KR20140089800A - electric vehicle and control method thereof - Google Patents
electric vehicle and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140089800A KR20140089800A KR1020130001669A KR20130001669A KR20140089800A KR 20140089800 A KR20140089800 A KR 20140089800A KR 1020130001669 A KR1020130001669 A KR 1020130001669A KR 20130001669 A KR20130001669 A KR 20130001669A KR 20140089800 A KR20140089800 A KR 20140089800A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- voltage
- battery module
- balancing
- battery
- specific battery
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
- H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 전기자동차 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 관리 시스템을 구성하는 복수의 모니터링 부 각각에서 소비하는 전류값에 기초하여, 배터리 셀 밸런싱을 수행하는 전기자동차 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electric vehicle and a control method thereof, and more particularly to an electric vehicle and a control method thereof for performing battery cell balancing on the basis of a current value consumed by each of a plurality of monitoring units constituting a battery management system .
전기자동차는 장래의 자동차 공해 및 에너지 문제를 해결할 수 있는 가장 가능성 높은 대안이라는 점에서 연구가 활발하게 진행되고 있다.Research is actively being made in the sense that electric vehicles are the most likely alternative to solve future automobile pollution and energy problems.
전기자동차(EV; Electric vehicle)는 주로 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로서, 크게 배터리전용 전기자동차와 하이브리드 전기자동차로 분류되며, 배터리전용 전기자동차는 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동하며, 전원이 다 소모되면 재충전하고, 하이브리드 전기자동차는 엔진을 가동하여 전기발전을 하여 배터리에 충전을 하고 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동하여 차를 움직이게 할 수 있다.BACKGROUND ART Electric vehicles (EVs) are mainly classified into battery-dedicated electric vehicles and hybrid electric vehicles, which are powered by an AC or DC motor using battery power, And the hybrid electric vehicle operates the engine to charge the battery by generating electric power and drive the electric motor by using the electric power.
또한, 하이브리드 전기자동차는 직렬 방식과 병렬 방식으로 분류될 수 있으며, 직렬 방식은 엔진에서 출력되는 기계적 에너지는 발전기를 통하여 전기적 에너지로 바뀌고 이 전기적 에너지가 배터리나 모터로 공급되어 차량은 항상 모터로 구동되는 자동차로 기존의 전기자동차에 주행거리의 증대를 위하여 엔진과 발전기를 추가시킨 개념이고, 병렬 방식은 배터리 전원으로도 차를 움직이게 할 수 있고 엔진(가솔린 또는 디젤)만으로도 차량을 구동시키는 두 가지 동력원을 사용하고 주행조건에 따라 병렬 방식은 엔진과 모터가 동시에 차량을 구동할 수도 있다.The hybrid electric vehicle can be classified into a serial system and a parallel system. In the serial system, the mechanical energy output from the engine is converted into electrical energy through the generator, and the electric energy is supplied to the battery or the motor. This is a concept that adds an engine and a generator to increase the mileage of an existing electric vehicle. The parallel method can move a car by battery power. It is also possible to use two motors (gasoline or diesel) Depending on the driving conditions, the parallel system can drive the vehicle at the same time as the engine and the motor.
또한, 최근 모터/제어기술도 점점 발달하여 고출력, 소형이면서 효율이 높은 시스템이 개발되고 있다. DC모터를 AC모터로 변환함에 따라 출력과 EV의 동력성능(가속성능, 최고속도)이 크게 향상되어 가솔린차에 비하여 손색없는 수준에 도달하였다. 고출력화를 추진하면서 고회전화 함에 따라 모터가 경량소형화되어 탑재 중량이나 용적도 크게 감소하였다.Also, recently, motor / control technology is gradually developed, and high power, compact and highly efficient system is being developed. As the DC motor was converted into an AC motor, the output power and EV power performance (acceleration performance, maximum speed) were greatly improved, reaching a level comparable to that of gasoline cars. As high output was promoted, the weight of the motor was reduced and the weight and volume of the motor were greatly reduced.
