KR20140072965A - Battery management system, and method of balancing battery cell in battery module using the same - Google Patents

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Abstract

A method for balancing cells of a battery module is provided to balance voltages of at least two battery cells included in a battery module by a battery management system (BMS). The method for balancing cells of a battery module includes the steps of: (a) measuring, by a measuring unit included in a BMS, an open circuit voltage (OCV) which is a charge voltage of each of battery cells; (b) setting, by a control unit of the BMS, a voltage included among the measured OCVs as a balancing voltage; (c) controlling, by the control unit of BMS, the respective battery cells having the measured OCVs which are higher than the balancing voltage to be balanced to have the balancing voltage by discharging currents to resistance based on the set balancing voltage by controlling a switch circuit which is included in a cell balancing unit of the BMS and is electrically connected to the resistance; and (d) controlling, by the control unit of the BMS, the respective battery cells having the measured OCVs which are lower than the balancing voltage to be balanced to have the balancing voltage by injecting currents of a current source into the respective battery cells having the measured OCVs which are lower than the balancing voltage by controlling the switch circuit which is included in the cell balancing unit and is electrically connected to the current source.

Description

배터리 관리 시스템，및 배터리 관리 시스템을 이용하는 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법 {Battery management system, and method of balancing battery cell in battery module using the same}[0001] The present invention relates to a battery management system, and a method of balancing battery cells using the battery management system,

본 발명은 배터리 관리 시스템(BMS, battery management system) 관련 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리 관리 시스템, 및 배터리 관리 시스템을 이용하는 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery management system (BMS) related technology, and more particularly, to a battery management system and a cell balancing method of a battery module using the battery management system.

일반적으로, 에너지 저장 시스템(ESS, energy storage system), 전기 자동차, 하이브리드(Hybrid) 자동차, 및 전기 오토바이(E-Scooter) 등을 구동하기 위하여 대용량의 전력을 발생할 수 있는 대용량의 배터리(배터리 모듈)가 사용될 수 있다.Generally, a large-capacity battery (battery module) capable of generating a large amount of electric power for driving an energy storage system (ESS), an electric vehicle, a hybrid vehicle, and an electric motorcycle (E-Scooter) Can be used.

특히, 신재생 에너지의 보급과 함께 스마트 그리드(smart grid)의 핵심으로 전력의 저장 및 품질, 그리고 에너지 사용의 효율을 극대화시킬 수 있는 에너지 저장 시스템(ESS, energy storage system)에 대한 관심도 증가하고 있다. 에너지 저장 시스템(ESS)은 다수의 배터리 셀들(Battery Cells)을 가지는 대용량의 배터리 모듈(Battery Module)을 포함할 수 있고, 남는 전력(남는 에너지)을 필요한 때와 장소에 공급하기 위해 전력계통(grid)에 저장하는 기술로서 전력의 품질과 효율성을 최적화할 수 있는 시스템을 말한다.In particular, interest in energy storage systems (ESS), which can maximize the efficiency of energy storage and quality, and energy use as core of smart grid, is increasing with the spread of renewable energy . The energy storage system (ESS) may include a large-capacity battery module having a plurality of battery cells, and may include a power grid (not shown) to supply remaining power (remaining energy) ) Is a system that can optimize the quality and efficiency of electric power.

상기 배터리 모듈을 보다 효율적이고 안정적으로 관리하는 장치가 배터리 관리 시스템이다. 배터리 관리 시스템은 다수개의 배터리 셀들에 연결되어 각 배터리 셀의 전압 값을 A/D 컨버터(analog to digital converter)를 통해 읽어 들인 후 배터리 셀의 충전 또는 방전을 제어할 수 있다.A device for managing the battery module more efficiently and stably is a battery management system. The battery management system may be connected to a plurality of battery cells to read a voltage value of each battery cell through an analog to digital converter, and then control charging or discharging of the battery cell.

