KR20160014167A - Method for Adjusting Temperature of Battery Management System and BMS using the same - Google Patents

Method for Adjusting Temperature of Battery Management System and BMS using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20160014167A
KR20160014167A KR1020140095784A KR20140095784A KR20160014167A KR 20160014167 A KR20160014167 A KR 20160014167A KR 1020140095784 A KR1020140095784 A KR 1020140095784A KR 20140095784 A KR20140095784 A KR 20140095784A KR 20160014167 A KR20160014167 A KR 20160014167A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
value
bms
cell balancing
difference
Prior art date
Application number
KR1020140095784A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102213260B1 (en
Inventor
이호영
Original Assignee
현대모비스 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 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020140095784A priority Critical patent/KR102213260B1/en
Publication of KR20160014167A publication Critical patent/KR20160014167A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102213260B1 publication Critical patent/KR102213260B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • 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
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22—Balancing the charge of battery modules
    • 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
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • 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
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • 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
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Provided are a method for adjusting the temperature of a battery management system (BMS) and a BMS. According to the method for adjusting temperature of the BMS, a temperature pattern of the BMS is analyzed when the difference between the detected temperature and the restrictive temperature is within a specific value after detecting the temperature of the BMS. In addition, the abnormally high temperature generated from a cell balancing process is prevented by adjusting the degree of cell balancing depending on the analyzed temperature pattern. Consequently, the BMS can prevent a fire by the high temperature or component damages.

Description

BMS 온도 조절 방법 및 이를 적용한 BMS{Method for Adjusting Temperature of Battery Management System and BMS using the same}Method of adjusting temperature of BMS and method of adjusting temperature of BMS using same

본 발명은 BMS(Battery Management System)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 셀 밸런싱 과정에서 BMS의 온도를 조절하는 방법 및 이를 적용한 BMS에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a BMS (Battery Management System), and more particularly, to a method of adjusting a temperature of a BMS in a cell balancing process and a BMS using the same.

HEV(Hybrid Electric Vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle), EV(Electric Vehicle)의 경우, 직렬로 연결된 베터리 셀들을 고전압에서 주로 사용한다. 그러나 배터리 전체 셀들을 반복적으로 충전 및 방전을 하게 되면 셀 전압 불균형 현상이 발생할 수 있다. 셀 전압 불균형 현상이 발생하게 되면 배터리 수명 및 총 저장 용량이 감소하거나 화재가 발생할 수 있다.In the case of HEV (Hybrid Electric Vehicle), PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) and EV (Electric Vehicle), battery cells connected in series are mainly used at high voltage. However, repeated charging and discharging of all the cells of the battery may cause a cell voltage imbalance phenomenon. If a cell voltage imbalance occurs, battery life and total storage capacity may decrease or fire may occur.

이와 같은 현상을 방지하기 위해, 높은 충전전압을 갖는 셀에 저항방전을 수행하여 전체적인 균형이 유지될 수 있도록 하는 셀 밸런싱을 하는 셀 균등화 방식이 이용된다.In order to prevent such a phenomenon, a cell balancing method is used which performs cell balancing so that the entire balance can be maintained by performing resistance discharge to cells having a high charging voltage.

그러나, 셀 밸런싱이 항시 수행이 되면 BMS의 온도를 과다 상승시켜 부품 소손 및 발화의 원인이 될 수 있다. 즉, 셀 균등화 시, 제어기의 온도를 파악하고 예측하는 프로세스를 수행하는 것이 무엇보다 중요하게 된다.However, when cell balancing is always performed, the temperature of the BMS is excessively increased, which may cause component burnout and ignition. In other words, it is more important to perform the process of estimating and predicting the temperature of the controller during cell equalization.

종래의 셀 균등화 방식은 고온에서의 이상동작을 막기 위해 온도에 따라 선형적으로 Duty(주기)를 설정하여 셀균등화를 조절하였다. 하지만, 실제로는 셀균등화를 진행할 경우 온도가 선형적으로 변하지 않고, 다양한 패턴으로 온도가 변화하기 때문에 온도의 예측이 어렵게 된다. 즉, 실질적인 온도변화 패턴을 반영하지 않은 종래기술로 셀균등화 작업시 셀균등화 효율적으로 관리하기 어렵다.In the conventional cell equalization method, the cell equalization is adjusted by setting a duty (period) linearly with temperature in order to prevent abnormal operation at a high temperature. However, in practice, when the cell equalization is performed, the temperature does not change linearly, and the temperature changes in various patterns, so that it becomes difficult to predict the temperature. That is, it is difficult to efficiently manage the cell equalization during the cell equalization operation by the prior art that does not reflect the actual temperature change pattern.

이에 따라, 셀 균등화 시의 온도 변화를 더욱 정확히 예측하여, 고온 이상 동작을 방지하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
Accordingly, it is required to search for a method for more precisely predicting a temperature change at the time of cell equalization and preventing an abnormal operation at a high temperature.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, BMS의 온도를 감지하고, BMS의 온도 패턴을 분석하며, 분석된 온도 패턴에 따라 셀 밸런싱의 정도를 제어하는 BMS 온도 조절 방법 및 이를 적용한 BMS를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for detecting a temperature of a BMS, analyzing a temperature pattern of the BMS, and controlling a degree of cell balancing Temperature control method and a BMS using the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, BMS의 BMS 온도 조절 방법은, 상기 BMS의 온도를 감지하는 단계; 상기 감지된 온도와 제한 온도의 차이가 특정값 이내가 된 경우, 상기 BMS의 온도 패턴을 분석하는 단계; 및 상기 분석된 온도 패턴에 따라 셀 밸런싱의 정도를 제어하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a BMS temperature of a BMS, the method comprising: sensing a temperature of the BMS; Analyzing the temperature pattern of the BMS when the difference between the sensed temperature and the limited temperature is within a specified value; And controlling the degree of cell balancing according to the analyzed temperature pattern.

그리고, 상기 온도 패턴 분석 단계는, 특정 기간 동안 감지된 특정 개수의 상기 온도 정보들 중 최고 온도값과 최저 온도값을 추출하는 단계; 및 상기 최고 온도값과 상기 최저 온도값의 차이값에 따라, 상기 BMS의 온도 패턴을 결정하는 단계;를 포함할 수도 있다.The temperature pattern analysis step may include extracting a maximum temperature value and a minimum temperature value from a specific number of the temperature information detected during a specific period of time; And determining a temperature pattern of the BMS according to a difference value between the highest temperature value and the lowest temperature value.

또한, 상기 온도 패턴 결정 단계는, 상기 최고 온도값과 상기 최저 온도값의 차이값이 제1 온도차 이상일 경우, 상기 BMS의 온도 패턴을 제1 온도패턴으로 결정하고, 상기 최고 온도값과 상기 최저 온도값의 차이값이 제2 온도차 이상이고 제1 온도차 미만인 경우, 상기 BMS의 온도 패턴을 제2 온도패턴으로 결정하고, 상기 최고 온도값과 상기 최저 온도값의 차이값이 제2 온도차 미만일 경우, 상기 BMS의 온도 패턴을 제3 온도패턴으로 결정할 수도 있다.The temperature pattern determining step may determine the temperature pattern of the BMS as the first temperature pattern when the difference between the maximum temperature value and the minimum temperature value is equal to or greater than the first temperature difference, Determining a temperature pattern of the BMS as a second temperature pattern when the difference value is greater than or equal to the second temperature difference and less than the first temperature difference; and when the difference value between the maximum temperature value and the minimum temperature value is less than the second temperature difference, The temperature pattern of the BMS may be determined as the third temperature pattern.

