KR20120107302A

KR20120107302A - 배터리 팩 연결 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20120107302A
Application number: KR1020110024925A
Authority: KR
Inventors: 박정민; 김우중; 김응룡
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2012-10-02
Also published as: CN103430353B; EP2675001A1; EP2675001A4; KR101367875B1; US8933667B2; EP2675001B1; CN103430353A; WO2012128445A1; JP5858306B2; US20120268070A1; JP2014514692A

Abstract

본 발명은 복수의 배터리 팩을 병렬 연결시 배터리 팩 사이의 연결을 제어하는 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 복수의 배터리 팩 연결 제어 장치는, 상기 배터리 팩 각각의 충방전 경로 상에 구비되어 상기 충방전 경로를 선택적으로 개폐하는 스위칭부; 상기 배터리 팩 각각에 구비되어 각 배터리 팩의 SOC를 측정하고, 상기 스위칭부의 개폐를 제어하는 제1 제어부; 및 상기 제1 제어부로부터 각각의 배터리 팩에 대한 SOC 측정값을 수신하여, 소정 오차 범위 이내의 SOC값을 갖는 배터리 팩끼리 그룹화하고, 가장 많은 수의 배터리 팩이 포함된 그룹을 선정하여 선정된 그룹 내의 배터리 팩을 서로 병렬로 연결하며, 상기 병렬 연결된 배터리 팩이 충전 또는 방전되도록 하여 상기 병렬 연결된 배터리 팩과 병렬 연결되지 않은 배터리 팩 사이의 SOC 차가 소정 범위 이내로 들어오도록 한 후, 상기 병렬 연결되지 않은 배터리 팩이 추가로 병렬 연결되도록 하는 제2 제어부를 포함한다.

Description

배터리 팩 연결 제어 장치 및 방법{Apparatus for controlling connection of battery pack}

본 발명은 배터리 팩을 관리하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 배터리 팩을 병렬 연결시 배터리 팩 사이의 연결을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

근래에 들어서, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높다는 등의 장점으로 인해 많은 각광을 받고 있다.

한편, 탄소 에너지가 점차 고갈되고 환경에 대한 관심이 높아지면서, 미국, 유럽, 일본, 한국을 비롯하여 전 세계적으로 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 대한 수요가 점차 증가하고 있다. 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차는 배터리 팩의 충방전 에너지를 이용하여 차량 구동력을 얻기 때문에, 엔진만을 이용하는 자동차에 비해 연비가 뛰어나고 공해 물질을 배출하지 않거나 감소시킬 수 있다는 점에서 많은 소비자들에게 좋은 반응을 얻고 있다. 따라서, 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 핵심적 부품인 차량용 배터리에 보다 많은 관심과 연구가 집중되고 있다.

또한, 최근에는 스마트 그리드 시스템과 같이 에너지를 저장하는 기술 또한 가장 각광받는 기술 중 하나이다. 스마트 그리드 시스템이란 전력의 생산, 운반, 소비 과정에 정보통신 기술을 접목함으로써 전력 공급과 소비의 상호작용을 통해 전력 이용의 효율성을 높이고자 하는 지능형 전력망 시스템이다. 이러한 스마트 그리드 시스템을 구축하기 위해 중요한 구성요소 중 하나가 바로 전력을 저장하는 배터리 팩이다.

이와 같이, 배터리는 다양한 분야에서 이용되는데, 전기 자동차나 하이브리드 자동차, 스마트 그리드 시스템과 같이 최근에 배터리가 많이 활용되는 분야는 큰 용량을 필요로 하는 경우가 많다. 배터리 팩의 용량을 증가하기 위해서는 단일 배터리 팩 자체의 용량을 증가시키는 방법이 있을 수 있겠지만, 이 경우 용량 증대 효과가 크지 않고, 배터리 팩의 크기 확장에 물리적 제한이 있으며 관리가 불편하다는 단점을 갖는다. 따라서, 통상적으로는 다수의 배터리 팩을 병렬로 연결하여 고용량 배터리 시스템을 구축하는 방식이 많이 이용된다.

그런데, 이와 같이 배터리 팩을 병렬로 연결하는 경우, 배터리 팩 사이의 SOC(State Of Charge), 즉 충전 상태가 서로 다르면, 전기적인 스파크 등이 발생할 우려가 있다. 특히, 최근에 많이 활용되는 리튬 이차 전지의 경우, 다른 전지에 비해 방전 전류가 매우 높기 때문에, SOC가 다른 배터리 팩을 병렬로 연결하는 경우, 배터리 팩에 포함되어 있는 배터리 셀이나 각종 회로 등을 파손시킬 수 있음은 물론, 스파크 등의 발생으로 배터리 팩을 연결하는 사용자(설치자)의 안전을 해할 우려가 있다.