다수개의 배터리 셀(battery cell)들을 연결하여 하나의 배터리 모듈로 사용할 경우, 배터리 모듈을 이루는 배터리 셀들의 지닌 화학적 차이, 물성적 차이, 또는 사용기간의 차이 등으로 인해 각 배터리 셀 간에 전압차가 발생될 수 있다. 상기 배터리 셀 간의 전압차로 인해 배터리 모듈의 수명이 단축될 수 있으므로, 최종적으로는 단셀(단일 배터리 셀) 1개의 전압강하와 같은 성능저하 때문에 패키지화된 배터리 모듈 전체가 새로운 배터리 모듈로 교체되어야 하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 에너지 저장 시스템(ESS) 및 전기 자동차 등에 사용되는 대용량 배터리의 충전 또는 방전 시, 각 배터리 셀의 전압을 동일하게 유지할 수 있도록 하는 배터리 관리 시스템에 의한 셀 밸런싱(cell balancing) 과정이 필요할 수 있다.When a plurality of battery cells are connected to each other as a single battery module, a voltage difference is generated between battery cells due to a chemical difference, a physical property difference, or a difference in usage period of the battery cells constituting the battery module . The lifetime of the battery module may be shortened due to the voltage difference between the battery cells. Therefore, the entire battery packaged in the packaged battery module must be replaced with a new battery module due to the performance degradation such as voltage drop of one single cell (single battery cell) Lt; / RTI > Therefore, a cell balancing process may be required by a battery management system that allows the voltage of each battery cell to be kept the same when charging or discharging a large capacity battery used in an energy storage system (ESS) and an electric vehicle.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 배터리 셀들을 포함하는 배터리 모듈에 대한 셀 밸런싱을 위한 충전 및 방전 횟수(cycle)를 감소시키는 것에 의해 셀 밸런싱에 사용되는 전기 에너지의 소모를 감소시킬 수 있으며 배터리 모듈의 수명을 증가시킬 수 있는 배터리 관리 시스템, 및 배터리 관리 시스템을 이용하는 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to reduce consumption of electrical energy used for cell balancing by reducing the number of charging and discharging cycles for cell balancing of a battery module including battery cells, A battery management system capable of increasing the lifetime of the module, and a cell balancing method of a battery module using the battery management system.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법은, 배터리 모듈에 포함된 적어도 두 개의 배터리 셀들의 전압을 배터리 관리 시스템(BMS)을 통해 밸런싱(balancing)하는 방법에 관한 것으로서, (a) 상기 배터리 관리 시스템에 포함된 측정부가 상기 배터리 셀들 각각의 충전 전압인 개방 회로 전압(OCV)을 측정하는 단계; (b) 상기 배터리 관리 시스템의 제어부가 상기 측정된 개방 회로 전압(OCV)들 사이에 포함되는 전압을 밸런싱 전압으로 설정하는 단계; (c) 상기 배터리 관리 시스템의 제어부가 상기 설정된 밸런싱 전압에 근거하여, 상기 배터리 관리 시스템의 셀 밸런싱부에 포함되고 저항에 전기적으로 연결된 스위치 회로의 제어를 통해 상기 밸런싱 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 전류를 상기 저항으로 방출하여 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어하는 단계; 및 (d) 상기 배터리 관리 시스템의 제어부가, 상기 셀 밸런싱부에 포함되고 전류원에 전기적으로 연결된 스위치 회로의 제어를 통해 상기 밸런싱 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로 전류원의 전류가 주입되어 상기 밸런싱 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of balancing a battery cell by balancing a voltage of at least two battery cells included in the battery module with a battery management system (BMS) (A) measuring an open circuit voltage (OCV), which is a charge voltage of each of the battery cells, by a measurement unit included in the battery management system; (b) setting a voltage included in the measured open circuit voltages (OCV) as a balancing voltage by a control unit of the battery management system; (c) a control unit of the battery management system, based on the set balancing voltage, controls the opening of the measured open circuit, which is higher than the balancing voltage, through control of a switch circuit included in the cell balancing unit of the battery management system, Each of the battery cells having a voltage discharging a current to the resistor and being controlled to be balanced with the balancing voltage; And (d) a control unit of the battery management system controls currents of the current sources in each of the battery cells having the measured open circuit voltage lower than the balancing voltage through control of a switch circuit included in the cell balancing unit and electrically connected to the current source, And controlling each of the battery cells having the measured open circuit voltage lower than the balancing voltage to be balanced with the balancing voltage.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(BMS)은, 배터리 모듈에 포함된 적어도 두 개의 배터리 셀들 각각의 충전 전압인 개방 회로 전압(OCV)을 측정하는 측정부; 및 상기 측정된 개방 회로 전압(OCV)들 사이에 포함되는 전압을 밸런싱 전압으로 설정하고, 상기 설정된 밸런싱 전압에 근거하여 상기 배터리 관리 시스템의 셀 밸런싱부에 포함된 스위치 회로의 제어를 통해, 상기 밸런싱 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 전류를 방출하여 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱되고 상기 밸런싱 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각에 전류가 주입되어 상기 밸런싱 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있으며, 상기 스위치 회로는 상기 밸런싱 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로부터 출력되는 전류를 저항으로 방출하고, 상기 스위치 회로는 상기 밸런싱 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로 전류원의 전류를 주입할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery management system (BMS) including: a measurement unit for measuring an open circuit voltage (OCV), which is a charging voltage of each of at least two battery cells included in a battery module; And setting a voltage included between the measured open circuit voltages (OCV) as a balancing voltage and controlling the balancing voltage by controlling the switch circuit included in the cell balancing unit of the battery management system based on the set balancing voltage, Each of the battery cells having the measured open circuit voltage higher than the voltage discharges the current to inject current into each of the battery cells having the measured open circuit voltage balanced with the balancing voltage and lower than the balancing voltage, And a control unit for controlling each of the battery cells having the low measured open circuit voltage to be balanced with the balancing voltage, wherein the switch circuit outputs, from each of the battery cells having the measured open circuit voltage higher than the balancing voltage, Current to be resisted Output, and the switch circuit may inject current of the current source to the respective battery cells having a low voltage circuit of the measured voltage than the balancing opening.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법은, 배터리 모듈에 포함된 적어도 두 개의 배터리 셀들의 전압을 배터리 관리 시스템(BMS)을 통해 밸런싱(balancing)하는 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법에 관한 것으로서, (a) 상기 배터리 관리 시스템에 포함된 측정부가 상기 배터리 셀들 각각의 충전 전압인 개방 회로 전압(OCV)을 측정하는 단계; (b) 상기 배터리 관리 시스템의 제어부가 상기 측정된 개방 회로 전압(OCV)들 사이에 포함되는 전압을 밸런싱 기준 전압으로 설정하는 단계; (c) 상기 배터리 관리 시스템의 제어부가 참조 테이블(lookup table)에 근거하여, 상기 배터리 관리 시스템의 셀 밸런싱부에 포함되고 저항에 전기적으로 연결된 스위치 회로의 제어를 통해 상기 밸런싱 기준 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 전류를 상기 저항으로 방출하여 상기 밸런싱 기준 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어하는 단계; 및 (d) 상기 배터리 관리 시스템의 제어부가 상기 참조 테이블에 근거하여, 상기 셀 밸런싱부에 포함되고 전류원에 전기적으로 연결된 스위치 회로의 제어를 통해 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로 전류원의 전류가 주입되어 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 참조 테이블은 상기 배터리 셀들 각각의 온도, 충전 및 방전 횟수, 및 방전 전류량에 따른 상기 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압을 포함할 수 있으며, 상기 참조 테이블에 포함되는 상기 밸런싱 기준 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 제1 배터리 셀의 밸런싱 전압은, 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮고 상기 제1 배터리 셀의 개방 회로 전압보다 높은 개방 회로 전압을 가지는 제2 배터리 셀의 밸런싱 전압보다 높을 수 있으며, 상기 참조 테이블에 포함되는 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 제3 배터리 셀의 밸런싱 전압은, 상기 밸런싱 기준 전압보다 높고 상기 제3 배터리 셀의 개방 회로 전압보다 낮은 개방 회로 전압을 가지는 제4 배터리 셀의 밸런싱 전압보다 낮을 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a cell balancing method for a battery module, the method comprising balancing a voltage of at least two battery cells included in a battery module through a battery management system (BMS) A method of balancing a cell of a battery module, the battery balancing method comprising the steps of: (a) measuring an open circuit voltage (OCV), which is a charging voltage of each of the battery cells, (b) setting a voltage included in the measured open circuit voltages (OCV) as a balancing reference voltage by a control unit of the battery management system; (c) a control section of the battery management system, based on a lookup table, controls the switch circuit included in the cell balancing section of the battery management system and electrically connected to the resistor, Each of the battery cells having an open circuit voltage discharging a current into the resistor and balancing with a balancing voltage of each of the battery cells having the measured open circuit voltage higher than the balancing reference voltage; And (d) a control unit of the battery management system, based on the reference table, controls the switch circuit to be connected to the current source by controlling the switch circuit electrically connected to the current source and having the measured open circuit voltage lower than the balancing reference voltage Each of the battery cells having the measured open circuit voltage lower than the balancing reference voltage is charged with the balancing voltage of each of the battery cells having the measured open circuit voltage lower than the balancing reference voltage, And the reference table may include a balancing voltage of each of the battery cells according to a temperature, a number of times of charging and discharging, and a discharging current amount of each of the battery cells, If the balancing reference voltage is higher than The balancing voltage of the first battery cell having the measured open circuit voltage may be higher than the balancing voltage of the second battery cell having the open circuit voltage lower than the balancing reference voltage and higher than the open circuit voltage of the first battery cell The balancing voltage of the third battery cell having the measured open circuit voltage lower than the balancing reference voltage included in the reference table is higher than the balancing reference voltage and lower than the open circuit voltage of the third battery cell May be lower than the balancing voltage of the fourth battery cell.

상기 참조 테이블은 상기 배터리 셀들 각각의 자가 방전량에 따른 상기 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압을 포함할 수 있다.The reference table may include a balancing voltage of each of the battery cells according to a self-discharge amount of each of the battery cells.

본 발명에 따른 배터리 관리 시스템, 및 배터리 관리 시스템을 이용하는 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법은 배터리 셀들을 포함하는 배터리 모듈에 대한 셀 밸런싱 동작(cell balancing operation)을 위한 충전 및 방전 횟수(cycle)를 감소시킬 수 있으므로, 본 발명은 셀 밸런싱 동작에 사용되는 전기 에너지의 소모를 감소시킬 수 있으며 배터리 모듈의 수명을 증가시킬 수 있다.The battery management system and the cell balancing method of a battery module using the battery management system according to the present invention reduce the number of times of charging and discharging for cell balancing operation of a battery module including battery cells The present invention can reduce the consumption of electric energy used in the cell balancing operation and increase the lifetime of the battery module.

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(BMS)(200)을 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다.
도 2는 도 1에 도시된 셀 밸런싱부(210)의 실시예를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법(400)을 설명하는 흐름도(flow chart)이다.
도 4는 본 발명의 셀 밸런싱 방법과 비교되는 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법을 설명하는 그래프(graph)이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 셀 밸런싱 방법을 설명하는 도면(그래프(graph))이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 셀 밸런싱 방법을 설명하는 도면(그래프(graph))이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a more complete understanding of the drawings used in the detailed description of the present invention, a brief description of each drawing is provided.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a battery management system (BMS) 200 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining an embodiment of the cell balancing unit 210 shown in FIG.
3 is a flow chart illustrating a cell balancing method 400 of a battery module according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph illustrating a cell balancing method of a battery module compared with the cell balancing method of the present invention.
5 is a diagram (graph) for explaining a cell balancing method of the battery module 100 according to the embodiment of the present invention.
6 is a diagram (graph) for explaining a cell balancing method of the battery module 100 according to another embodiment of the present invention.

본 발명 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a better understanding of the present invention and the objects attained by the practice of the invention, reference should be made to the accompanying drawings, which illustrate embodiments of the invention, and to the description in the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(BMS)(200)을 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a battery management system (BMS) 200 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 배터리 관리 시스템(BMS, battery management system)(200)은, 측정부(205), 셀 밸런싱부(cell balancing unit)(210), 및 제어부(215)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a battery management system (BMS) 200 includes a measurement unit 205, a cell balancing unit 210, and a control unit 215.