그리고, 상기 제어 단계는, 상기 결정된 온도패턴이 제1 온도패턴인 경우, 상기 특정 기간 동안 감지된 특정 개수의 상기 온도 정보들의 기울기를 산출하는 단계; 상기 기울기를 이용하여, 일정시간 이후의 BMS의 온도값인 예상 온도를 산출하는 단계; 및 상기 제한 온도와 상기 산출된 예상 온도의 차이에 따라, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 증가 또는 감소시킴으로써, 상기 셀 밸런싱의 정도를 제어하는 단계;를 포함할 수도 있다.The controlling step may include calculating a slope of the specific number of the temperature information sensed during the specific period when the determined temperature pattern is the first temperature pattern. Calculating an expected temperature which is a temperature value of the BMS after a predetermined time using the slope; And controlling the degree of cell balancing by increasing or decreasing the duty of the cell balancing according to the difference between the limited temperature and the calculated expected temperature.

또한, 상기 제어 단계는, 상기 제한 온도와 상기 예상 온도가 같은 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 유지시키고, 상기 제한 온도가 상기 예상 온도보다 높은 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 증가시키며, 상기 제한 온도가 상기 예상 온도보다 낮은 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 감소시킬 수도 있다.In addition, the controlling step maintains the duty of the cell balancing when the limiting temperature is equal to the expected temperature, increases the duty of the cell balancing when the limiting temperature is higher than the expected temperature, Is less than the expected temperature, the duty of the cell balancing may be reduced.

그리고, 상기 제어 단계는, 상기 결정된 온도패턴이 제2 온도패턴인 경우, 상기 특정 기간 동안 감지된 특정 개수의 상기 온도 정보 중 마지막 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값을 산출하는 단계; 및 상기 마지막 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값에 따라, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 증가 또는 감소시킴으로써, 상기 셀 밸런싱의 정도를 제어하는 단계;를 포함 할 수도 있다.If the determined temperature pattern is the second temperature pattern, the controlling step may include calculating a value obtained by subtracting the limit temperature from the last temperature value of the specific number of the temperature information detected during the specific period; And controlling the degree of cell balancing by increasing or decreasing the duty of the cell balancing according to a value obtained by subtracting the limiting temperature from the final temperature value.

또한, 상기 제어 단계는, 상기 마지막 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제1 차이값 이상인 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 감소시키고, 상기 마지막 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제2 차이값 이상이고 상기 제1 차이값 미만인 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 유지시키며, 상기 마지막 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제2 차이값 미만인 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 증가시킬 수도 있다.If the value obtained by subtracting the limiting temperature from the last temperature value is greater than or equal to the first difference value, the control unit decreases the duty of the cell balancing, Value and less than the first difference value, the duty of the cell balancing is maintained, and when the value obtained by subtracting the limiting temperature from the last temperature value is less than the second difference value, the duty of the cell balancing may be increased.

또한, 상기 제어 단계는, 상기 결정된 온도패턴이 제3 온도패턴인 경우, 상기 특정 기간 동안 감지된 특정 개수의 상기 온도 정보들의 평균 온도값을 산출하는 단계; 및 상기 평균 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값에 따라, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 증가 또는 감소시킴으로써, 상기 셀 밸런싱의 정도를 제어하는 단계;를 포함할 수도 있다.The control step may further include calculating an average temperature value of a specific number of the temperature information sensed during the specific period when the determined temperature pattern is the third temperature pattern. And controlling the degree of cell balancing by increasing or decreasing the duty of the cell balancing according to a value obtained by subtracting the limiting temperature from the average temperature value.

그리고, 상기 제어 단계는, 상기 평균 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제3 차이값 이상인 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 감소시키고, 상기 평균 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제4 차이값 이상이고 상기 제3 차이값 미만인 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 유지시키며, 상기 평균 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제4 차이값 미만인 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 증가시킬 수도 있다.If the value obtained by subtracting the limiting temperature from the average temperature value is equal to or greater than the third difference value, the control unit decreases the duty of the cell balancing, And the duty of the cell balancing is maintained. When the value obtained by subtracting the limiting temperature from the average temperature value is less than the fourth difference value, the duty of the cell balancing may be increased.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, BMS는, 상기 BMS의 온도를 감지하는 온도 센싱부; 및 상기 감지된 온도와 제한 온도의 차이가 특정값 이내가 된 경우 상기 BMS의 온도 패턴을 분석하고, 상기 분석된 온도 패턴에 따라 셀 밸런싱의 정도를 제어하는 셀 밸런싱 제어부;를 포함할 수도 있다.
Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the BMS includes a temperature sensing unit for sensing a temperature of the BMS; And a cell balancing controller for analyzing a temperature pattern of the BMS when the difference between the sensed temperature and the limited temperature is within a specified value and controlling the degree of cell balancing according to the analyzed temperature pattern.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, BMS의 온도를 감지하고, BMS의 온도 패턴을 분석하며, 분석된 온도 패턴에 따라 셀 밸런싱의 정도를 제어할 수 있게 되어, 셀 밸런싱 과정에서 발생되는 이상 고온 현상을 방지할 수 있게 된다. 이에 따라, BMS는 고온으로 인한 화재나 부품 손상을 방지할 수 있게 된다.
According to various embodiments of the present invention, the temperature of the BMS can be sensed, the temperature pattern of the BMS can be analyzed, and the degree of cell balancing can be controlled according to the analyzed temperature pattern, Can be prevented. As a result, the BMS can prevent fire or component damage due to high temperature.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, BMS를 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, BMS의 셀 밸런싱시 온도 조절 방법을 수행하는 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리 온도 조절 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 온도 패턴의 결정 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리의 온도변화가 제1 온도 패턴인 경우 셀 밸런싱 듀티 조절 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리의 온도변화가 제2 온도 패턴인 경우 셀 밸런싱 듀티 조절 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리의 온도변화가 제3 온도 패턴인 경우 셀 밸런싱 듀티 조절 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.Figure 1 is a block diagram of a BMS, in accordance with an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of performing a temperature control method for cell balancing of a BMS according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2,
3 is a flow chart for explaining a battery temperature control method according to an embodiment of the present invention;
4 is a flow chart for explaining a process of determining a temperature pattern according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of adjusting a cell balancing duty when a temperature change of a battery is a first temperature pattern, according to an embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of adjusting a cell balancing duty when a temperature change of a battery is a second temperature pattern, according to an embodiment of the present invention;
7 is a flowchart illustrating a process of adjusting a cell balancing duty when a temperature change of a battery is a third temperature pattern according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, BMS(Battery Management System)(100)를 도시한 블럭도이다. BMS(100)는 배터리부(150)에 포함된 배터리 셀들의 충전 및 방전 동작을 전반적으로 제어하는 배터리 관리 시스템을 나타낸다.1 is a block diagram illustrating a BMS (Battery Management System) 100 according to an embodiment of the present invention. The BMS 100 represents a battery management system that controls the charging and discharging operations of battery cells included in the battery unit 150 as a whole.