또한, 다수의 배터리 팩이 병렬로 연결된 이후에도, 배터리 팩의 저장 용량을 늘리거나, 일부 배터리 팩이 파손되어 교체가 필요한 경우가 있을 수 있는데, 이때 기존에 병렬로 연결되어 있는 다수의 배터리 팩에 하나 이상의 배터리 팩을 추가로 연결해야 한다. 이러한 상황에서, 추가로 연결되는 배터리 팩이 기존에 병렬로 연결되어 있는 배터리 팩과 SOC가 다를 수 있는데, 이때에도 전기적 스파크가 발생하여 사용자의 안전에 문제를 일으킬 수 있음은 물론 배터리 팩의 셀이나 각종 회로 부품 등을 손상시키는 문제점이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 다수의 배터리 팩을 서로 병렬로 연결하거나 다수의 배터리 팩이 병렬로 연결된 상태에서 배터리 팩을 추가로 병렬 연결하는 경우, 배터리 팩의 파손이나 사용자의 안전 사고 우려 없이 안정적으로 연결될 수 있도록 하는 배터리 팩 연결 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복수의 배터리 팩 연결 제어 장치는, 상기 배터리 팩 각각의 충방전 경로 상에 구비되어 상기 충방전 경로를 선택적으로 개폐하는 스위칭부; 상기 배터리 팩 각각에 구비되어 각 배터리 팩의 SOC를 측정하고, 상기 스위칭부의 개폐를 제어하는 제1 제어부; 및 상기 제1 제어부로부터 각각의 배터리 팩에 대한 SOC 측정값을 수신하여, 소정 오차 범위 이내의 SOC값을 갖는 배터리 팩끼리 그룹화하고, 가장 많은 수의 배터리 팩이 포함된 그룹을 선정하여 선정된 그룹 내의 배터리 팩을 서로 병렬로 연결하며, 상기 병렬 연결된 배터리 팩이 충전 또는 방전되도록 하여 상기 병렬 연결된 배터리 팩과 병렬 연결되지 않은 배터리 팩 사이의 SOC 차가 소정 범위 이내로 들어오도록 한 후, 상기 병렬 연결되지 않은 배터리 팩이 추가로 병렬 연결되도록 하는 제2 제어부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1 제어부는 각 배터리 팩의 BMS에 의해 구현된다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩 연결 제어 장치는, 병렬 연결된 둘 이상의 배터리 팩에 대한 배터리 팩의 추가 연결을 제어하는 장치로서, 상기 배터리 팩 각각의 충방전 경로 상에 구비되어 상기 충방전 경로를 선택적으로 개폐하는 스위칭부; 상기 배터리 팩 각각에 구비되어 각 배터리 팩의 SOC를 측정하고, 상기 스위칭부의 개폐를 제어하는 제1 제어부; 및 상기 제1 제어부로부터 각각의 배터리 팩에 대한 SOC 측정값을 수신하여, 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC 차가 소정 범위를 벗어나는 경우, 상기 기존 연결된 배터리 팩이 충전 또는 방전되도록 하여 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC차가 소정 범위 이내로 들어오도록 한 후, 상기 배터리 팩이 추가로 병렬 연결되도록 하는 제2 제어부를 포함한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복수의 배터리 팩 연결 제어 방법은, 상기 배터리 팩 각각의 SOC를 측정하는 단계; 상기 측정된 SOC값을 비교하여, 소정 오차 범위 이내의 SOC값을 갖는 배터리 팩끼리 그룹화하는 단계; 가장 많은 수의 배터리 팩이 포함된 그룹을 선정하여 선정된 그룹 내의 배터리 팩을 병렬로 연결하는 단계; 상기 병렬 연결된 배터리 팩과 병렬 연결되지 않은 배터리 팩 사이의 SOC 차가 소정 범위 이내로 들어오도록 상기 병렬 연결된 배터리 팩을 충전 또는 방전하는 단계; 및 상기 병렬 연결되지 않은 배터리 팩을 추가로 병렬 연결하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 배터리 팩 각각의 SOC 측정은 각 배터리 팩에 구비된 BMS에 의해 구현된다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩 연결 제어 방법은, 병렬 연결된 둘 이상의 배터리 팩에 대한 배터리 팩의 추가 연결을 제어하는 방법으로서, 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩 각각의 SOC를 측정하는 단계; 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC를 비교하는 단계; 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC 차가 소정 범위를 벗어나는 경우, 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC 차가 소정 범위 이내로 들어오도록 기존 연결된 배터리 팩을 충전 또는 방전하는 단계; 및 상기 배터리 팩을 추가로 연결하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 고용량 특성을 달성하기 위해 복수의 배터리 팩을 서로 병렬로 연결하는 경우, 배터리 팩 사이에 SOC가 서로 다르다 하더라도 배터리 팩을 연결하는 사용자의 안전을 해하거나 배터리 팩에 포함된 배터리 셀 또는 회로 등을 파손 및 손상시킬 우려가 없다.

따라서, 복수의 배터리 팩을 병렬로 연결하여 고용량 배터리 시스템이 안정적으로 구축되도록 할 수 있다.

뿐만 아니라, 다수의 배터리 팩이 서로 병렬로 연결되어 있는 상태에서 배터리 시스템의 관리 및 유지, 용량 변경 등을 위해 배터리 팩을 추가로 병렬 연결하는 경우, 배터리 팩의 손상이나 파손, 안전 사고 등의 발생 우려가 크게 감소할 수 있다.

특히, 리튬 이차전지와 같이 고성능 및 고효율 배터리를 사용하는 경우에도, 본 발명에 의할 경우 안정적으로 고용량 배터리 시스템을 구축할 수 있고 배터리 시스템의 용량 증대 및 감소, 유지 보수 등이 용이하게 이루어질 수 있다. 따라서, 기존 납축전지 등으로 구성된 에너지 저장 시스템의 배터리 팩을 리튬 이차전지로 대체하는 것도 용이하게 달성될 수 있다.

