KR20160007869A - 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템 - Google Patents

자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20160007869A
KR20160007869A KR1020140084331A KR20140084331A KR20160007869A KR 20160007869 A KR20160007869 A KR 20160007869A KR 1020140084331 A KR1020140084331 A KR 1020140084331A KR 20140084331 A KR20140084331 A KR 20140084331A KR 20160007869 A KR20160007869 A KR 20160007869A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
level state
control signal
circuit unit
switch
Prior art date
Application number
KR1020140084331A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101629172B1 (ko
Inventor
서광덕
최원호
Original Assignee
파워소프트 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 파워소프트 주식회사 filed Critical 파워소프트 주식회사
Priority to KR1020140084331A priority Critical patent/KR101629172B1/ko
Publication of KR20160007869A publication Critical patent/KR20160007869A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101629172B1 publication Critical patent/KR101629172B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

배터리 관리 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 배터리로부터 전원을 공급받아 상기 배터리의 상태를 모니터링하면서 과방전이 감지되면, 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하는 제1 회로부; 및 상기 제1 회로부로부터 로우레벨 상태의 상기 제2 제어신호가 전달되면, 상기 배터리와의 전원 연결을 차단하여 상기 배터리의 과방전을 방지하는 제2 회로부;를 포함하는, 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템이 제공된다.