또한, BMS(100)는 배터리부(150)에 포함된 배터리 셀들의 충전 전압의 균형을 맞춰주기 위한 셀 밸런싱 과정을 수행할 수도 있다. 이 과정에서, BMS(100)는 셀 밸런싱을 위해 일부 셀들에 대해서는 저항을 통해 방전을 시키는 과정을 수행한다.In addition, the BMS 100 may perform a cell balancing process for balancing the charging voltages of the battery cells included in the battery unit 150. In this process, the BMS 100 performs a process of discharging some cells through a resistor for cell balancing.

하지만, 저항을 이용하여 방전을 시키는 과정에서 열이 많이 발생되고, 이로 인해 BMS(100)는 온도가 높아지게 된다. 따라서, BMS(100)는 셀 밸런싱 과정에서 온도를 낮추기 위해, 셀 밸런싱의 듀티(duty) 정도를 조절함으로써 온도 조절을 수행하는 과정이 필요하게 된다.However, a large amount of heat is generated in the process of discharging by using the resistor, which causes the temperature of the BMS 100 to be high. Accordingly, in order to lower the temperature in the cell balancing process, the BMS 100 needs to perform a process of adjusting the temperature by adjusting the duty of the cell balancing.

도 1에 도시된 바와 같이, BMS(100)는 온도 센싱부(110), 셀 밸런싱 제어부(120), 셀 밸런싱 실행부(130) 및 셀 전압 센싱부(140)를 포함한다.1, the BMS 100 includes a temperature sensing unit 110, a cell balancing control unit 120, a cell balancing execution unit 130, and a cell voltage sensing unit 140.

온도 센싱부(110)는 BMS(100)의 온도를 감지한다. 구체적으로, 온도 센싱부(110)는 BMS(100)에서 열이 발생되는 부분의 온도를 감지하며, 이를 위해 열이 발생되는 부분에 배치된 온도 센서를 포함한다. BMS(100)는 셀 밸런싱을 위해 저항을 통해 방전을 하는 과정을 거치게 되며, 이 과정에서 열이 발생되므로, 온도 센싱부(110)는 BMS(100)에 포함된 저항이 배치된 부분의 온도를 측정하게 된다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 온도 센싱부(110)는 BMS(100)의 셀 밸런싱 과정에서 열이 발생되는 부분이라면 어디든지 배치되어 온도를 감지하게 된다.The temperature sensing unit 110 senses the temperature of the BMS 100. Specifically, the temperature sensing unit 110 includes a temperature sensor disposed at a portion where heat is generated in order to sense a temperature of a portion where heat is generated in the BMS 100. The temperature sensing unit 110 senses the temperature of the portion where the resistance included in the BMS 100 is disposed, and the temperature of the portion of the BMS 100, . However, the present invention is not limited to this, and the temperature sensing unit 110 may be disposed at any place where heat is generated during the cell balancing process of the BMS 100 to sense the temperature.

셀 밸런싱 제어부(120)는 배터리부를 구성하는 각 셀의 전압을 검출하여 셀 밸런싱이 필요한 셀을 검출하고, 평균 전압 이상을 갖는 방전이 필요한 셀이 검출되면 해당 셀의 방전을 위한 밸런싱 듀티를 결정한 다음 결정된 듀티로 방전 제어를 실행하여 셀 간 전압 편차가 발생되지 않는 셀 밸런싱을 제공한다.The cell balancing control unit 120 detects the cells of the cells that require cell balancing by detecting the voltages of the cells constituting the battery unit, and determines the balancing duty for discharging the cells when a cell requiring discharge having an average voltage or more is detected And performs discharge control with the determined duty to provide cell balancing in which no inter-cell voltage deviation occurs.

여기에서, 셀 밸런싱 듀티(duty)는 셀 밸런싱을 수행하는 정도를 나타내는 것으로, 셀 밸런싱을 수행하는 한 주기 중에 실제로 셀 밸런싱을 수행하는 기간의 비율을 나타낸다. 즉, 셀 밸런싱 듀티는 "셀 밸런싱 수행 시간 / 셀 밸런싱 주기"가 된다. 셀 밸런싱 과정에서 BMS(100)에 열이 발생되기 때문에, 셀 밸런싱 듀티를 증가시키면 BMS(100)의 온도는 높아지게 되고, 셀 밸런싱 듀티를 감소시키면 BMS(100)의 온도는 낮아지게 된다.Here, the cell balancing duty represents a degree of performing cell balancing, and represents a ratio of a period in which cell balancing is actually performed during one cycle of performing cell balancing. That is, the cell balancing duty becomes "cell balancing execution time / cell balancing period ". Since the BMS 100 generates heat during the cell balancing process, increasing the cell balancing duty will increase the temperature of the BMS 100, and decreasing the cell balancing duty will lower the temperature of the BMS 100.

또한, 셀 밸런싱 제어부(120)는 이와 같은 셀 밸런싱 과정에서 감지된 온도와 제한 온도의 차이가 특정값 이내가 된 경우, BMS의 온도 패턴을 분석하고, 상기 분석된 온도 패턴에 따라 셀 밸런싱의 정도를 제어하게 된다. 여기에서, 제한 온도는 BMS(100)의 내부 부품 등에 손상이 가해지지 않을 정도의 온도를 나타내는 것으로, 셀 밸런싱 듀티를 최대로 하더라도 고온으로 인한 문제가 발생되지 않는 최대 임계 온도를 나타낸다. 제한 온도는 BMS(100)에서 미리 설정되어 있을 수도 있으며, 사용자에 의해 설정될 수도 있다.In addition, the cell balancing controller 120 analyzes the temperature pattern of the BMS when the difference between the temperature sensed in the cell balancing process and the limited temperature is within a specific value, and the degree of cell balancing . Herein, the limiting temperature represents a temperature at which damage to the internal components of the BMS 100 is not affected, and represents a maximum critical temperature at which the problem due to the high temperature does not occur even when the cell balancing duty is maximized. The limiting temperature may be preset in the BMS 100 or may be set by the user.

또한, 셀 밸런싱 제어부(120)는 셀 밸런싱의 듀티를 증가 또는 감소 시킴으로써 셀 밸런싱의 정도를 제어하게 된다. 구체적으로, 셀 밸런싱 과정에서 저항을 통한 방전으로 인해 열이 많이 발생되므로, BMS(100)의 온도가 높을 경우, 셀 밸런싱 제어부(120)는 셀 밸런싱 듀티를 감소시킴으로써 온도를 낮추게 된다.In addition, the cell balancing controller 120 controls the degree of cell balancing by increasing or decreasing the duty of the cell balancing. More specifically, when the temperature of the BMS 100 is high, the cell balancing control unit 120 decreases the cell balancing duty by lowering the temperature because a large amount of heat is generated due to the discharge through the resistor during the cell balancing process.

셀 전압 센싱부(140)는 배터리부(150)에 포함된 배터리 셀들 각각의 전압을 측정한다.The cell voltage sensing unit 140 measures the voltage of each of the battery cells included in the battery unit 150.

셀 밸런싱 실행부(130)는 배터리부(150)를 구성하는 각 배터리 셀의 양단 간에 스위치와 부하저항이 직렬로 연결되어 구성될 수 있으며, 셀 밸런싱 제어부(120)에서 인가되는 셀 밸런싱 듀티 신호에 따라 스위치의 온오프가 실행되어 부하저항을 통해 셀에 충전된 전압을 방전시키는 과정을 통해, 셀 밸런싱을 실행하게 된다.The cell balancing execution unit 130 may be configured by connecting a switch and a load resistance in series between both ends of each battery cell constituting the battery unit 150. The cell balancing execution unit 130 may include a cell balancing unit 120, The switch is turned on and off to discharge the voltage charged in the cell through the load resistor, thereby performing cell balancing.