또한, 배터리 시스템 설계자와 배터리 팩 공급자 사이의 표준화된 인터페이스를 통해 병렬 구성용 배터리 팩의 양산화가 용이하게 이루어질 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 복수의 배터리 팩 연결 제어 장치의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 배터리 팩 연결 제어 장치의 각 구성 요소가 3개의 배터리 팩에서 연결된 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 연결 제어 장치에 의해 SOC가 동일하지 않은 복수의 배터리 팩이 병렬로 연결되는 과정을 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 연결 제어 장치에 의해, 둘 이상의 배터리 팩이 병렬 연결된 상태에서 추가로 배터리 팩이 연결되는 과정을 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 배터리 팩 연결 제어 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 추가 연결 제어 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 복수의 배터리 팩 연결 제어 장치의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 또한 도 2는, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 배터리 팩 연결 제어 장치의 각 구성 요소가 3개의 배터리 팩에서 연결된 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩 연결 제어 장치는, 스위칭부(130), 제1 제어부(110) 및 제2 제어부(120)를 포함한다.

상기 스위칭부(130)는, 배터리 팩 각각에 대하여 충방전 경로 상에 구비된 구성요소로서, 충방전 경로를 선택적으로 개폐한다. 즉, 각각의 배터리 팩에서 스위칭부(130)가 턴온되어 있는 경우, 해당 배터리 팩에 대한 전류의 입출력이 허용되지만, 스위칭부(130)가 턴오프되어 있는 경우, 해당 배터리 팩에 대한 전류의 입출력이 허용되지 않는다.

도 2의 실시예를 참조하면, 스위칭부(130)는 제1 내지 제3 배터리 팩(100, 200, 300) 모두에 포함되어, 각 배터리 팩의 충방전 경로를 선택적으로 개폐한다.

이러한 스위칭부(130)는 통상적으로 배터리 팩 보호 장치에 포함되는 구성요소일 수 있다. 예를 들어, 상기 스위칭부(130)는 배터리 팩의 충방전 경로 상에 구비되어 있는 충방전 스위치일 수 있다.

바람직하게는, 상기 스위칭부(130)는 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor; FET)나 릴레이(Relay), 또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 구현될 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이러한 스위칭부(130)의 특정 종류에 의해 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 전류 경로 개폐 구성이 본 발명의 스위칭부(130)로 채용될 수 있다.

상기 제1 제어부(110)는, 배터리 팩 각각에 구비되어 각 배터리 팩에 대한 SOC를 측정한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 팩에는 하나 이상의 배터리 셀(10)이 포함되어 있는데, 상기 제1 제어부(110)는 이와 같이 각 배터리 팩에 포함되어 있는 배터리 셀(10)의 SOC를 측정한다. 제1 제어부(110)가 각 배터리 팩의 SOC를 측정하는 방법에는 다양한 방식이 이용될 수 있으며, 대표적인 방식으로는 전류 적산법을 들 수 있다. 전류 적산법은, 배터리의 입출력 전류를 적산하고 초기 용량에서 가감함으로써 배터리의 SOC를 구하는 방식이다. 본 발명은 제1 제어부(110)의 구체적인 SOC 측정 방식에 의해 제한되지 않으며, 제1 제어부(110)는 다양한 방식으로 SOC를 측정할 수 있다. 이와 같은 제1 제어부(110)의 SOC 측정 기술은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.

또한, 상기 제1 제어부(110)는, 상기 스위칭부(130)의 개폐를 제어할 수 있다. 즉, 제1 제어부(110)는 해당 배터리 팩의 충방전 경로상에 구비된 스위칭부(130)와 접속되어 전기적인 신호를 송수신할 수 있으며, 이를 통해 스위칭부(130)의 온오프를 제어할 수 있다.

도 2의 실시예를 참조하면, 제1 내지 제3 배터리 팩(100, 200, 300) 각각에 포함된 제1 제어부(110)는, 제1 내지 제3 배터리 팩(100, 200, 300) 각각에 포함된 배터리 셀(10)의 SOC를 측정하고, 제1 내지 제3 배터리 팩(100, 200, 300) 각각에 포함된 스위칭부(130)와 연결되어 그 개폐를 제어한다.

바람직하게는, 상기 제1 제어부(110)는 BMS(Battery Management System)로 구현될 수 있다. 여기서, BMS란 배터리 팩의 충방전 동작을 전반적으로 제어하는 배터리 관리 장치를 의미하며, 이러한 BMS는 배터리 팩 보호 장치에 통상적으로 포함되는 구성요소이다. 그러나, 본 발명이 반드시 이러한 제1 제어부(110)의 구체적인 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 제1 제어부(110)는 BMS와 별도의 구성요소로 구현될 수 있다. 또한, 제1 제어부(110)는 종래 배터리 팩에 구비되어 있지 않은 별도의 소자로 구현될 수도 있다.

상기 제2 제어부(120)는, 제1 제어부(110)와 전기적으로 접속되어, 전기적 신호를 송수신할 수 있다. 특히, 상기 제2 제어부(120)는 병렬 연결이 요청된 각각의 배터리 팩에 대하여 그에 구비되어 있는 제1 제어부(110)로부터 각 배터리 팩에 대한 SOC 측정값을 수신한다. 그리고, 이와 같이 각 배터리 팩에 대한 SOC 측정값이 수신되면, 상기 제2 제어부(120)는 병렬로 연결될 각 배터리 팩에 대한 SOC값을 비교한다.

