KR20150025429A - Battery warm up system and Method for warming up the battery using the same - Google Patents

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Abstract

A battery preheating system according to the present invention, which can improve the cold startability of a vehicle, comprises: a temperature measurement unit to measure the temperature of a battery pack connected to a starter of the vehicle; a battery state measurement unit to measure the charge state of respective battery modules forming the battery pack; a control unit to output a forced discharge start signal by referring to the temperature measured by the temperature measurement unit and to output a balancing start signal by referring to the charging state of the respective battery modules; and a balancing circuit unit to forcibly discharge some of the battery modules according to the forced discharge start signal and to balance the charge amount of the respective battery modules according to the balancing start signal. The system of the present invention can greatly improve the cold startability of the vehicle using the heat generation of the battery itself without greatly changing an existing power supply system for a vehicle.

Description

배터리 예열 시스템 및 이를 이용한 배터리 예열방법{Battery warm up system and Method for warming up the battery using the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery warm-up system and a battery warm-

본 발명은 배터리 예열 시스템 및 이를 이용한 배터리 예열방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 배터리의 방전에 따른 발열을 이용한 배터리 예열 시스템 및 이를 이용한 배터리 예열방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery preheating system and a battery preheating method using the same, and more particularly, to a battery preheating system using heat generated by a discharge of a battery and a battery preheating method using the same.

최근의 자동차 산업에 있어서 연비의 향상과 CO2 배출 저감은 큰 숙제로 남아 있다. 이에 대해 자동차 업계에서는 기존의 납축전지와 비교하여 더 고출력을 낼 수 있고 충전 효율 역시 더 우수한 리튬이온 이차전지를 이용함으로써 연비의 향상을 꾀하려는 노력이 지속적으로 이루어지고 있다.In the recent automotive industry, improvement of fuel efficiency and reduction of CO 2 emissions remain as big tasks. In the automobile industry, efforts are being made to improve fuel efficiency by using a lithium ion secondary battery, which has higher output and higher charging efficiency than conventional lead acid batteries.

그러나, 이러한 리튬이온 이차전지의 경우 기온이 일정온도 이하로 떨어지는 경우 출력 특성이 급격히 나빠지는 단점이 있으며, 이러한 리튬이온 이차전지의 단점은 자동차의 저온 시동성의 개선을 위해 극복해야 할 과제로 남아있다.However, in the case of such a lithium ion secondary battery, when the temperature falls below a predetermined temperature, there is a disadvantage in that the output characteristic is rapidly deteriorated. A disadvantage of such a lithium ion secondary battery remains as a problem to be overcome in order to improve low- .

본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 기존의 자동차용 전력공급 시스템에 큰 변화를 주지 않으면서도 배터리 자체의 발열을 이용하여 자동차의 저온 시동성을 크게 개선시키는 것을 일 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to greatly improve low-temperature startability of an automobile by utilizing heat of a battery itself without greatly changing an existing power supply system for an automobile.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 위에서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other technical subjects not mentioned above can be understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 배터리 예열 시스템은, 차량의 스타터와 연결된 배터리 팩의 온도를 측정하는 온도 측정부; 상기 배터리 팩을 이루는 복수의 배터리 모듈 각각의 충전 상태를 측정하는 배터리 상태 측정부; 상기 온도 측정부에서 측정된 온도를 참조하여 강제 방전 개시신호를 출력하고, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 충전 상태를 참조하여 밸런싱 개시신호를 출력하는 제어부; 및 상기 강제 방전 개시신호에 따라 상기 복수의 배터리 모듈 중 일부 배터리 모듈을 강제 방전시키고, 상기 밸런싱 개시신호에 따라 상기 배터리 모듈 각각의 충전량을 밸런싱하는 밸런싱 회로부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery preheating system including: a temperature measuring unit for measuring a temperature of a battery pack connected to a starter of a vehicle; A battery state measuring unit for measuring a state of charge of each of the plurality of battery modules constituting the battery pack; A controller for outputting a forced discharge start signal with reference to a temperature measured by the temperature measuring unit and outputting a balancing start signal with reference to a charged state of each of the plurality of battery modules; And a balancing circuit unit for forcibly discharging a part of the plurality of battery modules according to the forced discharge start signal and for balancing the charged amount of each of the battery modules according to the balancing start signal.

상기 제어부는, 상기 온도 측정부에서 측정된 온도가 설정된 기준 온도보다 낮은 경우 상기 강제 방전 개시신호를 출력할 수 있다.The control unit may output the forced discharge start signal when the temperature measured by the temperature measuring unit is lower than a set reference temperature.