Description

자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM WITH SELF-CONSUMPTION POWER DOWN CAPABILITY}
본 발명은 배터리 관리 시스템(BMS)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 사용 중 휴지 혹은 휴면상태로 오랜 기간 보관 혹은 방치할 때 배터리 관리 시스템에서의 자체적인 전력 소모로 인하여 배터리가 과방전되는 문제를 해결하기 위한 기술이 적용되어, 배터리의 동작 상태를 모니터링하는 도중 과방전이 감지되면, 배터리와의 전원 연결을 스스로 차단하는 기능이 구비된 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.
배터리 관리 시스템(BMS)란 Battery Management System의 약자로서, 배터리와 연결되어 배터리가 동작하는 전반적인 상태를 모니터링하고, 모니터링을 통해 획득한 각종 정보를 타 제어장치로 제공하거나, 자신이 직접 배터리를 제어하는 데에 이용하는 시스템을 말한다.
구체적으로, 배터리 관리 시스템(BMS)는 배터리가 안전작동범위를 벗어나는 경우, 즉 과충전, 과방전, 과열, 내부의 과압력 및 외부충격으로 인한 폭발 위험이 존재하는 경우에 릴레이(relay) 또는 스위치 등을 제어하여 배터리를 보호하고, 배터리의 용량을 최적화하며, 배터리의 개별셀에 대한 셀밸런싱을 통해 최적의 충전상태(SOC, State Of Charge)로 유지시킨다.
한편, 이러한 배터리 관리 시스템(BMS) 역시 배터리로부터 전원을 공급받아 동작하는 관계로 과방전 위험을 감지하여 부하와의 연결을 차단시킨 경우에도, 배터리 관리 시스템에서 자체적으로 요구되는 전력에 의해 배터리의 방전이 계속적으로 진행될 수 있으며, 이에 따라 배터리의 과방전 상태가 수 시간 동안 지속되어 전체적인 성능 및 수명에 치명적인 악영향을 줄 수 있다는 문제가 있었다. 이는 배터리의 과방전 시 황산화 현상이 발생하여 충방전의 가역성이 영구적으로 소실되기 때문이다.
도 1은 종래기술에 따라 배터리와 배터리 관리 시스템(BMS) 사이의 전원 연결을 차단하는 회로구성의 일 예를 도시한 것이다.
전술한 문제점은 도 1에 도시된 바와 같이 외부에서 별도의 조작를 인가하여 배터리 및 배터리 관리 시스템 간의 전원 연결을 해제하는 방식을 통해 어느 정도 해결될 수 있다. 그러나, 종래기술에 따라 전원 연결을 조작하는 방식은 어디까지나 사람이 일일이 수동적으로 조절해야 한다는 점에서 고유의 한계가 있었다.
이에 따라, 배터리의 과방전이 감지되면 배터리와의 전원 연결을 자동적으로 차단하여 배터리를 보호할 수 있는 기능이 구비된 배터리 관리 시스템(BMS)에 대한 산업계의 필요성이 계속적으로 증대되고 있는 실정이다.
대한민국 특허공개공보 제10-1997-0077883호: 충전용 배터리의 과방전 방지회로(1997.12.12)
본 발명은 전술된 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배터리의 전압을 검출하여 기 설정된 범위 이하의 저전압에 해당하는 경우 이를 과방전 위험 상태로 판단하여, 배터리와의 전원 연결을 자동적으로 차단할 수 있는 배터리 관리 시스템(BMS)을 제공하고자 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 관리 시스템에 있어서, 배터리로부터 전원을 공급받아 상기 배터리의 상태를 모니터링하면서 과방전이 감지되면, 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하는 제1 회로부; 및 상기 제1 회로부로부터 로우레벨 상태의 상기 제2 제어신호가 전달되면, 상기 배터리와의 전원 연결을 차단하여 상기 배터리의 과방전을 방지하는 제2 회로부;를 포함하는, 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템이 제공된다.
또한, 상기 제1 회로부는, 상기 배터리의 과방전이 감지되지 않는 경우에, 상기 배터리와의 전원 연결을 명령하는 하이레벨 상태의 제1 조작신호가 외부로부터 인가되면, 상기 제2 회로부와 상기 배터리 사이의 전원 연결을 유지하도록 하이레벨 상태의 제2 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제2 회로부는, 상기 배터리와 제1 회로부 사이에 배치되고, 스위칭 동작을 수행하여 상기 배터리와의 전원 연결을 유지 또는 차단하는 제1 스위치; 외부로부터 상기 배터리와의 전원 연결을 명령하는 하이레벨 상태의 제1 조작신호가 인가되면, 하이레벨 상태의 제1 제어신호를 생성하는 펄스 생성부; 상기 제1 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 상기 제1 스위치를 턴온 또는 턴오프시키는 제2 스위치; 및 상기 제2 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 상기 제1 스위치의 턴온 또는 턴오프를 제어하는 제3 스위치;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 제어신호의 하이레벨 상태는 기 설정된 제1 단위시간 동안 지속되고, 상기 제1 회로부는, 상기 제1 제어신호가 하이레벨 상태로 유지되는 동안의 소정 시점부터 하이레벨 상태의 상기 제2 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제1 회로부는, 상기 배터리와의 전원 연결 차단을 명령하는 로우레벨 상태의 제1 조작신호가 외부로부터 인가되면, 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제1 회로부는, 로우레벨 상태의 제1 조작신호가 외부로부터 인가된 시점으로부터 기 설정된 제2 단위시간 이후에 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제1 회로부는, 하이레벨 상태의 상기 제1 조작신호가 인가된 후 상기 배터리의 과방전이 감지되는 시점까지 하이레벨 상태의 제2 제어신호를 할 수 있다.
