KR20140128626A - Device for managing the battery of vehicle and method thereof - Google Patents

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Abstract

A vehicle battery managing apparatus according to the present invention detects an erroneous interconnection of each battery cell inside a vehicle, in order to prevent the vehicle battery managing apparatus from being burnt in advance and to improve stability performance of the battery. Also, the apparatus prevents the battery from being fully discharged while detecting a low voltage of the battery cells, thereby enabling the cell module to be reused.

Description

차량 배터리 관리 장치 및 그 방법{Device for managing the battery of vehicle and method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a vehicle battery management apparatus,

본 발명은 차량 배터리 관리 장치에 관한 것으로, 특히 차량 배터리의 오결선 검출 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle battery management apparatus, and more particularly to a miswiring detection technique of a vehicle battery.

일반적으로, 하이브리드(Hybrid) 차량은 두 개의 동력원(예를 들어 가솔린 엔진과 전기 모터)을 병행하여 구동되는 차량으로서, 엔진이 비효율적인 주행 환경일 때 모터의 충전 및 방전을 통해 시스템의 효율성을 높인다. 또한, 감속시 하이브리드 차량은 브레이크 토크에 의한 운동 에너지를 모터에서 발전하는 회생 제동을 하여 배터리에 저장함으로써, 연비를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.Generally, a hybrid vehicle is a vehicle driven by two power sources (for example, a gasoline engine and an electric motor) in parallel, and improves the efficiency of the system by charging and discharging the motor when the engine is in an inefficient driving environment . Further, the hybrid vehicle at the time of deceleration has an advantage that the kinetic energy due to the brake torque is regeneratively braked by the motor and stored in the battery, thereby improving fuel economy.

하이브리드 차량의 동력계통 구성을 보면, 주행 구동원인 엔진 및 전기모터, 동력 전달을 위한 클러치 및 자동 변속기, 엔진 및 모터 등의 구동을 위한 인버터, DC/DC컨버터, 고전압 배터리 등을 포함하여 구성되며, 또한, 이들의 제어수단으로서 최상위 제어기인 하이브리드 제어기(HCU, Hybrid Control Unit), 모터 제어기(MCU, Motor Control Unit) 및 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System) 등을 포함하고 있다.The power system configuration of the hybrid vehicle includes an engine and an electric motor serving as driving motors, a clutch and an automatic transmission for transmitting power, an inverter for driving engines and motors, a DC / DC converter, a high voltage battery, The control unit includes a hybrid control unit (HCU), a motor control unit (MCU), and a battery management system (BMS), which are the highest level controllers.

이러한 하이브리드 차량은 모터 채택 여부에 따라 소프트 타입 또는 하드 타입으로 구분되는데, 하드 타입의 하이브리드 차량의 경우에는 엔진 온/오프(ON/OFF) 판단 여부 및 엔진과 모터 간의 동력분배 등에 따라 연비와 운전성에 큰 영향을 미친다.Such a hybrid vehicle is divided into a soft type or a hard type depending on whether a motor is adopted. In the case of a hybrid type vehicle of a hard type, whether or not the engine is turned on / off (ON / OFF) It has a big influence.

특히, 엔진 온/오프 및 엔진과 모터의 동력분배는 차속, 가속페달 위치(APS Depth), 변속단 등 여러 가지 요소에 의해 결정되지만, 그중에서도 고전압 배터리의 SOC(State of Charge)가 가장 중요한 요소이다. 고전압 배터리는 하이브리드 차량의 모터 및 DC/DC 컨버터를 구동하는 에너지원이며, 그 관리 장치인 배터리 관리 시스템(BMS)은 고전압 배터리의 전압, 전류, 온도를 모니터링하여, 고전압 배터리의 충전 상태랑(SOC[%])을 전반적으로 조절 관리하는 기능을 한다. 그 중 배터리 셀의 전압을 센싱하고 이들의 편차를 관리하는 것은 배터리의 성능과 안정성을 확보하기 위하 반드시 필요한 항목이며, 배터리 관리 시스템의 주된 기능이다. Particularly, the engine on / off and the power distribution of the engine and the motor are determined by various factors such as the vehicle speed, the accelerator pedal position (APS Depth) and the speed change stage, but the SOC (State of Charge) of the high voltage battery is the most important factor . The high-voltage battery is an energy source that drives the motor and DC / DC converter of the hybrid vehicle. The battery management system (BMS) that manages the hybrid vehicle monitors the voltage, current and temperature of the high-voltage battery, [%]). Among them, sensing the voltage of the battery cell and managing the deviation of the battery cell is an essential item in order to secure the performance and stability of the battery, and is a main function of the battery management system.