배터리 관리 시스템(BMS)(200)은 전기 자동차, 하이브리드(hybrid) 전기자동차, 또는 스마트 배전을 위한 대용량 에너지 저장장치이고 풍력발전 또는 태양열 발전 등과 같은 신재생 에너지 분야에 적용될 수 있는 에너지 저장 시스템(ESS)과 같은 기기에 장착될 수 있다. 에너지 저장 시스템(ESS)은 예를 들어 대용량(350(V), 10(AH))의 3.5(KW)급 가정용(주택용) 에너지 저장장치로서 모듈화(50(V), 5(AH))된 단위 셀(5(V) 또는 3.7(V), 5(AH))들을 직렬 혹은 병렬로 연결하여 만들 수 있다. 에너지 저장 시스템(ESS)은 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있는 PCS(Power Conditioning System, 전력 변환 장치(전력변환기))을 통해 전력 계통에 연계될 수 있다. 그 반대로, 상기 PCS는 양방향 PCS로서, 전력계통의 교류전력을 직류전력으로 변환하여 상기 변환된 직류전력이 BMS(200)를 통해 배터리 모듈(100)에 제공되도록 할 수 있다.The battery management system (BMS) 200 is an energy storage device for electric vehicles, hybrid electric vehicles, or smart distribution, and an energy storage system (ESS) that can be applied to renewable energy fields such as wind power generation or solar power generation. ). ≪ / RTI > The energy storage system (ESS) is a modular (50 (V), 5 (AH)) unit, for example a 3.5 (KW) class residential energy storage device with a large capacity (350 (V) Cells (5 (V) or 3.7 (V), 5 (AH)) can be connected in series or in parallel. An energy storage system (ESS) can be linked to the power system via a PCS (Power Conditioning System, power converter) that can convert DC power to AC power. Conversely, the PCS is a bi-directional PCS that converts AC power of the power system into DC power and provides the converted DC power to the battery module 100 through the BMS 200. [

배터리 관리 시스템(BMS)(200)은 배터리 모듈(100)의 다양한 상태를 모니터링(monitoring)(측정 또는 감지)하여, 배터리 모듈의 온도, 배터리 모듈의 주변온도, 배터리 모듈의 전압, 및 배터리 모듈의 방전(또는 충전) 전류(또는 배터리 모듈의 정격 용량(Ah)에 C-rate(current rate)를 곱한 값) 등에 따라 배터리 보호를 위한 제어를 할 수 있고 기기의 운전자(operator)에게 배터리 상태를 알려주고, 배터리 모듈(100)을 적정상태로 관리하는 기능을 가질 수 있다.The battery management system (BMS) 200 monitors (measures or senses) various states of the battery module 100 to detect the temperature of the battery module, the ambient temperature of the battery module, the voltage of the battery module, It is possible to control for battery protection according to the discharge (or charging) current (or the rated capacity (Ah) of the battery module multiplied by the C-rate (current rate)), And a function of managing the battery module 100 in an appropriate state.

배터리 관리 시스템(BMS)(200)은 배터리 모듈(100)의 각 배터리 셀의 전압과 전류와 온도를 측정하여 셀의 셀 밸런싱(cell balancing)과 SOC(State of Charge, 잔존 용량)를 산정하고 에너지 저장 시스템(ESS)의 안전, 충전, 또는 방전을 제어할 수 있다. 배터리 관리 시스템(BMS)(200)은 배터리 모듈(100)의 배터리 셀들의 전압을 밸런싱(balancing)(균등 충전)할 수 있다.The battery management system (BMS) 200 measures cell balancing and SOC (State of Charge) of the cell by measuring voltage, current and temperature of each battery cell of the battery module 100, To control the safety, charge, or discharge of the storage system (ESS). The battery management system (BMS) 200 may balance (equalize) the voltage of the battery cells of the battery module 100.

배터리 셀의 고유한 특성 때문에 배터리 셀에 대해 장기간 충전 및 방전을 수행하게 되면, 셀 전압이 서로 달라질 수 있다. 그 결과, 다수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 모듈에서 최소전압과 최대전압이 존재하며, 그 차이가 크게 되면 과충전 또는 과방전을 초래하게 되어 1개의 셀 때문에 전체 모듈의 수명이 급격히 단축될 수 있다. 따라서 다수의 배터리 셀들로 구성되는 모듈에서 셀 밸런싱은 배터리 모듈의 수명을 극대화하기 위해 매우 중요하다.If the battery cell is charged and discharged for a long time due to the inherent characteristics of the battery cell, the cell voltages may be different from each other. As a result, a minimum voltage and a maximum voltage exist in a battery module including a plurality of battery cells, and when the difference is large, overcharge or overdischarge is caused, so that the lifetime of the entire module can be shortened by one cell. Therefore, in a module composed of a plurality of battery cells, cell balancing is very important for maximizing the life of the battery module.

측정부(205)는 배터리 모듈(100)에 포함된 배터리 셀들 각각의 충전 전압인 개방 회로 전압(OCV, open circuit voltage)을 측정(센싱(sensing))한다. 배터리 모듈(battery module)(또는 배터리 팩(battery pack))(100)은 적어도 두 개의 2차 전지인 배터리 셀들(battery cells)을 포함한다. 개방 회로 전압(OCV)은 배터리 셀이 방전 또는 충전되지 않을 때의 배터리 셀의 양극과 음극 사이의 충전 전압일 수 있고, 장기(장시간) 개방회로 전압일 수 있다. 즉, 개방 회로 전압(OCV)은 충전 또는 방전 전류를 중단한 후 예를 들어 수 십분 또는 1시간이 지난 다음에 양극과 음극의 양단 전압을 측정한 전압으로서, 필요시 수 분이내의 양단 전압을 OCV로 사용할 수도 있다. 상기 배터리 셀들은 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있고, 배터리 셀들 각각은 배터리 셀의 온도, 충전 및 방전 횟수, 충전 전류량, 또는 방전 전류량에 따라 충전 전압(또는 방전 전압)이 달라질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 배터리 셀의 방전 또는 충전시의 확산 효과(diffusion effect)로 인한 분극 커패시턴스(polarization capacitance)(또는 표면 커패시터(surface capacitance))를 고려한 배터리 셀의 등가 전기 회로 모델을 이용하여 개방 회로 전압(OCV)이 측정될 수도 있다.The measurement unit 205 measures (senses) an open circuit voltage (OCV), which is a charging voltage of each of the battery cells included in the battery module 100. A battery module (or battery pack) 100 includes battery cells, which are at least two secondary batteries. The open circuit voltage (OCV) may be a charging voltage between the anode and the cathode of the battery cell when the battery cell is not discharged or charged, and may be a long-term (open) circuit voltage. That is, the open circuit voltage (OCV) is a voltage obtained by measuring the voltage across the anode and cathode after, for example, several tens of minutes or one hour after the charging or discharging current is stopped. If necessary, . The battery cells may be connected in series or in parallel, and each of the battery cells may have a different charging voltage (or discharge voltage) depending on the temperature of the battery cell, the number of times of charging and discharging, the amount of charging current, or the amount of discharging current. In another embodiment of the present invention, an equivalent electric circuit model of a battery cell is considered considering polarization capacitance (or surface capacitance) due to a diffusion effect during discharging or charging of the battery cell. The open circuit voltage (OCV) may be measured.

제어부(215)는 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압(OCV)들 사이에 포함되는(해당하는) 전압을 밸런싱 전압으로 설정할 수 있다. 제어부(215)는 상기 설정된 밸런싱 전압에 근거하여 셀 밸런싱부(210)에 포함된 스위치 회로의 제어를 통해, 상기 밸런싱 전압보다 높은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 전류를 방출(또는 방전)하여 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱되고 상기 밸런싱 전압보다 낮은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각에 전류가 주입되어 상기 밸런싱 전압보다 낮은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 밸런싱 전압으로 밸런싱(충전)되도록 제어할 수 있다.The control unit 215 may set the voltage included in the open circuit voltages (OCV) measured by the measuring unit 205 as a balancing voltage. The control unit 215 controls each of the battery cells having the open circuit voltage measured by the measuring unit 205 higher than the balancing voltage through the control of the switch circuit included in the cell balancing unit 210 based on the set balancing voltage A current is injected into each of the battery cells having the open circuit voltage measured by the measuring unit 205 lower than the balancing voltage and discharging the current to discharge the measuring unit 205 lower than the balancing voltage, So that each of the battery cells having the open-circuit voltage measured in step (b) is balanced (charged) with the balancing voltage.

상기 스위치 회로는 저항에 전기적으로 연결되고, 스위치 회로는 제어부(215)의 제어에 의해 상기 밸런싱 전압보다 높은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로부터 출력되는 전류를 상기 저항으로 방출하여 상기 밸런싱 전압보다 높은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각의 충전 전압을 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱(균등 충전)시킬 수 있다.The switch circuit is electrically connected to the resistor and the switch circuit controls the current outputted from each of the battery cells having the open circuit voltage measured by the measurement unit 205 higher than the balancing voltage under the control of the control unit 215, So that the charging voltage of each of the battery cells having the open circuit voltage measured by the measuring unit 205 higher than the balancing voltage can be balanced (equally charged) to the balancing voltage.