이러한 전기자동차의 경우, 필요 전력을 공급받기 위해 다수개의 배터리 셀로 구성된 배터리 팩을 탑재한다. 이러한 배터리 팩에 포함되어 있는 다수개의 배터리 셀은 안전성과 수명 향상, 그리고 고출력을 얻기 위해 각 배터리 셀의 전압을 균일하게 해주어야 할 필요가 있다. 이에 따라, 배터리 셀들을 충전 또는 방전하면서 각 배터리가 적절한 전압을 가질 수 있도록 하는 배터리 관리 시스템을 이용한다.In the case of such an electric vehicle, a battery pack composed of a plurality of battery cells is mounted to receive the required electric power. The plurality of battery cells included in such a battery pack needs to be uniform in voltage of each battery cell in order to obtain safety, life span, and high output. Thereby, a battery management system is used which allows each battery to have an appropriate voltage while charging or discharging the battery cells.
그러나, 배터리 관리 시스템을 구성하는 복수의 모니터링부 각각에서 소비하는 전류들 간에는 차이가 존재하며, 이러한 소비전류의 차이는 배터리 셀 간의 전압 불균형을 초래한다.However, there is a difference between the currents consumed by each of the plurality of monitoring units constituting the battery management system, and this difference in the current consumption results in a voltage imbalance among the battery cells.
따라서, 복수의 모니터링부 각각의 소비전류를 고려하는 셀 밸런싱 방법이 필요하다.Therefore, there is a need for a cell balancing method that takes into account the current consumption of each of the plurality of monitoring portions.
따라서, 본 발명의 목적은, 각각의 배터리 셀의 전압을 모니터링하는 각각의전압 모니터링부의 소비 전류값에 기초하여, 셀 밸런싱을 수행하는 전기자동차 및 그 제어방법을 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an electric vehicle and a control method thereof for performing cell balancing on the basis of consumption current values of respective voltage monitoring units that monitor the voltage of each battery cell.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전기자동차는 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈, 상기 배터리 모듈 각각의 전압을 모니터링하는 복수의 모니터링 부, 상기 배터리 모듈 각각에 연결되어, 상기 배터리 모듈의 전압을 밸런싱하는 복수의 밸런싱 회로 및 상기 복수의 모니터링 부에서 수신한 소비 전류 데이터에 기초하여, 특정 배터리 모듈의 전압 밸런싱을 수행하는 해당 밸런싱 회로에 에 전압 밸런싱 명령을 전송하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electric vehicle including: a plurality of battery modules including a plurality of battery cells; a plurality of monitoring units for monitoring voltages of the battery modules; And a control unit for transmitting a voltage balancing command to a corresponding balancing circuit that performs voltage balancing of a specific battery module based on the current consumption data received by the plurality of monitoring units and balancing circuits for balancing the voltages of the modules .
또한, 본 발명에 따른 전기자동차의 제어방법은 복수의 모니터링부 각각의 소비전류 값들을 측정하는 단계, 상기 소비전류 값들을 비교하여, 전압 밸런싱이 필요한 특정 배터리 모듈을 결정하는 단계, 상기 결정된 특정 배터리 모듈의 전압 밸런싱을 수행하는 해당 밸런싱 회로에 명령을 전송하는 단계 및 상기 특정 배터리 모듈의 전압을 밸런싱하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a control method for an electric vehicle, comprising: measuring current consumption values of each of a plurality of monitoring units; comparing the current consumption values to determine a specific battery module requiring voltage balancing; Sending a command to a corresponding balancing circuit that performs voltage balancing of the module, and balancing the voltage of the particular battery module.
본 발명에 따른 전기자동차 및 그 제어방법은 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈간의 전압 밸런싱 효율을 증가시킬 수 있다.The electric vehicle and its control method according to the present invention can increase the voltage balancing efficiency between a plurality of battery modules including a plurality of battery cells.