종래의 차량 배터리 시스템은 도 1 (a)에 도시된 바와 같이, 직렬로 연결된 N개의 셀(도 1 (a)에서는 2개의 셀) 각각이 와이어 하네스를 이용하여 셀전압 센싱부에 연결되어 있는 구조이며, 도 1 (b)와 같이 단선에 대한 판단은 전압 0V를 기준으로 하는 로직이다.A conventional vehicle battery system has a structure in which N cells (two cells in Fig. 1 (a)) connected in series are connected to a cell voltage sensing unit using a wire harness, as shown in Fig. 1 As shown in FIG. 1 (b), the judgment on the disconnection is logic based on the voltage 0V.

그러나, 복수의 셀을 직렬로 연결하고 이를 와이어 하네스로 BMS에 연결하는 과정에서 와이어 하네스의 오조립 및 오결선으로 인하여 일부 전압이 역전압으로 인가될 경우 BMS의 소손 및 화재가 발생하며, 이에 따라 배터리 셀의 손상이 발생하게 된다. 또한, 복수의 조립된 배터리 셀이 비동작 상태에서 임의의 상황에 의해 과방전이 일어나 저전압 및 0V의 전압 강하 현상이 발생하는 경우도 있으며, 이러한 경우 고가의 배터리 팩 또는 배터리 셀의 재생에도 문제가 발생할 수 있다.However, in the process of connecting a plurality of cells in series and connecting them to the BMS through a wire harness, when some voltages are applied with a reverse voltage due to erroneous assembly and misconnection of the wire harness, the BMS is burned and fires. The battery cell is damaged. In addition, in a case where a plurality of assembled battery cells are in a non-operating state, an overdischarge occurs due to an arbitrary situation, so that a voltage drop of 0 V or a low voltage may occur. In such a case, .

본 발명은 차량 배터리 셀의 오결선을 검출할 수 있도록 하는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a technical solution for detecting miswiring of a vehicle battery cell.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 차량 배터리 관리 장치는 서로 직렬로 연결된 제1 배터리 셀의 전압 및 제2 배터리 셀의 전압을 감지하는 감지부, 감지된 상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀 간의 전압 편차를 이용하여 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀 중 적어도 하나의 오결선 여부를 판단하는 판단부, 및 상기 제1 배터리 셀의 제1단과 상기 감지부 사이 및 상기 제2 배터리 셀의 제1단과 상기 감지부 사이에 각기 구비된 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vehicle battery management apparatus including a sensing unit sensing a voltage of a first battery cell and a voltage of a second battery cell connected in series, A determination unit for determining whether at least one of the first battery cell and the second battery cell is erroneously connected using the voltage deviation between the first battery cell and the second battery cell, And a first switching device and a second switching device provided between the first end of the second battery cell and the sensing unit.

여기서, 상기 판단부는 상기 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가 턴 온 상태이고, 상기 전압 편차가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀 중 적어도 하나가 오결선된 것으로 판단한다.Here, when the first switching device and the second switching device are turned on and the voltage deviation is greater than a predetermined value, at least one of the first battery cell and the second battery cell is misconnected .

또한, 상기 제1 배터리 셀의 제1단 및 제2단과 병렬로 연결되되, 상호 직렬로 연결된 제1 및 제2 저항을 더 포함하며, 상기 제1 스위칭 소자는 드레인(drain)단이 상기 제1 배터리 셀의 제1단에 연결되고, 소스(source)단이 상기 감지부에 연결되며, 게이트(gate)단이 상기 제2 저항과 연결된 상기 제1 저항의 제2단과 연결되는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, FET)이다.The first switching device may further include first and second resistors connected in parallel to the first and second ends of the first battery cell, the first and second resistors being connected in series to each other, A field effect transistor (FET) connected to a first end of the battery cell, a source end connected to the sensing unit, and a gate connected to a second end of the first resistor connected to the second resistor, Effect Transistor, FET).

덧붙여, 상기 판단부는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자 중 적어도 하나가 턴 오프되면, 상기 제1 및 제2 배터리 셀 중 턴 오프된 상기 스위칭 소자에 대응되는 배터리 셀이 오결선된 것으로 판단한다.In addition, when at least one of the first and second switching elements is turned off, the determination unit determines that the battery cells corresponding to the switching elements turned off in the first and second battery cells are erroneously connected.

한편, 본 발명의 일 양상에 따른 차량 배터리 관리 장치에 의한 차량 배터리 관리 방법은 서로 직렬로 연결된 제1 배터리 셀의 전압 및 제2 배터리 셀의 전압을 감지하는 단계, 및 감지된 상기 제1 배터리 셀 전압 및 상기 제2 배터리 셀 전압 간의 전압 편차를 이용하여 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀 중 적어도 하나의 오결선 여부를 판단하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of managing a vehicle battery by a vehicle battery management apparatus, comprising the steps of: sensing a voltage of a first battery cell and a voltage of a second battery cell connected in series with each other; And determining whether at least one of the first battery cell and the second battery cell is erroneously connected to the second battery cell using a voltage difference between the voltage and the second battery cell voltage.

