KR20130020946A - Operational method with cell balancing for a medium and large size battery - Google Patents

Operational method with cell balancing for a medium and large size battery Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A cell balancing operating method for a medium and large size battery is provided to prevent the overcharging of the battery by implementing cell balancing only when a calculated SOC(State Of Charge) exceeds a standard value. CONSTITUTION: A cell voltage measuring stage(S100) measures the voltage value of each cell inside a battery. A SOC calculating stage(S200) calculates a SOC with the voltage value of each cell. A cell balancing stage(S300) compares the calculated SOC with a predetermined standard amount and implement cell balancing when the SOC exceeds the standard amount. [Reference numerals] (AA) Start; (BB) End; (S100) Measuring voltage after initialization when a power source is supplied; (S200) Calculating an SOC; (S310) SOC > standard capacity?; (S320) Detecting the minimum voltage value in each cell; (S330) Minimum voltage value > standard voltage value ?; (S340) Balancing cells exceeding the minimum voltage value; (S350,S380) Measuring the voltage of each cell; (S360,S390) Is a deviation in tolerance range?; (S370) Balancing cells exceeding the standard voltage value

Description

중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법{OPERATIONAL METHOD WITH CELL BALANCING FOR A MEDIUM AND LARGE SIZE BATTERY}How to Operate Cell Balancing for Medium and Large Batteries {OPERATIONAL METHOD WITH CELL BALANCING FOR A MEDIUM AND LARGE SIZE BATTERY}

본 발명은 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 각 셀들의 전압값을 이용하여 SOC를 계산하고, 계산된 SOC가 기준값을 넘어서는 경우에만 셀 밸런싱을 수행하도록 함으로써 배터리의 과방전을 방지하고, 셀 밸런싱의 안정성을 높여 충전의 효율성을 높이도록 하는 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for operating a cell balancing for a medium-large battery, and in detail, calculates an SOC using voltage values of each cell, and performs over-discharge of a battery by performing cell balancing only when the calculated SOC exceeds a reference value. The present invention relates to a method for operating a cell balancing for a medium-large battery that prevents and increases the stability of cell balancing to increase charging efficiency.

경제 발전에 따라 차량에 대한 수요가 폭발적인 증가세를 보이고 있다. 이와 같이 차량 수요가 늘어남에 따라 차량에서 배출되는 배기가스가 환경오염의 주요 원인이 되고 있다.As the economy develops, the demand for vehicles is exploding. As the demand for vehicles increases, exhaust gases emitted from vehicles become a major cause of environmental pollution.

따라서 차량의 배출가스를 줄이기 위한 다양한 연구들이 지속적으로 진행되고 있으며, 업계에서는 배출가스를 줄일 수 있는 차량의 개발이 진행되고 있다. 이러한 연구들과 개발의 결과로서 배출가스를 발생하지 않는 전기차량의 상용화가 부분적으로 시도되고 있다.Therefore, various studies to reduce the emission of the vehicle is continuously progressed, and the development of a vehicle that can reduce the emission in the industry is in progress. As a result of these studies and developments, commercialization of electric vehicles that do not generate emissions is partially attempted.

전기차량(전기이륜차 및 전기 충전에 의해 운행가능 특수 차량 포함)은 전기를 전력공급원으로 하여 운행하는 차량을 의미하며, 차량 자체에 전력공급원으로 충전이 가능한 배터리를 탑재하고, 탑재된 배터리에서 공급되는 전력을 이용하여 운행하는 차량을 말한다.An electric vehicle (including an electric motorcycle and a special vehicle that can be driven by electric charging) means a vehicle that operates by using electricity as a power source, and the vehicle itself includes a battery that can be charged as a power source and is supplied from a mounted battery. A vehicle that runs on electric power.

이러한 전기차량의 구성은 크게 일반 차량과 동일한 구성요소를 갖는 차량의 기본적인 기능부와 함께, 크게 전기에 의해 구동되어 차량을 운행시키기 위한 구동모터와, 그 구동모터에 전기를 공급하는 배터리로 구성된다.The configuration of the electric vehicle is composed of a driving motor for driving the vehicle, driven largely by electricity, and a battery for supplying electricity to the driving motor, together with the basic functional parts of the vehicle having the same components as those of a general vehicle. .