상기 밸런싱 회로부는, 적어도 하나의 방전 저항; 및 상기 강제 방전 개시신호 및 상기 밸런싱 개시신호에 따라 스위칭 동작을 수행함으로써 상기 복수의 배터리 모듈이 선택적으로 상기 방전 저항과 연결되도록 하는 방전 스위치를 포함할 수 있다.The balancing circuit portion includes at least one discharge resistor; And a discharge switch for selectively connecting the plurality of battery modules to the discharge resistor by performing a switching operation according to the forced discharge start signal and the balancing start signal.

상기 제어부는, 상기 강제 방전 개시신호에 따른 일부 배터리 모듈에 대한 강제 방전으로 인해 복수의 배터리 모듈 상호 간의 충전 상태가 제1 기준 편차 이상 차이가 나는 경우 상기 밸런싱 개시신호를 출력할 수 있다.The controller may output the balancing start signal when the charged state of the plurality of battery modules is different from the first reference deviation due to the forced discharge of the battery module according to the forced discharge start signal.

상기 제어부는, 상기 밸런싱 개시신호의 출력에 따라 복수의 배터리 모듈 상호 간의 충전 상태의 차이가 설정된 제2 기준 편차 미만이 되는 경우 밸런싱 종료신호를 출력할 수 있다.The control unit may output a balancing end signal when the difference between the charging states of the plurality of battery modules becomes less than the set second reference deviation according to the output of the balancing start signal.

상기 제2 기준 편차는, 상기 제1 기준 편차보다 작은 값을 가질 수 있다.The second reference deviation may have a value smaller than the first reference deviation.

상기 배터리 상태 측정부는, 상기 배터리 모듈 각각에 연결되어 전압을 측정하는 전압 센서를 포함할 수 있다.The battery condition measuring unit may include a voltage sensor connected to each of the battery modules to measure a voltage.

상기 배터리 상태 측정부는, 상기 전압 센서에 의해 센싱된 전압 값을 포함하는 정보를 이용하여 배터리 모듈의 SOC를 산출하는 SOC 산출부를 더 포함할 수 있다.The battery state measuring unit may further include an SOC calculating unit for calculating an SOC of the battery module using information including a voltage value sensed by the voltage sensor.

상기 제어부는, 상기 전압 센서에 의해 센싱된 전압 값을 포함하는 정보를 이용하여 배터리 모듈의 SOC를 산출할 수 있다.The control unit may calculate the SOC of the battery module using information including a voltage value sensed by the voltage sensor.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 전력공급 시스템은, 상기 배터리 예열 시스템; 및 상기 배터리 예열 시스템과 연결된 배터리 팩을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power supply system for a vehicle, including: a battery preheating system; And a battery pack connected to the battery preheating system.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 상기 자동차용 전력공급 시스템; 및 상기 배터리 팩으로부터 시동에 필요한 전력을 공급 받는 스타터를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vehicle including: a power supply system for a vehicle; And a starter supplied with power necessary for starting from the battery pack.

한편, 상기 기술적 과제는 본 발명에 따른 배터리 예열방법에 의해서도 달성될 수 있다. 이러한 본 발명에 따른 배터리 예열방법은, 배터리 팩의 온도와 설정된 기준 온도를 비교하는 단계; 상기 배터리 팩의 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 경우 밸런싱 회로부가 일부 배터리 모듈과 연결되어 강제 방전을 수행하도록 강제 방전 개시신호를 출력하는 단계; 및 상기 강제 방전 개시신호에 따라 상기 배터리 팩을 이루는 복수의 배터리 모듈 상호 간의 충전 상태가 설정된 제1 기준 편차 이상 차이가 나는 경우 밸런싱 회로부가 상기 배터리 모듈 각각의 충전량을 밸런싱 하도록 밸런싱 개시신호를 출력하는 단계를 포함한다.The above technical object can also be achieved by a battery preheating method according to the present invention. The battery preheating method according to the present invention includes the steps of: comparing a temperature of a battery pack with a set reference temperature; When the temperature of the battery pack is lower than the reference temperature, outputting a forced discharge start signal so that the balancing circuit unit is connected to some battery modules to perform forced discharge; And a balancing circuit for outputting a balancing start signal for balancing the charged amount of each of the battery modules when the charged state of the plurality of battery modules constituting the battery pack is different according to a first reference deviation difference according to the forced discharge start signal .

상기 배터리 예열방법은, 상기 밸런싱 개시신호에 따라 복수의 배터리 모듈 상호 간의 충전 상태의 차이가 설정된 제2 기준 편차 미만이 되는 경우 밸런싱 종료신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.The battery preheating method may further include a step of outputting a balancing end signal when a difference between the charging states of the plurality of battery modules becomes less than a second reference deviation according to the balancing start signal.