이와 같은 구조의 BMS(100)는 셀 밸런싱 수행 과정에서 적정 온도가 유지될 수 있도록 온도 조절 방법을 수행하게 된다. 이 때, BMS(100)는 온도 변화의 패턴을 분석하여 다양한 유형의 온도 변화 형태에도 적절하게 온도 조절을 수행할 수 있게 되며, 이와 같은 과정에 대해 도 2 내지 도 7을 참고하여 설명한다.The BMS 100 having such a structure performs a temperature control method so that an appropriate temperature can be maintained during the cell balancing process. At this time, the BMS 100 analyzes the pattern of the temperature change and can appropriately perform temperature control for various types of temperature change patterns. Such a process will be described with reference to FIG. 2 to FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, BMS의 셀 밸런싱시 온도 조절 방법을 수행하는 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of performing a temperature control method for cell balancing of a BMS according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.

BMS(100)는 셀 전압 편차가 제1 타겟 편차보다 큰지 여부를 판단한다(S210). 여기에서, 셀 전압 편차는 배터리부(150)에 포함된 적어도 2개의 배터리 셀 사이의 전압의 최대 편차를 나타낸다. 그리고, 제1 타겟 편차는 셀 전압의 편차가 너무 커져서 셀 밸런싱이 필요한 정도가 되는 임계 전압 편차를 나타낸다.The BMS 100 determines whether the cell voltage deviation is larger than the first target deviation (S210). Here, the cell voltage deviation represents the maximum deviation of the voltage between at least two battery cells included in the battery unit 150. [ Then, the first target deviation represents a threshold voltage deviation that causes the deviation of the cell voltage to become too large and the degree of cell balancing becomes necessary.

BMS(100)는 셀 전압 편차가 제1 타겟 편차보다 크지 않은 경우(S210-N), BMS(100)는 셀 밸런싱을 수행하지 않게 된다.If the cell voltage deviation of the BMS 100 is not larger than the first target deviation (S210-N), the BMS 100 does not perform cell balancing.

반면, 셀 전압 편차가 제1 타겟 편차보다 큰 경우(S210-Y), BMS(100)는 셀 전압 편차를 줄이기 위해 셀 밸런싱을 수행하게 되며, 이 과정에서 도 3에 도시된 셀 밸런싱 시의 온도 조절 방법을 수행하게 된다(S220).On the other hand, when the cell voltage deviation is larger than the first target deviation (S210-Y), the BMS 100 performs cell balancing in order to reduce the cell voltage deviation. In this process, the cell balancing temperature (S220).

그리고, BMS(100)는 셀 전압 편차가 제2 타겟 편차 이하가 되었는지 여부를 판단한다(S230). 여기에서, 제2 타겟 편차는 셀 전압의 편차가 줄어들어 셀 밸런싱이 더 더이상 필요 없어지는 임계 전압 편차를 나타낸다.Then, the BMS 100 determines whether the cell voltage deviation is less than or equal to the second target deviation (S230). Here, the second target deviation represents a threshold voltage deviation in which the deviation of the cell voltage is reduced so that cell balancing is no longer needed.

셀 전압 편차가 제2 타겟 편차 이하가 되지 않은 경우(S230-N), BMS(100)는 S220 단계의 셀 밸런싱 및 온도 조절 방법을 계속하여 수행하게 된다. 반면, 셀 전압 편차가 제2 타겟 편차 이하가 된 경우(S230-Y), BMS(100)는 셀 밸런싱 과정을 종료하게 된다.If the cell voltage deviation is not equal to or less than the second target deviation (S230-N), the BMS 100 continues the cell balancing and temperature control method of step S220. On the other hand, if the cell voltage deviation is less than or equal to the second target deviation (S230-Y), the BMS 100 ends the cell balancing process.

이와 같은 과정을 통해, BMS(100)는 셀 밸런싱을 수행하게 된다. 이 과정에서 수행되는 온도 조절 방법에 대해서는 이하에서 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리 온도 조절 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.Through this process, the BMS 100 performs cell balancing. The temperature control method performed in this process will be described below. 3 is a flowchart provided to illustrate a battery temperature control method according to an embodiment of the present invention.

먼저, BMS(100)는 온도 센싱부(110)를 통해 BMS의 온도를 감지한다(S310). 그리고, BMS(100)는 특정 기간 기간 동안 감지된 N개의 온도 정보를 저장한다(S320). 예를 들어, BMS(100)는 1초에 10개의 온도 정보를 감지하여 저장할 수도 있다. 또한, 이 과정에서, BMS(100)는 N개의 온도 정보들의 평균 온도, 최저 온도, 최고 온도 등을 산출할 수도 있다.First, the BMS 100 senses the temperature of the BMS through the temperature sensing unit 110 (S310). Then, the BMS 100 stores N temperature information sensed during a specific period (S320). For example, the BMS 100 may detect and store 10 pieces of temperature information per second. Also, in this process, the BMS 100 may calculate an average temperature, a minimum temperature, a maximum temperature, and the like of the N temperature information.

그 후에 BMS(100)는 감지된 온도와 제한 온도의 차이가 특정값 이내가 되는지를 판단한다(S330), 구체적으로, BMS(100)는 감지된 N개의 온도 정보 중 최고 온도를 제한온도에서 뺀 값이 특정값 이내(예를 들어, 섭씨 2도)인지 여부를 판단한다. 여기에서 특정값은 제한 온도와 비교하여 아직 여유가 있다고 판단되어 셀 밸런싱 듀티를 최고로 해도 되는 온도 범위를 나타내고, 예를 들어 특정값은 섭씨 2도가 될 수도 있다. 즉, 제한온도로부터 아직 여유있는 온도는 '제한온도-2도'가 되는 것이다.After that, the BMS 100 determines whether the difference between the sensed temperature and the limited temperature is within a specified value (S330). Specifically, the BMS 100 determines whether the maximum temperature among the N detected temperature information It is determined whether the value is within a specific value (for example, 2 degrees Celsius). Here, the specific value indicates a temperature range at which the cell balancing duty is considered to be the highest in comparison with the limiting temperature and is judged to be still sufficient. For example, the specific value may be 2 degrees Celsius. That is, the temperature that is still free from the restriction temperature is the restriction temperature -2 degrees.

만약, 감지된 온도(예를 들어, 최고 온도)와 제한 온도의 차이가 특정값 이내가 아닌 경우(S330-N), BMS(100)는 셀 밸런싱 듀티를 최고로 유지한다(S335).If the difference between the sensed temperature (e.g., the maximum temperature) and the limited temperature is not within the specified value (S330-N), the BMS 100 maintains the cell balancing duty at the maximum (S335).

반면, 감지된 온도(예를 들어, 최고 온도)와 제한 온도의 차이가 특정값 이내인 경우(S330-Y), BMS(100)는 도 4의 온도 패턴 분석 과정을 수행하게 된다(S340). 그리고, BMS(100)는 분석된 온도 패턴에 따라 셀 밸런싱 듀티를 조절함으로써 셀 밸런싱 정도를 제어하게 된다(S350).Meanwhile, if the difference between the sensed temperature (for example, the maximum temperature) and the limited temperature is within the specific value (S330-Y), the BMS 100 performs the temperature pattern analysis process of FIG. Then, the BMS 100 controls the degree of cell balancing by controlling the cell balancing duty according to the analyzed temperature pattern (S350).