한편, 배터리는 다수개의 배터리 셀로 구성되고, 다수개의 배터리 셀은 안전성과 수명 향상, 그리고 고출력을 얻기 위해 각 배터리 셀의 전압을 균일하게 해주어야 하므로, 배터리 셀들을 충전 또는 방전하면서 각 배터리가 적절한 전압을 가질 수 있도록 하는 배터리 밸런싱 장치를 이용한다.On the other hand, since the battery is composed of a plurality of battery cells, and the plurality of battery cells must equalize the voltage of each battery cell in order to improve safety, longevity, and high power, each battery is charged or discharged while charging or discharging the battery cells. Use a battery balancing device that allows it to have.

그러나, 다수개의 배터리 셀(이하, 셀이라 함)들은 내부저항 등의 재질적 특성 및 사용 환경에 따른 인위적 편차 등으로 인해 전압 편차가 발생하게 된다.However, a plurality of battery cells (hereinafter, referred to as “cells”) may cause voltage variations due to material characteristics such as internal resistance and artificial variations depending on the use environment.

셀간 전압 편차는 배터리의 용량 및 출력 특성이 낮은 전압의 셀을 기준으로 하여 결정되므로 실제 가용 용량/출력에 비해 성능이 낮게 나타날 수 있다(배터리의 성능 측정 시 최저 전압 셀을 기준으로 임계값을 설정함).Since the voltage variation between cells is determined based on the cells with low capacity and output characteristics of the battery, the performance may be lower than the actual available capacity / output. (The threshold value is set based on the lowest voltage cell when measuring the performance of the battery.) box).

도 1은 열화 정도에 따른 배터리의 출력 전압값을 나타내는 그래프로서, 예를 들어, 리튬 배터리는 잔존용량(State Of Charge, 이하 'SOC'라 함) 5%의 편차 발생 시 약 60mV의 전압 편차를 보이며, 이에 따라 최저 전압 셀(열화 셀)에 의해 팩의 용량이 5% 낮게 측정될 수 있으며, 출력 전압값도 그만큼 낮게 측정될 수 있다. 뿐만 아니라 전압 편차가 발생한 셀을 방치하여 배터리를 그대로 사용할 경우 편차가 지속적으로 증가하여 배터리 내 모든 셀의 열화 및 과충전 등의 위험한 상황을 초래할 수 있다.1 is a graph showing the output voltage value of the battery according to the degree of deterioration. For example, a lithium battery has a voltage deviation of about 60 mV when a deviation of 5% of the remaining capacity (hereinafter referred to as SOC) occurs. As a result, the capacity of the pack can be measured 5% lower by the lowest voltage cell (degradation cell), and the output voltage value can be measured as low. In addition, if the battery is used as it is while leaving the cell in which the voltage deviation occurs, the deviation continuously increases, which may cause a dangerous situation such as deterioration and overcharging of all cells in the battery.

상기와 같이 배터리의 셀들은 여러 요인에 의해 전압 평형 상태를 안정적으로 유지하기가 어렵기 때문에 충전 상태를 평형화시키기 위한 밸런싱 기능을 가진다.As described above, the cells of the battery have a balancing function to balance the state of charge because it is difficult to stably maintain the state of voltage balance due to various factors.

즉, 배터리 내의 셀들의 자기 방전률 차이에 의해 시간이 지남에 따라 배터리 셀들간의 SOC의 차이가 발생하게 되고, 이러한 셀들간의 용량 불균형을 극복하기 위해 배터리 셀들마다 충전(boost) 및 방전(buck)을 해주기 위해 별도의 회로를 구성하고 있다.That is, the SOC difference between the battery cells occurs over time due to the difference in self discharge rate of the cells in the battery, and in order to overcome the capacity imbalance between the cells, each battery cell is charged and discharged (bucked). A separate circuit is configured to

도 2는 종래의 배터리의 셀 밸런싱 방법을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a cell balancing method of a conventional battery.