상기 제2 기준 편차는, 상기 제1 기준 편차보다 작은 값을 가질 수 있다.The second reference deviation may have a value smaller than the first reference deviation.

본 발명에 따르면, 배터리 팩에 연결되어 배터리 모듈 각각의 충전상태가 균일하게 유지되도록 하는 밸런싱 회로부를 이용하여 배터리 팩을 예열할 수 있으므로, 기존의 자동차용 전력공급 시스템에 큰 변화를 주지 않으면서도 배터리 자체의 발열을 이용하여 자동차의 저온 시동성을 크게 개선시킬 수 있다.According to the present invention, since the battery pack can be preheated by using the balancing circuit unit which is connected to the battery pack and maintains the charging state of each of the battery modules uniformly, the battery pack can be preheated, It is possible to greatly improve the low-temperature startability of the automobile by utilizing its own heat generation.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 시스템과 연결되는 배터리 팩을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 시스템에 채용된 밸런싱 회로부와 배터리 팩의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 시스템에 채용된 밸런싱 회로부와 배터리 팩이 결합된 형태를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열방법을 나타내는 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a block diagram illustrating a battery warmup system in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a battery pack connected to a battery preheating system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a connection relationship between a balancing circuit unit and a battery pack, which are employed in a battery preheating system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a combined form of a balancing circuit part and a battery pack, which are employed in a battery preheating system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a battery preheating method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only some of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 시스템(10)의 전체적인 구성을 설명하기로 한다.1 to 5, the overall structure of a battery preheating system 10 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 시스템을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 시스템과 연결되는 배터리 팩을 나타내는 도면이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 시스템에 채용된 밸런싱 회로부와 배터리 팩의 연결관계를 나타내는 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 시스템에 채용된 밸런싱 회로부와 배터리 팩이 결합된 형태를 나타내는 회로도이다.FIG. 1 is a block diagram showing a battery preheating system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view illustrating a battery pack connected to a battery preheating system according to an embodiment of the present invention. 3 is a block diagram illustrating a connection relationship between a balancing circuit unit and a battery pack employed in a battery preheating system according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of a battery preheating system according to an embodiment of the present invention. And a balancing circuit unit and a battery pack are combined.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 시스템(10)은 온도 측정부(11), 배터리 상태 측정부(12), 제어부(13), 밸런싱 회로부(14)를 포함한다.1, a battery preheating system 10 according to an embodiment of the present invention includes a temperature measurement unit 11, a battery state measurement unit 12, a control unit 13, and a balancing circuit unit 14 do.

상기 온도 측정부(11)는 차량의 스타터(A)와 연결된 배터리 팩(P)의 온도를 측정하는 것으로서, 배터리 팩(P)의 특정 위치에 부착되어 배터리 팩(P)의 온도를 센싱한다. The temperature measuring unit 11 measures the temperature of the battery pack P connected to the starter A of the vehicle and is attached to a specific position of the battery pack P to sense the temperature of the battery pack P.

이러한 온도 센싱은, 온도가 일정 온도 미만(예를 들어 0℃ 미만)으로 떨어지는 경우 출력 특성이 나빠지는 리튬이온 이차전지로 이루어진 배터리 팩(P)의 온도를 모니터링 하여 배터리 팩(P)에 대한 예열 개시 시점을 결정할 수 있도록 하기 위해 수행되는 것이다.This temperature sensing is performed by monitoring the temperature of the battery pack P made of a lithium ion secondary battery whose output characteristics deteriorate when the temperature falls below a predetermined temperature (for example, less than 0 ° C) So that the start time can be determined.

한편, 상기 배터리 팩(P)은, 예를 들어 병렬로 연결된 복수의 리튬이온 이차전지 셀(미도시)로 이루어지는 배터리 모듈(M, 도 2 참조)이 직렬로 복수개 연결되어 구현되는 것일 수 있다.The battery pack P may be implemented by connecting a plurality of battery modules M (see FIG. 2) including a plurality of lithium ion secondary cells (not shown) connected in parallel, for example, in series.

상기 온도 측정부(11)에 의해 센싱된 온도에 관한 정보는 제어부(13)에 전달되어 배터리 팩(P)의 충전 상태, 즉 SOC(State of charge)를 측정하기 위한 자료로 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 밸런싱 회로부(13)의 동작 개시 및 종료 여부를 결정하기 위한 자료로서도 활용될 수 있다.The information about the temperature sensed by the temperature measuring unit 11 is transmitted to the control unit 13 and can be used as a data for measuring the state of charge of the battery pack P, But may also be used as data for determining whether to start and end the operation of the balancing circuit unit 13.