본 발명은 차량 배터리 셀의 오결선을 검출함으로써, 차량 내 배터리 관리 장치의 소손을 미연에 방지하여 배터리 관리 시스템의 회로를 보호 및 배터리의 안정성 성능을 향상시키는 효과를 창출한다. 또한, 본 발명은 배터리 셀의 저전압을 검출함과 동시에 더 이상의 배터리 완전 방전을 방지하여 셀 모듈의 재사용을 가능하게 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention detects the erroneous connection of a vehicle battery cell to prevent burn-out of the in-vehicle battery management device, thereby protecting the circuit of the battery management system and improving the stability performance of the battery. In addition, the present invention detects a low voltage of a battery cell and prevents further full discharge of the battery, thereby enabling reuse of the cell module.

도 1은 종래의 차량 배터리 모니터링 장치 및 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 관리 장치 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 차량 배터리 관리 장치의 회로 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 관리 장치의 동작 방법 흐름도.1 is a view for explaining a conventional vehicle battery monitoring apparatus and method.
2 is a block diagram of a vehicle battery management apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is a circuit example of a vehicle battery management device according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating an operation method of a vehicle battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The foregoing and further aspects of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 관리 장치 블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 차량 배터리 관리 장치의 회로 예시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 배터리 셀(100)의 상태를 관리하기 위한 차량 배터리 관리 장치(1000)는 감지부(200), 판단부(300)와 제1 및 제2 스위칭 소자(400)를 포함한다. 여기서, 감지부(200) 및 판단부(300)는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)의 전반을 제어하는 제어 유닛에 함께 구현될 수 있으며, 또는 각각 별도의 모듈로 구현될 수 있다.FIG. 2 is a block diagram of a vehicle battery management apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of a vehicle battery management apparatus according to the present invention. 2, a vehicle battery management apparatus 1000 for managing the states of a plurality of battery cells 100 includes a sensing unit 200, a determination unit 300, first and second switching devices 400 ). Here, the sensing unit 200 and the determination unit 300 may be implemented together in a control unit that controls the entire battery management system (BMS), or may be implemented as separate modules.

다수의 배터리 셀(100)은 서로 직렬로 연결되며, 각 배터리 셀은 리튬계열의 2차 전지(예를 들어, 리튬 이온 또는 리튬 폴리머)이다. 도 3에서 다수의 배터리 셀(100)은 제1 배터리 셀(110) 및 제2 배터리 셀(120) 2개 만을 예시하였으나, 차량 사양에 따라 2개 이상의 다수로 구현될 수 있다. 다수의 배터리 셀(100)의 (+),(-) 단자에는 감지부(200)와의 통신을 위한 센싱 와이어(L1~L3)가 연결된다. 이러한 센싱 와이어의 개수는 배터리 셀보다 하나 더 많은 개수로 구현된다. 즉, 도 3에 예시된 바와 같이 배터리 셀이 2개(110, 120)인 경우 센싱 와이어는 3개(L1~L3)로 구성된다.A plurality of battery cells 100 are connected in series to each other, and each battery cell is a lithium-based secondary battery (for example, lithium ion or lithium polymer). In FIG. 3, the plurality of battery cells 100 illustrate only two of the first and second battery cells 110 and 120, but may be implemented in more than two depending on the vehicle specifications. Sensing wires L1 to L3 for communicating with the sensing unit 200 are connected to the (+) and (-) terminals of the plurality of battery cells 100, respectively. The number of such sensing wires is realized by one more number than the battery cells. That is, as illustrated in FIG. 3, when two battery cells 110 and 120 are formed, three sensing wires L1 to L3 are formed.

감지부(200)는 다수의 배터리 셀(100)과 연결된 센싱 와이어들(L1~L3)를 통해 제1 및 제2 배터리 셀(110, 120) 각각의 전압을 감지한다. 이를 위해, 감지부(200)는 센싱 IC를 포함할 수 있으며, 이 센싱 IC는 배터리 셀의 음극에 연결된 센싱 와이어를 접지로, 배터리 셀의 양극을 전원으로 할 수 있다.The sensing unit 200 senses voltages of the first and second battery cells 110 and 120 through the sensing wires L1 to L3 connected to the plurality of battery cells 100, respectively. To this end, the sensing unit 200 may include a sensing IC, which can be a sensing wire connected to the negative electrode of the battery cell, and a positive electrode of the battery cell as a power source.

판단부(300)는 감지부(200)에 의해 감지된 제1 배터리 셀(110) 전압 및 제2 배터리 셀(120) 전압 간의 전압 편차를 이용하여 배터리 셀(100)의 오결선 여부를 판단한다. 덧붙여, 판단부(300)는 배터리 셀(100)이 오결선 되었다고 판단하면, 단선 Fault 신호를 발생시켜 사용자에게 알릴 수 있으며, 다수의 배터리 셀(100) 중 어느 배터리 셀이 오결선됨을 알릴 수 있다.The determination unit 300 determines whether the battery cell 100 is misconnected using the voltage deviation between the voltage of the first battery cell 110 and the voltage of the second battery cell 120 sensed by the sensing unit 200 . In addition, when the determination unit 300 determines that the battery cell 100 is erroneously connected, the disconnection fault signal may be generated to notify the user, and it may be informed which battery cell among the plurality of battery cells 100 is misconnected .