기존의 셀 밸런싱은 도 2에 도시된 바와 같이, 전원 공급시 측정된 최초 셀 전압을 SOC로 환산하여 최저 SOC 셀과 나머지 셀간에 편차를 비교하고, 그 값이 5%를 넘는 셀에 대하여 밸런싱 저항과 셀 전압과 의 관계로 밸런싱 시간을 계산하여 셀간 편차를 줄여나가는 방식이 있다.In the conventional cell balancing, as shown in FIG. 2, the initial cell voltage measured at power-up is converted into SOC to compare the deviation between the lowest SOC cell and the remaining cells, and a balancing resistor for a cell having a value greater than 5%. There is a method of reducing the deviation between cells by calculating the balancing time in relation to and the cell voltage.

예를 들어, 셀간 편차가 6%인 경우 1%의 용량을 밸런싱 저항을 통해 밸런싱 시간 동안 제거시키게 된다. 그러나 이 경우 매 단계마다 오차를 포함하게 되어 실제 밸런싱은 초기 계산보다 적게 수행될 수 있다. 최초 측정된 셀 전압을 SOC로 환산하는데 오차가 발생하며, 밸런싱 시간 계산시 초기 측정 전압으로 계산하므로 밸런싱 중 전압이 변하게 되면 오차가 증가하게 된다. 또한 밸런싱 회로의 저항 성분에 의한 에러가 포함될 수 있어 각 셀마다 밸런싱 회로 저항 특성이 다를 경우 밸런싱 수행 양이 불규칙하게 된다.For example, if the cell-to-cell variation is 6%, the 1% capacity will be removed during the balancing time through the balancing resistor. In this case, however, errors are included in each step, so that actual balancing can be performed less than the initial calculation. An error occurs when converting the initially measured cell voltage into SOC, and the calculation time is calculated as the initial measured voltage, so that the error increases when the voltage changes during balancing. In addition, an error caused by the resistance component of the balancing circuit may be included, so that the balancing performance is irregular when the balancing circuit resistance characteristics are different for each cell.

또한, 상기의 오차들을 감안하여 밸런싱 수행 시간을 보정하더라도 역시 각 셀의 밸런싱 회로 저항 특성이 다르게 나타나 밸런싱 양을 초과하여 방전시키는 문제가 발생할 수도 있다.In addition, even when the balancing execution time is corrected in consideration of the above errors, the balancing circuit resistance characteristics of each cell may also be different, thereby causing a problem of discharging exceeding the balancing amount.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각 셀들의 전압값을 이용하여 SOC를 계산하고, 계산된 SOC가 기준값을 넘어서는 경우에만 셀 밸런싱을 수행하도록 함으로써 배터리의 과방전을 방지하고, 셀 밸런싱의 안정성을 높여 충전의 효율성을 높일 수 있도록 하는 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, to calculate the SOC using the voltage value of each cell, and to perform cell balancing only when the calculated SOC exceeds the reference value to prevent over-discharge of the battery, The purpose of the present invention is to provide a cell balancing operation method for a medium-large battery to increase the stability of balancing to increase the efficiency of charging.

또한, 본 발명은 셀 밸런싱의 수행시 각 셀의 전압값중 최저 전압값을 갖는 셀을 기준으로 수행하되, 특정 셀의 최저 전압값이 기준 전압값 이하인 경우에 해당 셀의 밸런싱을 제외하도록 함으로써 배터리의 과방전을 방지하고, 셀 밸런싱의 안정성을 높여 충전의 효율성을 높일 수 있도록 하는 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is carried out based on the cell having the lowest voltage value of the voltage value of each cell when performing cell balancing, when the minimum voltage value of a specific cell is less than the reference voltage value to exclude the battery by the battery Another object of the present invention is to provide a cell balancing operation method for medium and large batteries, which prevents over-discharge and improves cell balancing stability to increase charging efficiency.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,According to an aspect of the present invention,