또한, 상기 제1 회로부는, 상기 제1 조작신호가 하이레벨 상태인지 또는 로우레벨 상태인지 무관하게, 상기 배터리의 과방전이 감지되면, 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제1 회로부는, 상기 배터리의 과방전이 감지된 시점으로부터 기 설정된 제3 단위시간 이후에 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배터리의 전압을 검출하여 기 설정된 범위 이하의 저전압에 해당하는 경우 이를 과방전 위험 상태로 판단하여, 배터리와의 전원 연결을 자동적으로 차단할 수 있는 배터리 관리 시스템(BMS)을 제공할 수 있다.
구체적으로, 배터리와의 전원 연결을 차단시키기 위한 조작이 외부로부터 인가되지 않더라도, 배터리 과방전이 감지되면 배터리와의 전원 연결을 자체적으로 차단함으로써, 배터리 관리 시스템(BMS) 자체의 요구 전력에 의해 배터리가 계속적으로 방전되어 회생이 불가능한 상태가 되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 종래기술에 따라 배터리와 배터리 관리 시스템(BMS) 사이의 전원 연결을 차단하는 회로 구성의 일 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템(BMS)의 회로 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(BMS)이 배터리의 과방전을 방지하는 제1 동작예를 설명하기 위한 타이밍도(timing chart)를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템이 배터리(BMS)의 과방전을 방지하는 제2 동작예를 설명하기 위한 타이밍도(timing chart)를 도시한 것이다.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 임의의 실시예는 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, '제1, 제2, 제3, 제4' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용되는 표현으로써, 구성들에 대한 기타 특징들을 한정하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템(BMS)(100)의 회로 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템(BMS)(100)은 제1 회로부(110) 및 제2 회로부(150)를 포함한다.
제1 회로부(110)는 배터리의 상태를 모니터링하는 구성으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 도선(W1) 및 제2 도선(W2)을 통해 배터리(10)의 양 단과 병렬 연결되어 배터리(10)로부터 전원을 공급받아 동작한다. 이러한 제1 회로부(110)는 배터리 관리 시스템(BMS)(100)의 메인 회로 역할을 수행하며 적어도 하나 이상의 MCU(Micro Control Unit)를 포함할 수 있다.
또한, 제1 회로부(110)는 배터리의 과방전이 감지되는지 여부에 따라 서로 다른 상태의 제2 제어신호를 출력하는데, 여기서 과방전 발생 여부는, 검출되는 배터리 전압이 기 설정된 허용 범위 이하로 떨어진 상태인지 판단하는 것에 의해 결정될 수 있다.
구체적으로, 제1 회로부(110)는 과방전이 감지되면 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하고, 과방전이 감지되지 않으면 이하에서 살펴볼 외부로부터 인가되는 조작신호에 근거하여 하이레벨 또는 로우레벨 중 어느 하나의 상태의 제2 제어신호를 출력할 수 있다. 한편 본 발명에서는 과방전을 중심으로 설명하고 있으나, 배터리 관리 시스템(BMS)(100)의 제1 회로부(110)는 배터리(10)에 대한 과충전 검출, 과전류 검출, 셀밸런싱 등 다양한 동작을 처리하는 모듈이 별도로 또는 전술한 MCU에 구비될 수 있다는 것을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
제2 회로부(150)는 배터리의 과방전 발생 시 배터리(10)와의 전원 연결을 자동적으로 차단하는 구성이다. 이러한 제2 회로부(150)는 제1 회로부(110)로부터 로우레벨 상태의 제2 제어신호가 전달되면, 배터리(10)와의 전원 연결을 차단하여 배터리의 과방전을 방지한다. 제1 회로부(110)로부터 로우레벨 상태의 제2 제어신호가 전달되는 경우는 i)배터리의 과방전이 감지된 경우 또는 ii)배터리와의 전원 연결을 차단시키는 조작신호가 외부로부터 인가된 경우이기 때문이다.
구체적으로 제2 회로부(150)는 제1 스위치(151), 제2 스위치(152), 제3 스위치(153) 및 펄스 생성부(154)를 포함한다. 제2 회로부(150)의 각 구성에 대한 설명에 앞서 본 발명의 명세서 전반에 기재된 '스위치'라는 용어는 도 2에 도시된 바와 같이 BJT(Bipolar Junction Transistor)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외에 소스 단자(S), 드레인 단자(D) 및 게이트 단자(G)가 구비되는 전계 효과 트랜지스터(FET, Field Effect Transistor) 등 제어신호에 상응하는 스위칭 동작을 수행할 수 있는 구성이라면 특별한 제한은 없다.