여기서, 판단부(300)는 서로 인접한 2개의 배터리 셀 간의 전압 편차를 이용하여 그 2개의 배터리 셀의 오결선 여부를 판단한다. 예를 들어 제3 배터리 셀(도시하지 않음)이 더 존재하는 경우, 판단부(300)는 제1 및 제2 배터리 셀 간의 전압 편차를 이용하여 제1 및 제2 배터리 셀의 오결선 여부를 판단하며, 제2 및 제3 배터리 셀 간의 전압 편차를 이용하여 제2 및 제3 배터리 셀의 오결선 여부를 판단한다.Here, the determination unit 300 determines whether the two battery cells are misconnected using the voltage deviation between two adjacent battery cells. For example, when there is a third battery cell (not shown), the determination unit 300 determines whether the first and second battery cells are misconnected using the voltage deviation between the first and second battery cells And determines whether the second and third battery cells are misconnected by using the voltage deviation between the second and third battery cells.

덧붙여, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 배터리 셀(110)의 제1단(11)과 감지부(200) 사이 및 제2 배터리 셀(120)의 제1단(12)과 감지부(200) 사이에는 각기 제1 스위칭 소자(410) 및 제2 스위칭 소자(420)가 구비된다. 즉, 제1 배터리 셀(110)과 감지부(200)를 연결하는 센싱 와이어(L1)에는 제1 스위칭 소자(410)가 직렬로 연결되며, 제2 배터리 셀(120)과 감지부(200)를 연결하는 센싱 와이어(L2)에는 제2 스위칭 소자(420)가 직렬로 연결된다. 여기서, 스위칭 소자(400)는 그 제어단에 인가되는 전압이 임계 전압 이상인 경우에 턴 온(Turn on) 되는 스위칭 소자이다. 일 예로, 스위칭 소자(400)는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, FET)일 수 있다. 스위칭 소자(400)가 FET인 경우, 제1 스위칭 소자(410)의 드레인(drain)단(41)은 제1 배터리 셀(110)의 제1 단(11)과 연결되고, 소스(source)단(42)은 감지부(200)와 연결되도록 설계된다.3, between the first end 11 of the first battery cell 110 and the sensing unit 200 and between the first end 12 of the second battery cell 120 and the sensing unit 200 The first switching device 410 and the second switching device 420 are provided. That is, the first switching device 410 is connected in series to the sensing wire L1 connecting the first battery cell 110 and the sensing unit 200, and the second battery cell 120 and the sensing unit 200 are connected in series. The second switching element 420 is connected in series to the sensing wire L2. Here, the switching device 400 is a switching device that is turned on when a voltage applied to its control terminal is higher than a threshold voltage. For example, the switching device 400 may be a field effect transistor (FET). When the switching element 400 is an FET, the drain terminal 41 of the first switching element 410 is connected to the first terminal 11 of the first battery cell 110, (42) is designed to be connected to the sensing unit (200).

또한, 차량 배터리 관리 장치(1000)는 저항(500)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 배터리 셀(110)의 제1단(11) 및 제2단(12)과 병렬로 연결되되, 상호 직렬로 연결된 제1 저항(511)과 제2 저항(512)이 구비된다. 이에, 제1 스위칭 소자(410)의 게이트(gate)단(43)은 제2 저항(512)의 제1단(52) 및 제1 저항(511)의 제2단(52)과 연결된다. 이와 마찬가지로, 제2 배터리 셀(120)의 제1단(12) 및 제2단(13)과 병렬로 연결되되, 상호 직렬로 연결된 제3 저항(521) 및 제4 저항(522)이 구비될 수 있으며, 제2 스위칭 소자(420)는 제1 스위칭 소자(410)와 같은 구조로 제2 배터리 셀(120)에 연결되어 구성될 수 있다.In addition, the vehicle battery management apparatus 1000 may further include a resistor 500. Specifically, a first resistor 511 and a second resistor 512, which are connected in parallel to the first end 11 and the second end 12 of the first battery cell 110 and are connected in series, are provided . The gate terminal 43 of the first switching device 410 is connected to the first end 52 of the second resistor 512 and the second end 52 of the first resistor 511. [ Similarly, a third resistor 521 and a fourth resistor 522, which are connected in parallel to the first and second ends 12 and 13 of the second battery cell 120 and are connected in series, And the second switching device 420 may be connected to the second battery cell 120 with the same structure as that of the first switching device 410.