이에 따라, 전기자동차의 주행거리 및 배터리 수명을 증가시킬수 있다.Accordingly, the mileage of the electric vehicle and the battery life can be increased.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 및 배터리 관리 시스템을 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 제어방법을 나타내는 순서도이다.1 is a view schematically showing an internal configuration of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates a battery and battery management system of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a flowchart showing a control method of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 본 발명의 실시예들에 의한 전기자동차 및 그 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for explaining an electric vehicle and a control method thereof according to embodiments of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들에 의한 전기자동차 및 그 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for explaining an electric vehicle and a control method thereof according to embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도이다.1 is a schematic view illustrating an internal configuration of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차는 차량제어부(VCM)(110), 모터제어부(MCU)(120), 모터(130), 인터페이스부(140), 전력릴레이부(PRA)(150), 배터리(160), 배터리 관리 시스템(BMS)(170), 센서부(180)을 포함한다.1, an electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes a vehicle control unit (VCM) 110, a motor control unit (MCU) 120, a
전기자동차는 상기와 같이 배터리(160)를 포함하여, 배터리(160)에 충전된 전원을 동작전원으로 이용하여 동작하며, 소정의 충전소 또는 차량 충전설비 또는 가정에서 외부로부터 전원을 공급받아 배터리(160)를 충전한다. As described above, the electric vehicle operates by using the electric power charged in the
배터리(160)는 고전압의 전기에너지를 저장하고, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 복수개 포함할 수 있다. 예를 들어, 8개 내지 10개의 배터리 셀이 직렬로 연결되어 하나의 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 이 때, 전기자동차는 배터리(160)의 충전을 제어하고 배터리(160)의 잔여용량, 충전 필요성을 판단하며, 배터리(160)에 저장된 충전전류를 전기자동차의 각 부로 공급하는데 따른 관리를 수행하는 배터리 관리 시스템(BMS: Battery management system)(170)을 더 포함한다. The
배터리 관리 시스템(170)은 배터리 모듈 각각의 전압을 모니터링하는 복수의전압 모니터링 부(미도시) 및 복수의 배터리 모듈 각각에 연결되는 전압 밸런싱 부(미도시)를 포함하여, 배터리(160)를 충전하고 사용할 때, 배터리 내의 배터리 모듈 간의 전압차를 고르게 유지할 수 있다. 따라서, 배터리(160)가 과충전되거나 과방전되지 않도록 제어함으로써 배터리(160)의 수명을 연장할 수 있다.The
배터리 모듈 간의 전압을 밸런싱하는 방법에 대해서는 도 2 및 도 3에서 자세히 후술하기로 한다. A method for balancing the voltage between the battery modules will be described in detail later with reference to FIG. 2 and FIG.
또한, 배터리 관리 시스템(170) 내의 전압 모니터링부는 현재 배터리(160)의 배터리 잔량 및 배터리 전압을 측정하여 차량제어부(110)로 전송할 수 있다.In addition, the voltage monitoring unit in the
전력릴레이부(PRA: Power relay assembly)(150)는 고전압을 스위칭하기 위해 복수의 릴레이와, 센서를 포함하여 배터리(160)로부터 인가되는 고전압의 동작전원을 모터제어부(120)로 인가하거나 차단한다. 이때 전력릴레이부(150)는 차량제어부(110)의 제어명령에 의해 릴레이를 동작시킨다. A power relay assembly (PRA) 150 applies or disconnects a plurality of relays and a high-voltage operation power applied from the
전력릴레이부(150)는 차량 시동 시 또는 차량의 시동이 꺼지는 경우, 차량제어부(110)의 제어명령에 따라, 구비되는 복수의 릴레이를 소정 순서에 따라 스위칭 함으로써, 차량의 각 부로 배터리(160)에 저장된 고전압의 동작전원이 인가되도록 한다.The
전력릴레이부(150)는 배터리(160)로부터 모터제어부(120)로 인가되는 전원을 차단할 수 있으며, 모터(130)로 공급되는 전원이 차단되므로 모터(130)가 정지하게 됨에 따라 차량 또한 정지하게 된다.The
모터제어부(120)는 모터제어부(120)에 연결되어 있는 적어도 하나의 모터(130)를 구동하기 위한 제어신호를 생성하는데 모터제어를 위한 소정의 신호를 생성하여 인가한다. 이때 모터제어부(120)는 인버터(미도시) 및 컨버터(미도시)를 포함하여 인버터 또는 컨버터를 제어함으로써 모터(130)의 구동을 제어할 수 있다. The
차량제어부(Vehicle control module: VCM)(110) 는 차량 주행 및 동작에 따른 전반을 제어한다. 차량제어부(110)는 센서부(미도시)의 입력에 대응하여 설정된 동작이 수행되도록 모터제어부(120)로 소정의 명령을 생성하여 인가하여 제어하고, 데이터의 입출력을 제어한다.A vehicle control module (VCM) 110 controls the entire vehicle driving and operation. The
또한, 차량제어부(110)는 배터리(160)의 출력전압을 모니터링하여 차량의 주행을 제어한다.Further, the
센서부(180)는 차량 주행, 또는 소정 동작 중에 발생하는 신호를 감지하여 이를 차량제어부(110)로 입력한다. 센서부(180)는 차량 내부 및 외부에 복수의 센서를 포함하여 다양한 감지신호를 입력한다. 이때 설치되는 위치에 따라 센서의 종류 또한 상이할 수 있다. 센서부(180)는 토크값 계산을 위하여 휠(wheel) 속력을 감지하는 휠 센서, 차량의 기울기를 감지하는 슬로프(slope) 센서를 포함한다.The
센서부(180)는 복수의 센서를 포함하며 모터(130)의 입력전류 및 모터(미도시)의 로우터 각도를 측정하여 모터제어부(120)로 측정값을 전송할 수 있다.The
인터페이스부(140)는 운전자의 조작에 의해 소정의 신호를 입력하는 입력수단과, 전기 자동차의 현 상태 동작 중 정보를 외부로 출력하는 출력수단을 포함한다.The
입력수단은 스티어링 휠, 액셀레이터, 브레이크와 같은 운전을 위한 조작수단을 포함한다. 엑셀레이터는 토크값 연산을 위한 가속 정보를 출력하고, 브레이크는 토크값 연산을 위한 제동 정보를 출력한다.The input means includes operating means for operation such as a steering wheel, an accelerator, and a brake. The accelerator outputs acceleration information for torque value calculation, and the brake outputs braking information for torque value calculation.