먼저, 제1 스위치(151)는 배터리(10)와 제1 회로부(110) 사이에 배치된다. 구체적으로, 제1 스위치(151)는 배터리(10)와 제1 회로부(110)를 병렬 연결하는 도선에 배치되며, 도 2에는 제1 스위치(151)가 제1 도선(W1)에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 제1 도선(W1)이 아닌 제2 도선(W2)에 배치되거나 제1 도선(W1) 및 제2 도선(W2)에 모두 배치될 수도 있다. 이러한 제1 스위치(151)는 이하에서 설명될 제2 스위치(152) 또는 제3 스위치(153)에 의해 스위칭 동작을 수행하여 배터리(10)와 제1 회로부(110) 사이의 전원 연결을 유지 또는 차단한다.
펄스 생성부(154)는 외부로부터 배터리와의 전원 연결을 명령하는 하이레벨 상태의 제1 조작신호가 인가되면, 이에 상응하여 하이레벨 상태의 제1 제어신호를 생성한다. 이때, 제1 제어신호의 하이레벨 상태는 펄스 생성부(154)가 제1 조작신호의 하이레벨 상태에 따른 상승 에지(positive edge)를 감지하여, 1회의 상승 에지(positive edge)마다 하이레벨 상태가 되어 기 설정된 제1 단위시간(Δu1) 동안 지속된다.
한편, 제1 회로부(110)는 제1 제어신호가 하이레벨 상태로 유지되는 동안의 소정 시점부터(즉, 제1 제어신호의 하강 에지가 감지되기 전에) 하이레벨 상태의 제2 제어신호를 출력한다. 만약, 제1 제어신호의 하강 에지(negative edge)가 감지된 후에 제1 회로부(110)가 하이레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하게 된다면, 외부로부터 인가되는 제1 조작신호가 하이레벨 상태이더라도 제1 스위치(151)가 턴오프되어 배터리(10)와 배터리 관리 시스템(BMS)(100) 간의 전원 연결이 의도치 않게 차단되는 현상이 발생하기 때문이다.
제2 스위치(152)는 제1 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 제1 스위치(151)를 턴온 또는 턴오프시킨다. 즉, 하이레벨 상태의 제1 제어신호가 인가되면 제2 스위치(152)는 턴온되고, 이에 따라 제1 스위치(151)가 턴온되어 배터리(10)로부터 제1 회로부(110)로 전원이 공급된다. 반대로, 로우레벨 상태의 제1 제어신호가 인가되면 제2 스위치(152)는 턴오프되고, 이에 따라 제1 스위치(151)는 오로지 제3 스위치(153)의 스위칭 동작에 따라 턴온 또는 턴오프된다.
제3 스위치(153)는 제2 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 제1 스위치(151)의 턴온 또는 턴오프를 제어한다. 즉, 하이레벨 상태의 제2 제어신호가 인가되면 제3 스위치(153)는 턴온되고, 이에 따라 제2 스위치(152)의 스위칭 동작과는 무관하게 제1 스위치(151)가 턴온되어 배터리(10)로부터 제1 회로부(110)로 전원이 공급된다. 반대로, 제2 스위치(152)가 턴오프된 상태에서 로우레벨 상태의 제2 제어신호가 제3 스위치(153)에 인가되면, 제3 스위치(153)는 턴오프되고, 이에 따라 제1 스위치(151)는 턴오프된다.
즉, 제2 스위치(152) 또는 제3 스위치(153) 중 적어도 어느 하나가 턴온되면 제1 스위치(151)도 턴온되고, 제2 스위치(152) 및 제3 스위치(153) 모두가 턴오프된 경우에 한하여 제1 스위치(151)는 턴오프된다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 제1 회로부(110) 및 제2 회로부(150)를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(BMS)(100)이 배터리 과방전을 방지하는 동작례를 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(BMS)(100)이 배터리의 과방전을 방지하는 제1 동작예를 설명하기 위한 타이밍도(timing chart)를 도시한 것이다. 제1 동작예는 제1 조작신호가 하이레벨 상태로 유지되다가 로우레벨 상태로 변하는 경우에 대한 배터리 관리 시스템(BMS)(100)의 동작을 설명한다.
도 3을 참조하면, 제1 조작신호는 t1에서 상승 에지(positive edge)가 발생한 후 t4까지 하이레벨 상태로 유지된 후 t4에서 하강 에지(negative edge)가 발생하여 로우레벨 상태가 되는 것을 확인할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 조작신호는 배터리(10)와의 전원 연결을 위한 하이레벨 상태 또는 배터리(10)와의 전원 차단을 위한 로우레벨 상태를 가지는 신호로서, 외부로부터 인가되며 예컨대 사용자에 의한 수동 조작에 의해 발생하는 신호일 수 있다.
펄스 생성부(154)는 제1 조작신호의 상승 에지(positive edge)에 상응하여 t1에서 하이레벨 상태의 제1 제어신호를 제2 스위치(152)로 출력한다. 이때, 하이레벨 상태의 제1 제어신호는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 단위시간(Δu1) 동안 지속된 시점인 t3에서 로우레벨 상태로 변경될 수 있다. 제2 제어신호가 하이레벨 상태를 갖는 경우에는 제1 제어신호가 로우레벨 상태이더라도 제1 스위치(151)를 턴온시킬 수 있기 때문이다.