다중 셀로 구성된 대용량 배터리의 셀 밸런싱 방법에 있어서, 배터리 내의 각 셀 전압값을 측정하는 셀 전압 측정 단계와; 각 셀의 전압값을 통해 SOC를 계산하는 SOC 계산 단계; 및 계산된 SOC를 기설정된 기준 용량값과 비교하여 SOC가 기준 용량값을 초과하는 경우 셀 밸런싱을 수행하는 셀 밸런싱 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A cell balancing method for a large capacity battery composed of multiple cells, comprising: a cell voltage measuring step of measuring respective cell voltage values in a battery; SOC calculation step of calculating the SOC through the voltage value of each cell; And a cell balancing step of performing cell balancing when the SOC exceeds the reference capacity value by comparing the calculated SOC with a predetermined reference capacity value.

여기에서, 상기 기준 용량값은 사용자 또는 시스템에서 직접 설정한다.Here, the reference dose value is set directly by the user or the system.

여기에서 또한, 상기 셀 밸런싱 단계는 계산된 SOC를 기설정된 기준 용량값과 비교하는 제 1단계와; 비교 결과 SOC가 기준 용량값을 초과하면 각 셀의 전압값중 최저 전압값을 검출하는 제 2단계와; 검출된 최저 전압값을 기설정된 기준 전압값과 비교하는 제 3단계; 및 비교 결과 최저 전압값이 기준 전압값을 초과하는 경우 최저 전압값을 기준으로 최저 전압값을 초과하는 셀들의 셀 밸런싱을 수행하고, 비교 결과 최저 전압값이 기준 전압값 미만인 경우 기준 전압값을 초과하는 셀들의 셀 밸런싱을 수행하는 제 4단계로 이루어진다.Here, the cell balancing step may further include a first step of comparing the calculated SOC with a predetermined reference capacitance value; Detecting a lowest voltage value among voltage values of each cell if the SOC exceeds the reference capacitance value; A third step of comparing the detected lowest voltage value with a preset reference voltage value; And when the lowest voltage value exceeds the reference voltage value, performs cell balancing of cells exceeding the lowest voltage value based on the lowest voltage value, and exceeds the reference voltage value when the lowest voltage value is less than the reference voltage value A fourth step of performing cell balancing of the cells is performed.

여기에서 또, 상기 제 4단계는 셀 밸런싱을 완료후 각 셀들의 전압값을 측정하여 각 전압값들간의 편차가 기설정된 허용 범위 이내로 유지되면 셀 밸런싱을 종료하고, 허용 범위를 초과하는 경우 셀 밸런싱을 반복 수행한다.Here, in the fourth step, after the cell balancing is completed, the voltage value of each cell is measured, and the cell balancing is terminated if the deviation between the voltage values remains within the preset allowable range, and the cell balancing is exceeded. Repeat this.

여기에서 또, 상기 기준 전압값은 사용자 또는 시스템에서 직접 설정한다.Here, the reference voltage value is set directly by the user or the system.

여기에서 또, 상기 허용 범위는 사용자 또는 시스템에서 직접 설정한다.Here, the allowable range is set directly by the user or the system.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법에 따르면, 각 셀들의 전압값을 이용하여 SOC를 계산하고, 계산된 SOC가 기준값을 넘어서는 경우에만 셀 밸런싱을 수행하도록 함으로써 배터리의 과방전을 방지하고, 셀 밸런싱의 안정성을 높여 충전의 효율성을 높일 수 있다.According to the present invention, a method for operating a cell balancing for a medium-large battery, the SOC is calculated using voltage values of the cells, and the cell is discharged by performing the cell balancing only when the calculated SOC exceeds the reference value. And the stability of the cell balancing can be increased, thereby increasing the efficiency of charging.

또한, 본 발명에 따르면 셀 밸런싱의 수행시 각 셀의 전압값중 최저 전압값을 갖는 셀을 기준으로 수행하되, 특정 셀의 최저 전압값이 기준 전압값 이하인 경우에 해당 셀의 밸런싱을 제외하도록 함으로써 배터리의 최적 성능 및 내구성과 수명 등의 확보를 기대할 수 있다.In addition, according to the present invention, the cell balancing is performed based on the cell having the lowest voltage value among the voltage values of each cell, and when the minimum voltage value of the specific cell is less than the reference voltage value, the balancing of the corresponding cell is excluded. It can be expected to ensure the optimum performance, durability and lifespan of the battery.

