KR20130033196A - 배터리 관리 시스템 및 배터리 관리 방법 - Google Patents

배터리 관리 시스템 및 배터리 관리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 관리 시스템 및 배터리 관리 방법에 관한 것으로서, 배터리에 포함된 셀의 양단과 연결된 센싱 라인에 설치된 방전 방지 스위치, 상기 센싱 라인에 병렬 연결되어 상기 셀의 밸런싱을 제어하기 위한 밸런싱 스위치, 상기 셀의 전압을 측정하는 전압 센싱부, 상기 전압 센싱부에서 측정한 상기 셀의 전압에 근거해 상기 밸런싱 스위치가 고장인지 여부를 판단하는 판단부 및 상기 판단부의 판단 결과에 근거하여 상기 방전 방지 스위치를 ON/OFF 시키는 제어부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 방전 방지 스위치를 제어하여 밸런싱 스위치의 단락으로 인한 셀 방전을 방지할 수 있다.

Description

배터리 관리 시스템 및 배터리 관리 방법{Battery management system and battery management method}
본 발명은 배터리 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 방전 방지 스위치를 제어하여 배터리의 셀 방전을 방지하는 배터리 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근에는 내연 엔진(combustion engine)을 이용하는 자동차로 인해 발생하는 대기오염이나 화석 에너지 고갈 문제 등을 해결하기 위하여, 전기 에너지를 동력원으로 사용하는 전기 자동차(Electric Vehicle; EV) 또는 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle; HEV) 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.
이러한 전기 자동차 또는 하이브리드 전기 자동차는 전기 에너지를 공급 받기 위해 복수개의 배터리 셀로 구성된 배터리 팩을 탑재한다. 이때, 배터리 팩의 안전성과 수명 향상 및 고출력을 얻기 위해서는 배터리 팩에 포함된 배터리 셀 간의 전압을 균일하게 유지할 필요가 있다. 이를 위해, 배터리 관리 시스템이 배터리 셀들을 충전 또는 방전시킴으로써, 각 배터리 셀이 적절한 전압을 가질 수 있도록 하는 셀 밸런싱을 수행한다.
이러한 셀 밸런싱은 각 배터리 셀과 연결된 스위칭 소자와 저항을 가지는 회로를 통해 수행될 수 있다. 이때, 회로에 순간적으로 과도한 전류가 유입되거나 과전압이 인가되거나 또는 저항을 통해 과도한 열이 발생되는 등의 이상 상황이 발생하면 스위칭 소자가 단락(short) 또는 단선(open)되어 셀 밸런싱이 정상적으로 동작하지 못하는 문제가 발생한다.
배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)은 이러한 스위칭 소자의 고장 진단을 수행하고 있다. 그러나, 운전자는 스위칭 소자의 고장에도 불구하고 자동차를 집이나 정비소로 가져가야 하는 등의 즉각적인 조치를 취하지 못하는 경우가 생길 수 있다. 더욱이, 스위칭 소자가 단락된 상태로 고장 난 경우라면 스위칭 소자와 연결된 배터리 셀들은 방전이 발생하게 된다. 이러한 경우, 자동차의 계속적인 사용과 함께 더 큰 배터리 셀 방전을 유발시키게 된다.
또한, 스위칭 소자의 고장에 따른 배터리 셀 방전으로 인해 각 배터리 셀 간의 전압이 과도하게 차이 나게 되면 배터리 팩과 연결된 부하의 동작이 제대로 수행되지 못하거나 배터리 팩이 폭발하는 등의 문제가 발생할 수도 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 셀 밸런싱 스위치의 고장 유무를 판단하여 배터리 셀 방전을 방지할 수 있는 방법이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0029006호
본 발명은 배터리 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부를 판단하여 그에 따라 배터리 셀의 방전을 방지할 수 있는 배터리 관리 시스템을 제공한다.