그리고, BMS(100)는 상술한 과정을 셀 밸런싱 과정에서 일정 주기에 한번씩 수행하게 된다.Then, the BMS 100 performs the above-described process once every predetermined period in the cell balancing process.

이와 같은 과정을 통해, BMS(100)는 셀 밸런싱 과정에서 온도 조절을 수행하게 된다.Through this process, the BMS 100 performs temperature control in the cell balancing process.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 온도 패턴의 결정 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.4 is a flowchart provided to explain a process of determining a temperature pattern according to an embodiment of the present invention.

먼저, BMS(100)는 특정 기간 동안 감지된 특정 개수(예를 들어, N개)의 온도 정보들 중 최고 온도값(Tmax)과 최저 온도값(Tmin)을 추출한다(S410).First, the BMS 100 extracts a maximum temperature value Tmax and a minimum temperature value Tmin among the temperature information of a specific number (for example, N) sensed for a specific period of time (S410).

그리고, BMS(100)는 최고 온도값과 최저 온도값의 차이값(Tmax-Tmin)이 제1 온도차 초과인지 여부를 판단한다(S420). 여기에서, 제1 온도차는 특정 기간동안 온도가 선형적으로 변화되었을 경우에 예상되는 최고온도와 최저온도의 온도차를 나타낸다. 만약, 최고 온도값과 최저 온도값의 차이값(Tmax-Tmin)이 제1 온도차 초과인 경우(S420-Y), BMS(100)는 온도 패턴을 제1 온도 패턴인 것으로 결정한다(S430). 여기에서, 제1 온도 패턴은 선형적으로 증가하거나 감소하는 형태의 온도 패턴인 경우에 해당된다.Then, the BMS 100 determines whether the difference (Tmax-Tmin) between the maximum temperature value and the minimum temperature value is greater than the first temperature difference (S420). Here, the first temperature difference represents the temperature difference between the highest temperature and the lowest temperature expected when the temperature is linearly changed for a specific period. If the difference (Tmax-Tmin) between the maximum temperature value and the minimum temperature value exceeds the first temperature difference (S420-Y), the BMS 100 determines that the temperature pattern is the first temperature pattern (S430). Here, the first temperature pattern corresponds to a case of a temperature pattern of a shape that increases or decreases linearly.

반면, 최고 온도값과 최저 온도값의 차이값(Tmax-Tmin)이 제1 온도차 초과가 아닌 경우(S420-N), BMS(100)는 최고 온도값과 최저 온도값의 차이값(Tmax-Tmin)이 제2 온도차 초과이고 제1 온도차 이하인지 여부를 판단한다(S440). 여기에서, 제2 온도차는 선형적으로 온도가 증가하다가 감소하거나 선형적으로 감소하다가 증가했을 경우 예상되는 최고 온도와 최저 온도의 차이값을 나타낸다. 만약, 최고 온도값과 최저 온도값의 차이값(Tmax-Tmin)이 제2 온도차 초과이고 제1 온도차 이하인 경우(S440-Y), BMS(100)는 온도 패턴을 제2 온도 패턴인 것으로 결정한다(S450). 여기에서, 제2 온도 패턴은 온도가 올라갔다 내려가거나 또는 내려갔다 올라가는 형태의 온도 패턴인 경우에 해당된다.On the other hand, when the difference (Tmax-Tmin) between the maximum temperature value and the minimum temperature value is not greater than the first temperature difference (S420-N), the BMS 100 calculates the difference value Tmax- ) Is greater than or equal to the second temperature difference and less than or equal to the first temperature difference (S440). Here, the second temperature difference represents a difference between a maximum temperature and a minimum temperature that is expected when the temperature increases linearly, then decreases or linearly decreases, and then increases. If the difference (Tmax-Tmin) between the maximum temperature value and the minimum temperature value exceeds the second temperature difference and is equal to or less than the first temperature difference (S440-Y), the BMS 100 determines that the temperature pattern is the second temperature pattern (S450). Here, the second temperature pattern corresponds to a case of a temperature pattern of a type in which the temperature rises or falls or goes down or goes up.

최고 온도값과 최저 온도값의 차이값(Tmax-Tmin)이 제2 온도차 이하인 경우(S440-N), BMS(100)는 온도 패턴을 제3 온도 패턴인 것으로 결정한다(S460).If the difference (Tmax-Tmin) between the maximum temperature value and the minimum temperature value is equal to or less than the second temperature difference (S440-N), the BMS 100 determines that the temperature pattern is the third temperature pattern (S460).

이와 같은 과정을 통해, BMS(100)는 최고 온도값과 최저 온도값의 차이값에 따라, BMS의 온도 패턴을 결정하게 된다.Through this process, the BMS 100 determines the temperature pattern of the BMS according to the difference between the highest temperature value and the lowest temperature value.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리의 온도변화가 제1 온도 패턴인 경우 셀 밸런싱 듀티 조절 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다. 제1 온도 패턴은 배터리 전압 균등화를 위한 셀 밸런싱 수행시 온도가 급격히 증가하거나 감소하는 경우 사전에 배터리 온도를 예상하여 셀 밸런싱 듀티를 감소 또는 증가시킴으로써, BMS의 온도 변화를 막는 것이다.5 is a flowchart illustrating a process of adjusting a cell balancing duty when a temperature change of a battery is a first temperature pattern, according to an embodiment of the present invention. The first temperature pattern is to prevent the temperature change of the BMS by decreasing or increasing the cell balancing duty in anticipation of the battery temperature in advance when the temperature suddenly increases or decreases in performing cell balancing for battery voltage equalization.

먼저, 결정된 온도패턴이 제1 온도패턴인 경우(S430), BMS(100)는 특정 기간 동안 감지된 특정 개수의 온도 정보들의 기울기를 산출한다(S510). 그리고, BMS(100)는 기울기를 이용하여, 일정시간 이후의 BMS의 온도값인 예상 온도를 산출한다(S520).First, when the determined temperature pattern is the first temperature pattern (S430), the BMS 100 calculates a slope of a specific number of temperature information sensed during a specific period (S510). Then, the BMS 100 calculates the expected temperature, which is the temperature value of the BMS after a predetermined time, using the slope (S520).

그 후에, BMS(100)는 제한 온도와 예상 온도가 같은지 여부를 판단한다(S530). 만약, 제한 온도와 예상 온도가 같은 경우(S530-Y), BMS(100)는 셀 밸런싱의 듀티를 유지시킨다(S540).Thereafter, the BMS 100 determines whether the limiting temperature and the expected temperature are the same (S530). If the limit temperature and the expected temperature are equal (S530-Y), the BMS 100 maintains the duty of cell balancing (S540).

반면, 제한 온도가 예상 온도보다 높은 경우(S550-Y), BMS(100)는 셀 밸런싱의 듀티를 증가시킨다(S560).On the other hand, if the limiting temperature is higher than the expected temperature (S550-Y), the BMS 100 increases the duty of the cell balancing (S560).

그리고, 제한 온도가 예상 온도보다 낮은 경우(S550-N), BMS(100)는 셀 밸런싱의 듀티를 감소시킨다(S570).If the limiting temperature is lower than the expected temperature (S550-N), the BMS 100 decreases the duty of the cell balancing (S570).