따라서, 제1 배터리 셀(110)이 제1 스위칭 소자(410)와 오결선 없이 연결되면, 제1 스위칭 소자(410)의 게이트단(43)에 제1 저항(511)과 제2 저항(512)의 저항비에 따라 분배된 전압(예컨대, 2V)이 공급되어 제1 스위칭 소자(410)가 턴온 된다. 그러면, 감지부(300)는 제1 배터리 셀의 전압을 감지할 수 있게 된다.The first resistor 511 and the second resistor 512 are connected to the gate terminal 43 of the first switching device 410 when the first battery cell 110 is connected to the first switching device 410 without mis- (For example, 2V) is supplied in accordance with the resistance ratio of the first switching device 410 to the first switching device 410 to turn on the first switching device 410. Then, the sensing unit 300 can sense the voltage of the first battery cell.

여기서, 제1 저항(511) 및 제2 저항(512)의 저항비는 스위칭 소자(400)의 턴 온 전압 및 기설정된 배터리 셀(100)의 저전압 검출 전압값을 이용하여 설정될 수 있다. 저항(500)의 저항비를 설정하는 방법은 다음과 같다. 예를 들어, FET의 턴 온 전압을 1.5V로, 배터리 셀의 저전압을 검출하기 위한 임계 전압을 2V로 설정하고자 하면, 다음의 수학식 1을 통해 두 저항의 저항비를 구할 수 있다.Here, the resistance ratio of the first resistor 511 and the second resistor 512 can be set using the turn-on voltage of the switching device 400 and the low-voltage detection voltage value of the predetermined battery cell 100. A method of setting the resistance ratio of the resistor 500 is as follows. For example, if the turn-on voltage of the FET is set to 1.5 V and the threshold voltage for detecting the low voltage of the battery cell is set to 2 V, the resistance ratio of the two resistors can be obtained by the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, R1은 제1 저항(511)의 저항값이며, R2는 제2 저항(512)의 저항값이다. 위의 수학식 1을 이용하여 1:3 라는 제1 저항(511)과 제2 저항(512) 간의 저항비를 구할 수 있다. 사용자는 수학식 1을 통해 구해지는 저항비를 이용하여 저항(500)의 저항값을 설정하여 차량 배터리 관리 장치(1000)의 회로를 설계할 수 있다. 이때, 배터리 셀(100)의 저항(500)에 의한 방전을 최소화하기 위해 제1 저항(511)과 제2 저항(512)의 저항값은 메가Ω 단위의 고저항을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 위와 같은 과정을 통해 차량 배터리 관리 장치(1000)의 회로가 설계되면, 스위칭 소자(400)는 배터리 셀(100)로부터 공급되는 전압이 2V 이상이면 턴 온 된다.Here, R1 is the resistance value of the first resistor 511 and R2 is the resistance value of the second resistor 512. [ The resistance ratio between the first resistor 511 and the second resistor 512 of 1: 3 can be obtained by using Equation (1). The user can design the circuit of the vehicle battery management apparatus 1000 by setting the resistance value of the resistor 500 using the resistance ratio obtained through Equation (1). At this time, in order to minimize the discharge caused by the resistance 500 of the battery cell 100, it is preferable that the resistance value of the first resistor 511 and the second resistor 512 is a high resistance in mega? Units. If the circuit of the vehicle battery management apparatus 1000 is designed through the above process, the switching device 400 is turned on when the voltage supplied from the battery cell 100 is 2 V or more.

판단부(300)는 제1 스위칭 소자(410) 및 제2 스위칭 소자(420)가 턴 온 상태가 되면, 감지부(200)를 통해 감지되는 제1 배터리 셀(110)의 전압과 제2 배터리 셀(120)의 전압의 전압 편차를 이용하여 오결선 여부를 판단하는 것이다. 구체적으로, 판단부(300)는 제1 스위칭 소자(410) 및 제2 스위칭 소자(420)가 턴 온 상태일 때, 제1 배터리 셀(110)의 전압과 제2 배터리 셀(120)의 전압의 전압 편차가 소정값 이상인 경우, 제1 배터리 셀(110)과 제2 배터리 셀(120) 중 적어도 하나가 오결선된 것으로 판단한다. 여기서, 소정값은 100mV로 설정될 수 있다. 이는, 일반적으로 정상 동작하는 차량 배터리의 경우, 각각의 배터리 셀의 전압 편차가 50mV 이상 넘지 않는다. 사용자는 오차를 고려하여 소정값을 기설정할 수 있으며, 전압 편차가 기설정된 소정값(예를 들어 100mV) 이상이 되는 것은 배터리 셀이 오결선되어 문제가 발생하였음을 의미하는 것이다.When the first switching device 410 and the second switching device 420 are turned on, the determination unit 300 determines that the voltage of the first battery cell 110 sensed through the sensing unit 200 and the voltage of the second battery cell 110, The voltage deviation of the voltage of the cell 120 is used to determine whether or not a mis-connection exists. More specifically, when the first switching device 410 and the second switching device 420 are turned on, the determination unit 300 determines that the voltage of the first battery cell 110 and the voltage of the second battery cell 120 It is determined that at least one of the first battery cell 110 and the second battery cell 120 is erroneously wired. Here, the predetermined value may be set to 100 mV. This is because, in the case of a normally operating vehicle battery, the voltage deviation of each battery cell does not exceed 50 mV. The user can preset a predetermined value in consideration of the error. The voltage deviation becomes equal to or greater than a predetermined value (for example, 100 mV), which means that the battery cell is misconnected and a problem occurs.