본 발명은 배터리 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부를 판단하여 그에 따라 배터리 셀의 방전을 방지할 수 있는 배터리 관리 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태는 배터리에 포함된 셀의 양단과 연결된 센싱 라인에 설치된 방전 방지 스위치, 상기 센싱 라인에 병렬 연결되어 상기 셀의 밸런싱을 제어하기 위한 밸런싱 스위치, 상기 셀의 전압을 측정하는 전압 센싱부, 상기 전압 센싱부에서 측정한 상기 셀의 전압에 근거해 상기 밸런싱 스위치가 고장인지 여부를 판단하는 판단부 및 상기 판단부의 판단 결과에 근거하여 상기 방전 방지 스위치를 ON/OFF 시키는 제어부를 포함하는 배터리 관리 시스템이다.
이때, 상기 전압 센싱부는 상기 밸런싱 스위치가 ON 상태일 때 상기 셀의 제1전압을 측정하고, 상기 밸런싱 스위치가 OFF 상태일 때 상기 셀의 제2전압을 측정할 수 있다.
또한, 상기 판단부는 상기 제1전압과 상기 제2전압의 차가 기설정된 기준값 미만이면 상기 밸런싱 스위치가 고장인 것으로 판단하고, 상기 제1전압과 상기 제2전압의 차가 기설정된 기준값 이상이면 상기 밸런싱 스위치가 정상인 것으로 판단한다.
또한, 상기 판단부는 상기 밸런싱 스위치의 고장이 단락(short)에 의한 고장인지 단선(open)에 의한 고장인지를 상기 배터리에 포함된 다른 셀의 전압을 이용하여 판단할 수 있다.
한편, 상기 제어부는 상기 밸런싱 스위치의 고장이 단락에 의한 고장이면 상기 방전 방지 스위치가 OFF 상태가 되도록 제어하여 상기 셀의 방전을 방지할 수 있고, 상기 밸런싱 스위치의 고장이 단선에 의한 고장이면 상기 방전 방지 스위치가 ON 상태를 유지하도록 제어한다.
본 발명의 다른 실시형태는 배터리 관리 방법에 관한 것으로서, 밸런싱 스위치가 ON 상태일 때 배터리에 포함된 셀의 제1전압을 측정하고, 상기 밸런싱 스위치가 OFF 상태일 때 상기 셀의 제2전압을 측정하는 단계, 상기 제1전압과 상기 제2전압의 차에 근거해 상기 밸런싱 스위치가 고장인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 따라 방전 방지 스위치를 ON/OFF 시키는 단계를 포함하며, 이때, 상기 밸런싱 스위치는 상기 셀의 양단과 연결된 센싱 라인에 병렬 연결되어 상기 셀의 밸런싱을 제어하며, 상기 방전 방지 스위치는 상기 센싱 라인에 설치된다.
이때, 상기 밸런싱 스위치가 고장인지 여부를 판단하는 단계는 상기 제1전압과 상기 제2전압의 차가 기설정된 기준값 미만이면 상기 밸런싱 스위치가 고장인 것으로 판단하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 밸런싱 스위치가 고장인지 여부를 판단하는 단계는 상기 제1전압과 상기 제2전압의 차가 기설정된 기준값 이상이면 상기 밸런싱 스위치가 정상인 것으로 판단하는 단계를 포함한다.
본 실시형태에 있어서, 상기 밸런싱 스위치가 고장이면 상기 배터리에 포함된 다른 셀의 전압을 이용하여 상기 밸런싱 스위치가 단락(short)에 의한 고장인지 단선(open)에 의한 고장인지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 방전 방지 스위치를 ON/OFF 시키는 단계는 상기 밸런싱 스위치가 단락에 의한 고장이면 상기 방전 방지 스위치를 OFF 상태가 되도록 제어하여 상기 셀의 방전을 방지할 수 있고, 상기 밸런싱 스위치가 단선에 의한 고장이면 상기 방전 방지 스위치가 ON 상태를 유지하도록 한다.