이와 같은 과정을 통해, BMS(100)는 제1 온도패턴으로 결정된 경우, 제한 온도와 산출된 예상 온도의 차이에 따라, 셀 밸런싱의 듀티를 증가 또는 감소시킴으로써, 셀 밸런싱의 정도를 제어할 수 있게 된다.In this way, when the BMS 100 determines the first temperature pattern, the degree of cell balancing can be controlled by increasing or decreasing the duty of the cell balancing according to the difference between the limiting temperature and the calculated expected temperature do.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리의 온도변화가 제2 온도 패턴인 경우 셀 밸런싱 듀티 조절 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다. 제2 온도 패턴은 셀 밸런싱 수행 시 온도의 상승과 하강이 교대로 나오는 경우를 나타낸다.6 is a flowchart illustrating a process of adjusting a cell balancing duty when a temperature change of a battery is a second temperature pattern according to an embodiment of the present invention. The second temperature pattern represents a case where the temperature rise and fall alternately occur during cell balancing.

먼저, BMS(100)는 결정된 온도패턴이 제2 온도패턴인 경우(S450), 특정 기간 동안 감지된 특정 개수의 상기 온도 정보 중 마지막 온도값에서 제한온도를 뺀 값(T1)을 산출한다(S610).First, when the determined temperature pattern is the second temperature pattern (S450), the BMS 100 calculates a value T1 obtained by subtracting the limit temperature from the last temperature value of the specific number of the temperature information detected during the specific period (S610 ).

그리고, 마지막 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값(T1)이 제1 차이값 초과인 경우(S620-Y), BMS(100)는 셀 밸런싱의 듀티를 감소시킨다(S630). 여기에서, 제1 차이값은 제한 온도에 비하여 마지막 온도가 과하게 높아진 것으로 판단되는 온도차이를 나타내는 것으로, 예를 들어 제1 차이값은 섭씨 1도가 될 수도 있다.If the value (T1) obtained by subtracting the limit temperature from the last temperature value is greater than the first difference value (S620-Y), the BMS 100 decreases the duty of the cell balancing (S630). Here, the first difference value represents a temperature difference at which the last temperature is judged to be excessively increased as compared with the limiting temperature, for example, the first difference value may be 1 degree Celsius.

또한, 마지막 온도값에서 제한온도를 뺀 값(T1)이 제2 차이값 초과이고 제1 차이값 이하인 경우(S640-Y), 셀 밸런싱의 듀티를 유지시킨다(S650). 여기에서, 제2 차이값은 제한 온도에 비하여 마지막 온도가 너무 낮은 것으로 판단되는 시점이 되는 온도로, 예를 들어 섭씨 -1도가 될 수도 있다. 따라서, T1값이 제2 차이값과 제1 차이값의 사이에 있는 경우, BMS(100)는 해당 밸런싱 듀티를 유지하게 된다.If the value T1 obtained by subtracting the limit temperature from the last temperature value is greater than the second difference value and equal to or less than the first difference value (S640-Y), the cell balancing duty is maintained (S650). Here, the second difference value may be a temperature at which the final temperature is judged to be too low as compared with the limiting temperature, for example, it may be -1 degree Celsius. Thus, if the T1 value is between the second difference value and the first difference value, the BMS 100 maintains the corresponding balancing duty.

그리고, 마지막 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제2 차이값 이하인 경우(S640-N), BMS(100)는 셀 밸런싱의 듀티를 증가시키게 된다(S660).If the value obtained by subtracting the limit temperature from the last temperature value is equal to or less than the second difference value (S640-N), the BMS 100 increases the duty of the cell balancing (S660).

이와 같은 과정을 통해, BMS(100)는 제2 온도패턴으로 결정된 경우, 마지막 온도값에서 제한온도를 뺀 값에 따라, 셀 밸런싱의 듀티를 증가 또는 감소시킴으로써, 셀 밸런싱의 정도를 제어하게 된다.Through this process, when the BMS 100 determines the second temperature pattern, the degree of cell balancing is controlled by increasing or decreasing the duty of the cell balancing according to the value obtained by subtracting the limiting temperature from the last temperature value.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리의 온도변화가 제3 온도 패턴인 경우 셀 밸런싱 듀티 조절 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다. 제3 온도 패턴은 셀 밸런싱 과정에서 온도 변화가 거의 없거나 온도 변화 속도가 매우 낮은 경우에 해당된다.7 is a flowchart illustrating a process of adjusting a cell balancing duty when a temperature change of a battery is a third temperature pattern according to an embodiment of the present invention. The third temperature pattern corresponds to a case where there is little or no temperature change during the cell balancing process.

BMS(100)는 결정된 온도패턴이 제3 온도패턴인 경우(S460), 특정 기간 동안 감지된 특정 개수의 온도 정보들의 평균 온도값을 산출한다(S710). 그리고, BMS(100)는 평균 온도값에서 제한온도를 뺀 값(T2)를 산출한다(S720).If the determined temperature pattern is the third temperature pattern (S460), the BMS 100 calculates an average temperature value of the specific number of temperature information sensed during the specific period (S710). Then, the BMS 100 calculates a value T2 obtained by subtracting the limiting temperature from the average temperature value (S720).

만약, 평균 온도값에서 제한온도를 뺀 값(T2)이 제3 차이값 초과인 경우(S730-Y), BMS(100)는 셀 밸런싱의 듀티를 감소시킨다(S740). 여기에서, 제3 차이값은 제한 온도에 비하여 평균 온도가 과하게 높아진 것으로 판단되는 온도차이를 나타내는 것으로, 예를 들어 제3 차이값은 섭씨 0.5도가 될 수도 있다.If the value T2 obtained by subtracting the limiting temperature from the average temperature value is greater than the third difference value (S730-Y), the BMS 100 decreases the duty of the cell balancing (S740). Here, the third difference value indicates a temperature difference at which the average temperature is judged to be excessively increased as compared with the restriction temperature, for example, the third difference value may be 0.5 degree Celsius.

그리고, 평균 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제4 차이값 초과이고 제3 차이값 이하인 경우(S750-Y), BMS(100)는 셀 밸런싱의 듀티를 유지시키게 된다(S760). 여기에서, 제4 차이값은 제한 온도에 비하여 평균 온도가 너무 낮은 것으로단는 시점이 되는 온도로, 예를 들어 섭씨 -0.5도가 될 수도 있다. 따라서, T2값이 제4 차이값과 제3 차이값의 사이에 있는 경우, BMS(100)는 해당 밸런싱 듀티를 유지하게 된다.If the value obtained by subtracting the limiting temperature from the average temperature value is greater than the fourth difference value and equal to or less than the third difference value (S750-Y), the BMS 100 maintains the duty of cell balancing (S760). Here, the fourth difference value may be a temperature at which the average temperature is too low as compared with the restriction temperature, for example, -0.5 degrees Celsius. Therefore, if the T2 value is between the fourth difference value and the third difference value, the BMS 100 maintains the corresponding balancing duty.

또한, 평균 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제4 차이값 이하인 경우(S750-N), BMS(100)는 셀 밸런싱의 듀티를 증가시키게 된다(S770).In addition, if the value obtained by subtracting the limiting temperature from the average temperature value is equal to or less than the fourth difference value (S750-N), the BMS 100 increases the duty of cell balancing (S770).