도 1은 열화 정도에 따른 배터리 팩의 출력 전압값을 나타내는 그래프이다.
도 2는 종래 전기 차량용 배터리의 셀 밸런싱 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법중 최저 전압값이 기준 전압값보다 높을 때 밸런싱을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법중 최저 전압값이 기준 전압값보다 낮을 때 밸런싱을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a graph showing an output voltage value of a battery pack according to a degree of deterioration.
2 is a flowchart illustrating a cell balancing method of a battery for a conventional electric vehicle.
3 is a block diagram schematically showing the configuration of a cell balancing operating device for medium-large batteries according to the present invention.
4 is an operation flowchart illustrating a method for operating a cell balancing for a medium-large battery according to the present invention.
5A and 5B are diagrams for explaining a process of performing balancing when a minimum voltage value is higher than a reference voltage value in a method for operating a cell balancing for a medium-large battery according to the present invention.
6A and 6B illustrate a process of performing balancing when a minimum voltage value is lower than a reference voltage value in a method for operating a cell balancing for a medium-large battery according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the cell balancing operating device for medium-large battery according to the present invention will be described in detail.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 3은 본 발명에 따른 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.3 is a block diagram schematically showing the configuration of a cell balancing operating device for medium-large batteries according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 장치(100)는, 배터리(110)와, 전압 센싱부(120)와, 밸런싱 회로(130)와, 메모리부(140) 및 밸런싱 제어부(150)를 구비한다.Referring to FIG. 3, the cell balancing operating apparatus 100 for a medium-large battery according to the present invention includes a battery 110, a voltage sensing unit 120, a balancing circuit 130, a memory unit 140, and balancing. The control unit 150 is provided.

먼저, 배터리(110)는 직렬로 연결된 n개의 셀(C1 ~ Cn)을 포함하고, 부하(L)에 연결되어 전원을 공급한다. 여기에서, 배터리(110)는 n개의 셀(C1 ~ Cn)은 병렬로 연결될 수도 있다. 이때, 배터리 셀(C1 ~ Cn)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 반복적인 충방전이 가능한 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다.First, the battery 110 includes n cells C1 to Cn connected in series, and is connected to a load L to supply power. Herein, the battery 110 may have n cells C1 to Cn connected in parallel. At this time, the type of the battery cells (C1 ~ Cn) is not particularly limited, and may be composed of a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a nickel zinc battery, and the like capable of repeatedly charging and discharging.

그리고, 전압 센싱부(120)는 배터리(110)의 각 셀(C1 ~ Cn)의 출력 전압을 주기적으로 측정하여 출력한다.In addition, the voltage sensing unit 120 periodically measures and outputs an output voltage of each of the cells C1 to Cn of the battery 110.

또한, 밸런싱 회로(130)는 방전회로로서, 각 셀과 연결되어 외부 제어에 따라 일정 시간동안 배터리(100)의 각 셀(C1 ~ Cn)을 방전시킨다.In addition, the balancing circuit 130 is a discharge circuit and is connected to each cell to discharge each cell C1 to Cn of the battery 100 for a predetermined time according to external control.

또, 메모리부(140)는 시스템에 필요한 각종 정보 및 밸런싱 프로그램이 저장되고, 특히 사용자 또는 시스템에서 직접 설정한 기준 용량값, 기준 전압값 및 허용 범위가 저장된다.In addition, the memory unit 140 stores various information and balancing programs necessary for the system, and in particular, the reference capacitance value, the reference voltage value, and the allowable range set directly by the user or the system are stored.