본 발명에 의하면, 배터리 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부를 판단하고, 그에 따라 방전 방지 스위치를 제어함으로써 배터리 셀의 방전을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복수개의 셀을 포함하는 배터리(100)의 셀 방전을 방지하기 위한 배터리 관리 시스템(200)을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀의 방전을 방지하기 위한 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 밸런싱 스위치(220)의 고장 여부와 고장 원인을 판별하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 또한 본 발명은 이하에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 여러 가지 상이한 형태로 적용될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 구성요소는 필요에 따라 이하에서 설명할 구성요소 이외의 것을 포함할 수 있으며, 본 발명에 직접적인 연관이 없는 부분 또는 중복되는 내용에 대해서는 자세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서에서 설명하는 각 구성요소의 배치는 필요에 따라서 조정이 가능하며, 하나의 구성요소가 다른 구성요소에 포함될 수도 있고 하나의 구성요소가 둘 이상의 구성요소로 세분화 될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복수개의 셀을 포함하는 배터리(100)의 셀 방전을 방지하기 위한 배터리 관리 시스템(200)을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리(100)는 복수의 전지 셀이 연결되어 있는 전지팩으로 형성된다. 또한, 이러한 전지팩이 복수개 구비되어 배터리(100)를 형성할 수도 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 시스템(200)은 방전 방지 스위치(210), 밸런싱 스위치(220), 전압 센싱부(230), 판단부(240), 제어부(250)를 포함한다.
방전 방지 스위치(210)는 배터리(100)에 포함된 각 셀의 양단과 연결된 센싱 라인에 설치되어 밸런싱 스위치(220)의 고장 여부에 따라 해당 셀의 센싱 라인을 ON/OFF 시킨다. 여기서, OFF란 해당되는 연결이 끊어지는 것을 의미하고, ON은 그 반대이다.
밸런싱 스위치(220)는 배터리(100)에 포함된 각 셀의 양단과 연결된 센싱 라인에 병렬 연결되어 각 셀의 밸런싱, 즉 각 셀의 충전상태의 균형을 맞추기 위해 ON/OFF 동작을 수행한다. 예컨대, 밸런싱 스위치(220)가 ON 동작을 수행하면 해당 셀에 방전 루프가 형성되어 셀 방전이 이루어짐으로써, 각 셀의 전압 편차를 줄일 수 있게 된다.
전압 센싱부(230)는 배터리(100)에 포함된 각 셀의 전압을 측정 한다. 즉, 제어부(250)의 제어에 의해 각 셀과 연결된 밸런싱 스위치(220)가 ON 상태일 때의 셀 전압을 측정하고, 제어부(250)의 제어에 의해 각 셀과 연결된 밸런싱 스위치(220)가 OFF 상태일 때의 셀 전압을 측정한다.
여기서, 전압 센싱부(230)는 각 셀의 전압을 센싱하여 전압 신호를 출력하는 것으로, 통상적으로 사용되는 회로를 그대로 이용할 수 있다. 따라서, 별도의 전압 센싱을 위한 회로를 설치하지 않아도 되는 이점이 있다.
판단부(240)는 전압 센싱부(230)에 의해 측정된 각 셀의 전압을 이용하여 밸런싱 스위치(220)의 고장 여부를 판별한다. 즉, 밸런싱 스위치(220)가 ON 상태일 때 측정된 셀 전압(이하 '제1전압'이라 함)과 밸런싱 스위치(220)가 OFF 상태일 때 측정된 셀 전압(이하 '제2전압'이라 함)의 차를 근거로 기설정된 기준값과 비교하여 밸런싱 스위치(220)가 정상인지 고장인지 여부를 판별한다.
예컨대, 제1전압과 제2전압의 차가 기준값(예를 들어, 0.05V) 미만이면 밸런싱 스위치(220)가 고장인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 밸런싱 스위치(220)의 ON 상태와 OFF 상태에서 측정한 셀 전압의 차가 거의 발생하지 않는 것으로, 밸런싱 스위치(220)의 ON/OFF 동작이 제대로 수행되지 못하고 있는 것으로 판단할 수 있다.