또한 상기 스위치 회로는 전류원에 전기적으로 연결되고, 스위치 회로는 제어부(215)의 제어에 의해 상기 밸런싱 전압보다 낮은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로 상기 전류원의 전류를 주입(충전)하여 상기 밸런싱 전압보다 낮은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각의 충전 전압을 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱시킬 수 있다.The switch circuit is electrically connected to the current source and the switch circuit controls the current of the current source to each of the battery cells having the open circuit voltage measured by the measuring unit 205 lower than the balancing voltage under the control of the control unit 215 The charging voltage of each of the battery cells having the open circuit voltage measured by the measuring unit 205 lower than the balancing voltage may be balanced with the balancing voltage.

제어부(215)는 CPU(central processing unit)로서 측정부(205) 및 셀 밸런싱부(210)를 포함하는 배터리 관리 시스템(BMS)(200)의 전체적인 동작을 제어할 수 있다.The control unit 215 may control the overall operation of the battery management system (BMS) 200 including the measurement unit 205 and the cell balancing unit 210 as a central processing unit (CPU).

도 2는 도 1에 도시된 셀 밸런싱부(210)의 실시예를 설명하는 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining an embodiment of the cell balancing unit 210 shown in FIG.

도 2 및 도 1을 참조하면, 셀 밸런싱부(210)는 스위치 회로(300), 저항(저항기(resistor))(305), 및 전류원(310)을 포함한다. 셀 밸런싱부(210)는 배터리 모듈(100)의 실시예인 5개의 직렬로 연결된 배터리 셀들(V1 내지 V5)을 셀 밸런싱시킬 수 있다.2 and 1, the cell balancing unit 210 includes a switch circuit 300, a resistor 305, and a current source 310. The cell balancing unit 210 may perform cell balancing of five serially connected battery cells V1 to V5, which are embodiments of the battery module 100. [

전술한 바와 같이, 스위치 회로(300)는 저항(305)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치 회로(300)는 제어부(215)의 제어에 의해 저항(305)을 상기 밸런싱 전압보다 높은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각(예를 들어, 배터리 셀 V1)에 전기적으로 연결하는 것에 의해 상기 밸런싱 전압보다 높은 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로부터 출력되는 전류를 저항(305)으로 방출하여 상기 밸런싱 전압보다 높은 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각의 충전 전압을 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱시킬 수 있다. 또한 스위치 회로(300)는 전류원(310)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치 회로(300)는 제어부(215)의 제어에 의해 전류원(310)을 상기 밸런싱 전압보다 낮은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각(예를 들어, 배터리 셀 V5)에 전기적으로 연결하는 것에 의해 상기 밸런싱 전압보다 낮은 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로 전류원(310)의 전류를 주입(충전)하여 상기 밸런싱 전압보다 낮은 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각의 충전 전압을 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱시킬 수 있다.The switch circuit 300 may be electrically connected to the resistor 305 as described above. The switch circuit 300 is connected to each of the battery cells (for example, the battery cell V1) having the open circuit voltage measured by the measuring unit 205 higher than the balancing voltage under the control of the control unit 215 And discharging a current output from each of the battery cells having an open circuit voltage higher than the balancing voltage to the resistor 305 by electrically connecting the battery cells to each other, It can be balanced with voltage. The switch circuit 300 may also be electrically connected to the current source 310. The switch circuit 300 controls the current source 310 to each of the battery cells (for example, the battery cell V5) having the open circuit voltage measured by the measuring unit 205 lower than the balancing voltage under the control of the control unit 215 (Charging) the current of the current source 310 to each of the battery cells having an open circuit voltage lower than the balancing voltage by electrically connecting the battery cells to the battery cells, Balanced by balancing voltage.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법(400)을 설명하는 흐름도(flow chart)이다. 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법(400)은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 배터리 관리 시스템(BMS)(200)에 적용될 수 있다. 즉, 상기 셀 밸런싱 방법은 배터리 모듈(100)에 포함된 적어도 두 개의 배터리 셀들의 전압을 배터리 관리 시스템(BMS)을 통해 밸런싱(balancing)한다.3 is a flow chart illustrating a cell balancing method 400 of a battery module according to an embodiment of the present invention. The cell balancing method 400 of the battery module may be applied to the battery management system (BMS) 200 described with reference to FIGS. That is, the cell balancing method balances the voltages of at least two battery cells included in the battery module 100 through a battery management system (BMS).

도 3, 도 1, 및 도 2를 참조하면, 측정 단계(405)에서, 배터리 관리 시스템(BMS)(200)에 포함된 측정부(205)가 상기 배터리 셀들 각각의 충전 전압인 개방 회로 전압(OCV)을 측정한다. 상기 측정된 개방 회로 전압(OCV)은 배터리 관리 시스템(BMS)(200)의 제어부(215)에 제공된다.3, 1, and 2, in the measurement step 405, the measurement unit 205 included in the battery management system (BMS) 200 measures the open circuit voltage OCV) is measured. The measured open circuit voltage (OCV) is provided to the control unit 215 of the battery management system (BMS)

설정 단계(410)에 따르면, 배터리 관리 시스템(BMS)(200)의 제어부(215)는 측정 단계(405)에서 측정된 개방 회로 전압(OCV)들 사이에 포함되는(해당하는) 전압을 밸런싱 전압으로 설정할 수 있다.According to the setting step 410, the control unit 215 of the battery management system (BMS) 200 adjusts the (included) voltage included in the open circuit voltages (OCV) measured in the measuring step 405 to the balancing voltage .

제어 단계(415)에 따르면, 제어부(215)는 설정 단계(410)에서 설정된 밸런싱 전압에 근거하여, 셀 밸런싱부(210)에 포함된 스위치 회로(300)의 제어를 통해 상기 밸런싱 전압보다 높은 측정 단계(405)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 전류(전하)를 방출(dissipation)하여 설정 단계(410)에서 설정된 밸런싱 전압으로 밸런싱(방전)되고 상기 밸런싱 전압보다 낮은 측정 단계(405)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 상기 배터리 셀들 각각에 전류가 주입(injection)되어 상기 밸런싱 전압보다 낮은 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 설정 단계(410)에서 설정된 밸런싱 전압으로 밸런싱(충전)되도록 제어할 수 있다.According to the control step 415, the control unit 215 controls the switch circuit 300 included in the cell balancing unit 210 to perform a measurement higher than the balancing voltage, based on the balancing voltage set in the setting step 410 Each of the battery cells having an open circuit voltage measured in step 405 dissipates the current (charge) to be balanced (discharged) with the balancing voltage set in the set step 410 and is applied to a measurement step 405 ) So that each of the battery cells having an open circuit voltage lower than the balancing voltage is charged to the balancing voltage set in the setting step 410 Can be controlled.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 제어부(215)는 셀 밸런싱부(210)에 포함되고 저항(305)에 전기적으로 연결된 스위치 회로(300)의 제어를 통해 상기 밸런싱 전압보다 높은 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 전류를 저항(305)으로 방출하여 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(215)는 셀 밸런싱부(210)에 포함되고 전류원(310)에 전기적으로 연결된 스위치 회로(300)의 제어를 통해 상기 밸런싱 전압보다 낮은 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로 전류원(310)의 전류가 주입되어 상기 밸런싱 전압보다 낮은 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the control unit 215 controls the voltage of the battery 305 to be higher than the balancing voltage by controlling the switch circuit 300 included in the cell balancing unit 210 and electrically connected to the resistor 305 Each of the battery cells may emit current into the resistor 305 and be controlled to be balanced with the balancing voltage. The control unit 215 controls the current source 310 to each of the battery cells having an open circuit voltage lower than the balancing voltage through the control of the switch circuit 300 included in the cell balancing unit 210 and electrically connected to the current source 310, And the battery cells having an open circuit voltage lower than the balancing voltage are respectively balanced with the balancing voltage.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 관리 시스템, 및 배터리 관리 시스템을 이용하는 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법은, 측정된 배터리 셀의 개방 회로 전압들(OCV) 사이에 포함되는 전압을 셀 밸런싱 목표 전압(밸런싱 전압)으로 설정하는 것에 의해 배터리 셀들을 포함하는 배터리 모듈에 대한 셀 밸런싱을 위한 충전 및 방전 횟수(cycle)를 감소시킬 수 있으므로, 셀 밸런싱 방법 중 전류 방출(current dissipation) 방식 또는 전류 주입(injection) 방식과 비교할 때 셀 밸런싱에 사용되는 전기 에너지의 소모를 감소시킬 수 있으며 배터리 모듈의 수명을 증가시킬 수 있다. 상기 전류 방출 방식은 배터리 셀의 양단에 전기적으로 제어 가능한 스위치와 저항을 연결하여 가장 낮은 셀 전압을 기준으로 가장 높은 셀부터 선택적으로 전류를 방출(방전)하여 배터리 셀의 전압을 밸런싱하는 방법일 수 있다. 상기 전류 주입 방식은 가장 높은 배터리 셀 전압을 기준으로 낮은 셀부터 선택적으로 전류를 주입(충전)하여 배터리 셀의 전압을 밸런싱하는 방법일 수 있다.As described above, the battery management system according to the present invention, and the cell balancing method of a battery module using the battery management system, are configured to calculate a voltage included between open circuit voltages (OCV) of a measured battery cell as a cell balancing target voltage Balancing voltage), it is possible to reduce the number of charging and discharging cycles for cell balancing with respect to the battery module including the battery cells. Therefore, the current dissipation method or the current injection method ) Method, it is possible to reduce the consumption of electric energy used for cell balancing and increase the lifetime of the battery module. The current discharging method is a method of balancing the voltage of a battery cell by selectively discharging (discharging) a current from the highest cell based on the lowest cell voltage by connecting a switch and a resistor that are electrically controllable to both ends of the battery cell have. The current injection method may be a method of selectively charging a current from a lower cell based on the highest battery cell voltage to balance the voltage of the battery cell.

