KR20160024254A - Precharge circuit with improved and battery pack including the same - Google Patents

Precharge circuit with improved and battery pack including the same Download PDF

Info

Publication number
KR20160024254A
KR20160024254A KR1020140110870A KR20140110870A KR20160024254A KR 20160024254 A KR20160024254 A KR 20160024254A KR 1020140110870 A KR1020140110870 A KR 1020140110870A KR 20140110870 A KR20140110870 A KR 20140110870A KR 20160024254 A KR20160024254 A KR 20160024254A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
precharge
relay
line
battery
node
Prior art date
Application number
KR1020140110870A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101696315B1 (en
Inventor
성창현
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020140110870A priority Critical patent/KR101696315B1/en
Publication of KR20160024254A publication Critical patent/KR20160024254A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101696315B1 publication Critical patent/KR101696315B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00309Overheat or overtemperature protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0024Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

Disclosed is a technology to prevent heat generation or overheating which can occur due to a precharge resistance while the generation of a rush current is suppressed like the conventional precharge circuit. According to an embodiment of the present invention, the precharge circuit is placed in a battery pack which has a battery module, where two or more battery stacks are serially connected and which receives power from an external device through a charging and discharging terminal or supplies power to the external device. The precharge circuit of the present invention comprises: a main relay placed on a charging and discharging track formed between the battery module and the charging and discharging terminal of the battery pack; a precharge track for connecting a first node formed on a track placed between the two or more battery stacks and a second node formed between the main relay and the charging and discharging terminal; a precharge relay placed on the precharge track; and, an inductor placed on the precharge track.

Description

성능이 개선된 프리차지 회로 및 이를 구비한 배터리 팩{Precharge circuit with improved and battery pack including the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a precharge circuit having improved performance and a battery pack having the precharge circuit.

본 발명은 프리차지 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 프리차지 회로가 갖는 문제점을 개선한 프리차지 회로 및 이를 구비한 배터리 팩에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a precharge circuit, and more particularly, to a precharge circuit and a battery pack having the precharge circuit.

최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 2. Description of the Related Art In recent years, demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, and portable telephones has been rapidly increased, and electric vehicles, storage batteries for energy storage, robots, and satellites have been developed in earnest. Are being studied actively.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다. The secondary rechargeable batteries are nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel- It is very popular because of its low self-discharge rate and high energy density.

한편, 이러한 이차 전지는 단일의 이차 전지로 사용되는 경우도 있지만, 고전압 및/또는 대용량의 전력 저장 장치를 제공하기 위해 복수의 이차 전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 상태로 사용되는 경우가 많으며, 내부의 이차 전지의 충방전 동작을 전반적으로 제어하는 배터리 관리 장치가 포함된 배터리 팩의 형태로 사용되고 있다.In some cases, such a secondary battery is used as a single secondary battery. However, in order to provide a high-voltage and / or large-capacity power storage device, a plurality of secondary batteries are often used in series and / And is used in the form of a battery pack including a battery management device for controlling the charging / discharging operation of the internal secondary battery.

이러한 배터리 팩에 사용되는 배터리 팩 관리 장치는, 온도 센서, 전류 센서, 전압 센서 등을 이용하여 배터리의 상태를 모니터링하고, 이러한 모니터링 결과를 이용하여 SOC, SOH를 추정하거나 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하거나 고전압, 과전류, 저온, 고온 등으로부터 배터리를 보호하는 기능을 수행한다.The battery pack management device used in such a battery pack monitors the state of the battery using a temperature sensor, a current sensor, a voltage sensor, and the like, estimates SOC and SOH by using the monitoring result, balances the voltage between battery cells It protects the battery from high voltage, overcurrent, low temperature, high temperature and so on.

특히, 배터리 팩 관리 장치는, 배터리 팩 내부에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 보호 회로를 구비할 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩 관리 장치는, 배터리 팩의 충방전 선로 상에 퓨즈를 구비하고, 과전류가 발생할 경우 퓨즈를 융단시킴으로써 배터리 팩의 충방전 선로에 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.Particularly, the battery pack management device may include a protection circuit for preventing an overcurrent from flowing into the battery pack. For example, the battery pack management device has a fuse on the charge / discharge line of the battery pack, and when the overcurrent occurs, the fuse is rubbed to prevent the overcurrent from flowing on the charge / discharge line of the battery pack.

또한, 배터리 팩 관리 장치는, 배터리의 구동 초기에 발생할 수 있는 과전류인 러시 커런트(rush current)를 방지하기 위한 보호 회로를 구비할 수도 있다. 여기서, 러시 커런트는 배터리 구동 초기에 순간적으로 발생할 수 있는 과전류로서, 이러한 러시 커런트로부터 배터리 팩을 보호하기 위해 프리차지 저항이 주로 사용되고 있다.The battery pack management device may include a protection circuit for preventing a rush current, which is an overcurrent that may occur at the initial stage of driving the battery. Here, the rush current is an overcurrent that may instantaneously occur at the initial stage of battery operation. In order to protect the battery pack from such a rush current, a precharge resistor is mainly used.