반면, 제1전압과 제2전압의 차가 기준값(예를 들어, 0.05V) 이상이면 밸런싱 스위치(220)의 ON 상태와 OFF 상태에서 측정한 셀 전압의 차이가 발생한 것으로, 밸런싱 스위치(220)가 정상 상태라고 판단할 수 있다.
또한, 판단부(240)는 밸런싱 스위치(220)가 고장인 것으로 판단한 경우, 밸런싱 스위치(220)가 단락 또는 단선에 의한 고장인지를 판단한다. 즉, 밸런싱 스위치(220)가 ON 상태일 때 측정된 셀 전압 또는 밸런싱 스위치(220)가 OFF 상태일 때 측정된 셀 전압을 주변의 다른 셀 전압과 비교함으로써, 밸런싱 스위치(220)의 고장 원인을 판별한다.
예컨대, 판단부(240)는 밸런싱 스위치(220)의 단락 고장 여부를 판단하기 위해, 밸런싱 스위치(220)가 OFF 상태일 때 측정된 셀 전압(제2전압)과 주변의 다른 셀 전압과의 차를 근거로 기설정된 단락판단 기준값과 비교할 수 있다.
밸런싱 스위치(220)가 단락된 상태라면, 밸런싱 스위치(220)를 OFF 상태로 제어하여 셀 전압을 측정하더라도 셀 방전이 발생하기 때문에 주변의 다른 셀들 보다 전압이 낮아지게 된다. 따라서, 제2전압은 주변의 다른 셀과 전압 차가 발생하고, 이러한 차이값이 단락판단 기준값 보다 크다면 판단부(240)는 밸런싱 스위치(220)가 단락 고장인 것으로 판단할 수 있다.
또는, 판단부(240)는 밸런싱 스위치(220)의 단선 고장 여부를 판단하기 위해, 밸런싱 스위치(220)가 ON 상태일 때 측정된 셀 전압(제1전압)과 주변의 다른 셀 전압과의 차를 근거로 기설정된 단선판단 기준값과 비교할 수 있다.
밸런싱 스위치(220)가 단선된 상태라면, 밸런싱 스위치(220)를 ON 상태로 제어하여 셀 전압을 측정하더라도 셀 방전이 발생하지 않기 때문에 주변의 다른 셀들 보다 전압이 낮아지지 않는다. 즉, 주변의 다른 셀들과 전압이 비슷하거나 높아질 수 있다. 따라서, 제1전압과 주변의 다른 셀 전압과의 차가 단선판단 기준값 보다 작으면 판단부(240)는 밸런싱 스위치(220)가 단선 고장인 것으로 판단할 수 있다.
제어부(250)는 방전 방지 스위치(210) 및 밸런싱 스위치(220)의 ON/OFF 동작을 제어한다. 즉, 제어부(250)는 각 셀과 연결된 밸런싱 스위치(220)를 ON/OFF 시킴으로써, 전압 센싱부(230)가 해당 셀의 전압을 측정할 수 있도록 한다. 또한, 제어부(250)는 판단부(240)의 판단 결과에 따라 방전 방지 스위치(210)를 ON/OFF 시킨다.
예를 들어, 판단부(240)의 판단 결과, 밸런싱 스위치(220)가 단락된 상태이면 제어부(250)는 방전 방지 스위치(210)를 OFF 시키도록 제어한다. 즉, 셀의 일단과 연결되고 밸런싱 스위치(220)의 일단과 연결되어 방전 루프를 형성하는 방전 방지 스위치(210)를 OFF 시킴으로써, 밸런싱 스위치(220)의 단락에 의해 형성된 방전 루프의 연결이 끊어지도록 한다. 이에, 밸런싱 스위치(220)의 단락으로 인해 발생하는 셀 방전을 방지할 수 있다.