상기 배터리 상태 측정부(12)는 배터리 팩(P)을 이루는 복수의 배터리 모듈(M, 도 2 참조) 각각의 충전 상태를 측정하는 것으로서, 측정된 충전 상태에 관한 정보는 후술할 제어부(13)가 밸런싱 개시신호 및 밸런싱 종료신호를 출력할 시점을 결정하는데 이용된다.The battery state measuring unit 12 measures the state of charge of each of the plurality of battery modules M constituting the battery pack P. The information on the measured state of charge is supplied to the controller 13, Is used to determine when to output the balancing start signal and the balancing end signal.

상기 배터리 상태 측정부(12)는 배터리 모듈(M) 각각의 전압을 측정하는 전압 센서(미도시)를 포함하는 개념이다. 상기 배터리 상태 측정부(12)에서 측정된 전압 값을 포함하는 정보는 제어부(13)에서 배터리 모듈(M)의 SOC를 산출하기 위한 자료로 활용될 수 있다.The battery condition measuring unit 12 includes a voltage sensor (not shown) for measuring the voltage of each of the battery modules M. The information including the voltage value measured by the battery state measuring unit 12 may be utilized as data for calculating the SOC of the battery module M in the controller 13. [

다만, 이러한 SOC의 산출은, 제어부(13)에서 이루어지지 않고, 배터리 상태 측정부(12)에서 직접 이루어질 수도 있는 것이다. 이 경우, 상기 배터리 상태 측정부(12)는, 전압 센서에 의해 측정된 전압 값을 포함하는 정보를 이용하여 배터리 모듈(M) 각각의 SOC를 산출하는 SOC 산출부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 SOC 산출부는, SOC의 정확한 산출을 위해서 온도 측정부(11)를 통해 측정된 온도에 관한 정보를 추가적으로 활용할 수도 있다.However, the calculation of the SOC may not be performed in the control unit 13 but may be performed directly in the battery state measuring unit 12. [ In this case, the battery state measuring unit 12 may further include an SOC calculating unit (not shown) for calculating an SOC of each of the battery modules M using information including a voltage value measured by the voltage sensor . In addition, the SOC calculator may further utilize information about the temperature measured through the temperature measuring unit 11 to accurately calculate the SOC.

상기 제어부(13)는 온도 측정부(11)에서 측정된 온도를 참조하여 강제 방전 개시신호를 출력함으로써 복수의 배터리 모듈(M) 중 일부가 방전되도록 하고, 또한 복수의 배터리 모듈(M) 각각의 충전 상태, 즉 SOC를 참조하여 밸런싱 개시신호를 출력함으로써 배터리 모듈(M) 상호 간의 충전 상태가 균일해지도록 한다.The control unit 13 outputs a forced discharge start signal with reference to the temperature measured by the temperature measuring unit 11 so that a part of the plurality of battery modules M is discharged, By outputting the balancing start signal with reference to the charging state, that is, the SOC, the charging state between the battery modules M is made uniform.

좀 더 구체적으로, 상기 제어부(13)는 온도 측정부(11)에서 측정된 배터리 팩(P)의 온도가 설정된 기준 온도보다 낮아지는 경우 배터리 팩(P)의 예열을 위해 일부 배터리 모듈(M)에 대한 강제 방전을 유발하는 강제 방전 개시신호를 출력한다. 일부 배터리 모듈(M)에 대한 이러한 강제 방전은, 배터리 모듈(M) 상호 간의 충전상태 불균일을 유발하기 위해 수행되는 것이다.The controller 13 controls the temperature of the battery pack P to be lower than a preset reference temperature so that the temperature of the battery pack P measured by the temperature measuring unit 11 is lower than a predetermined reference temperature, And outputs a forced discharge start signal that causes a forced discharge to the discharge cells. This forced discharge to some of the battery modules M is performed in order to cause unevenness of the state of charge among the battery modules M. [

한편, 상기 제어부(13)는 강제 방전으로 인해 복수의 배터리 모듈(M) 간의 충전 상태, 즉 SOC가 설정된 제1 기준 편차 이상 차이가 나는 경우 밸런싱 개시신호를 출력함으로써 배터리 모듈(M) 간의 SOC 차이가 감소되도록 하고, 밸런싱이 진행됨에 따라 이러한 SOC 차이가 제2 기준 편차(상기 제1 기준 편차보다 작은 값을 가짐) 미만이 되면 밸런싱 종료신호를 출력할 수 있다.The control unit 13 outputs a balancing start signal when the charged state between the plurality of battery modules M due to the forced discharge, that is, the SOC difference exceeds the set first reference deviation, And when the SOC difference becomes less than the second reference deviation (which is smaller than the first reference deviation) as the balancing progresses, the balancing end signal can be output.