도 1은, 종래기술에 따른 프리차지 저항과 릴레이를 포함하는 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 배터리 팩(10)은 배터리 모듈(11), 메인 릴레이(12), 프리차지 릴레이(13) 및 프리차지 저항(14)을 포함하고 있으며, 배터리 팩(1)의 충방전 단자(pack+, pack-)에는 외부 장치(20)가 연결되어 있다. 여기서, 메인 릴레이(12)는 배터리 팩(1)의 충방전 선로(16) 상에 구비되고, 프리차지 저항(14) 및 프리차지 릴레이(13)는 상기 충방전 선로(16)에 병렬로 연결된다. 이때, 프리차지 저항(14)과 프리차지 릴레이(13)는 직렬로 연결된다. 그리고, 이러한 프리차지 릴레이(13)와 메인 릴레이(12)는 상호 교차되도록 스위칭되어 러시 커런트의 발생을 방지한다.1 is a view schematically showing a configuration of a battery pack including a precharge resistor and a relay according to the prior art. 1, the battery pack 10 includes a battery module 11, a main relay 12, a precharge relay 13, and a precharge resistor 14, The external device 20 is connected to the terminals pack +, pack-. The main relay 12 is provided on the charge and discharge line 16 of the battery pack 1 and the precharge resistor 14 and the precharge relay 13 are connected to the charge and discharge line 16 in parallel do. At this time, the precharge resistor 14 and the precharge relay 13 are connected in series. The precharge relay 13 and the main relay 12 are switched so as to cross each other to prevent the occurrence of a rush current.

특히, 배터리를 구동하는 초기 단계에서, 메인 릴레이(12)는, 처음부터 턴 온되는 것이 아니다. 즉, 메인 릴레이(12)가 턴 오프된 상태에서 프리차지 릴레이(13)가 먼저 턴 온된다. 그리고, 프리차지 릴레이(13)가 턴 온된 때로부터 소정 시간 경과 후에 비로소 메인 릴레이(12)가 턴 온되도록 구성된다. 따라서, 초기 전류는, 프리차지 저항(20)을 경유하여 흐르게 되어 충방전 선로(16) 상에 러시 커런트가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 메인 릴레이(12)가 턴 온될 경우 아크가 발생하는 것을 방지할 수 있다. In particular, in the initial stage of driving the battery, the main relay 12 is not turned on from the beginning. That is, when the main relay 12 is turned off, the precharge relay 13 is turned on first. The main relay 12 is turned on only after a predetermined time elapses from when the precharge relay 13 is turned on. Therefore, the initial current flows through the precharge resistor 20 to prevent the occurrence of rush current on the charging / discharging line 16, and an arc is generated when the main relay 12 is turned on .

그런데, 이와 같은 종래기술에 따른 프리차지 회로(PC)는, 구성요소로서 프리차지 저항(14)을 포함하고 있다. 이로 인해, 프리차지 저항(14)에 전류가 흐르게 될 경우 필연적으로 프리차지 저항(14)으로부터 열이 발생하게 된다. 따라서, 프리차지 저항(14) 및 그와 인접한 구성요소들은 과열되어 열화될 우려가 있다. However, the precharge circuit PC according to the related art includes the precharge resistor 14 as a component. Therefore, when a current flows through the precharge resistor 14, heat is inevitably generated from the precharge resistor 14. Therefore, the precharge resistor 14 and its adjacent components may overheat and deteriorate.

또한, 이와 같은 프리차지 회로(PC)를 구비한 배터리 팩(10)은, 충방전 단자(pack+, pack-)를 통해 외부 장치(20)로 전력을 공급하거나, 이러한 외부 장치(20)로부터 전력을 공급받는다. 일반적으로 외부 장치(20)에는, 링크 커패시터라고 불리는 커패시터(210)가 구비되어 있으며, 그렇지 않을 경우, 배터리 팩(10) 내부에 이러한 커패시터(210)가 구비되기도 한다. 이러한 커패시터(210)는, 도 1에 도시된 바와 같이 충방전 단자(pack+, pack-)의 양단에 연결된다.The battery pack 10 having such a precharge circuit PC supplies power to the external device 20 through the charge / discharge terminals pack +, pack-, . In general, the external device 20 is provided with a capacitor 210 called a link capacitor. Otherwise, such a capacitor 210 may be provided in the battery pack 10. Such a capacitor 210 is connected to both ends of the charge / discharge terminals (pack +, pack-) as shown in Fig.