반면, 판단부(240)의 판단 결과, 밸런싱 스위치(220)가 단선된 상태이면 제어부(250)는 방전 방지 스위치(210)가 ON 상태를 유지할 수 있도록 제어한다. 이 경우, 방전 루프가 형성되지 않아 셀 방전이 발생하지 않으므로, 방전 방지 스위치(210)를 ON 상태로 유지할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 배터리 관리 시스템(200)에 대해 설명하였으며, 이하에서는 도 1에서 설명한 배터리 관리 시스템(200)을 이용하여 밸런싱 스위치(220)가 단락 또는 단선될 경우 해당 셀의 방전을 방지하기 위한 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀의 방전을 방지하기 위한 방법을 나타낸 순서도이다. 여기서, 도 2는 배터리(100) 내 하나의 셀에 대해서 밸런싱 스위치(220)의 고장 여부를 판단하여 처리하는 과정을 중심으로 설명한다. 이러한 과정은 배터리(100) 내 각각의 셀에 대해서 반복 수행할 수 있다.
도 2를 참조하면, 밸런싱 스위치(220)가 ON일 때의 셀 전압(제1전압)과 밸런싱 스위치(220)가 OFF일 때의 셀 전압(제2전압)을 측정한다(S300).
즉, 제어부(250)의 제어에 의해 밸런싱 스위치(220)가 ON 상태일 때의 전압을 전압 센싱부(230)에서 측정하고, 제어부(250)의 제어에 의해 밸런싱 스위치(220)가 OFF 상태일 때의 셀 전압을 전압 센싱부(230)에서 측정한다.
다음으로, 밸런싱 스위치(220)가 ON 상태일 때 측정된 셀 전압(제1전압)과 밸런싱 스위치(220)가 OFF 상태일 때 측정된 셀 전압(제2전압)의 차이값을 근거로 기설정된 기준값과 비교하여 밸런싱 스위치(220)의 고장 여부를 판단한다(S310).
만일, 제1전압과 제2전압의 차가 기준값(예를 들어, 0.05V) 미만이면 판단부(240)는 밸런싱 스위치(220)가 고장 난 것으로 판단하고(S320), S340단계를 수행한다. 반면, 제1전압과 제2전압의 차가 기준값(예를 들어, 0.05V) 이상이면 판단부(240)는 밸런싱 스위치(220)가 정상인 것으로 판단하고(S330), 방전 방지 스위치(220)를 ON 상태로 유지한다(S380).
구체적으로, 도 3의 (a)를 참조하면, 제어부(250)의 제어에 의해 밸런싱 스위치(220)가 ON 상태가 되면 전압 센싱부(230)에서 셀 전압을 측정한다. 여기서, 밸런싱 스위치(220)가 ON일 때의 셀 전압은 V1으로 측정된다. 또한, 제어부(250)의 제어에 의해 밸런싱 스위치(220)가 OFF 상태가 되면 전압 센싱부(230)에서 셀 전압을 측정하며, 이때 셀 전압은 V2이다. 즉, 밸런싱 스위치(220)의 ON/OFF 동작에 따라 측정된 셀 전압의 차이가 ΔV만큼 발생한다. 이러한 셀 전압의 차이(ΔV)가 기설정된 기준값(예를 들어, 0.05V) 보다 크다면 밸런싱 스위치(220)의 ON/OFF 동작에 따른 셀 방전 또는 셀 충전에 의한 셀 밸런싱이 이루어지고 있다고 판단할 수 있다. 즉, 밸런싱 스위치(220)는 정상인 상태이다.
한편, 도 3의 (b)를 참조하면, 제어부(250)의 제어에 의해 밸런싱 스위치(220)가 ON 상태일 때 측정된 전압은 V1이고, 제어부(250)의 제어에 의해 밸런싱 스위치(220)가 OFF 상태일 때 측정된 전압도 V1으로 동일한 값을 가진다. 이 경우, 밸런싱 스위치(220)의 ON/OFF 동작에 따른 셀 전압의 차이가 발생하지 않는 것으로서, 밸런싱 스위치(220)의 ON 또는 OFF 동작이 수행되지 않는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 셀 전압의 차이(ΔV)가 기설정된 기준값(예를 들어, 0.05V) 미만인 경우로, 밸런싱 스위치(220)는 고장 난 상태이다.