이와 같은 과정을 통해, BMS(100)는 평균 온도값에서 제한온도를 뺀 값에 따라, 셀 밸런싱의 듀티를 증가 또는 감소시킴으로써, 셀 밸런싱의 정도를 제어할 수 있게 된다.Through this process, the BMS 100 can control the degree of cell balancing by increasing or decreasing the duty of the cell balancing according to the value obtained by subtracting the limiting temperature from the average temperature value.

상술된 과정들을 통해, BMS(100)는 온도 변화의 정도를 분석하여 온도 패턴을 결정하고, 온도 패턴에 따라 셀 밸런싱 듀티를 조절함으로써, BMS(100)가 셀 밸런싱 과정에서 배터리의 온도가 복잡하게 변화하더라도 적절하게 온도를 조절하여 고온으로 인한 이상 동작 현상을 방지할 수 있게 된다.Through the above-described processes, the BMS 100 determines the temperature pattern by analyzing the degree of the temperature change and adjusts the cell balancing duty according to the temperature pattern so that the BMS 100 can control the temperature of the battery in the cell balancing process The temperature can be appropriately adjusted to prevent abnormal operation due to high temperature.

한편, 본 실시예에 따른 BMS(100)는 하이브리드 차량이나 전기차 등에 배치된 배터리 뿐만 아니라, 이외에 다른 빌딩용 배터리, 가정용 배터리 등의 복수개의 배터리 셀의 관리가 필요한 배터리라면 어느 경우라도 적용될 수 있음은 물론이다.Meanwhile, the BMS 100 according to the present embodiment can be applied not only to a battery disposed in a hybrid vehicle or an electric vehicle, but also to any other battery that requires management of a plurality of battery cells such as a building battery or a household battery Of course.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 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 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 present invention.

100 : BMS 110 : 온도 센싱부
120 : 셀 밸런싱 제어부 130 : 셀 밸런싱 실행부
140 : 셀 전압 센싱부 150 : 배터리부100: BMS 110: Temperature sensing unit
120: cell balancing control unit 130: cell balancing execution unit
140: cell voltage sensing unit 150: battery unit

Claims (10)

BMS(Battery Management System)의 온도 조절 방법에 있어서,
상기 BMS의 온도를 감지하는 단계;
상기 감지된 온도와 제한 온도의 차이가 특정값 이내가 된 경우, 상기 BMS의 온도 패턴을 분석하는 단계; 및
상기 분석된 온도 패턴에 따라 셀 밸런싱의 정도를 제어하는 단계;를 포함하는 BMS 온도 조절 방법.
A method for controlling a temperature of a battery management system (BMS)
Sensing a temperature of the BMS;
Analyzing the temperature pattern of the BMS when the difference between the sensed temperature and the limited temperature is within a specified value; And
And controlling the degree of cell balancing according to the analyzed temperature pattern.
제 1항에 있어서,
상기 온도 패턴 분석 단계는,
특정 기간 동안 감지된 특정 개수의 상기 온도 정보들 중 최고 온도값과 최저 온도값을 추출하는 단계; 및
상기 최고 온도값과 상기 최저 온도값의 차이값에 따라, 상기 BMS의 온도 패턴을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMS 온도 조절 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the temperature pattern analysis step comprises:
Extracting a maximum temperature value and a minimum temperature value among a specific number of the temperature information sensed during a specific period; And
And determining a temperature pattern of the BMS according to a difference value between the maximum temperature value and the minimum temperature value.
제 2항에 있어서,
상기 온도 패턴 결정 단계는,
상기 최고 온도값과 상기 최저 온도값의 차이값이 제1 온도차 이상일 경우, 상기 BMS의 온도 패턴을 제1 온도패턴으로 결정하고,
상기 최고 온도값과 상기 최저 온도값의 차이값이 제2 온도차 이상이고 제1 온도차 미만인 경우, 상기 BMS의 온도 패턴을 제2 온도패턴으로 결정하고,
상기 최고 온도값과 상기 최저 온도값의 차이값이 제2 온도차 미만일 경우, 상기 BMS의 온도 패턴을 제3 온도패턴으로 결정하는 것을 특징으로 하는 BMS 온도 조절 방법.
3. The method of claim 2,
The temperature pattern determination step may include:
Determining a temperature pattern of the BMS as a first temperature pattern when the difference between the maximum temperature value and the minimum temperature value is equal to or greater than a first temperature difference,
Determining a temperature pattern of the BMS as a second temperature pattern when the difference between the maximum temperature value and the minimum temperature value is greater than or equal to a second temperature difference and less than a first temperature difference,
Wherein the temperature pattern of the BMS is determined as the third temperature pattern when the difference between the maximum temperature value and the minimum temperature value is less than the second temperature difference.
제 3항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 결정된 온도패턴이 제1 온도패턴인 경우, 상기 특정 기간 동안 감지된 특정 개수의 상기 온도 정보들의 기울기를 산출하는 단계;
상기 기울기를 이용하여, 일정시간 이후의 BMS의 온도값인 예상 온도를 산출하는 단계; 및
상기 제한 온도와 상기 산출된 예상 온도의 차이에 따라, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 증가 또는 감소시킴으로써, 상기 셀 밸런싱의 정도를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMS 온도 조절 방법.
The method of claim 3,
Wherein the control step comprises:
Calculating a slope of a specific number of the temperature information sensed during the specific period when the determined temperature pattern is the first temperature pattern;
Calculating an expected temperature which is a temperature value of the BMS after a predetermined time using the slope; And
And controlling the degree of cell balancing by increasing or decreasing the duty of the cell balancing according to a difference between the limited temperature and the calculated expected temperature.
제 4항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 제한 온도와 상기 예상 온도가 같은 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 유지시키고,
상기 제한 온도가 상기 예상 온도보다 높은 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 증가시키며,
상기 제한 온도가 상기 예상 온도보다 낮은 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 감소시키는 것을 특징으로 하는 BMS 온도 조절 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the control step comprises:
Maintaining the duty of the cell balancing when the limiting temperature and the expected temperature are equal,
Increasing the duty of the cell balancing if the limiting temperature is higher than the expected temperature,
Wherein the duty of the cell balancing is reduced when the limiting temperature is lower than the expected temperature.
제 3항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 결정된 온도패턴이 제2 온도패턴인 경우, 상기 특정 기간 동안 감지된 특정 개수의 상기 온도 정보 중 마지막 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값을 산출하는 단계; 및
상기 마지막 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값에 따라, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 증가 또는 감소시킴으로써, 상기 셀 밸런싱의 정도를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMS 온도 조절 방법.
The method of claim 3,
Wherein the control step comprises:
Calculating a value obtained by subtracting the limit temperature from the last temperature value of the specific number of the temperature information detected during the specific period when the determined temperature pattern is the second temperature pattern; And
And controlling the degree of cell balancing by increasing or decreasing the duty of the cell balancing according to a value obtained by subtracting the limiting temperature from the final temperature value.
제 6항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 마지막 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제1 차이값 이상인 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 감소시키고,
상기 마지막 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제2 차이값 이상이고 상기 제1 차이값 미만인 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 유지시키며,
상기 마지막 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제2 차이값 미만인 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 증가시키는 것을 특징으로 하는 BMS 온도 조절 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the control step comprises:
Decreasing the duty of the cell balancing when the value obtained by subtracting the limiting temperature from the last temperature value is equal to or greater than the first difference value,
Maintaining the duty of the cell balancing when the value obtained by subtracting the limiting temperature from the last temperature value is equal to or greater than a second difference value and less than the first difference value,
Wherein the duty of the cell balancing is increased when the value obtained by subtracting the limit temperature from the last temperature value is less than the second difference value.
제 3항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 결정된 온도패턴이 제3 온도패턴인 경우, 상기 특정 기간 동안 감지된 특정 개수의 상기 온도 정보들의 평균 온도값을 산출하는 단계; 및
상기 평균 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값에 따라, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 증가 또는 감소시킴으로써, 상기 셀 밸런싱의 정도를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMS 온도 조절 방법.
The method of claim 3,
Wherein the control step comprises:
Calculating an average temperature value of a specific number of the temperature information sensed during the specific period when the determined temperature pattern is a third temperature pattern; And
And controlling the degree of cell balancing by increasing or decreasing the duty of the cell balancing according to a value obtained by subtracting the limiting temperature from the average temperature value.
제 8항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 평균 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제3 차이값 이상인 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 감소시키고,
상기 평균 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제4 차이값 이상이고 상기 제3 차이값 미만인 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 유지시키며,
상기 평균 온도값에서 상기 제한온도를 뺀 값이 제4 차이값 미만인 경우, 상기 셀 밸런싱의 듀티를 증가시키는 것을 특징으로 하는 BMS 온도 조절 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the control step comprises:
Decreasing the duty of the cell balancing when the value obtained by subtracting the limiting temperature from the average temperature value is equal to or greater than a third difference value,
Maintaining the duty of the cell balancing when the value obtained by subtracting the limiting temperature from the average temperature value is equal to or greater than a fourth difference value and less than the third difference value,
Wherein the duty of the cell balancing is increased when the value obtained by subtracting the limiting temperature from the average temperature value is less than the fourth difference value.
BMS(Battery Management System)에 있어서,
상기 BMS의 온도를 감지하는 온도 센싱부; 및
상기 감지된 온도와 제한 온도의 차이가 특정값 이내가 된 경우 상기 BMS의 온도 패턴을 분석하고, 상기 분석된 온도 패턴에 따라 셀 밸런싱의 정도를 제어하는 셀 밸런싱 제어부;를 포함하는 BMS.
In a BMS (Battery Management System)
A temperature sensing unit for sensing a temperature of the BMS; And
And a cell balancing controller for analyzing a temperature pattern of the BMS when the difference between the sensed temperature and the limited temperature is within a specific value and controlling the degree of cell balancing according to the analyzed temperature pattern.
KR1020140095784A 2014-07-28 2014-07-28 Method for Adjusting Temperature of Battery Management System and BMS using the same KR102213260B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140095784A KR102213260B1 (en) 2014-07-28 2014-07-28 Method for Adjusting Temperature of Battery Management System and BMS using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140095784A KR102213260B1 (en) 2014-07-28 2014-07-28 Method for Adjusting Temperature of Battery Management System and BMS using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160014167A true KR20160014167A (en) 2016-02-11
KR102213260B1 KR102213260B1 (en) 2021-02-09