여기서, 기존에 병렬로 연결되어 있는 배터리 팩이 존재하지 않는 경우, 즉 복수의 배터리 팩을 초기에 병렬로 연결하는 경우, 상기 제2 제어부(120)는 소정 오차 범위 이내의 SOC 값을 갖는 배터리 팩끼리 그룹화한다. 여기서, 소정 오차 범위란, 배터리 팩이 서로 병렬로 연결되더라도 전기적인 스파크나 배터리 팩의 파손 등의 문제가 발생하지 않을 정도의 배터리 팩 간 SOC 오차 범위를 말하는 것으로, 상황에 따라, 이를테면 배터리 팩의 종류나 용량, 기타 여러 특성 등에 따라 다르게 정해질 수 있다.

예를 들어, 도 2의 실시예와 같이 병렬로 연결될 배터리 팩이 제1 내지 제3 배터리 팩(100, 200, 300)으로 3개 존재하고, 제1 내지 제3 배터리 팩(100, 200, 300)에 대한 SOC가 69%, 71%, 78%라고 가정한다. 이때, 상기 제2 제어부(120)는 SOC간 오차가 소정 범위 이내, 이를테면 SOC 차이가 3% 이내인 배터리 팩끼리 그룹화할 수 있으며, 이 경우 제2 제어부(120)는 SOC간 오차가 2%인 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)을 제1 그룹으로, 제3 배터리 팩(300)을 제2 그룹으로 분류할 수 있다. 다만, 다수의 배터리 팩을 그룹화하는 기준은 다양하게 존재할 수 있으며, 본 발명이 이러한 특정 그룹화 방식에 의해 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 실시예에서 61~70%의 SOC를 갖는 제1 배터리 팩(100)을 하나의 그룹으로, 71~80%의 SOC를 갖는 제2 배터리 팩(200) 및 제3 배터리 팩(300)을 다른 하나의 그룹으로 분류할 수도 있다.

한편, 상기 제2 제어부(120)는 SOC 값이 동일한 배터리 팩끼리 그룹화할 수도 있다. 다만, SOC가 정확하게 동일한 경우는 많지 않을 것이므로, 상술한 바와 같이 일정 범위 이내의 SOC 차이를 갖는 배터리 팩끼리 그룹화하는 것이 좋다.

이와 같이 복수의 배터리 팩에 대한 그룹화가 완료되면, 상기 제2 제어부(120)는 가장 많은 수의 배터리 팩이 포함된 그룹을 선정하여 선정된 그룹 내의 배터리 팩을 서로 병렬로 연결한다.

예를 들어, 상기 실시예와 같이, 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)을 제1 그룹으로, 제3 배터리 팩(300)을 제2 그룹으로 분류한 경우, 상기 제2 제어부(120)는 제1 그룹 및 제2 그룹 중 가장 많은 수의 배터리 팩이 포함되어 있는 제1 그룹을 선정하여, 그에 포함된 배터리 팩, 즉 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)이 병렬로 연결되도록 한다.

이와 같은 배터리 팩의 병렬 연결은 스위칭부(130)의 개폐에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 제2 제어부(120)는 제1 배터리 팩(100)의 제1 제어부(110) 및 제2 배터리 팩(200)의 제1 제어부(110)로 각 스위칭부(130)의 턴온(turn on)을 지시하는 신호를 전송할 수 있다. 그러면, 제1 배터리 팩(100)의 제1 제어부(110)는 제1 배터리 팩(100)의 스위칭부(130)를 턴온시키고, 제2 배터리 팩(200)의 제1 제어부(110)는 제2 배터리 팩(200)의 스위칭부(130)를 턴온시킨다. 이를 통해, 제1 배터리 팩(100)과 제2 배터리 팩(200)이 서로 병렬로 연결될 수 있다. 여기서, 제1 배터리 팩(100)과 제2 배터리 팩(200) 사이의 SOC 차이는 일정 범위 이내의 값을 가지므로, 두 배터리 팩이 서로 병렬로 연결되더라도 전기적인 스파크 발생이나 배터리 팩의 손상 등이 발생할 우려가 없으며 안정적인 병렬 연결이 가능해진다.

한편, 상기 실시예에서는 제2 제어부(120)가 각 배터리 팩의 제1 제어부(110)를 제어하여 각 배터리 팩의 스위칭부(130) 개폐가 이루어지도록 하는 구성으로 설명되었으나, 제2 제어부(120)가 각 배터리 팩의 스위칭부(130)와 직접 연결되어, 각각의 스위칭부(130)를 직접 제어하는 구성도 가능하다.

이와 같이 초기 병렬 연결 그룹으로 선정된 그룹 내의 배터리 팩이 서로 병렬로 연결되면, 제2 제어부(120)는 아직 연결되지 않은 나머지 배터리 팩과 이미 연결된 배터리 팩 사이의 SOC 차가 소정 범위 이내가 되도록 병렬 연결된 배터리 팩을 충전 또는 방전시킨다. 여기서, 소정 범위란 배터리 팩이 추가로 병렬 연결되더라도 기존 연결되어 있는 배터리 팩과 추가로 연결되는 배터리 팩 사이에 전기적 스파크나 배터리 팩의 파손 등과 같은 문제가 발생하지 않을 정도의 배터리 팩 간 SOC 차의 범위를 말하는 것이다. 이러한 소정 범위는 앞서 설명한 제2 제어부(120)가 배터리 팩을 그룹화하는데 이용된 소정 오차 범위와 동일한 값을 가질 수도 있고, 다른 값을 가질 수도 있다.

