Acquiring interval values of the FETs for each cell according to the fuzzy algorithm and selecting a FET corresponding to the obtained interval values among the plurality of FETs connected to each cell; system. 복수 개의 배터리 셀들과 상기 복수 개의 배터리 셀들을 충전하기 위한 충전 수단을 포함하고, 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에는 드레인(drain) 전류가 서로 다른 복수 개의 FET들이 병렬적 및 전기적으로 연결되어 있는 배터리 셀 밸런싱 시스템에 있어서 상기 복수 개의 배터리 셀들을 밸런싱하는 방법에 있어서,Battery cell balancing comprising a plurality of battery cells and charging means for charging the plurality of battery cells, each of the plurality of battery cells having a plurality of FETs having different drain currents in parallel and electrically connected thereto; 1. A method of balancing a plurality of battery cells in a system, the method comprising: 상기 복수 개의 배터리 셀들에 충전 전류 및 충전 전압을 인가하는 단계;Applying a charging current and a charging voltage to the plurality of battery cells; 상기 복수 개의 배터리 셀들 중 최소 전압을 갖는 셀을 기준으로 각 배터리 셀의 전압 오차를 획득하는 단계;Obtaining a voltage error of each battery cell based on a cell having a minimum voltage among the plurality of battery cells; 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각의 임피던스 값을 획득하는 단계;Obtaining an impedance value of each of the plurality of battery cells; 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 대해, 상기 획득된 각각의 전압 오차와 각각의 임피던스 값을 입력값으로 하는 퍼지 알고리즘을 이용하여, 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 대해 상기 복수 개의 FET들 중 적어도 하나의 FET를 선택하는 단계; 및For each of the plurality of battery cells, at least one FET of the plurality of FETs for each of the plurality of battery cells using a fuzzy algorithm that uses the obtained voltage error and each impedance value as an input value. Selecting a; And 상기 복수 개의 배터리 셀들 각각에 대해, 상기 선택된 적어도 하나의 FET를 통해 충전을 수행하는 단계를Performing charging through the selected at least one FET for each of the plurality of battery cells; 포함하는 배터리 셀 밸런싱 방법.Battery cell balancing method comprising. 제 8 항에 있어서, 상기 복수 개의 배터리 셀들은,The method of claim 8, wherein the plurality of battery cells, 서로 직렬적 및 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 밸런싱 방법.A method of balancing battery cells, characterized in that they are connected in series and electrically. 제 8 항에 있어서, 상기 FET를 선택하는 단계는,The method of claim 8, wherein selecting the FET comprises: 상기 복수 개의 배터리 셀들 중 충전량이 큰 배터리 셀일수록 드레인 전류가 큰 FET를 선택함으로써 충전 속도를 느리게 하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 밸런싱 방법.The battery cell balancing method of the battery cells characterized in that the charging speed is lowered by selecting the FET having a large drain current of the battery cells with a larger amount of charge. 제 8 항에 있어서, 상기 FET를 선택하는 단계는,The method of claim 8, wherein selecting the FET comprises: 상기 퍼지 알고리즘에 따라 상기 각 셀에 대한 FET의 구간값을 획득하고, 상기 각 셀에 연결되어 있는 상기 복수 개의 FET들 중 상기 획득된 구간값에 해당하는 FET를 선택하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 밸런싱 방법.Acquiring interval values of the FETs for each cell according to the fuzzy algorithm and selecting a FET corresponding to the obtained interval values among the plurality of FETs connected to each cell; Way. 제 8 항 내지 제 11 항의 어느 한 항의 방법을 컴퓨터로 실행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.12. A computer readable recording medium having recorded thereon a computer program capable of executing the method of any one of claims 8-11.
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