도 4는 본 발명의 셀 밸런싱 방법과 비교되는 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법을 설명하는 그래프(graph)이다.4 is a graph illustrating a cell balancing method of a battery module compared with the cell balancing method of the present invention.

도 4를 참조하면, 도 4의 셀 밸런싱 방법은 전류 방출(current dissipation) 방식을 나타낸다. 즉, 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀들의 측정된 충전전압들인 개방회로 전압(OCV)들 중 최소값을 밸런싱 목표 전압(밸런싱 전압)으로 설정한 후 최소값을 가지는 배터리 셀(B5)을 제외한 배터리 셀들(B1, B2, B3, B4)의 전류를 방출시켜 배터리 셀들(B1, B2, B3, B4)의 개방회로 전압들을 밸런싱 목표 전압으로 밸런싱시킨다.Referring to FIG. 4, the cell balancing method of FIG. 4 represents a current dissipation method. That is, the minimum value of the open circuit voltages (OCV), which are the measured charging voltages of the battery cells included in the battery module, is set as the balancing target voltage (balancing voltage), and the battery cells B5 B2, B3, B4 to balance the open circuit voltages of the battery cells B1, B2, B3, B4 to the balancing target voltage.

도 4에 도시된 바와 같이, 밸런싱 시작 편차 전압(예를 들어 B4의 개방회로 전압)과 밸런싱 목표 전압 사이의 셀 전압 변동폭이 크므로, 셀 밸런싱을 수행할 때 소비되는 에너지가 크고 셀 밸런싱 동작을 위한 셀 밸런싱 횟수가 많으므로 배터리 모듈의 수명이 짧아질 수 있다.As shown in FIG. 4, since the fluctuation of the cell voltage between the balancing start deviation voltage (for example, the open circuit voltage of B4) and the balancing target voltage is large, the energy consumed when performing cell balancing is large and the cell balancing operation The number of cell balancing is large, so that the life of the battery module may be shortened.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 셀 밸런싱 방법을 설명하는 도면(그래프(graph))이다.5 is a diagram (graph) for explaining a cell balancing method of the battery module 100 according to the embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 도 5에 도시된 셀 밸런싱 방법은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 본 발명의 셀 밸런싱 방법을 나타낸다. 즉, 배터리 모듈(100)의 배터리 셀들의 측정된 충전전압들인 개방회로 전압(OCV)들 사이에 포함되는 전압(예를 들어 배터리 셀(V3)의 개방회로 전압)을 밸런싱 목표 전압(밸런싱 전압)으로 설정한 후 밸런싱 목표 전압보다 높은 측정된 개방회로 전압을 가지는 배터리 셀들(V1, V2, V4) 각각이 전류를 방출하여 밸런싱 목표 전압으로 밸런싱되고, 밸런싱 목표 전압보다 낮은 측정된 개방회로 전압을 가지는 배터리 셀(V5)에 전류가 주입되어 배터리 셀(V5)이 밸런싱 목표 전압으로 밸런싱된다.Referring to FIG. 5, the cell balancing method shown in FIG. 5 shows the cell balancing method of the present invention described with reference to FIGS. That is, the voltage (e.g., the open circuit voltage of the battery cell V3) included between the open circuit voltages (OCV) which are the measured charge voltages of the battery cells of the battery module 100 is referred to as a balancing target voltage , Each of the battery cells (V1, V2, V4) having a measured open circuit voltage higher than the balancing target voltage emits a current to be balanced to a balancing target voltage, and having a measured open circuit voltage lower than the balancing target voltage A current is injected into the battery cell V5 to balance the battery cell V5 with the balancing target voltage.

도 5에 도시된 밸런싱 시작 편차 전압은 배터리 모듈(100)에 포함된 배터리 셀들(V1~V5)의 개방 회로 전압들 중 최대값을 가지는 배터리 셀(V4)의 개방 회로 전압으로서, 배터리 관리 시스템(200)의 제어부(215)가 배터리 모듈(100)에 대한 셀 밸런싱 동작의 시작을 제어하기 위해 제어부(215)에 의해 설정된 밸런싱 시작 전압값의 최대값일 수 있다. 상기 밸런싱 시작 전압값의 최소값은 배터리 모듈(100)에 포함된 배터리 셀들(V1~V5)의 개방 회로 전압들 중 최소값을 가지는 배터리 셀(V5)의 개방 회로 전압으로서, 배터리 관리 시스템(200)의 제어부(215)가 배터리 모듈(100)에 대한 셀 밸런싱 동작의 시작을 제어하기 위해 제어부(215)에 의해 설정될 수 있다. 상기 밸런싱 시작 전압값의 최대값과 상기 밸런싱 시작 전압값의 최소값 사이의 값은, 예를 들어 밸런싱 목표 전압값(밸런싱 전압값)일 수 있다.5 is the open circuit voltage of the battery cell V4 having the maximum value of the open circuit voltages of the battery cells V1 to V5 included in the battery module 100, 200 may be the maximum value of the balancing start voltage value set by the control unit 215 to control the start of the cell balancing operation for the battery module 100. [ The minimum value of the balancing start voltage is an open circuit voltage of the battery cell V5 having a minimum value of the open circuit voltages of the battery cells V1 to V5 included in the battery module 100, The control unit 215 may be set by the control unit 215 to control the start of the cell balancing operation for the battery module 100. [ The value between the maximum value of the balancing start voltage value and the minimum value of the balancing start voltage value may be, for example, a balancing target voltage value (balancing voltage value).

도 5에 도시된 바와 같이, 밸런싱 시작 편차 전압(예를 들어 V4의 개방회로 전압)과 밸런싱 목표 전압 사이의 셀 전압 변동폭이 도 4에 도시된 셀 전압 변동폭보다 상대적으로 작을 수 있다. 따라서 도 5의 실시예는 도 4의 셀 밸런싱 방법보다 셀 밸런싱을 수행할 때 소비되는 에너지가 상대적으로 작고 셀 밸런싱 횟수가 상대적으로 감소하므로, 도 5의 실시예는 배터리 모듈(100)의 수명을 도 4의 셀 밸런싱 방법보다 효과적으로 증가시킬 수 있다.As shown in Fig. 5, the fluctuation range of the cell voltage between the balancing start deviation voltage (for example, the open circuit voltage of V4) and the balancing target voltage may be relatively smaller than the fluctuation range of the cell voltage shown in Fig. Therefore, the embodiment of FIG. 5 differs from the cell balancing method of FIG. 4 in that the energy consumed when performing cell balancing is relatively small and the cell balancing frequency is relatively reduced. The cell balancing method of FIG. 4 can be effectively increased.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 셀 밸런싱 방법을 설명하는 도면(그래프(graph))이다.6 is a diagram (graph) for explaining a cell balancing method of the battery module 100 according to another embodiment of the present invention.