예를 들어, 상기 실시예와 같이, 제1 내지 제3 배터리 팩(100, 200, 300) 중 제1 배터리 팩(100)과 제2 배터리 팩(200)이 이미 병렬로 연결되어 있고, 제3 배터리 팩(300)이 추가로 연결되어야 하는 경우, 상기 제2 제어부(120)는, 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)을 충전 또는 방전시켜 그 SOC가 제3 배터리 팩(300)의 SOC 수준이 되도록 한다. 즉, 상기 실시예에서 제3 배터리 팩(300)의 SOC는 78%이고, 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)의 SOC는 69% 및 71%이므로, 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)을 충전시켜 그 SOC가 제3 배터리 팩(300)의 SOC인 78% 정도가 되도록 한다. 이때, 제2 제어부(120)는 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)의 SOC와 제3 배터리 팩(300)의 SOC 사이의 차가 소정 범위 이내, 이를테면 3% 이내가 되는 경우, 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)에 대한 충전이 종료되도록 할 수 있다.

여기서, 충전 또는 방전되는 배터리 팩은 스위칭부(130)가 턴온되어 이미 충방전 경로가 형성되어 있기 때문에, 병렬 연결되어 있는 배터리 팩의 공통 입출력단에 충전기 또는 부하를 연결하기만 하면, 충전 또는 방전이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예의 경우, 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)은 이미 스위칭부(130)가 턴온된 상태로 병렬 연결되어 있기 때문에, 그 입출력단에 충전기를 연결하기만 하면, 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)의 충전이 수행될 수 있다.

이와 같이 병렬 연결된 배터리 팩의 충전 또는 방전으로 병렬 연결되지 않은 배터리 팩과의 SOC차가 소정 범위 이내가 되면, 상기 제2 제어부(120)는 병렬 연결되지 않은 배터리 팩이 추가로 병렬 연결되도록 한다.

예를 들어, 상기 도 2의 실시예에서, 제1 배터리 팩(100)과 제2 배터리 팩(200)이 병렬 연결된 상태에서 제1 배터리 팩(100)과 제2 배터리 팩(200)의 충전으로 그 SOC가 제3 배터리 팩(300)의 SOC 수준이 되면, 상기 제2 제어부(120)는 제3 배터리 팩(300)의 제1 제어부(110)로 스위칭부(130)의 턴온을 지시한다. 그러면, 제3 배터리 팩(300)의 제1 제어부(110)는 그에 연결된 스위칭부(130)가 턴온되도록 하여, 제3 배터리 팩(300)과 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200) 사이에 병렬 연결이 이루어지게 된다.

이때, 추가로 연결되는 제3 배터리 팩(300)은, 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)의 충전으로 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)과 비슷한 수준의 SOC 값을 갖고 있기 때문에, 병렬 연결될 때 전기적 스파크나 배터리 팩의 손상 등과 같은 문제점이 발생하지 않을 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 제어부(120)는, 병렬 연결하고자 하는 복수의 배터리 팩에 대한 병렬 연결이 완료된 후, 병렬 연결된 전체 배터리 팩에 대하여 충전이 이루어지도록 할 수 있다.

예를 들어, 상기 도 2의 실시예에서, 제1 내지 제3 배터리 팩(100, 200, 300) 모두가 병렬로 연결되면, 상기 제2 제어부(120)는 제1 내지 제3 배터리 팩(100, 200, 300) 모두를 충전기에 연결시켜 충전되도록 할 수 있다.

이를 통해, 복수의 배터리 팩이 병렬 연결된 배터리 시스템이 곧바로 사용 가능한 최적의 상태가 되도록 할 수 있다.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 연결 제어 장치에 의해 SOC가 동일하지 않은 복수의 배터리 팩이 병렬로 연결되는 과정을 도식화하여 나타내는 도면이다.

도 3 a를 참조하면, 병렬로 연결되기 위한 배터리 팩, 즉 병렬 연결이 요청된 배터리 팩이 A, B, C, D 및 E로 5개 존재한다. 그리고, 각 배터리 팩의 SOC는 점선의 높이로서 표시된다. 예를 들어, 배터리 팩에 표시된 점선이 배터리 팩의 하부 측에 가까울수록 해당 배터리 팩의 SOC가 낮은 것을 의미하고, 배터리 팩에 표시된 점선이 배터리 팩의 상부 측에 가까울수록 해당 배터리 팩의 SOC가 높은 것을 의미한다. 그리고, 2개의 배터리 팩에 대한 점선의 위치가 비슷할 경우 2개의 배터리 팩에 대한 SOC 정도가 비슷한 것을 의미한다. 이러한 배터리 팩의 SOC 측정이 A, B, C, D 및 E의 배터리 팩에 각각 구비된 제1 제어부(110)에 의해 구현될 수 있음은 상술한 바와 같다.

상기 제2 제어부(120)는 제1 제어부(110)로부터 수신한 각 배터리 팩에 대한 SOC를 비교하여, SOC 간 격차가 소정 오차 범위 이내인 배터리 팩, 즉 SOC가 서로 유사한 배터리 팩끼리 그룹화한다. 도 3에서, 제2 제어부(120)는 배터리 팩 A, B 및 E가 서로 유사한 SOC값을 가지므로, 이들을 하나의 그룹으로 그룹화할 수 있다. 그리고, 이들과 현저하게 다른 SOC 값을 갖는 배터리 팩 C 및 D를 각각 다른 그룹으로 그룹화할 수 있다. 이때, A, B 및 E가 속한 그룹은 3개의 배터리 팩이 포함되어 있으므로, 가장 많은 수의 배터리 팩이 포함된 그룹이어서, 제2 제어부(120)는 배터리 팩 A, B 및 E를 초기 병렬 연결 그룹으로 선정한다.