한편, 밸런싱 제어부(150)는 초기화 시 메모리부(130)로부터 셀 밸런싱 프로그램을 로딩하고, 전압 센싱부(120)로부터 주기적으로 각 셀(C1~ Cn)의 전압값을 입력받아 메모리부(140)에 저장하고, 각 셀(C1~ Cn)의 전압값을 통해 SOC를 계산하여 계산된 SOC를 기설정된 기준 용량값과 비교하여 SOC가 기준 용량값을 초과하는 경우 셀 밸런싱을 수행한다. 여기에서, 밸런싱 제어부(150)는 셀 밸런싱을 수행시 각 셀(C1~ Cn)의 전압값중 최저 전압값을 검출하고, 검출된 최저 전압값을 기설정된 기준 전압값과 비교하여 비교 결과 최저 전압값이 기준 전압값을 초과하는 경우 최저 전압값을 기준으로 최저 전압값을 초과하는 셀들의 셀 밸런싱을 수행하고, 비교 결과 최저 전압값이 기준 전압값 미만인 경우 기준 전압값을 초과하는 셀들의 셀 밸런싱을 수행한다. 이때, 밸런싱 제어부(150)는 셀 밸런싱을 완료후 각 셀(C1~ Cn)들의 전압값을 측정하여 각 전압값들간의 편차가 기설정된 허용 범위 이내로 유지되면 셀 밸런싱을 종료하고, 허용 범위를 초과하는 경우 셀 밸런싱을 반복 수행한다. 이때, 밸런싱 제어부(150)는 밸런싱을 수행하는 셀의 전압값들의 편차를 계산하고, 이를 통해 메모리부(140)에 기저장된 테이블과 비교하여 각각의 밸런싱 회로(130)의 동작 시간을 산출하고, 이에 따라 밸런싱 회로(130)를 동작시킨다.
On the other hand, the balancing controller 150 loads the cell balancing program from the memory unit 130 at the time of initialization, periodically receives the voltage value of each cell (C1 ~ Cn) from the voltage sensing unit 120, the memory unit 140 The SOC is calculated by calculating the SOC using the voltage values of the cells C1 to Cn and comparing the calculated SOC with a predetermined reference capacitance value to perform cell balancing when the SOC exceeds the reference capacitance value. Here, the balancing controller 150 detects the lowest voltage value among the voltage values of the cells C1 to Cn when performing cell balancing, compares the detected minimum voltage value with a predetermined reference voltage value, and compares the lowest voltage. When the value exceeds the reference voltage value, cell balancing of the cells exceeding the lowest voltage value is performed based on the lowest voltage value. When the comparison shows that the lowest voltage value is less than the reference voltage value, cell balancing of the cells exceeding the reference voltage value is performed. Do this. At this time, the balancing control unit 150 measures the voltage value of each cell (C1 ~ Cn) after the cell balancing is completed, if the deviation between each voltage value is maintained within the preset allowable range, the cell balancing ends and exceeds the allowable range In this case, cell balancing is repeated. At this time, the balancing controller 150 calculates the deviation of the voltage values of the cell performing the balancing, and calculates the operation time of each balancing circuit 130 by comparing with the table previously stored in the memory unit 140, Accordingly, the balancing circuit 130 is operated.

이하, 본 발명에 따른 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법의 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings of the cell balancing operation method for medium and large batteries according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법중 최저 전압값이 기준 전압값보다 높을 때 밸런싱을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법중 최저 전압값이 기준 전압값보다 낮을 때 밸런싱을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 is an operation flowchart illustrating a method for operating a cell balancing for medium and large batteries according to the present invention, and FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating a minimum voltage value of the method for operating a cell balancing for medium and large batteries according to the present invention is higher than a reference voltage value. 6A and 6B are diagrams for explaining a process of performing balancing when a minimum voltage value is lower than a reference voltage value in a method for operating a cell balancing for a medium-large battery according to the present invention. to be.

도 4 내지 도 6b를 참조하면, 먼저 밸런싱 제어부(150)는 전원이 공급되면 각 구성부를 초기화시킨 다음, 전압 센싱부(120)를 통해 배터리(110)의 각 셀(C1 ~ Cn)의 출력 전압을 측정한다(S100).4 to 6B, the balancing controller 150 initializes each component when power is supplied, and then outputs the voltages of the cells C1 to Cn of the battery 110 through the voltage sensing unit 120. Measured (S100).