상기 셀 밸런싱 방법은 도 1 및 도 2에 도시된 배터리 관리 시스템(BMS)에 적용될 수 있다. 상기 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법은, 배터리 모듈(100)에 포함된 적어도 두 개의 배터리 셀들의 전압을 배터리 관리 시스템(BMS)을 통해 밸런싱(balancing)하는 방법에 관한 것으로서, 측정 단계, 설정 단계, 제1 제어 단계, 및 제2 제어 단계를 포함한다.The cell balancing method may be applied to the battery management system (BMS) shown in FIGS. 1 and 2. FIG. The cell balancing method of the battery module relates to a method of balancing the voltage of at least two battery cells included in the battery module 100 through a battery management system (BMS) 1 control step, and a second control step.

도 6, 도 1, 및 도 2를 참조하면, 상기 측정 단계에서, 배터리 관리 시스템(200)에 포함된 측정부(205)가 배터리 모듈(100)에 포함된 배터리 셀들 각각의 충전 전압인 개방 회로 전압(OCV)을 측정한다. 상기 배터리 셀들 중 측정된 개방 회로 전압이 가장 작은 값을 가지는 배터리 셀(예를 들어, 도 6의 배터리 셀(V5))이 배터리의 방전특성(성능)(또는 충전성능)이 가장 떨어지는 배터리 셀일 수 있다.2, the measuring unit 205 included in the battery management system 200 measures a charging voltage of each of the battery cells included in the battery module 100, Measure the voltage (OCV). (For example, the battery cell V5 of FIG. 6) having the smallest measured open circuit voltage among the battery cells may be a battery cell having the lowest discharge characteristic (or performance) have.

설정 단계에 따르면, 배터리 관리 시스템(200)의 제어부(215)가 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압(OCV)들 사이에 포함되는 전압을 밸런싱 기준 전압으로 설정한다.According to the setting step, the control unit 215 of the battery management system 200 sets the voltage included between the open circuit voltages (OCV) measured by the measuring unit 205 as a balancing reference voltage.

제1 제어 단계에 따르면, 배터리 관리 시스템(200)의 제어부(215)가 참조 테이블(lookup table)에 근거하여, 배터리 관리 시스템(200)의 셀 밸런싱부(210)에 포함되고 저항(305)에 전기적으로 연결된 스위치 회로의 제어를 통해 상기 설정 단계에서 설정된 밸런싱 기준 전압보다 높은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 전류를 저항(305)으로 방출하여 상기 설정 단계에서 설정된 밸런싱 기준 전압보다 높은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압(밸런싱 목표 전압)으로 밸런싱되도록 제어할 수 있다. 상기 밸런싱 기준 전압보다 높은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들은, 도 6에 도시된 바와 같이, 예를 들어, V1, V2, 및 V4일 수 있다. 배터리 셀(V3)은 밸런싱 기준 전압과 동일하므로 셀 밸런싱 동작이 수행되지 않을 수 있다.According to the first control step, the control unit 215 of the battery management system 200 is included in the cell balancing unit 210 of the battery management system 200 based on a lookup table, Each of the battery cells having the open circuit voltage measured by the measuring unit 205 higher than the balancing reference voltage set in the setting step through the control of the electrically connected switch circuit discharges the current to the resistor 305, (Balancing target voltage) of each of the battery cells having the open circuit voltage measured by the measuring unit 205 higher than the balancing reference voltage. The battery cells having the open circuit voltage measured at the measuring unit 205 higher than the balancing reference voltage may be, for example, V1, V2, and V4 as shown in FIG. Since the battery cell V3 is equal to the balancing reference voltage, the cell balancing operation may not be performed.

제2 제어 단계에 따르면, 배터리 관리 시스템(200)의 제어부(215)가 상기 참조 테이블에 근거하여, 셀 밸런싱부(210)에 포함되고 전류원(310)에 전기적으로 연결된 스위치 회로의 제어를 통해 설정 단계에서 설정된 밸런싱 기준 전압보다 낮은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로 전류원(310)의 전류가 주입되어 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어할 수 있다. 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮은 측정부(205)에서 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀은, 도 6에 도시된 바와 같이, 예를 들어, V5일 수 있다.According to the second control step, the control unit 215 of the battery management system 200 controls the switch circuit included in the cell balancing unit 210 and electrically connected to the current source 310, based on the reference table, The current of the current source 310 is injected into each of the battery cells having the open circuit voltage measured by the measuring unit 205 lower than the balancing reference voltage set in step < RTI ID = 0.0 > To be balanced with the balancing voltage of each of the battery cells having the measured open circuit voltage lower than the balancing reference voltage. The battery cell having the open circuit voltage measured by the measuring unit 205 lower than the balancing reference voltage may be, for example, V5 as shown in FIG.

상기 참조 테이블은 상기 배터리 셀들 각각의 온도, 충전 및 방전 횟수(cycle), 및 방전 전류량(또는 방전 전류의 크기)에 따른 상기 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압을 포함할 수 있다. 참조 테이블은 상기 배터리 셀들 각각의 자가 방전량(self-discharge, 배터리 셀들 각각의 내부저항에 의한 자연 방전율), 배터리 셀들 각각의 충전 전류량(또는 충전 전류의 크기), 배터리 셀들 각각의 주변 온도, 또는 배터리 셀들 각각의 경년 변화(SOH, State of Health)에 따른 상기 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압을 더 포함할 수 있다.The reference table may include a balancing voltage of each of the battery cells according to a temperature, a charge and discharge cycle, and a discharge current amount (or a discharge current magnitude) of each of the battery cells. The reference table may include a self-discharge amount (self discharge rate) of each of the battery cells, an amount of charge current (or a charge current amount) of each of the battery cells, an ambient temperature of each of the battery cells, And may further include a balancing voltage of each of the battery cells according to a state of health (SOH) of each of the battery cells.

상기 참조 테이블에 포함되는 상기 밸런싱 기준 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 제1 배터리 셀(예를 들어, 도 6의 배터리 셀(V1))의 밸런싱 전압은, 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮고 상기 제1 배터리 셀의 개방 회로 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 제2 배터리 셀(예를 들어, 도 6의 배터리 셀(V2))의 밸런싱 전압보다 높을 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(V1)의 밸런싱 전압값은 밸런싱 기준 전압값의 90(%)의 크기를 가질 수 있고, 배터리 셀(V2)의 밸런싱 전압값은 밸런싱 기준 전압값의 80(%)의 크기를 가질 수 있고, 배터리 셀(V4)의 밸런싱 전압값은 밸런싱 기준 전압값의 70(%)의 크기를 가질 수 있다.The balancing voltage of the first battery cell (for example, the battery cell (V1) of FIG. 6) having the measured open circuit voltage higher than the balancing reference voltage included in the reference table is lower than the balancing reference voltage, May be higher than the balancing voltage of the second battery cell (e.g., battery cell V2 of FIG. 6) having the measured open circuit voltage higher than the open circuit voltage of the first battery cell. For example, the balancing voltage value of the battery cell V1 may have a magnitude of 90 (%) of the balancing reference voltage value, and the balancing voltage value of the battery cell V2 may be 80 (%) of the balancing reference voltage value. And the balancing voltage value of the battery cell V4 may have a magnitude of 70 (%) of the balancing reference voltage value.

상기 참조 테이블에 포함되는 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 제3 배터리 셀(예를 들어, 도 6의 배터리 셀(V5))의 밸런싱 전압은, 상기 밸런싱 기준 전압보다 높고 상기 제3 배터리 셀의 개방 회로 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 제4 배터리 셀(미도시)의 밸런싱 전압보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(V5)의 밸런싱 전압값은 밸런싱 기준 전압값의 110(%)의 크기를 가질 수 있다.The balancing voltage of the third battery cell (e.g., battery cell (V5) of FIG. 6) having the measured open circuit voltage lower than the balancing reference voltage included in the reference table is higher than the balancing reference voltage, May be lower than the balancing voltage of the fourth battery cell (not shown) having the measured open circuit voltage lower than the open circuit voltage of the third battery cell. For example, the balancing voltage value of the battery cell V5 may have a magnitude of 110 (%) of the balancing reference voltage value.