그리고, 제2 제어부(120)는 도 3 b에 도시된 바와 같이, 초기 병렬 그룹으로 선정된 배터리 팩 A, B 및 E에 대하여 각각에 구비된 스위칭부(130)를 통해 3개의 배터리 팩이 서로 병렬로 연결되도록 한다. 그리고나서, 제2 제어부(120)는, 도 3 b에서 화살표로 도시된 바와 같이, 병렬로 연결된 배터리 팩 A, B 및 E의 SOC가 배터리 팩 C의 SOC와 유사해지도록 배터리 팩 A, B 및 E를 방전시킨다.

이와 같은 방전을 통해 배터리 팩 A, B 및 E의 SOC와 배터리 팩 C의 SOC 사이의 차가 소정 범위 이내가 되면, 제2 제어부(120)는, 도 3c에 도시된 바와 같이, 배터리 팩 C의 스위칭부(130)가 턴온되도록 하여 배터리 팩 C와 배터리 팩 A, B 및 E가 서로 병렬로 연결되도록 한다. 그리고 나서, 제2 제어부(120)는 이미 연결된 배터리 팩 A, B, C 및 E의 SOC와 아직 연결되지 않은 배터리 팩 D의 SOC 사이의 차가 소정 범위 이내가 되도록, 도 3c에서 화살표로 도시된 바와 같이, 배터리 팩 A, B, C 및 E를 충전시킨다.

이와 같은 충전을 통해 배터리 팩 A, B, C 및 E의 SOC와 배터리 팩 D의 SOC 사이의 차가 소정 범위 이내가 되면, 제2 제어부(120)는, 도 3d에 도시된 바와 같이, 배터리 팩 D의 스위칭부(130)가 턴온되도록 하여 배터리 팩 D와 배터리 팩 A, B, C 및 E가 서로 병렬로 연결되도록 한다.

이로써 병렬 연결이 요청된 복수의 배터리 팩 A, B, C, D 및 E의 병렬 연결은 완료된다.

바람직하게는, 병렬 연결이 요청된 복수의 배터리 팩에 대하여 병렬 연결이 완료되면, 제2 제어부(120)는, 도 3d에 도시된 바와 같이, 전체 배터리 팩이 충전되도록 하여 복수의 배터리 팩이 병렬로 연결된 배터리 시스템이 사용되기 좋은 최적의 상태가 되도록 할 수 있다.

한편, 상기 도 3의 실시예에서는, 배터리 팩 A, B 및 E가 초기에 병렬로 연결된 후, 여기에 C가 D보다 먼저 연결되는 형태로 설명되었으나, 이는 일 실시예에 불과하며, A, B 및 E가 연결된 후 C보다 D가 먼저 연결되는 형태도 가능하다.

또한, 상기 도 3의 실시예에서는, 5개의 배터리 팩이 병렬로 연결되는 경우를 설명하였으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 이러한 배터리 팩의 병렬 연결 개수에 의해 제한되는 것이 아니라는 점은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

이와 같이, 본 발명에 따른 배터리 팩 연결 제어 장치는, 복수의 배터리 팩 전체를 새로이 병렬로 연결하는 배터리 시스템 구축 초기 단계나, 배터리 시스템 구축 후 그에 포함된 배터리 팩 전체를 다시 연결하는 단계 등에서, 배터리 팩 사이의 SOC가 동일하지 않다 하더라도 전기적 스파크 발생이나 배터리 팩에 포함된 셀(10) 또는 회로의 파손 없이 복수의 배터리 팩이 서로 안정적으로 연결되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩 연결 제어 장치는 둘 이상의 배터리 팩이 이미 병렬로 연결되어 있는 상태에서 또 다른 배터리 팩을 추가로 병렬 연결할 때, 이러한 병렬 연결 확장이 안정적으로 수행될 수 있도록 한다.

이 경우, 본 발명에 따른 배터리 팩 연결 제어 장치는, 병렬 연결된 둘 이상의 배터리 팩에 대한 배터리 팩의 추가 연결을 제어하는 장치로서, 스위칭부(130), 제1 제어부(110) 및 제2 제어부(120)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 스위칭부(130)는 배터리 팩 각각의 충방전 경로 상에 구비되어 충방전 경로를 선택적으로 개폐하고, 제1 제어부(110)는 배터리 팩 각각에 구비되어 배터리 팩의 SOC를 측정하고 스위칭부(130)의 개폐를 제어한다.

특히, 제2 제어부(120)는, 제1 제어부(110)로부터 각각의 배터리 팩에 대한 SOC 측정값을 수신하여, 기존에 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC 차가 소정 범위를 벗어나는 경우, 기존 연결된 배터리 팩이 충전 또는 방전되도록 하여 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC차가 소정 범위 이내로 들어오도록 한다. 그리고 나서, 상기 제2 제어부(120)는 배터리 팩이 추가로 병렬 연결되도록 한다.

도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 연결 제어 장치에 의해, 둘 이상의 배터리 팩이 병렬 연결된 상태에서 추가로 배터리 팩이 연결되는 과정을 도식화하여 나타내는 도면이다. 도 4에서는 도 3과 마찬가지로, 점선의 높이로써 각 배터리 팩의 SOC 상태가 표시된다.

도 4a를 참조하면, 배터리 팩 P와 Q가 병렬로 연결된 상태에서 배터리 팩 R이 추가로 병렬 연결되고자 한다. 이때, 제2 제어부(120)는 추가로 연결되는 배터리 팩 R의 SOC와 기존에 연결된 배터리 팩 P 및 Q의 SOC를 각 배터리 팩의 제1 제어부(110)로부터 수신하여, 수신된 SOC를 비교한다.