그런 다음, 밸런싱 제어부(150)는 각 셀(C1~ Cn)의 전압값을 통해 SOC를 계산한다(S200).Then, the balancing control unit 150 calculates the SOC through the voltage value of each cell (C1 ~ Cn) (S200).

그리고, 밸런싱 제어부(150)는 계산된 SOC를 사용자 또는 시스템에 의해 기설정된 기준 용량값과 비교한다(S310).Then, the balancing controller 150 compares the calculated SOC with a reference capacitance value preset by the user or the system (S310).

비교 결과, SOC가 기준 용량값을 초과하는 경우 밸런싱 제어부(150)는 셀 밸런싱을 수행시 각 셀(C1~ Cn)의 전압값중 최저 전압값을 검출한다(S320).As a result of the comparison, when the SOC exceeds the reference capacitance value, the balancing controller 150 detects the lowest voltage value among the voltage values of the cells C1 to Cn when performing cell balancing (S320).

이어서, 밸런싱 제어부(150)는 검출된 최저 전압값을 기설정된 기준 전압값과 비교한다(S330).Subsequently, the balancing controller 150 compares the detected minimum voltage value with a preset reference voltage value (S330).

비교 결과, 도 5a에 도시된 바와 같이 최저 전압값이 기준 전압값을 초과하는 경우 밸런싱 제어부(150)는 최저 전압값을 기준으로 최저 전압값을 초과하는 셀들과 연결된 밸런싱 회로(130)만을 동작시켜 셀 밸런싱을 수행한다(S340). 이때, 밸런싱 제어부(150)는 셀 밸런싱을 완료후 각 셀(C1~ Cn)들의 전압값을 측정하여(S350), 도 5b에 도시된 바와 같이 각 전압값들간의 편차가 기설정된 허용 범위 이내로 유지되면 셀 밸런싱을 종료하고(S360), 허용 범위를 초과하는 경우 단계 340(S340)으로 리턴되어 셀 밸런싱을 반복 수행한다.As a result of comparison, when the lowest voltage value exceeds the reference voltage value as shown in FIG. 5A, the balancing controller 150 operates only the balancing circuit 130 connected to the cells exceeding the lowest voltage value based on the lowest voltage value. Cell balancing is performed (S340). In this case, the balancing control unit 150 measures the voltage values of the cells C1 to Cn after completing cell balancing (S350), and maintains the deviation between the voltage values within a preset allowable range as shown in FIG. 5B. If the cell balancing is terminated (S360), and if the allowable range is exceeded, the process returns to step 340 (S340) and repeats cell balancing.

반대로, 비교 결과 도 6a에 도시된 바와 같이 최저 전압값이 기준 전압값 미만인 경우 밸런싱 제어부(150)는 기준 전압값을 초과하는 셀들과 연결된 밸런싱 회로(130)만을 동작시켜 셀 밸런싱을 수행한다(S370). 이때, 밸런싱 제어부(150)는 셀 밸런싱을 완료후 각 셀(C1~ Cn)들의 전압값을 측정하여(S380), 도 6b에 도시된 바와 같이 각 전압값들간의 편차가 기설정된 허용 범위 이내로 유지되면 셀 밸런싱을 종료하고(S390), 허용 범위를 초과하는 경우 단계 370(S370)으로 리턴되어 셀 밸런싱을 반복 수행한다.On the contrary, as shown in FIG. 6A, when the lowest voltage value is less than the reference voltage value, the balancing controller 150 operates only the balancing circuit 130 connected to the cells exceeding the reference voltage value to perform cell balancing (S370). ). In this case, the balancing controller 150 measures the voltage values of the cells C1 to Cn after completing cell balancing (S380), and maintains the deviation between the voltage values within a preset allowable range as shown in FIG. 6B. If the cell balancing is terminated (S390), and if the allowable range is exceeded, the process returns to step 370 (S370) to repeat cell balancing.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .

본 발명은 전기 차량뿐만 아니라 배터리를 사용하는 모든 산업 분야에 적용이 가능하다.The present invention is applicable to all industrial fields using batteries as well as electric vehicles.