제1 회로부(110)는 제1 조작신호에 상승 에지(positive edge)가 발생하여 하이레벨 상태인 것으로 판단되면, t2부터 t5까지 하이레벨 상태의 제2 제어신호를 제3 스위치(153)로 출력한다. 여기서, t2는 제1 제어신호가 하이레벨 상태를 유지하는 t1부터 t3 사이의 구간 중 임의의 시점에 해당한다. 또한, t5는 제1 조작신호에 하강 에지(negative edge)가 발생한 시점인 t4부터 기 설정된 제2 단위시간(Δu2)이 경과한 시점이다. 제1 회로부(110)는 t5부터는 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하여 제3 스위치(153)가 턴오프되도록 제어한다.
전반적인 동작을 정리하면, 't1~t2' 구간에서 제2 스위치(152)만이 제1 스위치(151)를 턴온시키고, 't2~t3' 구간에서 제1 스위치(151) 및 제2 스위치(152)가 제1 스위치(151)를 턴온시키며, 't3~t5' 구간에서 제2 스위치(152)만이 제1 스위치(151)를 턴온시킨다. 아울러, 't5 이후' 구간에서 제1 스위치(151)는 턴오프된다.
즉, 앞서 살펴본 제1 동작예에 따르면, 외부로부터 인가되는 전원 연결 조작에 따라 배터리 관리 시스템(BMS)(100)의 동작에 요구되는 전력을 배터리로부터 공급받고, 외부로부터 인가되는 전원 차단 조작에 따라 배터리 관리 시스템(BMS)(100)이 배터리로부터 더 이상 전원을 공급받지 못하도록 제어한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템이 배터리(BMS)(100)의 과방전을 방지하는 제2 동작예를 설명하기 위한 타이밍도(timing chart)를 도시한 것이다. 제2 동작예는 배터리 과방전에도 불구하고 제1 조작신호가 하이레벨 상태로 유지되는 경우에 대한 배터리 관리 시스템(BMS)(100)의 동작을 설명한다.
도 4를 참조하면, 제1 조작신호는 t6에서 상승 에지(positive edge)가 발생한 후 배터리 과방전 감지 여부와는 무관하게 하이레벨 상태로 유지되는 것을 확인할 수 있다. 배터리 과방전이 감지되지 않는 경우에는 문제되지 않으나, 배터리 과방전이 감지된 경우에도 외부에서 인가되는 제1 조작신호가 계속적으로 하이레벨 상태를 유지하면 배터리에 치명적인 손상을 유발할 수 있고, 종래기술에 따를 경우 배터리 관리 시스템 자체에서 이를 자동적으로 차단할 수 없었다.
펄스 생성부(154)는 제1 조작신호의 상승 에지(positive edge)에 상응하여 t6에서 하이레벨 상태의 제1 제어신호를 제2 스위치(152)로 출력한다. 이때, 하이레벨 상태의 제1 제어신호는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 단위시간(Δu1) 동안 지속된 시점인 t8에서 로우레벨 상태로 변경될 수 있다. 제2 제어신호가 하이레벨 상태를 갖는 경우에는 제1 제어신호가 로우레벨 상태이더라도 제1 스위치(151)를 턴온시킬 수 있기 때문이다.
제1 회로부(110)는 제1 조작신호에 상승 에지(positive edge)가 발생하여 하이레벨 상태인 것으로 판단됨에 따라 t7부터 하이레벨 상태의 제2 제어신호를 제3 스위치(153)로 출력한다. 제3 스위치(153)는 하이레벨 상태의 제2 제어신호에 의해 턴온되고, 이에 따라 제1 스위치(151) 역시 턴온된다. 여기서, t7는 제1 제어신호가 하이레벨 상태를 유지하는 t6부터 t8 사이의 구간 중 임의의 시점에 해당한다.
한편, 제1 조작신호가 하이레벨 상태로 지속되는 중 배터리 과방전이 발생하면 제1 회로부(110)는 이를 감지할 수 있으며, 도 4를 참조하면 제1 회로부(110)에 의해 t9에서 배터리 과방전이 감지되었음을 확인할 수 있다.
이에 제1 회로부(110)는 t7부터 하이레벨 상태로 지속되는 제2 제어신호를 t10에서 로우레벨 상태로 변경한다. 여기서, t10는 배터리 과방전이 감지된 시점인 t9부터 기 설정된 제3 단위시간(Δu3)이 경과한 시점이다. 제1 회로부(110)는 t10부터는 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하여 제3 스위치(153)가 턴오프되도록 제어한다.
전반적인 동작을 정리하면, 't6~t7' 구간에서 제2 스위치(152)만이 제1 스위치(151)를 턴온시키고, 't7~t8' 구간에서 제1 스위치(151) 및 제2 스위치(152)가 제1 스위치(151)를 턴온시키며, 't8~t10' 구간에서 제2 스위치(152)만이 제1 스위치(151)를 턴온시킨다. 아울러, 't10 이후' 구간에서 제1 스위치(151)는 턴오프된다.
즉, 앞서 살펴본 제2 동작예에 따르면, 외부로부터 인가되는 전원 연결 조작에 따라 배터리 관리 시스템(BMS)(100)의 동작에 요구되는 전력을 배터리(10)로부터 공급받는 동작은 제1 동작예와 동일하지만, 배터리와의 전원 차단 기능이 외부로부터 인가되는 전원 차단 조작이 아닌 제1 회로부(110)의 제어에 의한 것이라는 점에서 차이가 있다. 이로써, 외부에서 별도로 조작하지 않는 경우에도 배터리 관리 시스템(BMS)(100)이 직접 과방전 위험을 감지하여 배터리와의 전원 연결을 스스로 끊어버릴 수 있다는 장점이 있다.
이상에서 기재된 "포함하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
위에서 설명된 본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 배터리
100: 배터리 관리 시스템(BMS)
110: 제1 회로부
W1: 제1 도선
W2: 제2 도선
150: 제2 회로부
151: 제1 스위치
152: 제2 스위치
153: 제3 스위치
154: 펄스 생성부
제1 단위시간: Δu1
제2 단위시간: Δu2
제3 단위시간: Δu3