한편, 제1 스위칭 소자(410) 및 제2 스위칭 소자(420) 중 적어도 하나가 턴 오프되면, 판단부(300)는 제1 배터리 셀(110) 및 제2 배터리 셀(120) 중 턴 오프된 스위칭 소자에 대응되는 배터리 셀이 오결선된 것으로 판단한다. 일 예로, 제1 스위칭 소자(410)가 턴 오프되면, 판단부(300)는 제1 배터리 셀(110)가 오결선된 것으로 판단한다. 다른 예로, 제2 스위칭 소자(420)가 턴 오프 되면, 판단부(300)는 제2 배터리 셀(120)이 오결선된 것으로 판단한다. 만약, 제1 스위칭 소자(410) 및 제2 스위칭 소자(420) 둘 다 턴 오프되면, 판단부(300)는 제1 배터리 셀(110)과 제2 배터리 셀(120) 모두 오결선된 것으로 판단할 수 있다. If at least one of the first switching device 410 and the second switching device 420 is turned off, the determination unit 300 determines whether the first battery cell 110 and the second battery cell 120 are turned off It is determined that the battery cell corresponding to the switching element is erroneously wired. For example, when the first switching device 410 is turned off, the determination unit 300 determines that the first battery cell 110 is misconnected. As another example, when the second switching device 420 is turned off, the determination unit 300 determines that the second battery cell 120 is misconnected. If both the first switching device 410 and the second switching device 420 are turned off, the determination unit 300 determines that both the first battery cell 110 and the second battery cell 120 are erroneously connected can do.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 배터리 셀(100)이 역으로 연결되어 역전압 인가시 배터리 관리 시스템의 회로를 보호할 수 있으며, 다수의 배터리 셀(100) 중 하나의 결선이 느슨할 경우 또는 배터리 셀(100)에 이상이 발생한 경우와 같이 기설정된 전압값보다 낮은 저전압 발생 여부도 확인하여 배터리 셀(100)로부터 충분한 전압이 발생하지 않음도 감지가 가능하다.As described above, according to the embodiment of the present invention, when the battery cell 100 is reversely connected and the reverse voltage is applied, the circuit of the battery management system can be protected. If one of the battery cells 100 is loose Or whether a low voltage lower than a predetermined voltage value such as a case where an abnormality occurs in the battery cell 100 is detected and it is also detected that a sufficient voltage is not generated from the battery cell 100. [

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 관리 장치의 동작 방법 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an operation method of a vehicle battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.

먼저, 차량 배터리 관리 장치(1000)는 각 배터리 셀(110, 120)과 연결된 센싱 와이어(L1 ,L2)와 연결된 스위칭 소자(410, 420)가 턴 온 되면, 각 배터리 셀(100)의 전압을 감지한다(S100)(S200). 도 3에 예시된 바와 같이, 차량에 장착된 배터리 셀이 2개인 경우, 차량 배터리 관리 장치(1000)는 제1 배터리 셀(110)의 전압과 제2 배터리 셀(120)의 전압을 각각 감지한다.First, when the switching elements 410 and 420 connected to the sensing wires L1 and L2 connected to the battery cells 110 and 120 are turned on, the vehicle battery management apparatus 1000 determines the voltage of each battery cell 100 (S100) (S200). 3, when there are two battery cells installed in the vehicle, the vehicle battery management apparatus 1000 detects the voltage of the first battery cell 110 and the voltage of the second battery cell 120, respectively .

여기서, 스위칭 소자(410, 420)는 전계 효과 트랜지스터(FET)일 수 있으며, 배터리 셀(110, 120) 각각에 대응되어 구비된다. 스위칭 소자(410, 420)의 임계 전압은 사전에 설정될 수 있으며, 차량 배터리 관리 장치(1000)에 구비된 저항(511, 512, 521, 522)의 저항비 및 저항값을 이용하여 설정될 수 있다.Here, the switching elements 410 and 420 may be field effect transistors (FETs) and are provided corresponding to the battery cells 110 and 120, respectively. The threshold voltages of the switching elements 410 and 420 can be preset and can be set using the resistance ratio and the resistance value of the resistors 511, 512, 521 and 522 provided in the vehicle battery management apparatus 1000 have.