여기서, 상기 배터리 모듈(M) 상호 간의 충전 상태 차이가 제1 기준 편차 이상이라는 것은 각각 최대 SOC 및 최소 SOC를 타나내는 배터리 모듈(M) 간의 SOC 차이가 제1 기준 편차 이상인 경우를 의미할 수 있는데, 여기서 제1 기준 편차는 예열을 통해 이루고자 하는 온도 상승의 양을 고려하여 결정될 수 있다.Here, the difference in the state of charge between the battery modules M is equal to or greater than the first reference deviation, which means that the SOC difference between the maximum SOC and the battery module M exhibiting the minimum SOC is equal to or greater than the first reference deviation , Where the first reference deviation can be determined by taking into account the amount of temperature rise that is to be achieved through preheating.

마찬가지로, 상기 배터리 모듈(M) 상호 간의 충전 상태 차이가 제2 기준 편차 미만이라는 것은 각각 최대 SOC 및 최소 SOC를 나타내는 배터리 모듈(M) 간의 SOC 차이가 제2 기준 편차 미만인 경우를 의미할 수 있는 것이다.Similarly, when the difference in state of charge between the battery modules M is less than the second reference deviation, the SOC difference between the maximum SOC and the battery module M indicating the minimum SOC is less than the second reference deviation, respectively .

다만, 이는 예시적인 것이어서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 밸런싱 개시 또는 종료 여부의 결정을 위해 수행되는 충전 상태의 균일도 측정은 다양한 방식에 의해 이루어질 수 있는 것으로서, 예를 들어 복수의 배터리 모듈(M)의 평균 SOC와 각각의 배터리 모듈(M)의 SOC 사이의 차이에 따라 결정될 수도 있는 것이다.However, the present invention is not limited thereto. That is, the uniformity measurement of the charging state performed for determining whether balancing is started or terminated can be performed by various methods. For example, the average SOC of the plurality of battery modules M and the average SOC of each battery module M And may be determined depending on the difference between SOCs.

도 3을 참조하면, 상기 밸런싱 회로부(14)는 각각의 배터리 모듈(M)과 선택적으로 연결되어 일부 배터리 모듈(M)에 대한 강제 방전 및 배터리 모듈(M) 각각의 충전량에 대한 밸런싱을 수행한다.3, the balancing circuit unit 14 is selectively connected to each of the battery modules M to perform forced discharge for a certain battery module M and balancing of the respective charged amounts of the battery modules M .

도 4를 참조하면, 이러한 밸런싱 회로부(14)는, 예를 들어, 배터리 모듈 각각에 연결되는 복수의 방전 회로(14a,14b,14c,14d)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 방전 회로(14a~14d)는 각각의 배터리 모듈(M) 양 단 사이에 연결되는 방전 저항(R) 및 방전 스위치(S)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, this balancing circuit portion 14 may be implemented in a form including, for example, a plurality of discharge circuits 14a, 14b, 14c, and 14d connected to respective battery modules. In this case, the discharge circuits 14a to 14d may include a discharge resistor R and a discharge switch S connected between both ends of each battery module M.

상기 복수의 방전 회로(14a~14d) 각각에 구비된 방전 스위치(S)는 제어부(13)로부터 출력되는 강제 방전 개시신호에 따라 복수의 배터리 모듈(M) 중 일부에 대한 방전이 일어나도록 스위칭 동작을 수행한다.The discharging switch S provided in each of the plurality of discharging circuits 14a to 14d is controlled so as to perform a switching operation so as to cause a discharge to a part of the plurality of battery modules M in accordance with the forced discharge start signal outputted from the controller 13. [ .

이처럼, 일부 배터리 모듈(M)에 대한 방전이 일어남에 따라 복수의 배터리 모듈(M) 상호 간의 충전상태의 차이가 설정된 제1 기준 편차 이상이 되면 제어부(13)로부터 밸런싱 개시신호가 출력되고, 상기 방전 스위치(S)는 나머지 배터리 모듈(M)에 대한 방전을 통해 충전량의 밸런싱이 수행되도록 한다.When a difference between the charging states of the plurality of battery modules M becomes equal to or greater than the first reference deviation due to the discharge to some battery modules M, the balancing start signal is outputted from the controller 13, The discharging switch S allows balancing of the charged amount through discharging to the remaining battery module M. [