도 4a에서는 배터리 팩 P 및 Q의 SOC와 배터리 팩 R의 SOC가 현저하게 다르므로, 제2 제어부(120)는, 도 4b에서 화살표로 도시된 바와 같이, 기존에 연결된 배터리 팩 P와 Q를 충전 또는 방전시켜 그 SOC 수준이 추가로 연결되는 배터리 팩 R의 SOC 수준과 일정 오차 범위 이내가 되도록 한다.

그리고 나서, 제2 제어부(120)는, 도 4c에 도시된 바와 같이, 배터리 팩 R의 스위칭부(130)가 턴온되도록 함으로써 배터리 팩 R이 배터리 팩 P 및 Q에 병렬 연결되도록 한다.

이러한 실시예에 의하면, 배터리 팩을 추가로 연결하여 배터리 팩의 병렬 연결을 확장하는 경우, 기존에 연결되어 있는 배터리 팩들과 추가로 연결되는 배터리 팩 사이의 SOC 차가 소정 범위를 넘어서는 경우라 하더라도 안정적으로 연결될 수 있도록 하여, 사용자의 안전을 해하거나 배터리 팩에 손상을 일으키는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 4c에 도시되지 않았지만, 배터리 팩 R이 추가로 연결된 후, 제2 제어부(120)는 배터리 팩 P, Q 및 R의 공통 입출력단에 충전 전원을 공급하여 배터리 팩 P, Q 및 R 모두가 충전되도록 할 수 있다.

또한, 상기 도 4의 실시예에서는 2개의 배터리 팩에 1개의 배터리 팩이 추가로 연결되는 경우가 도시되었으나, 본 발명이 이러한 배터리 팩의 개수에 의해 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 기존에 연결되어 있는 배터리 팩이 3개 이상이거나, 추가로 연결되는 배터리 팩이 2개 이상인 경우도 가능함은 물론이다.

뿐만 아니라, 도 4의 실시예에서 2개의 배터리 팩에 1개의 배터리 팩이 추가되는 것이 아니라, 2개의 배터리 팩 중 1개의 배터리 팩이 교체되는 경우에도 상기와 같은 설명이 적용될 수 있다. 예를 들어, 기존에 연결되어 있는 배터리 팩 P 및 Q에 대하여, Q를 R로 교체하고자 하는 경우, 본 발명에 따른 배터리 팩 연결 제어 장치가 상술한 바와 같은 동작을 수행할 수 있다. 즉, P로부터 Q의 연결을 먼저 제거한 후, P의 SOC를 R의 SOC 수준으로 조절한 후, P와 R이 병렬 연결되도록 할 수 있다. 이 경우, Q 제거시, 제2 제어부(120)는 Q의 스위칭부(130)가 먼저 턴오프되도록 한 후, Q가 P와 분리되도록 함으로써 사용자의 안전이 보장되도록 할 수 있다.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 배터리 팩 연결 제어 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따라 복수의 배터리 팩 연결을 제어하기 위해, 먼저 병렬로 연결되고자 하는 배터리 팩 각각의 SOC가 제1 제어부(110)에 의해 측정된다(S110). 여기서, 배터리 팩의 SOC 측정은 각 배터리 팩에 구비된 BMS에 의해 구현될 수 있다. 다음으로, 제2 제어부(120)는 이와 같이 측정된 SOC값을 비교하여, 일정 범위 이내, 이를테면 소정 오차 범위 이내의 SOC값을 갖는 배터리 팩끼리 그룹화한다(S120). 다음으로, 제2 제어부(120)는 가장 많은 수의 배터리 팩이 포함된 그룹을 배터리 팩 초기 병렬 연결 그룹으로 선정하여, 선정된 그룹 내의 배터리 팩이 서로 병렬로 연결되도록 한다(S130). 다음으로, 제2 제어부(120)는 이와 같이 병렬 연결된 배터리 팩과 아직 병렬 연결되지 않은 배터리 팩 사이의 SOC 차가 소정 범위 이내로 들어오도록 병렬 연결된 배터리 팩을 충전 또는 방전시킨다(S140). 그리고 나서, 상기 제2 제어부(120)는 병렬 연결되지 않은 배터리 팩이 추가로 병렬 연결되도록 한다(S150).

바람직하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 제어부(120)는 상기 S150 단계 이후에, 병렬로 연결된 전체 배터리 팩이 충전되도록 할 수 있다(S160).

한편, 상기 S130 단계 및 상기 S150 단계의 배터리 팩에 대한 연결 개폐는, 각 배터리 팩에 구비된 FET, Relay 또는 IGBT로 구현될 수 있다.

도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 추가 연결 제어 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 병렬 연결된 둘 이상의 배터리 팩에 대하여 다른 배터리 팩을 추가로 병렬 연결하는 경우, 기존에 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC를 제1 제어부(110)에 의해 측정한다(S210). 여기서, 배터리 팩의 SOC 측정은 각 배터리 팩에 구비된 BMS에 의해 구현될 수 있다. 다음으로, 제2 제어부(120)는 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC를 비교하여(S220), 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC 차가 소정 범위를 벗어나는 경우, 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC 차가 소정 범위 이내로 들어오도록 기존 연결된 배터리 팩이 충전 또는 방전되도록 한다(S230). 이를 통해 기존에 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩 사이의 SOC 차가 소정 범위 이내가 되면, 제2 제어부(120)는 배터리 팩이 추가 연결되도록 한다(S240).