Claims (9)

  1. 배터리 관리 시스템에 있어서,
    배터리로부터 전원을 공급받아 상기 배터리의 상태를 모니터링하면서 과방전이 감지되면, 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하는 제1 회로부; 및
    상기 제1 회로부로부터 로우레벨 상태의 상기 제2 제어신호가 전달되면, 상기 배터리와의 전원 연결을 차단하여 상기 배터리의 과방전을 방지하는 제2 회로부;
    를 포함하는, 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회로부는,
    상기 배터리의 과방전이 감지되지 않는 경우에, 상기 배터리와의 전원 연결을 명령하는 하이레벨 상태의 제1 조작신호가 외부로부터 인가되면, 상기 제2 회로부와 상기 배터리 사이의 전원 연결을 유지하도록 하이레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하는, 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 회로부는,
    상기 배터리와 제1 회로부 사이에 배치되고, 스위칭 동작을 수행하여 상기 배터리와의 전원 연결을 유지 또는 차단하는 제1 스위치;
    외부로부터 상기 배터리와의 전원 연결을 명령하는 하이레벨 상태의 제1 조작신호가 인가되면, 하이레벨 상태의 제1 제어신호를 생성하는 펄스 생성부;
    상기 제1 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 상기 제1 스위치를 턴온 또는 턴오프시키는 제2 스위치; 및
    상기 제2 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 상기 제1 스위치의 턴온 또는 턴오프를 제어하는 제3 스위치;
    를 포함하는, 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 제어신호의 하이레벨 상태는 기 설정된 제1 단위시간 동안 지속되고,
    상기 제1 회로부는,
    상기 제1 제어신호가 하이레벨 상태로 유지되는 동안의 소정 시점부터 하이레벨 상태의 상기 제2 제어신호를 출력하는, 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 회로부는,
    상기 배터리와의 전원 연결 차단을 명령하는 로우레벨 상태의 제1 조작신호가 외부로부터 인가되면, 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하는, 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 회로부는,
    로우레벨 상태의 제1 조작신호가 외부로부터 인가된 시점으로부터 기 설정된 제2 단위시간 이후에 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하는, 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 회로부는,
    하이레벨 상태의 상기 제1 조작신호가 인가된 후 상기 배터리의 과방전이 감지되는 시점까지 하이레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하는, 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 회로부는,
    상기 제1 조작신호가 하이레벨 상태인지 또는 로우레벨 상태인지 무관하게, 상기 배터리의 과방전이 감지되면, 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하는, 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 회로부는,
    상기 배터리의 과방전이 감지된 시점으로부터 기 설정된 제3 단위시간 이후에 로우레벨 상태의 제2 제어신호를 출력하는, 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템.
KR1020140084331A 2014-07-07 2014-07-07 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템 KR101629172B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140084331A KR101629172B1 (ko) 2014-07-07 2014-07-07 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140084331A KR101629172B1 (ko) 2014-07-07 2014-07-07 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160007869A true KR20160007869A (ko) 2016-01-21
KR101629172B1 KR101629172B1 (ko) 2016-06-13