또한, 입력수단은 차량 주행에 따름 방향지시등, 테일램프, 헤드램프, 브러시 등의 동작을 위한 복수의 스위치, 버튼 등을 포함한다.Further, the input means includes a plurality of switches, buttons, and the like for operation of a turn signal lamp, a tail lamp, a head lamp, a brush, etc.,
출력수단은 정보를 표시하는 디스플레이부, 음악, 효과음 및 경고음을 출력하는 스피커 그리고 각종 상태 등을 포함한다. The output means includes a display unit for displaying information, a speaker for outputting music, an effect sound and a warning sound, and various states.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 및 배터리 관리 시스템을 나타내는 도이다.FIG. 2 illustrates a battery and battery management system of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 2를 참조하면, 배터리(160)는 복수의 배터리 모듈로 구성될 수 있다. 배터리 모듈 하나는 복수의 배터리 셀이 포함된 것으로, 복수의 배터리 셀을 일정한 개수씩 직렬로 연결하여, 제1 배터리 모듈(161), 제2 배터리 모듈(162)을 포함하는 n개의 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀 8개 내지 10개가 하나의 배터리 모듈을 구성할 수 있으며, 배터리 모듈 하나에 포함되는 배터리 셀의 수와 배터리(160)에 포함되는 배터리 모듈의 수는 제한되지 않는다. Referring to FIG. 2, the
배터리 관리 시스템(170)은 복수의 배터리 모듈 각각을 모니터링 하는 복수의 모니터링 부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 배터리 모듈(161)을 모니터링 하는 제1 모니터링 부(171), 제2 배터리 모듈(162)을 모니터링 하는 제2 모니터링 부(172), 제n 배터리 모듈(163)을 모니터링하는 제n 모니터링 부(173)를 포함할 수 있다. 따라서, 배터리 모듈의 수와 모니터링 부의 수는 동일할 수 있다.The
각각의 모니터링 부는 각각 연결되어 있는 배터리 모듈의 전압, 전류, 온도 등을 측정할 수 있다. 이때, 모니터링 부는 배터리 모듈로부터 전원을 공급받아 동작하게 된다.Each monitoring unit can measure the voltage, current, and temperature of each connected battery module. At this time, the monitoring unit operates by receiving power from the battery module.
예를 들어, 모니터링 부는 스위칭 소자, 저항, 캐패시터 등을 이용하여, 배터리 모듈의 전압을 측정할 수 있으며, 측정된 전압은 아날로그-디지털 변환을 통하여, 디지털 신호로 변환될 수 있다.For example, the monitoring unit can measure the voltage of the battery module using a switching element, a resistor, a capacitor, and the like, and the measured voltage can be converted into a digital signal through analog-to-digital conversion.
이외에도, 모니터링 부는 모니터링 부 자체의 소비전류를 측정할 수 있다.In addition, the monitoring part can measure the consumption current of the monitoring part itself.