상기 배터리 셀들 각각의 온도, 충전 및 방전 횟수, 및 방전 전류량 등에 따른 상기 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압(즉, 참조 테이블의 값)은 배터리 셀들 각각에 대한 실험에 의해 결정(설정)될 수 있다. 참조 테이블은 배터리 관리 시스템(200)에 포함된 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)과 같은 저장부(미도시)에 저장될 수 있다. 하나의 방전 횟수와 하나의 충전 횟수를 합쳐 배터리 셀의 1 cycle를 구성할 수 있다. 상기 자가 방전량은 예를 들어 배터리 셀의 온도가 높을수록 배터리 셀의 내부 저항이 증가할 수 있으므로 증가할 수 있다. 배터리 셀의 실험에 의해 결정되는 충전 및 방전 횟수(cycle), 자가 방전량, 및 경년 변화는 배터리 관리 시스템(BMS)(200)의 감지부(미도시)에 의해 측정되는 배터리 셀의 방전 전압값(또는 충전 전압값), 방전 전류값(또는 충전 전류값), 온도값, 또는 주변 온도값에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 방전 전압(방전 전류)의 초기값이 작은 배터리 셀은 충전 및 방전 횟수가 많고 경년 변화(aging)가 많이 진행된 배터리 셀일 수 있다.The balancing voltage (i.e., the value of the reference table) of each of the battery cells according to the temperature, the number of times of charging and discharging, the amount of discharging current, and the like of each of the battery cells may be determined (set) by experiments on each of the battery cells. The reference table may be stored in a storage unit (not shown) such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) included in the battery management system 200. One cycle of the battery cell can be configured by combining one discharge count and one charge count. The self-discharge amount may be increased because the internal resistance of the battery cell may increase as the temperature of the battery cell increases, for example. The charging and discharging cycle, the self discharge amount, and the aging change determined by the experiment of the battery cell are determined by the discharge voltage value of the battery cell measured by the sensing unit (not shown) of the battery management system (BMS) (Or charge voltage value), a discharge current value (or charge current value), a temperature value, or an ambient temperature value. For example, a battery cell having a small initial value of a discharge voltage (discharge current) may be a battery cell having a large number of times of charging and discharging and aging aggressively.

도 6에 도시된 밸런싱 시작 편차 전압은 배터리 모듈(100)에 포함된 배터리 셀들(V1~V5)의 개방 회로 전압들 중 최대값을 가지는 배터리 셀(V4)의 개방 회로 전압으로서, 배터리 관리 시스템(200)의 제어부(215)가 배터리 모듈(100)에 대한 셀 밸런싱 동작의 시작을 제어하기 위해 제어부(215)에 의해 설정된 밸런싱 시작 전압값의 최대값일 수 있다. 상기 밸런싱 시작 전압값의 최소값은 배터리 모듈(100)에 포함된 배터리 셀들(V1~V5)의 개방 회로 전압들 중 최소값을 가지는 배터리 셀(V5)의 개방 회로 전압으로서, 배터리 관리 시스템(200)의 제어부(215)가 배터리 모듈(100)에 대한 셀 밸런싱 동작의 시작을 제어하기 위해 제어부(215)에 의해 설정될 수 있다. 상기 밸런싱 시작 전압값의 최대값과 상기 밸런싱 시작 전압값의 최소값 사이의 값은, 예를 들어 밸런싱 기준 전압값일 수 있다.6 is an open circuit voltage of the battery cell V4 having a maximum value of the open circuit voltages of the battery cells V1 to V5 included in the battery module 100, 200 may be the maximum value of the balancing start voltage value set by the control unit 215 to control the start of the cell balancing operation for the battery module 100. [ The minimum value of the balancing start voltage is an open circuit voltage of the battery cell V5 having a minimum value of the open circuit voltages of the battery cells V1 to V5 included in the battery module 100, The control unit 215 may be set by the control unit 215 to control the start of the cell balancing operation for the battery module 100. [ The value between the maximum value of the balancing start voltage value and the minimum value of the balancing start voltage value may be, for example, a balancing reference voltage value.

전술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(100)에 포함된 배터리 셀들의 밸런싱 전압들을 배터리 셀들 별로 다르게 설정하여 셀 밸런싱 동작을 일정 범위의 셀 밸런싱 전압에서 수행하는 방법도 배터리 관리 시스템에 의한 셀 밸런싱을 의미할 수 있다.A method of performing the cell balancing operation on a certain range of cell balancing voltages by setting the balancing voltages of battery cells included in the battery module 100 according to another embodiment of the present invention differently for each of the battery cells, It can mean cell balancing.

전술한 도 6 등을 참조하여 설명한 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법에 대해 부연하여 설명하면 다음과 같다. 상기 셀 밸런싱 방법은 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀들 각각의 온도, 충전 및 방전 횟수, 방전 전류량, 및 경년 변화 등과 같은 배터리 셀의 셀 충전 전압(OCV)의 편차 이력 특성에 따라(편차 이력 특성에 대응하여) 배터리 셀들 각각의 밸런싱 목표 전압(밸런싱 전압)을 배터리 셀 별로 조절(제어)하는 적응형(adaptive) 셀 밸런싱 방법일 수 있다. 따라서 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법은 배터리 셀들 각각의 특성(방전특성 또는 충전특성)에 따라 셀 밸런싱을 수행하므로 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀의 개방 회로 전압이 밸런싱 시작 편차 전압에 도달하지 못하도록 하는 것에 의해 이후의 셀 밸런싱 과정을 감소시켜 셀 밸런싱에 필요한 최소한의 에너지만을 소모(소비)시킬 수 있다. 그러므로 상기 다른 실시예는 전체적으로 도 4 및 도 5에 도시된 셀 밸런싱 방법의 셀 전압 변동폭보다 작은 셀 전압 변동폭을 가질 수 있다. 또한 다른 실시예는 도 4 및 도 5의 셀 밸런싱 방법보다 셀 밸런싱을 수행할 때 소비되는 에너지가 상대적으로 작고 셀 밸런싱 횟수가 상대적으로 감소하므로 도 4 및 도 5의 셀 밸런싱 방법과 비교할 때 배터리 모듈(100)의 수명을 보다 효과적으로 증가(향상)시킬 수 있다.The cell balancing method of the battery module according to another embodiment of the present invention described with reference to FIG. 6 and the like will be described in further detail as follows. The cell balancing method is based on the deviation history characteristic of the cell charge voltage (OCV) of the battery cell such as the temperature, the number of times of charging and discharging, the amount of discharge current, and the aging of each battery cell included in the battery module (Balancing voltage) of each of the battery cells (for example, by controlling the battery cell). Therefore, the cell balancing method of the battery module according to another embodiment of the present invention performs cell balancing according to the characteristics (discharge characteristic or charging characteristic) of each battery cell, so that the open circuit voltage of the battery cell included in the battery module becomes equal to the balancing start deviation By not reaching the voltage, the subsequent cell balancing process can be reduced to consume only the minimum energy required for cell balancing (consumption). Therefore, the above alternative embodiment may have a cell voltage fluctuation width that is smaller than the cell voltage fluctuation width of the cell balancing method shown in Figs. 4 and 5 as a whole. 4 and 5, compared to the cell balancing method of FIGS. 4 and 5, the energy consumed in performing cell balancing is relatively small and the number of cell balancing is relatively reduced. It is possible to more effectively increase (improve) the service life of the battery 100.

본 실시예에서 사용되는 구성요소 또는 “~부(unit)” 또는 블록 또는 모듈은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(fieldprogrammable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소 또는 '~부' 등은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.The components or " units " or blocks or modules used in the present embodiment may be implemented in software such as a task, a class, a subroutine, a process, an object, an execution thread, , A field programmable gate array (FPGA), or an application-specific integrated circuit (ASIC), or a combination of the above software and hardware. The components or parts may be included in a computer-readable storage medium, or a part of the components may be dispersed in a plurality of computers.