Family

ID=55308416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140084331A KR101629172B1 (ko) 2014-07-07 2014-07-07 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101629172B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022140883A1 (zh) * 2020-12-28 2022-07-07 东莞新能安科技有限公司 长待机的电化学装置、储能系统及电动车

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102256601B1 (ko) 2017-11-07 2021-06-02 주식회사 엘지에너지솔루션 Bms 웨이크업 장치, 이를 포함하는 bms 및 배터리팩

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970077883A (ko) 1996-05-15 1997-12-12 김광호 충전용 배터리의 과방전 방지회로
KR19990003981A (ko) * 1997-06-27 1999-01-15 윤종용 무인반송차량의 전원공급장치
KR20090025000A (ko) * 2007-09-05 2009-03-10 주식회사 다산네트웍스 통신시스템의 배터리 보호 장치
KR20110114530A (ko) * 2009-01-14 2011-10-19 미쓰미덴기가부시기가이샤 보호감시 회로 및 전지팩

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970077883A (ko) 1996-05-15 1997-12-12 김광호 충전용 배터리의 과방전 방지회로
KR19990003981A (ko) * 1997-06-27 1999-01-15 윤종용 무인반송차량의 전원공급장치
KR20090025000A (ko) * 2007-09-05 2009-03-10 주식회사 다산네트웍스 통신시스템의 배터리 보호 장치
KR20110114530A (ko) * 2009-01-14 2011-10-19 미쓰미덴기가부시기가이샤 보호감시 회로 및 전지팩

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022140883A1 (zh) * 2020-12-28 2022-07-07 东莞新能安科技有限公司 长待机的电化学装置、储能系统及电动车
EP4270703A4 (en) * 2020-12-28 2024-03-27 Dongguan Poweramp Tech Limited ELECTROCHEMICAL LONG STANDBY DEVICE, ENERGY STORAGE SYSTEM AND ELECTRIC VEHICLE

Also Published As

Publication number Publication date
KR101629172B1 (ko) 2016-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101696160B1 (ko) 전압 측정을 통한 배터리 랙 파손 방지 장치, 시스템 및 방법
EP3525314B1 (en) Apparatus and method for preventing overcharge
KR101726921B1 (ko) 전류 측정을 통한 배터리 랙 파손 방지 장치, 시스템 및 방법
KR940008213A (ko) 배터리보호회로
JP6370137B2 (ja) 充放電制御回路及びバッテリ装置
KR101684736B1 (ko) 전력 소모를 최소화한 과충전 방지 장치
CN105009401A (zh) 电池组和电气设备
WO2014087211A3 (en) Electrical storage system
JPWO2014141809A1 (ja) 電池パック、移動体および制御方法
JP5657257B2 (ja) 充電システム
JP2008271690A (ja) 二次電池パック
CN110783997A (zh) 电池保护电路与电池放电装置
US20170338678A1 (en) Vehicle electrical power system for jumpstarting
CN105470925A (zh) 二次电池保护电路及电池装置
KR20160125297A (ko) 배터리 장치
KR101469356B1 (ko) 축전지 모듈 제어 시스템 및 그 방법
KR101629172B1 (ko) 자체소모전력 차단 기능이 구비된 배터리 관리 시스템
KR20150032818A (ko) 충방전 제어 회로 및 배터리 장치
KR20150077771A (ko) 배터리 관리 기기 및 그 배터리 관리 기기를 포함한 전력 공급 시스템
KR101744374B1 (ko) 보호 회로를 이용한 배터리 보호 장치 및 방법
CN103715762A (zh) 混合供电系统的双向切换电路及其控制方法
KR102197409B1 (ko) 배터리 팩 및 이를 이용한 배터리 팩 보호 방법
JP2008042964A (ja) 二次電池保護装置
JP2015173568A (ja) 電池保護回路および電池パック
CN211655761U (zh) 电池保护电路与电池放电装置

Legal Events

Date Code Title Description
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: 20190517

Year of fee payment: 6