상기 측정된 배터리 모듈의 전압, 전류, 온도, 모니터링 부의 소비전류 등의데이터들은 차량제어부(110)로 전송될 수 있으며, 상기 데이터들은 데이지 체인(daisy-chain)방식으로 차량제어부(110)로 전송될 수 있다.The measured data of the voltage, current, temperature, and consumption current of the battery module can be transmitted to the
데이지 체인 방식이란, 예를 들어, 제1 모니터링 부(171)에서 측정한 제1 데이터(제1 배터리 모듈의 전압, 전류, 온도, 제1 모니터링 부의 소비 전류 등)를 제2 모니터링 부(172)로 전송한다. 제2 모니터링 부(172)는, 수신한 제1 데이터와 제2 모니터링 부(172)에서 측정한 제2 데이터(제2 배터리 모듈의 전압, 전류, 온도, 제2 모니터링 부의 소비 전류 등)를 제3 모니터링 부(미도시)로 전송한다. 이와 같은 방식으로, 제n 모니터링 부(173)는 누적된 데이터(제1 데이터+제2 데이터+?+제n-1 데이터)를 제n-1 모니터링 부(미도시)로부터 수신할 수 있다.The daisy chain method is a method in which the
제n 모니터링부(173)는 수신한 데이터와 제n 모니터링 부(173)에서 측정한 제n 데이터를 취합한 최종 데이터(제1 데이터+제2 데이터+?+제n-1 데이터+제n 데이터)를 차량제어부(110)로 전송한다.The n-
차량제어부(110)는 수신한 최종 데이터를 기초로 하여, 밸런싱이 필요한 특정 배터리 모듈을 결정하고, 결정된 배터리 모듈에 연결된 밸런싱 회로로 구동 명령을 전송할 수 있다.The
특히, 상기와 같은 방식으로 각 모니터링 부의 데이터를 차량제어부(110)로 전송하게 되면, 각 모니터링 부에서 처리되는 데이터 량에 차이가 존재하고, 이에 따라, 모니터링부에서 소비하는 소비 전류에 차이가 있다.Particularly, when the data of each monitoring unit is transmitted to the
예를 들어, 제n 모니터링 부(173)에서는 제1 데이터, 제2 데이터, ?, 제n-1 데이터, 제n 데이터를 합산한 최종 데이터를 처리하므로, 제1 데이터만을 처리하는 제1 모니터링 부(171)에 비하여, 소비하는 전류가 증가할 수 있다.For example, since the
이와 같이, 배터리 모듈로부터 전원을 공급받는 모니터링 부의 소비전류 차이는 배터리 모듈의 전압 차이를 초래할 수 있다.As described above, the difference in the consumption current of the monitoring unit, which is supplied with power from the battery module, may cause a voltage difference of the battery module.
따라서, 차량제어부(110)는 수신한 각 모니터링 부의 소비 전류 데이터를 기초로 하여, 밸런싱이 필요한 특정 배터리 모듈을 결정하고, 결정된 배터리 모듈에 연결된 밸런싱 회로로 구동 명령을 전송할 수 있다. 이에 대해서는 도 3에서 자세히 후술하기로 한다.Therefore, the
한편, 차량제어부(110)는 배터리(160)와 다른 별도의 배터리, 예를 들어 차량 배터리에 의하여 전원을 공급받을 수 있다. 이러한 경우, 배터리(160)로부터 전원을 공급받는 모니터링 부와 별도의 배터리로부터 전원을 공급받는 차량제어부(110)의 전원을 분리하는 아이솔레이터(190)를 포함할 수 있다.On the other hand, the
또한, 차량제어부(110)는 도시하지는 않았지만, 차량내의 다른 제어부들과 통신을 수행하여, 차량의 주행을 제어할 수 있다.Also, although not shown, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 제어방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart showing a control method of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 복수의 모니터링 부는 각각 모니터링 부의 소비전류를 측정한다(S210). 측정된 소비전류 값은 차량제어부(110)로 전송될 수 있다. 이때, 도 2에서 설명한 데이지 체인 방식에 의하여, 각각의 모니터링 부에서 차량 제어부(110)로 전송될 수 있다. 예를 들어, 제1 모니터링 부(171)는 제1 모니터링 부(171)의 소비전류 값을 측정하여, 제2 모니터링 부(172)로 전송하고, 제2 모니터링 부(172)는 수신한 제1 모니터링 부(171)의 소비전류 값과 제2 모니터링 부(172)에서 측정한 제2 모니터링 부(172)의 소비전류 값을 제3 모니터링 부(미도시)로 전송할 수 있다. 이와 같은 방식으로 제n 모니터링 부(173)는 제1 모니터링 부(171) 내지 제n 모니터링 부(173)의 소비전류 값을 차량제어부(110)로 전송할 수 있다.Referring to FIG. 3, each of the plurality of monitoring units measures the consumption current of the monitoring unit (S210). The measured consumption current value may be transmitted to the
차량제어부(110)는 각 모니터링 부의 소비전류 값을 비교하여, 전압 밸런싱을 수행할 특정 배터리 모듈을 결정할 수 있다(S220).The
이때, 특정 배터리 모듈은 각 모니터링 부의 소비전류 값을 비교한 결과, 가장 큰 소비전류 값과 기준값 이상 차이가 나는 소비전류 값을 가지는 모니터링 부에 대응하는 배터리 모듈일 수 있다. At this time, the specific battery module may be a battery module corresponding to a monitoring unit having a consumed current value that differs from the largest consumed current value by more than a reference value as a result of comparing consumption current values of the respective monitoring units.