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 밸런싱이 일정 시간 동안 진행되어 각 배터리 모듈(M) 사이의 충전상태의 차이가 설정된 제2 기준 편차 미만(충전량의 편차가 0이 되는 경우를 포함)으로 줄어들게 되면, 제어부(13)로부터 밸런싱 종료신호가 출력되고, 이에 따라 방전 스위치(S)는 모든 배터리 모듈(M)에 대한 방전이 종료되도록 스위칭 동작을 수행한다.As described above, if balancing is continued for a predetermined time and the difference in the state of charge between the battery modules M is reduced to less than the set second reference deviation (including the case where the variation of the charged amount becomes zero) The balancing termination signal is outputted from the battery module 13, and accordingly, the discharging switch S performs the switching operation so that the discharging to all the battery modules M is ended.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 시스템(10)은 배터리 팩(P)의 온도가 기준 온도 미만으로 떨어지는 경우 일부 배터리 모듈(M)을 강제로 방전시키고 이에 따른 충전량의 편차가 발생되어 밸런싱이 수행되도록 함으로써 배터리 팩(P)이 전체적으로 예열 될 수 있도록 한다.As described above, the battery preheating system 10 according to the embodiment of the present invention forcibly discharges some battery modules M when the temperature of the battery pack P falls below the reference temperature, So that the battery pack P can be preheated as a whole.

따라서, 이러한 배터리 예열 시스템(10)과 배터리 팩(P)이 결합되어 구현되는 전력공급 시스템은, 배터리 팩(P)의 예열을 통해 자동차의 스타터(A)에 충분한 전력을 공급할 수 있게 되고, 이로써 자동차는 우수한 저온 시동성을 확보할 수 있게 된다.Therefore, the power supply system in which the battery preheating system 10 and the battery pack P are combined can supply sufficient power to the starter A of the vehicle through the preheating of the battery pack P, The automobile can secure excellent low temperature startability.

다음은, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery preheating method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a battery preheating method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 방법은 앞서 설명한 배터리 예열 시스템(10)을 이용하여 배터리 팩(P)을 예열하는 방법에 관한 것으로서, 온도 비교 단계, 강제 방전 개시신호 출력 단계 및 밸런싱 개시신호 출력 단계를 포함한다.Referring to FIG. 5, a battery preheating method according to an embodiment of the present invention is a method of preheating a battery pack P using the battery preheating system 10 described above, and includes a temperature comparison step, a forced discharge start signal An output step and a balancing start signal output step.

상기 온도 비교 단계는, 온도 측정부(11)에서 측정된 배터리 팩(P)의 온도를 설정된 기준 온도와 비교하는 단계이다.The temperature comparing step compares the temperature of the battery pack P measured by the temperature measuring part 11 with a set reference temperature.

상기 강제 방전 개시신호 출력 단계는, 측정된 배터리 팩(P)의 온도를 설정된 기준 온도와 비교하고, 비교 결과, 측정된 온도가 설정된 기준 온도보다 낮은 경우 일부 배터리 모듈(M)을 방전시키기 위해 강제 방전 개시신호를 출력하는 단계이다.The forced discharging start signal outputting step compares the measured temperature of the battery pack P with a set reference temperature. When the measured temperature is lower than the set reference temperature, And outputting a discharge start signal.

이러한 강제 방전 개시신호가 출력되는 경우, 밸런싱 회로부(14)의 방전 스위치(S)는 일부 배터리 모듈(M)이 복수의 방전 회로(14a~14d) 중 일부와 연결되도록 스위칭 동작을 수행함으로써 배터리 모듈(M) 간의 충전상태 편차를 유발시킨다.When the forced discharge start signal is output, the discharge switch S of the balancing circuit unit 14 performs a switching operation such that a part of the battery module M is connected to a part of the plurality of discharge circuits 14a to 14d, (M).

상기 밸런싱 개시신호 출력 단계는, 강제 방전 개시신호에 따라 일부 배터리 모듈(M)의 SOC가 감소됨으로써 배터리 모듈(M) 상호 간의 충전 상태가 설정된 제1 기준 편차 이상 차이가 나는 경우 배터리 모듈(M) 상호 간의 충전 상태가 균일해지도록 하기 위한 제어신호를 출력하는 단계에 해당한다.The balancing start signal outputting step may include a step of outputting the balancing start signal to the battery module M when the SOC of the battery module M is reduced according to the forced discharge start signal, And a step of outputting a control signal for making the state of charge of each other uniform.

이러한 밸런싱 개시신호가 출력되는 경우, 밸런싱 회로부(14)는 아직 강제 방전이 일어나지 않은 나머지 배터리 모듈(M)이 방전되도록 함으로써 모든 배터리 모듈(M) 상호 간의 충전상태가 균일해지도록 밸런싱 동작을 수행하게 된다.When the balancing start signal is outputted, the balancing circuit unit 14 discharges the remaining battery modules M that have not yet undergone the forced discharge, thereby performing a balancing operation so that the charging states of all the battery modules M are uniformized do.