단계 S200에서 감지된 제1 배터리 셀(110)의 전압과 제2 배터리 셀(120)의 전압의 전압 편차가 소정값 이상이면(S300), 차량 배터리 관리 장치(1000)는 제1 배터리 셀(110)과 제2 배터리 셀(120) 중 적어도 하나가 오결선된 것으로 판단한다(S400). 오결선된 것으로 판단되면 차량 배터리 관리 장치(1000)는 단선 Fault 신호를 발생시켜 다수의 배터리 셀(100) 적어도 하나의 배터리 셀(110, 120)이 오결선됨을 사용자에게 알릴 수 있다(S500).If the voltage deviation between the voltage of the first battery cell 110 and the voltage of the second battery cell 120 sensed at step S200 is equal to or greater than a predetermined value at step S300, And the second battery cell 120 are misconnected (S400). If it is determined that the battery cell 110 is misconnected, the vehicle battery management apparatus 1000 may generate a disconnection fault signal to inform the user that at least one battery cell 110, 120 of the plurality of battery cells 100 is misconnected (S500).

이때, 차량 배터리 관리 장치(1000)는 서로 인접한 2개의 배터리 셀(100) 간의 전압 편차를 이용하여 그 2개의 배터리 셀(110, 120)의 오결선 여부를 판단한다. 예를 들어 제3 배터리 셀(도시하지 않음)이 더 존재하는 경우, 차량 배터리 관리 장치(1000)는 제2 및 제3 배터리 셀 간의 전압 편차를 이용하여 제2 및 제3 배터리 셀의 오결선 여부를 판단한다.At this time, the vehicle battery management apparatus 1000 determines whether the two battery cells 110 and 120 are misconnected by using a voltage deviation between two adjacent battery cells 100. For example, when there is a third battery cell (not shown), the vehicle battery management apparatus 1000 determines whether or not the second and third battery cells are misconnected using the voltage deviation between the second and third battery cells .

또한, 전압 편차의 소정값은 100mV로 설정될 수 있다. 이는, 일반적으로 정상 동작하는 차량 배터리의 경우, 배터리 셀 간의 전압 편차가 50mV 이상 넘지 않는다. 이에 사용자는 오차를 고려하여 소정값을 기설정할 수 있으며, 전압 편차가 기설정된 소정값(예를 들어 100mV) 이상이 되는 것은 배터리 셀이 오결선되어 문제가 발생하였음을 의미하는 것이다.In addition, the predetermined value of the voltage deviation can be set to 100 mV. This is because, in the case of a normally operating vehicle battery, the voltage deviation between the battery cells does not exceed 50 mV. Accordingly, the user can set a predetermined value in consideration of the error. The voltage deviation becomes equal to or greater than a predetermined value (for example, 100 mV), which means that the battery cell has been misconnected and a problem has occurred.

만약 단계 S300의 확인 결과, 전압 편차가 소정값 이하인 경우에 차량 배터리 관리 장치(1000)는 정상으로 판단하여 단선 Fault 신호를 발생시키지 않고 배터리 셀의 오결선 검출을 위한 프로세스를 종료한다(S600)(S700). 또는, 차량 배터리 관리 장치(1000)는 프로세스를 종료하지 않고 슬립 모드로 대기 후 일정 시간 주기로 결선 검출 프로세스를 반복적으로 수행할 수 있다.If it is determined in step S300 that the voltage deviation is equal to or less than the predetermined value, the vehicle battery management apparatus 1000 determines normal and ends the process for detecting misconnection of the battery cell without generating a disconnection fault signal (S600) S700). Alternatively, the vehicle battery management apparatus 1000 may repeatedly perform the wire detection process at a predetermined time period after waiting in the sleep mode without ending the process.

만약, 단계 S100의 확인 결과 스위칭 소자(410, 420)가 턴 온 상태가 아닌 턴 오프 상태이면, 차량 배터리 관리 장치(1000)는 턴 오프 상태인 스위칭 소자(410, 420)와 대응되는 배터리 셀(110, 120)이 오결선된 것으로 판단한다(S400). If it is determined in step S100 that the switching devices 410 and 420 are in the turned-off state other than the turned-on state, the vehicle battery management apparatus 1000 determines that the switching elements 410 and 420, which are turned off, 110, and 120 are misconnected (S400).

위와 같은 프로세스를 통해 차량 배터리 관리 장치(1000)는 배터리 셀(100)의 센싱 와이어가 역으로 연결되어 역전압 인가시 배터리 관리 시스템의 회로를 보호하며, 배터리 셀(100) 중 하나의 결선이 느슨할 경우 또는 배터리 셀(100)에 이상이 생겨 저전압이 발생하여 충분한 전압이 발생하지 않음도 감지가 가능하다.
Through the above-described process, the vehicle battery management apparatus 1000 protects the circuit of the battery management system when the sensing wire of the battery cell 100 is reversely connected and is applied with a reverse voltage, and the connection of one of the battery cells 100 is loose It is possible to detect that a sufficient voltage is not generated due to the occurrence of a low voltage due to an abnormality in the battery cell 100.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

1000 : 차량 배터리 관리 장치 100: 배터리 셀
200 : 감지부 300 : 판단부
400 : 스위칭 소자 500 : 저항1000: vehicle battery management device 100: battery cell
200: sensing unit 300:
400: Switching element 500: Resistance

Claims (8)