또는, 상기 비교결과, 가장 작은 소비전류 값을 가지는 모니터링 부에 대응하는 배터리 모듈일 수 있다. 특정 배터리 모듈을 결정하는 기준은 이에 한정되지 아니하며, 다양한 기준으로 결정될 수 있다.Alternatively, the battery module may correspond to the monitoring unit having the smallest current consumption value as a result of the comparison. The criteria for determining a particular battery module is not limited thereto and may be determined on various criteria.
특정 배터리 모듈이 결정되면, 차량제어부(110) 결정된 특정 배터리 모듈의 전압 밸런싱을 수행하는 해당 밸런싱 회로에 명령을 전송할 수 있다(S230).When the specific battery module is determined, the
상기 명령을 수신한 해당 밸런싱 회로는 특정 배터리 모듈에 대한 전압 밸런싱을 수행할 수 있다(S240).The corresponding balancing circuit receiving the command may perform voltage balancing for a specific battery module (S240).
이때, 특정 배터리 모듈에 대한 전압 밸런싱은, 특정 배터리 모듈을 방전시켜, 전압을 낮추거나 에너지를 소모시키는 방식으로 밸런싱을 수행할 수 있다.At this time, voltage balancing for a specific battery module can perform balancing by discharging a specific battery module, lowering the voltage or consuming energy.
예를 들어, 소비전류 값이 가장 작은 모니터링 부에 대응하는 배터리 모듈은 전압이 가장 클 수 있으며, 따라서, 다른 배터리 모듈 전압과 밸런스를 맞추기 위해, 전압을 낮추는 방식으로 밸런싱을 수행할 수 있다.For example, the battery module corresponding to the monitoring unit having the smallest current consumption value may have the largest voltage, and therefore balancing can be performed by lowering the voltage to balance with other battery module voltages.
상기와 같이, 각 모니터링 부의 소비전류 값을 기초로 하여, 배터리 모듈의 전압 밸런싱을 수행하면, 모니터링 부에서 소비되는 소비 전류 차이에 의하여 발생하는 전압 불균형을 방지할 수 있다. As described above, when the voltage balancing of the battery module is performed based on the consumption current value of each monitoring unit, the voltage unbalance caused by the consumption current difference consumed in the monitoring unit can be prevented.
따라서, 복수의 배터리 모듈간의 전압 밸런싱 효율을 증가시킬 수 있어, 이에 따라, 전기자동차의 주행거리 및 배터리 수명을 증가시킬수 있다Therefore, the voltage balancing efficiency between the plurality of battery modules can be increased, thereby increasing the mileage and battery life of the electric vehicle
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.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, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.
110: 차량제어부 120: 모터제어부
130: 모터 140: 인터페이스부
150: 전력릴레이부 160: 배터리
170: 배터리 관리 시스템 180: 센서부110: vehicle control unit 120: motor control unit
130: motor 140:
150: power relay unit 160: battery
170: Battery management system 180:
Claims (13)
상기 배터리 모듈 각각의 전압을 모니터링하는 복수의 모니터링 부;
상기 배터리 모듈 각각에 연결되어, 상기 배터리 모듈의 전압을 밸런싱하는 복수의 밸런싱 회로; 및
상기 복수의 모니터링 부에서 수신한 소비 전류 데이터에 기초하여, 특정 배터리 모듈의 전압 밸런싱을 수행하는 해당 밸런싱 회로에 전압 밸런싱 명령을 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.A plurality of battery modules including a plurality of battery cells;
A plurality of monitoring units for monitoring a voltage of each of the battery modules;
A plurality of balancing circuits connected to each of the battery modules, for balancing a voltage of the battery module; And
And a controller for transmitting a voltage balancing command to a corresponding balancing circuit that performs voltage balancing of a specific battery module based on consumption current data received by the plurality of monitoring units.