한편, 상기 배터리 예열 방법은, 밸런싱이 수행됨에 따라 배터리 모듈(M) 상호 간의 충전 상태가 균일해지는 경우, 즉 배터리 모듈(M) 상호 간의 충전량의 차이가 제2 기준 편차(제1 기준 편차보다 작은 값을 가짐)보다 작아지는 경우 밸런싱 종료신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, in the battery preheating method, when the charging state of the battery modules M becomes uniform as the balancing is performed, that is, when the difference of the charged amounts between the battery modules M is smaller than the second reference deviation (smaller than the first reference deviation And outputting a balancing termination signal when it becomes smaller than the predetermined value.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 예열 방법은, 일정 조건 하에서 일부 배터리 모듈(M)의 강제 방전을 일으켜 배터리 팩(P)에 대한 밸런싱 동작을 유발함으로써 배터리 팩(P)이 전체적으로 예열될 수 있도록 하며, 이로써 자동차가 우수한 저온 시동성을 가질 수 있도록 한다.As described above, the battery preheating method according to the embodiment of the present invention causes a forced discharge of some battery modules M under a certain condition to cause a balancing operation for the battery packs P, Allowing the entire vehicle to be preheated, thereby allowing the vehicle to have excellent cold startability.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 도 1에 도시된 각 구성요소들은 물리적으로 구분되는 구성요소라기 보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.In describing the present invention, each component shown in FIG. 1 should be understood as a logically separated component rather than a physically separated component.

즉, 본 발명의 각각의 구성요소들은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위한 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되더라도 본 발명의 논리 구성에 따른 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 한다. 뿐만 아니라, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭의 일치 여부와 무관하게 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.That is, since each component of the present invention corresponds to a logical component for realizing the technical idea of the present invention, even if each component is integrated or separated, if the function according to the logical structure of the present invention can be realized, Should be interpreted to be within the range of. It is needless to say that any component that performs the same or similar function should be construed as being within the scope of the present invention regardless of whether or not the name is matched.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.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 to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

10: 배터리 예열 시스템 11: 온도 측정부
12: 배터리 상태 측정부 13: 제어부
14: 밸런싱 회로부 14a~14d: 방전 회로
R: 방전 저항 S: 방전 스위치
P: 배터리 팩 M: 배터리 모듈
A: 스타터10: Battery preheating system 11: Temperature measuring unit
12: battery state measuring unit 13:
14: Balancing circuit parts 14a to 14d:
R: discharge resistance S: discharge switch
P: Battery pack M: Battery module
A: Starter

Claims (14)