바람직하게는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 제어부(120)는 상기 S240 단계 이후에, 병렬로 연결된 전체 배터리 팩이 충전되도록 할 수 있다(S250).

한편, 상기 S240 단계에서 배터리 팩의 연결 개폐는, 각 배터리 팩에 구비된 FET, Relay 또는 IGBT로 구현될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

한편, 본 명세서에서 '부'라는 용어를 사용하였으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 분리될 수 있는 구성요소를 나타내는 것이 아니라는 점은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 자명하다.

110: 제1 제어부
120: 제2 제어부
130: 스위칭부

Claims

복수의 배터리 팩의 연결을 제어하는 장치에 있어서,
상기 배터리 팩 각각의 충방전 경로 상에 구비되어 상기 충방전 경로를 선택적으로 개폐하는 스위칭부;
상기 배터리 팩 각각에 구비되어 각 배터리 팩의 SOC를 측정하고, 상기 스위칭부의 개폐를 제어하는 제1 제어부; 및
상기 제1 제어부로부터 각각의 배터리 팩에 대한 SOC 측정값을 수신하여, 소정 오차 범위 이내의 SOC값을 갖는 배터리 팩끼리 그룹화하고, 가장 많은 수의 배터리 팩이 포함된 그룹을 선정하여 선정된 그룹 내의 배터리 팩을 서로 병렬로 연결하며, 상기 병렬 연결된 배터리 팩이 충전 또는 방전되도록 하여 상기 병렬 연결된 배터리 팩과 병렬 연결되지 않은 배터리 팩 사이의 SOC 차가 소정 범위 이내로 들어오도록 한 후, 상기 병렬 연결되지 않은 배터리 팩이 추가로 병렬 연결되도록 하는 제2 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 제어부는, 상기 복수의 배터리 팩의 연결이 완료된 후, 상기 병렬 연결된 전체 배터리 팩이 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 제어부는, 각 배터리 팩의 BMS에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 스위칭부는, FET, Relay 또는 IGBT로 구현되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 장치.
병렬 연결된 둘 이상의 배터리 팩에 대한 배터리 팩의 추가 연결을 제어하는 장치에 있어서,
상기 배터리 팩 각각의 충방전 경로 상에 구비되어 상기 충방전 경로를 선택적으로 개폐하는 스위칭부;
상기 배터리 팩 각각에 구비되어 각 배터리 팩의 SOC를 측정하고, 상기 스위칭부의 개폐를 제어하는 제1 제어부; 및
상기 제1 제어부로부터 각각의 배터리 팩에 대한 SOC 측정값을 수신하여, 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC 차가 소정 범위를 벗어나는 경우, 상기 기존 연결된 배터리 팩이 충전 또는 방전되도록 하여 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC차가 소정 범위 이내로 들어오도록 한 후, 상기 배터리 팩이 추가로 병렬 연결되도록 하는 제2 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 장치.
제5항에 있어서,
상기 제2 제어부는, 상기 배터리 팩의 추가 병렬 연결이 완료된 후, 상기 병렬 연결된 전체 배터리 팩이 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 제어부는, 각 배터리 팩의 BMS에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 장치.
제5항에 있어서,
상기 스위칭부는, FET, Relay 또는 IGBT로 구현되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 장치.
복수의 배터리 팩의 연결을 제어하는 방법에 있어서,
상기 배터리 팩 각각의 SOC를 측정하는 단계;
상기 측정된 SOC값을 비교하여, 소정 오차 범위 이내의 SOC값을 갖는 배터리 팩끼리 그룹화하는 단계;
가장 많은 수의 배터리 팩이 포함된 그룹을 선정하여 선정된 그룹 내의 배터리 팩을 병렬로 연결하는 단계;
상기 병렬 연결된 배터리 팩과 병렬 연결되지 않은 배터리 팩 사이의 SOC 차가 소정 범위 이내로 들어오도록 상기 병렬 연결된 배터리 팩을 충전 또는 방전하는 단계; 및
상기 병렬 연결되지 않은 배터리 팩을 추가로 병렬 연결하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 배터리 팩의 추가적 병렬 연결 단계 이후, 상기 병렬 연결된 전체 배터리 팩을 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 배터리 팩 각각의 SOC 측정은, 각 배터리 팩에 구비된 BMS에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 배터리 팩의 연결 개폐는, 각 배터리 팩에 구비된 FET, Relay 또는 IGBT로 구현되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 방법.
병렬 연결된 둘 이상의 배터리 팩에 대한 배터리 팩의 추가 연결을 제어하는 방법에 있어서,
기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩 각각의 SOC를 측정하는 단계;
기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC를 비교하는 단계;
기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC 차가 소정 범위를 벗어나는 경우, 기존 연결된 배터리 팩과 추가로 연결될 배터리 팩의 SOC 차가 소정 범위 이내로 들어오도록 기존 연결된 배터리 팩을 충전 또는 방전하는 단계; 및
상기 배터리 팩을 추가로 연결하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 배터리 팩의 추가적 병렬 연결 단계 이후, 상기 병렬 연결된 전체 배터리 팩을 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 배터리 팩 각각의 SOC 측정은, 각 배터리 팩에 구비된 BMS에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 배터리 팩의 연결 개폐는, 각 배터리 팩에 구비된 FET, Relay 또는 IGBT로 구현되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 연결 제어 방법.