Family

ID=55351430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140095784A KR102213260B1 (en) 2014-07-28 2014-07-28 Method for Adjusting Temperature of Battery Management System and BMS using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102213260B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180058055A (en) * 2016-11-23 2018-05-31 주식회사 엘지화학 Method and apparatus for controling temperature of a battery pack
KR20190026485A (en) * 2017-09-05 2019-03-13 에스케이이노베이션 주식회사 Battery balancing apparatus and method
US10576844B2 (en) 2017-11-03 2020-03-03 Lg Chem, Ltd. Battery management apparatus, and battery pack and vehicle including the same
US11611114B2 (en) 2018-01-24 2023-03-21 Lg Energy Solution, Ltd. System and method for detecting battery cell swelling

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230050028A (en) 2021-10-07 2023-04-14 지에프텍 주식회사 Battery management system and method for battery monitoring thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101249972B1 (en) * 2010-08-17 2013-04-03 정윤이 Battery pack and active cell balancing method of battery pack
KR20130049706A (en) * 2011-11-04 2013-05-14 삼성에스디아이 주식회사 Apparatus for managing battery, method for balancing battery cells, and energy storage system
KR101270877B1 (en) * 2011-12-27 2013-06-05 넥스콘 테크놀러지 주식회사 Function testing equipment for battery management system
KR20140084691A (en) * 2012-12-27 2014-07-07 현대모비스 주식회사 Apparatus and method for uniform energy of battery cell

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101249972B1 (en) * 2010-08-17 2013-04-03 정윤이 Battery pack and active cell balancing method of battery pack
KR20130049706A (en) * 2011-11-04 2013-05-14 삼성에스디아이 주식회사 Apparatus for managing battery, method for balancing battery cells, and energy storage system
KR101270877B1 (en) * 2011-12-27 2013-06-05 넥스콘 테크놀러지 주식회사 Function testing equipment for battery management system
KR20140084691A (en) * 2012-12-27 2014-07-07 현대모비스 주식회사 Apparatus and method for uniform energy of battery cell

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180058055A (en) * 2016-11-23 2018-05-31 주식회사 엘지화학 Method and apparatus for controling temperature of a battery pack
KR20190026485A (en) * 2017-09-05 2019-03-13 에스케이이노베이션 주식회사 Battery balancing apparatus and method
US10576844B2 (en) 2017-11-03 2020-03-03 Lg Chem, Ltd. Battery management apparatus, and battery pack and vehicle including the same
US11611114B2 (en) 2018-01-24 2023-03-21 Lg Energy Solution, Ltd. System and method for detecting battery cell swelling

Also Published As

Publication number Publication date
KR102213260B1 (en) 2021-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9219377B2 (en) Battery charging apparatus and battery charging method
KR101459539B1 (en) Apparatus and method for uniform energy of battery cell
KR20160014167A (en) Method for Adjusting Temperature of Battery Management System and BMS using the same
CN101911429B (en) Method for balancing of high voltage battery pack
KR101667913B1 (en) Apparatus and Method For Equalizing Charge of a Battery Pack
JP5994240B2 (en) Battery control device
KR101749730B1 (en) Apparatus and method for cell balancing
KR101956088B1 (en) State controlling apparatus, equalization of electrical storage device
JP5105031B2 (en) Power storage system
KR102052241B1 (en) System and method for battery management using Balancing battery
JP5879983B2 (en) Battery control device
JP5942882B2 (en) Battery system
JP2017103077A (en) Power storage system and control method thereof, and device and method for diagnosing sign of thermorunaway of lithium ion secondary battery
US20180123347A1 (en) Distributed electricity storage system, power control method, and program
US20160276715A1 (en) Storage battery, method of controlling storage battery, and non-transitory storage medium
US20170305286A1 (en) System and method for controlling start of fuel cell vehicle
WO2020246932A1 (en) Method for estimating state of health of a battery
JP2001116811A (en) Micro-short-circuited cell detecting method and cell short circuit detecting method
JP2019092335A (en) Power supply control system and method
US20160332531A1 (en) Method for managing a state of charge of a battery
JP7135532B2 (en) Battery state estimation device, manufacturing method of battery state estimation device, battery state estimation method, and assembled battery system
JP5644691B2 (en) Cell balance control device and cell balance control method
JP7316891B2 (en) Battery temperature management system
JP5569969B2 (en) Temperature sensor abnormality determination method and in-vehicle charger for determining abnormality using the method
JP2013081306A (en) Battery deterioration equalization system and method

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