서로 직렬로 연결된 제1 배터리 셀의 전압 및 제2 배터리 셀의 전압을 감지하는 감지부;
감지된 상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀 간의 전압 편차를 이용하여 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀 중 적어도 하나의 오결선 여부를 판단하는 판단부; 및
상기 제1 배터리 셀의 제1단과 상기 감지부 사이 및 상기 제2 배터리 셀의 제1단과 상기 감지부 사이에 각기 구비된 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자;
를 포함하는 것인 차량 배터리 관리 장치.A sensing unit for sensing a voltage of a first battery cell and a voltage of a second battery cell connected in series with each other;
A determination unit for determining whether at least one of the first battery cell and the second battery cell is erroneously connected using the detected voltage deviation between the first battery cell and the second battery cell; And
A first switching device and a second switching device respectively provided between the first end of the first battery cell and the sensing unit and between the first end of the second battery cell and the sensing unit;
Wherein the vehicle battery management device includes: 제1항에 있어서,
상기 판단부는 상기 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가 턴 온 상태이고, 상기 전압 편차가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀 중 적어도 하나가 오결선된 것으로 판단하는 것인 차량 배터리 관리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the determination unit determines that at least one of the first battery cell and the second battery cell is misconnected when the first switching device and the second switching device are in a turned-on state and the voltage deviation is equal to or greater than a predetermined value The vehicle battery management device. 제1항에 있어서,
상기 제1 배터리 셀의 제1단 및 제2단과 병렬로 연결되되, 상호 직렬로 연결된 제1 및 제2 저항;을 더 포함하며,
상기 제1 스위칭 소자는 드레인(drain)단이 상기 제1 배터리 셀의 제1단에 연결되고, 소스(source)단이 상기 감지부에 연결되며, 게이트(gate)단이 상기 제2 저항과 연결된 상기 제1 저항의 제2단과 연결되는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, FET)인 것인 차량 배터리 관리 장치.The method according to claim 1,
And first and second resistors connected in parallel with the first and second ends of the first battery cell and connected in series with each other,
The first switching device has a drain terminal connected to the first terminal of the first battery cell, a source terminal connected to the sensing unit, a gate terminal connected to the second resistor, And a field effect transistor (FET) connected to the second end of the first resistor. 제1항에 있어서,
상기 판단부는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자 중 적어도 하나가 턴 오프되면, 상기 제1 및 제2 배터리 셀 중 턴 오프된 상기 스위칭 소자에 대응되는 배터리 셀이 오결선된 것으로 판단하는 것인 차량 배터리 관리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the determination unit determines that when at least one of the first and second switching elements is turned off, it determines that a battery cell corresponding to the switching element turned off in the first and second battery cells is misconnected, Management device. 차량 배터리 관리 장치에 의한 차량 배터리 관리 방법으로서,
서로 직렬로 연결된 제1 배터리 셀의 전압 및 제2 배터리 셀의 전압을 감지하는 단계; 및
감지된 상기 제1 배터리 셀 전압 및 상기 제2 배터리 셀 전압 간의 전압 편차를 이용하여 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀 중 적어도 하나의 오결선 여부를 판단하는 단계;
를 포함하는 차량 배터리 관리 방법.A method for managing a vehicle battery by a vehicle battery management device,
Sensing a voltage of a first battery cell and a voltage of a second battery cell connected in series with each other; And
Determining whether at least one of the first battery cell and the second battery cell is erroneously connected using the detected voltage deviation between the first battery cell voltage and the second battery cell voltage;
The method comprising the steps of: 제5항에 있어서, 상기 오결선 여부를 판단하는 단계는 :
상기 전압 편차가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀 중 적어도 하나가 오결선된 것으로 판단하는 것인 차량 배터리 확인 방법.6. The method of claim 5,
And determines that at least one of the first battery cell and the second battery cell is misconnected when the voltage deviation is equal to or greater than a predetermined value. 제5항에 있어서, 상기 오결선 여부를 판단하는 단계는 :
상기 제1 배터리 셀의 제1단과 상기 제2 배터리 셀의 제1단에 각기 구비된 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자가 턴 온(Turn on)된 상태인 경우에 상기 오결선 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것인 차량 배터리 확인 방법.6. The method of claim 5,
When the first switching device and the second switching device provided at the first end of the first battery cell and the first end of the second battery cell are turned on, The method comprising the steps of: 제7항에 있어서, 상기 오결선 여부를 판단하는 단계는 :
상기 제1 및 제2 스위칭 소자 중 적어도 하나가 턴 오프되면, 상기 제1 및 제2 배터리 셀 중 턴 오프된 상기 스위칭 소자에 대응되는 배터리 셀이 오결선된 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것인 차량 배터리 관리 방법.8. The method of claim 7,
And determining that a battery cell corresponding to the switching device turned off of the first and second battery cells is misconnected when at least one of the first and second switching devices is turned off. How to manage the battery.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190069233A (en) * 2017-12-11 2019-06-19 현대오트론 주식회사 Vehicle controller judging the misplacement of connectors

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