차량의 스타터와 연결된 배터리 팩의 온도를 측정하는 온도 측정부;
상기 배터리 팩을 이루는 복수의 배터리 모듈 각각의 충전 상태를 측정하는 배터리 상태 측정부;
상기 온도 측정부에서 측정된 온도를 참조하여 강제 방전 개시신호를 출력하고, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 충전 상태를 참조하여 밸런싱 개시신호를 출력하는 제어부; 및
상기 강제 방전 개시신호에 따라 상기 복수의 배터리 모듈 중 일부 배터리 모듈을 강제 방전시키고, 상기 밸런싱 개시신호에 따라 상기 배터리 모듈 각각의 충전량을 밸런싱하는 밸런싱 회로부를 포함하는 배터리 예열 시스템.A temperature measuring unit for measuring a temperature of the battery pack connected to the starter of the vehicle;
A battery state measuring unit for measuring a state of charge of each of the plurality of battery modules constituting the battery pack;
A controller for outputting a forced discharge start signal with reference to a temperature measured by the temperature measuring unit and outputting a balancing start signal with reference to a charged state of each of the plurality of battery modules; And
And a balancing circuit unit for forcibly discharging some battery modules of the plurality of battery modules according to the forced discharge start signal and balancing the charged amount of each of the battery modules according to the balancing start signal. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 온도 측정부에서 측정된 온도가 설정된 기준 온도보다 낮은 경우 상기 강제 방전 개시신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 예열 시스템.The method according to claim 1,
Wherein,
And outputs the forced discharge start signal when the temperature measured by the temperature measuring unit is lower than a set reference temperature. 제2항에 있어서,
상기 밸런싱 회로부는,
적어도 하나의 방전 저항; 및
상기 강제 방전 개시신호 및 상기 밸런싱 개시신호에 따라 스위칭 동작을 수행함으로써 상기 복수의 배터리 모듈이 선택적으로 상기 방전 저항과 연결되도록 하는 방전 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 예열 시스템.3. The method of claim 2,
The balancing circuit unit includes:
At least one discharge resistor; And
And a discharge switch for selectively connecting the plurality of battery modules to the discharge resistor by performing a switching operation according to the forced discharge start signal and the balancing start signal. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 강제 방전 개시신호에 따른 일부 배터리 모듈에 대한 강제 방전으로 인해 복수의 배터리 모듈 상호 간의 충전 상태가 제1 기준 편차 이상 차이가 나는 경우 상기 밸런싱 개시신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 예열 시스템.The method according to claim 1,
Wherein,
And outputs the balancing start signal when a difference between the charged states of the plurality of battery modules due to the compulsory discharge of a part of the battery modules according to the forced discharge start signal exceeds a first reference deviation. 제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 밸런싱 개시신호의 출력에 따라 복수의 배터리 모듈 상호 간의 충전 상태의 차이가 설정된 제2 기준 편차 미만이 되는 경우 밸런싱 종료신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 예열 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein,
And outputs a balancing end signal when a difference between the charging states of the plurality of battery modules becomes less than a second reference deviation according to an output of the balancing start signal. 제5항에 있어서,
상기 제2 기준 편차는,
상기 제1 기준 편차보다 작은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 예열 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the second reference deviation
And the second reference deviation has a value smaller than the first reference deviation. 제1항에 있어서,
상기 배터리 상태 측정부는,
상기 배터리 모듈 각각에 연결되어 전압을 측정하는 전압 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 예열 시스템.The method according to claim 1,
The battery condition measuring unit may include:
And a voltage sensor connected to each of the battery modules for measuring a voltage. 제7항에 있어서,
상기 배터리 상태 측정부는,
상기 전압 센서에 의해 센싱된 전압 값을 포함하는 정보를 이용하여 배터리 모듈의 SOC를 산출하는 SOC 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 예열 시스템.8. The method of claim 7,
The battery condition measuring unit may include:
Further comprising an SOC calculation unit for calculating an SOC of the battery module using information including a voltage value sensed by the voltage sensor. 제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전압 센서에 의해 센싱된 전압 값을 포함하는 정보를 이용하여 배터리 모듈의 SOC를 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 예열 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein,
Wherein the SOC of the battery module is calculated using information including a voltage value sensed by the voltage sensor. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 예열 시스템; 및
상기 배터리 예열 시스템과 연결된 배터리 팩을 포함하는 자동차용 전력공급 시스템.10. A battery warm-up system according to any one of claims 1 to 9, And
And a battery pack connected to the battery warm-up system. 제10항에 따른 자동차용 전력 공급 시스템; 및
상기 배터리 팩으로부터 시동에 필요한 전력을 공급 받는 스타터를 포함하는 자동차.An automotive power supply system according to claim 10; And
And a starter which receives power required for starting from the battery pack. 배터리 팩의 온도와 설정된 기준 온도를 비교하는 단계;
상기 배터리 팩의 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 경우 밸런싱 회로부가 일부 배터리 모듈과 연결되어 강제 방전을 수행하도록 강제 방전 개시신호를 출력하는 단계; 및
상기 강제 방전 개시신호에 따라 상기 배터리 팩을 이루는 복수의 배터리 모듈 상호 간의 충전 상태가 설정된 제1 기준 편차 이상 차이가 나는 경우 밸런싱 회로부가 상기 배터리 모듈 각각의 충전량을 밸런싱 하도록 밸런싱 개시신호를 출력하는 단계를 포함하는 배터리 예열 방법.Comparing the temperature of the battery pack with a set reference temperature;
When the temperature of the battery pack is lower than the reference temperature, outputting a forced discharge start signal so that the balancing circuit unit is connected to some battery modules to perform forced discharge; And
And outputting a balancing start signal so that the balancing circuit unit balances the charged amount of each of the battery modules when the charged state of the plurality of battery modules constituting the battery pack becomes equal to or greater than a set first reference deviation in accordance with the forced discharge start signal Lt; / RTI > 제12항에 있어서,
상기 밸런싱 개시신호에 따라 복수의 배터리 모듈 상호 간의 충전 상태의 차이가 설정된 제2 기준 편차 미만이 되는 경우 밸런싱 종료신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 예열 방법.13. The method of claim 12,
And outputting a balancing termination signal when a difference between the charging states of the plurality of battery modules becomes less than a second reference deviation according to the balancing start signal. 제13항에 있어서,
상기 제2 기준 편차는,
상기 제1 기준 편차보다 더 작은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 예열 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the second reference deviation
Wherein the first reference deviation has a value smaller than the first reference deviation.
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