상기 해당 밸런싱 회로는,
상기 명령을 수신하여, 특정 배터리 모듈을 방전시켜, 전압을 낮추는 것을 특징으로 하는 전기자동차.The method according to claim 1,
The corresponding balancing circuit comprises:
And receives the command to discharge a specific battery module, thereby lowering the voltage.
상기 특정 배터리 모듈은,
상기 비교결과, 가장 큰 소비전류 값과 기준값 이상 차이가 나는 소비전류 값을 가지는 전압 모니터링 부에 대응하는 배터리 모듈인 것을 특징으로 하는 전기자동차.The method according to claim 1,
The specific battery module includes:
Wherein the battery module is a battery module corresponding to a voltage monitoring unit having a consumption current value that is greater than a reference current value by a maximum consumption current value.
상기 특정 배터리 모듈은,
상기 비교결과, 가장 작은 소비전류 값을 가지는 전압 모니터링 부에 대응하는 배터리 모듈인 것을 특징으로 하는 전기자동차.The method according to claim 1,
The specific battery module includes:
Wherein the battery module is a battery module corresponding to a voltage monitoring unit having a smallest current consumption value as a result of the comparison.
상기 해당 밸런싱 회로는,
상기 특정 배터리 모듈의 전압이 기준전압에 도달할 때까지 밸런싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.The method according to claim 1,
The corresponding balancing circuit comprises:
And balancing is performed until a voltage of the specific battery module reaches a reference voltage.
상기 해당 밸런싱 회로는,
기준시간동안 밸런싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.The method according to claim 1,
The corresponding balancing circuit comprises:
Wherein the balancing is performed during the reference time.
상기 제어부와 상기 모니터링 부의 전원을 분리하는 아이솔레이터를 더포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.The method according to claim 1,
Further comprising an isolator for separating power from the control unit and the monitoring unit.
상기 소비전류 값들을 비교하여, 전압 밸런싱이 필요한 특정 배터리 모듈을 결정하는 단계;
상기 결정된 특정 배터리 모듈의 전압 밸런싱을 수행하는 해당 밸런싱 회로에 명령을 전송하는 단계; 및
상기 특정 배터리 모듈의 전압을 밸런싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 제어방법.Measuring current consumption values of each of the plurality of monitoring units;
Comparing the consumption current values to determine a specific battery module requiring voltage balancing;
Transmitting a command to a corresponding balancing circuit that performs voltage balancing of the determined specific battery module; And
And balancing the voltage of the specific battery module.
상기 특정 배터리 모듈의 전압을 밸런싱하는 단계에 있어서,
상기 특정 배터리 모듈을 방전시켜, 전압을 낮추는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 제어방법.9. The method of claim 8,
In balancing the voltage of the specific battery module,
And discharging the specific battery module to lower the voltage.
상기 특정 배터리 모듈을 결정하는 단계에 있어서,
상기 비교결과, 가장 큰 소비전류 값과 기준값 이상 차이가 나는 소비전류 값을 가지는 모니터링 부에 대응하는 배터리 모듈을 상기 특정 배터리 모듈로 결정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 제어방법.9. The method of claim 8,
In the step of determining the specific battery module,
Wherein the battery module corresponding to a monitoring unit having a consumption current value that is greater than a reference current value by a maximum consumption current value is determined as the specific battery module.
상기 특정 배터리 모듈을 결정하는 단계에 있어서,
상기 비교결과, 가장 작은 소비전류 값을 가지는 모니터링 부에 대응하는 배터리 모듈을 상기 특정 배터리 모듈로 결정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 제어방법.9. The method of claim 8,
In the step of determining the specific battery module,
Wherein the battery module corresponding to the monitoring unit having the smallest current consumption value is determined as the specific battery module.
상기 특정 배터리 모듈의 전압을 밸런싱하는 단계에 있어서,
상기 특정 배터리 모듈의 전압이 기준전압에 도달할 때까지 전압을 밸런싱하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 제어방법.9. The method of claim 8,
In balancing the voltage of the specific battery module,
And balancing the voltage until the voltage of the specific battery module reaches the reference voltage.