이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the embodiments have been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms are used herein, they are used for the purpose of describing the present invention only and are not used to limit the scope of the present invention described in the claims or the claims. It is therefore to be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible in light of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 배터리 모듈
200: BMS
205: 측정부
210: 셀 밸런싱부
215: 제어부
300: 스위치 회로
305: 저항
310: 전류원
405: 측정 단계
410: 설정 단계
415: 제어 단계100: Battery module
200: BMS
205:
210: cell balancing unit
215:
300: Switch circuit
305: Resistance
310: current source
405: Measuring step
410: Setup step
415: control step

Claims (4)

배터리 모듈에 포함된 적어도 두 개의 배터리 셀들의 전압을 배터리 관리 시스템(BMS)을 통해 밸런싱(balancing)하는 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법에 있어서,
(a) 상기 배터리 관리 시스템에 포함된 측정부가 상기 배터리 셀들 각각의 충전 전압인 개방 회로 전압(OCV)을 측정하는 단계;
(b) 상기 배터리 관리 시스템의 제어부가 상기 측정된 개방 회로 전압(OCV)들 사이에 포함되는 전압을 밸런싱 전압으로 설정하는 단계;
(c) 상기 배터리 관리 시스템의 제어부가 상기 설정된 밸런싱 전압에 근거하여, 상기 배터리 관리 시스템의 셀 밸런싱부에 포함되고 저항에 전기적으로 연결된 스위치 회로의 제어를 통해 상기 밸런싱 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 전류를 상기 저항으로 방출하여 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어하는 단계; 및
(d) 상기 배터리 관리 시스템의 제어부가, 상기 셀 밸런싱부에 포함되고 전류원에 전기적으로 연결된 스위치 회로의 제어를 통해 상기 밸런싱 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로 전류원의 전류가 주입되어 상기 밸런싱 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어하는 단계를 포함하는 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법.A cell balancing method of a battery module balancing a voltage of at least two battery cells included in a battery module through a battery management system (BMS)
(a) measuring an open circuit voltage (OCV), which is a charging voltage of each of the battery cells, by a measurement unit included in the battery management system;
(b) setting a voltage included in the measured open circuit voltages (OCV) as a balancing voltage by a control unit of the battery management system;
(c) a control unit of the battery management system, based on the set balancing voltage, controls the opening of the measured open circuit, which is higher than the balancing voltage, through control of a switch circuit included in the cell balancing unit of the battery management system, Each of the battery cells having a voltage discharging a current to the resistor and being controlled to be balanced with the balancing voltage; And
(d) a control unit of the battery management system controls currents of the current sources to each of the battery cells having the measured open circuit voltage lower than the balancing voltage through control of a switch circuit included in the cell balancing unit and electrically connected to the current source, And controlling each of the battery cells having the measured open circuit voltage lower than the balancing voltage to be balanced with the balancing voltage. 배터리 관리 시스템(BMS)에 있어서,
배터리 모듈에 포함된 적어도 두 개의 배터리 셀들 각각의 충전 전압인 개방 회로 전압(OCV)을 측정하는 측정부; 및
상기 측정된 개방 회로 전압(OCV)들 사이에 포함되는 전압을 밸런싱 전압으로 설정하고, 상기 설정된 밸런싱 전압에 근거하여 상기 배터리 관리 시스템의 셀 밸런싱부에 포함된 스위치 회로의 제어를 통해, 상기 밸런싱 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 전류를 방출하여 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱되고 상기 밸런싱 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각에 전류가 주입되어 상기 밸런싱 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 상기 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 스위치 회로는 상기 밸런싱 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로부터 출력되는 전류를 저항으로 방출하고, 상기 스위치 회로는 상기 밸런싱 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로 전류원의 전류를 주입하는 배터리 관리 시스템.A battery management system (BMS)
A measuring unit for measuring an open circuit voltage (OCV) which is a charging voltage of each of at least two battery cells included in the battery module; And
And setting a voltage included in the measured open circuit voltage (OCV) as a balancing voltage and controlling the balancing voltage (OCV) based on the set balancing voltage, through control of a switch circuit included in a cell balancing unit of the battery management system Each of the battery cells having the measured open circuit voltage higher than the balanced open circuit voltage discharges current so that current is injected into each of the battery cells having the measured open circuit voltage lower than the balancing voltage and lower than the balancing voltage, And a controller for controlling each of the battery cells having the measured open circuit voltage to be balanced with the balancing voltage,
The switch circuit discharging a current, which is output from each of the battery cells having the measured open circuit voltage higher than the balancing voltage, as a resistor, and the switch circuit being responsive to each of the battery cells having the measured open circuit voltage lower than the balancing voltage And the current of the current source is injected into the battery. 배터리 모듈에 포함된 적어도 두 개의 배터리 셀들의 전압을 배터리 관리 시스템(BMS)을 통해 밸런싱(balancing)하는 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법에 있어서,
(a) 상기 배터리 관리 시스템에 포함된 측정부가 상기 배터리 셀들 각각의 충전 전압인 개방 회로 전압(OCV)을 측정하는 단계;
(b) 상기 배터리 관리 시스템의 제어부가 상기 측정된 개방 회로 전압(OCV)들 사이에 포함되는 전압을 밸런싱 기준 전압으로 설정하는 단계;
(c) 상기 배터리 관리 시스템의 제어부가 참조 테이블(lookup table)에 근거하여, 상기 배터리 관리 시스템의 셀 밸런싱부에 포함되고 저항에 전기적으로 연결된 스위치 회로의 제어를 통해 상기 밸런싱 기준 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 전류를 상기 저항으로 방출하여 상기 밸런싱 기준 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어하는 단계; 및
(d) 상기 배터리 관리 시스템의 제어부가 상기 참조 테이블에 근거하여, 상기 셀 밸런싱부에 포함되고 전류원에 전기적으로 연결된 스위치 회로의 제어를 통해 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각으로 전류원의 전류가 주입되어 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각이 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압으로 밸런싱되도록 제어하는 단계를 포함하며,
상기 참조 테이블은 상기 배터리 셀들 각각의 온도, 충전 및 방전 횟수, 및 방전 전류량에 따른 상기 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압을 포함하며,
상기 참조 테이블에 포함되는 상기 밸런싱 기준 전압보다 높은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 제1 배터리 셀의 밸런싱 전압은, 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮고 상기 제1 배터리 셀의 개방 회로 전압보다 높은 개방 회로 전압을 가지는 제2 배터리 셀의 밸런싱 전압보다 높으며,
상기 참조 테이블에 포함되는 상기 밸런싱 기준 전압보다 낮은 상기 측정된 개방 회로 전압을 가지는 제3 배터리 셀의 밸런싱 전압은, 상기 밸런싱 기준 전압보다 높고 상기 제3 배터리 셀의 개방 회로 전압보다 낮은 개방 회로 전압을 가지는 제4 배터리 셀의 밸런싱 전압보다 낮은 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법.A cell balancing method of a battery module balancing a voltage of at least two battery cells included in a battery module through a battery management system (BMS)
(a) measuring an open circuit voltage (OCV), which is a charging voltage of each of the battery cells, by a measurement unit included in the battery management system;
(b) setting a voltage included in the measured open circuit voltages (OCV) as a balancing reference voltage by a control unit of the battery management system;
(c) a control section of the battery management system, based on a lookup table, controls the switch circuit included in the cell balancing section of the battery management system and electrically connected to the resistor, Each of the battery cells having an open circuit voltage discharging a current into the resistor and balancing with a balancing voltage of each of the battery cells having the measured open circuit voltage higher than the balancing reference voltage; And
(d) a control unit of the battery management system controls, based on the reference table, a battery having a measured open circuit voltage lower than the balancing reference voltage through control of a switch circuit included in the cell balancing unit and electrically connected to a current source, The current of the current source is injected into each of the cells so that each of the battery cells having the measured open circuit voltage lower than the balancing reference voltage is balanced with the balancing voltage of each of the battery cells having the measured open circuit voltage lower than the balancing reference voltage Comprising:
Wherein the reference table includes a balancing voltage of each of the battery cells according to a temperature, a number of times of charging and discharging, and a discharging current amount of each of the battery cells,
The balancing voltage of the first battery cell having the measured open circuit voltage higher than the balancing reference voltage included in the reference table is lower than the balancing reference voltage and higher than the open circuit voltage of the first battery cell Is greater than the balancing voltage of the second battery cell,
The balancing voltage of the third battery cell having the measured open circuit voltage lower than the balancing reference voltage included in the reference table is lower than the balancing reference voltage and lower than the open circuit voltage of the third battery cell The balance being lower than the balancing voltage of the fourth battery cell. 제3항에 있어서,
상기 참조 테이블은 상기 배터리 셀들 각각의 자가 방전량에 따른 상기 배터리 셀들 각각의 밸런싱 전압을 포함하는 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법.The method of claim 3,
Wherein the reference table includes a balancing voltage of each of the battery cells according to a self-discharge amount of each of the battery cells.
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