110 : 배터리 120 : 전압 센싱부
130 : 밸런싱 회로 140 : 메모리부
150 : 밸런싱 제어부 셀 : C1 ~ Cn110: battery 120: voltage sensing unit
130: balancing circuit 140: memory
150: balancing control cell: C1 ~ Cn

Claims (6)

다중 셀로 구성된 대용량 배터리의 셀 밸런싱 방법에 있어서,
배터리 내의 각 셀 전압값을 측정하는 셀 전압 측정 단계와;
각 셀의 전압값을 통해 SOC를 계산하는 SOC 계산 단계; 및
계산된 SOC를 기설정된 기준 용량값과 비교하여 SOC가 기준 용량값을 초과하는 경우 셀 밸런싱을 수행하는 셀 밸런싱 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법.In the cell balancing method of a large capacity battery composed of multiple cells,
A cell voltage measuring step of measuring respective cell voltage values in the battery;
SOC calculation step of calculating the SOC through the voltage value of each cell; And
And a cell balancing step of performing cell balancing when the SOC exceeds the reference capacitance value by comparing the calculated SOC with a predetermined reference capacitance value. 제 1 항에 있어서,
상기 기준 용량값은,
사용자 또는 시스템에서 직접 설정하는 것을 특징으로 하는 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법.The method of claim 1,
The reference dose value,
Method for operating cell balancing for medium and large batteries, characterized in that set directly in the user or system. 제 1 항에 있어서,
상기 셀 밸런싱 단계는,
계산된 SOC를 기설정된 기준 용량값과 비교하는 제 1단계와;
비교 결과 SOC가 기준 용량값을 초과하면 각 셀의 전압값중 최저 전압값을 검출하는 제 2단계와;
검출된 최저 전압값을 기설정된 기준 전압값과 비교하는 제 3단계; 및
비교 결과 최저 전압값이 기준 전압값을 초과하는 경우 최저 전압값을 기준으로 최저 전압값을 초과하는 셀들의 셀 밸런싱을 수행하고, 비교 결과 최저 전압값이 기준 전압값 미만인 경우 기준 전압값을 초과하는 셀들의 셀 밸런싱을 수행하는 제 4단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법.The method of claim 1,
The cell balancing step,
A first step of comparing the calculated SOC with a predetermined reference capacitance value;
Detecting a lowest voltage value among voltage values of each cell if the SOC exceeds the reference capacitance value;
A third step of comparing the detected lowest voltage value with a preset reference voltage value; And
When the lowest voltage value exceeds the reference voltage value as a result of the comparison, cell balancing of the cells exceeding the lowest voltage value is performed based on the lowest voltage value. A cell balancing operating method for medium and large batteries, characterized in that the fourth step of performing the cell balancing of the cells. 제 3 항에 있어서,
상기 제 4단계는,
셀 밸런싱을 완료후 각 셀들의 전압값을 측정하여 각 전압값들간의 편차가 기설정된 허용 범위 이내로 유지되면 셀 밸런싱을 종료하고, 허용 범위를 초과하는 경우 셀 밸런싱을 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법.The method of claim 3, wherein
The fourth step,
After the cell balancing is completed, the voltage value of each cell is measured, and if the deviation between each voltage value is kept within the preset allowable range, the cell balancing is terminated, and if the allowable range is exceeded, the medium and large size is repeated. How to operate cell balancing for batteries. 제 4 항에 있어서,
상기 기준 전압값은,
사용자 또는 시스템에서 직접 설정하는 것을 특징으로 하는 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법.The method of claim 4, wherein
The reference voltage value is,
Method for operating cell balancing for medium and large batteries, characterized in that set directly in the user or system. 제 4 항에 있어서,
상기 허용 범위는,
사용자 또는 시스템에서 직접 설정하는 것을 특징으로 하는 중대형 배터리용 셀 밸런싱 운영 방법.The method of claim 4, wherein
The allowable range is,
Method for operating cell balancing for medium and large batteries, characterized in that set directly in the user or system.
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