상기 특정 배터리 모듈의 전압을 밸런싱하는 단계에 있어서,
기준시간 동안 전압을 밸런싱하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 제어방법.9. The method of claim 8,
In balancing the voltage of the specific battery module,
And balancing the voltage during the reference time.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130001669A KR101537093B1 (en) | 2013-01-07 | 2013-01-07 | electric vehicle and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130001669A KR101537093B1 (en) | 2013-01-07 | 2013-01-07 | electric vehicle and control method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140089800A true KR20140089800A (en) | 2014-07-16 |
KR101537093B1 KR101537093B1 (en) | 2015-07-15 |
Family
ID=51737729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130001669A KR101537093B1 (en) | 2013-01-07 | 2013-01-07 | electric vehicle and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101537093B1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170123093A (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | battery pack and battery pack charging method |
KR101956254B1 (en) * | 2018-07-17 | 2019-03-08 | 에이피이엘(주) | Balancing control system by changing the current command according to the voltage value of the electric vehicle battery module |
KR101974807B1 (en) * | 2018-10-02 | 2019-08-28 | (주)티에스식스티즈 | Smart slave battery management system and method for battery management thereof |
KR20190105847A (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | Method and battery management sytem for cell balancing |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102319239B1 (en) | 2016-12-21 | 2021-10-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery pack |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100906907B1 (en) * | 2006-10-10 | 2009-07-08 | 현대자동차주식회사 | Car battery management system |
US7876071B2 (en) * | 2007-06-15 | 2011-01-25 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Integrated battery voltage sensor with high voltage isolation, a battery voltage sensing system and methods therefor |
JP4967162B2 (en) * | 2007-08-20 | 2012-07-04 | Necエナジーデバイス株式会社 | Secondary battery pack |
KR101165593B1 (en) * | 2012-02-07 | 2012-07-23 | (주)이미지스테크놀로지 | A cell balancing circuit device of battery management system using bidirectional dc-dc converter |
-
2013
- 2013-01-07 KR KR1020130001669A patent/KR101537093B1/en active IP Right Grant
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170123093A (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | battery pack and battery pack charging method |
KR20190105847A (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | Method and battery management sytem for cell balancing |
US11894701B2 (en) | 2018-03-06 | 2024-02-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cell-balancing method and battery management system performing the same |
KR101956254B1 (en) * | 2018-07-17 | 2019-03-08 | 에이피이엘(주) | Balancing control system by changing the current command according to the voltage value of the electric vehicle battery module |
KR101974807B1 (en) * | 2018-10-02 | 2019-08-28 | (주)티에스식스티즈 | Smart slave battery management system and method for battery management thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101537093B1 (en) | 2015-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100906907B1 (en) | Car battery management system | |
JP5597728B2 (en) | Electric vehicle power storage system | |
CN105391108A (en) | Battery pack and hybrid vehicle including the battery pack | |
KR101537093B1 (en) | electric vehicle and control method thereof | |
KR20120081824A (en) | Electric vehicle and operating method | |
WO2013089516A1 (en) | Electric vehicle and method for controlling same | |
CN105379087A (en) | Power source control device and method for detecting relay abnormality | |
CN110466364B (en) | Battery pack for vehicle | |
KR20120005729A (en) | Electric vehicle and operating method | |
WO2013089517A1 (en) | Electric vehicle and method for controlling same | |
KR20120114604A (en) | Electric vehicle and method for speed control | |
KR20120012654A (en) | Electric vehicle and method for controlling the same | |
KR20130068993A (en) | Electric vehicle and control method thereof | |
JP2005117765A (en) | Protection controller for battery pack, and protection control method for battery pack | |
KR101611285B1 (en) | electric vehicle and control method thereof | |
KR20130069000A (en) | Electric vehicle and control method thereof | |
KR20140065209A (en) | Electric vehicle and control method thereof | |
KR20140020659A (en) | Ev battery management system using power line communication and control method thereof | |
KR20140065208A (en) | Electric vehicle and control method thereof | |
KR20130068986A (en) | An apparatus for measuring a high voltage of electronic vehecle | |
KR101611289B1 (en) | electric vehicle and control method thereof | |
KR20120081825A (en) | Electric vehicle and operating method | |
JP5724866B2 (en) | Monitoring system and monitoring method | |
JP2012165580A (en) | Control device of power storage device | |
KR20110048857A (en) | Electric vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
N231 | Notification of change of applicant | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190624 Year of fee payment: 5 |