도 2를 참조하면, 밸런싱 스위치(220)가 고장 난 것으로 판단(S320)되면 밸런싱 스위치(220)의 고장 원인을 판단한다. 즉, 밸런싱 스위치(220)가 단락에 의한 고장인지 단선에 의한 고장인지를 판별한다(S340).
이를 위해, 도 1의 판단부(240)에서 상술한 것처럼, 밸런싱 스위치(220)가 OFF 상태일 때 측정된 셀 전압(제2전압)과 주변의 다른 셀 전압과의 차를 기설정된 단락판단 기준값과 비교할 수 있다.
만일, 제2전압과 주변의 다른 셀 전압과의 차가 단락판단 기준값 보다 크다면 밸런싱 스위치(220)는 단락에 의한 고장으로 판단할 수 있고(S350), 그렇지 않으면 밸런싱 스위치(220)는 단선에 의한 고장으로 판단할 수 있다(S360).
또는, 밸런싱 스위치(220)가 ON 상태일 때 측정된 셀 전압(제1전압)과 주변의 다른 셀 전압과의 차를 기설정된 단선판단 기준값과 비교할 수도 있다(미도시). 즉, 도 1에서 상술하였듯, 제1전압과 주변의 다른 셀 전압과의 차가 단선판단 기준값 보다 작으면 밸런싱 스위치(220)는 단선에 의한 고장으로 판단할 수 있고, 그렇지 않으면 밸런싱 스위치(220)는 단락에 의한 고장으로 판단할 수 있다.
구체적으로, 도 3의 (b)를 참조하면, 밸런싱 스위치(220)의 OFF 시 셀 전압(V1)과 주변의 다른 셀 전압(V3)과의 차이가 ΔV1만큼 발생하였다. 이때, 밸런싱 스위치(220)가 단락된 경우라면 밸런싱 스위치(220)를 OFF 상태로 제어하여 셀 전압을 측정하더라도 방전 루프가 형성되어 셀이 방전 되므로, 주변의 다른 셀 보다 전압이 낮아져 전압 차이(ΔV1)가 발생하게 된다. 만일, ΔV1이 기설정된 단락판단 기준값 보다 크다면 밸런싱 스위치(220)는 단락에 의한 고장으로 판단될 수 있고, 그렇지 않으면 밸런싱 스위치(220)는 단선에 의한 고장으로 판단될 수 있다.
또한, 도 3의 (c)를 참조하면, 밸런싱 스위치(220)의 ON 시 셀 전압(V2)과 주변의 다른 셀 전압(V3)과의 차이가 ΔV2만큼 발생하였다. 이때, 밸런싱 스위치(220)가 단선된 경우라면 밸런싱 스위치(220)를 ON 상태로 제어하여 셀 전압을 측정하더라도 방전 루프가 형성되지 않아 셀이 방전되지 않으므로, 주변의 다른 셀 전압(V3)과 비슷하거나 다소 높아지게 된다. 만일, ΔV2가 기설정된 단선판단 기준값 보다 작으면 밸런싱 스위치(220)는 단선에 의한 고장으로 판단될 수 있고, 그렇지 않으면 밸런싱 스위치(220)는 단락에 의한 고장으로 판단될 수 있다.
도 2를 참조하면, 밸런싱 스위치(220)가 단락에 의한 고장으로 판단(S350)되면 방전 방지 스위치(210)를 OFF 시킨다(S370). 밸런싱 스위치(220)의 단락으로 인해 셀에는 방전 루프가 형성되어 셀 방전이 발생한다. 이러한 방전 루프를 형성하지 못하도록 제어부(250)가 방전 방지 스위치(210)를 OFF 시킴으로써 셀과 연결된 센싱 라인이 끊어지도록 하여 방전 전류가 흐르지 않도록 제어할 수 있다.
한편, 밸런싱 스위치(220)가 단선에 의한 고장으로 판단(S360)되면 방전 방지 스위치(210)는 ON 상태를 유지하도록 한다(S380). 이러한 경우, 방전 루프가 형성되지 않아 셀 방전이 발생하지 않기 때문에 셀과 연결된 센싱 라인이 끊어지도록 제어하지 않아도 된다.
상술한 본 발명에 따른 순서도의 단계들은 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 배터리에 포함된 셀의 양단과 연결된 센싱 라인에 설치된 방전 방지 스위치;
    상기 센싱 라인에 병렬 연결되어 상기 셀의 밸런싱을 제어하기 위한 밸런싱 스위치;
    상기 셀의 전압을 측정하는 전압 센싱부;
    상기 전압 센싱부에서 측정한 상기 셀의 전압에 근거해 상기 밸런싱 스위치가 고장인지 여부를 판단하는 판단부; 및
    상기 판단부의 판단 결과에 근거하여 상기 방전 방지 스위치를 ON/OFF 시키는 제어부;를 포함하는 배터리 관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전압 센싱부는,
    상기 밸런싱 스위치가 ON 상태일 때 상기 셀의 제1전압을 측정하고, 상기 밸런싱 스위치가 OFF 상태일 때 상기 셀의 제2전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 제1전압과 상기 제2전압의 차가 기설정된 기준값 미만이면 상기 밸런싱 스위치가 고장인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 제1전압과 상기 제2전압의 차가 기설정된 기준값 이상이면 상기 밸런싱 스위치가 정상인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 밸런싱 스위치의 고장이 단락(short)에 의한 고장인지 단선(open)에 의한 고장인지를 상기 배터리에 포함된 다른 셀의 전압을 이용하여 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 밸런싱 스위치의 고장이 단락에 의한 고장이면 상기 방전 방지 스위치가 OFF 상태가 되도록 제어하여 상기 셀의 방전을 방지하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 밸런싱 스위치의 고장이 단선에 의한 고장이면 상기 방전 방지 스위치가 ON 상태를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
  8. 밸런싱 스위치가 ON 상태일 때 배터리에 포함된 셀의 제1전압을 측정하고, 상기 밸런싱 스위치가 OFF 상태일 때 상기 셀의 제2전압을 측정하는 단계;
    상기 제1전압과 상기 제2전압의 차에 근거해 상기 밸런싱 스위치가 고장인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 방전 방지 스위치를 ON/OFF 시키는 단계;를 포함하며,
    상기 밸런싱 스위치는 상기 셀의 양단과 연결된 센싱 라인에 병렬 연결되어 상기 셀의 밸런싱을 제어하며, 상기 방전 방지 스위치는 상기 센싱 라인에 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 밸런싱 스위치가 고장인지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 제1전압과 상기 제2전압의 차가 기설정된 기준값 미만이면 상기 밸런싱 스위치가 고장인 것으로 판단하는 단계를 포함하는 배터리 관리 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 밸런싱 스위치가 고장인지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 제1전압과 상기 제2전압의 차가 기설정된 기준값 이상이면 상기 밸런싱 스위치가 정상인 것으로 판단하는 단계를 포함하는 배터리 관리 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 밸런싱 스위치가 고장이면 상기 배터리에 포함된 다른 셀의 전압을 이용하여 상기 밸런싱 스위치가 단락(short)에 의한 고장인지 단선(open)에 의한 고장인지를 판단하는 단계;를 더 포함하는 배터리 관리 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 방전 방지 스위치를 ON/OFF 시키는 단계는,
    상기 밸런싱 스위치가 단락에 의한 고장이면 상기 방전 방지 스위치를 OFF 상태가 되도록 제어하여 상기 셀의 방전을 방지하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 방전 방지 스위치를 ON/OFF 시키는 단계는,
    상기 밸런싱 스위치가 단선에 의한 고장이면 상기 방전 방지 스위치가 ON 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
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