한편, 상술한 바와 같이, 전력 공급을 위해 메인 릴레이(12)가 턴 온되기 전에 프리차지 릴레이(13)가 턴 온되는데, 메인 릴레이(12)가 턴 오프된 상태에서 프리차지 릴레이(13)가 턴 온되면, 배터리 팩(10)은 외부 장치(20)와 RC 1차 폐회로를 구성하게 된다. As described above, the precharge relay 13 is turned on before the main relay 12 is turned on for power supply. When the main relay 12 is turned off, the precharge relay 13 is turned on When turned on, the battery pack 10 and the external device 20 form an RC primary closed circuit.

이와 같이 폐회로가 형성되면, 도 1에 표시된 화살표와 같이 전류가 흐르게 되며, 프리차지 릴레이(13) 내지 프리차지 저항(14)을 통해 흐르는 전류(이하, 프리차지 전류: Ipr)는 도 2에 도시된 그래프와 같은 형태를 띄게 된다. 1, the current flowing through the precharge relay 13 to the precharge resistor 14 (hereinafter referred to as a precharge current Ipr) is shown in FIG. 2 The graph becomes like a graph.

도 2는, 도 1의 프리차지 전류를 시간의 변화에 따라 나타낸 그래프이고, 도 3은, 도 2의 충방전 단자의 양단 전압을 시간의 변화에 따라 나타낸 그래프이다. 여기서, t1은 프리차지 릴레이(13)가 턴 온된 시점을 나타낸다. 도 2에 잘 나타난 바와 같이, 프리차지 전류(Ipr)는, 프리차지 릴레이(13)가 턴 온된 후 급격하게 상승하고 이후 점차적으로 감소하게 된다. 그리고, 도 3에 나타난 바와 같이, 충방전 단자(pack+, pack-)의 양단 전압(Vp) 내지 링크 커패시터(210)의 양단 전압(Vp)은, 프리차지 릴레이(13)가 턴 온되 후 점차적으로 상승하여 배터리 모듈(11)의 양단 전압(E)에 수렴하게 된다. FIG. 2 is a graph showing the pre-charge current of FIG. 1 according to a change of time, and FIG. 3 is a graph of voltage of both ends of the charge / discharge terminal of FIG. Here, t1 represents a point in time when the precharge relay 13 is turned on. As shown in FIG. 2, the precharge current Ipr rapidly rises after the precharge relay 13 is turned on, and then gradually decreases. 3, the both-end voltage Vp of the charging / discharging terminals pack +, pack- and the both-end voltage Vp of the link capacitor 210 are gradually increased after the precharge relay 13 is turned on And converges to the both end voltage E of the battery module 11.

그런데, 이러한 프리차지 전류(Ipr)가 급격하게 상승하는 과정에서 프리차지 저항(14)과 인접한 구성요소들을 급격히 과열됨으로써, 배터리 팩(10)에 고장이 발생하거나, 배터리 팩(10)이 오동작하게 될 우려가 있다. However, when the precharge current Ipr rises sharply, components immediately adjacent to the precharge resistor 14 are suddenly overheated, so that a failure occurs in the battery pack 10 or a malfunction occurs in the battery pack 10 There is a concern.

이러한 문제를 극복하기 위해, 프리차지 저항(14)의 저항값(resistance: R)을 증가시키면, 급격하게 상승하는 프리차지 전류(Ipr)의 크기를 감소시켜 급격한 과열이 발생하는 것을 방지할 수는 있다. 그러나, 시상수가 증가하여 충방전 단자의 양단 전압(링크 커패시터의 양단 전압, Vp)이 배터리 모듈(11)의 양단 전압(E)에 수렴하는데 걸리는 시간이 증가하게 되는 또 다른 문제가 발생하게 된다. 다시 말해, 메인 릴레이(12)를 턴 온시키는데 시간 지연(time delay)이 발생하게 될 수 있다. 따라서, 단순히 프리차지 저항(14)의 크기를 증가시키는 것은 적절한 해결수단이 될 수 없다.
In order to overcome such a problem, it is preferable to increase the resistance (resistance) R of the precharge resistor 14 to reduce the size of the precharge current Ipr which rises rapidly, have. However, another problem arises in that the time constant increases and the time taken for the both ends of the charge / discharge terminals (voltage across the link capacitor, Vp) to converge to the voltage E across the battery module 11 increases. In other words, a time delay may occur in turning on the main relay 12. Therefore, simply increasing the size of the precharge resistor 14 can not be a suitable solution.

인터락 스위치를 이용한 프리-차지 저항 보호 회로 장치(10-2009-0075910호, 2009.07.13 공개)Pre-charge resistance protection circuit device using interlock switch (10-2009-0075910, published on July 13, 2009)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 기존의 프리차지 회로와 같이 러시 커런트의 발생을 억제하면서도 프리차지 저항으로 인해 발생할 수 있는 발열 내지 과열 현상을 방지하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to prevent generation of a heat current or an overheating phenomenon that may occur due to precharge resistance while suppressing the occurrence of a rush current.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It is also to be understood that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations thereof.

상기 목적을 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은, 충방전 단자를 통해 외부 장치로부터 전력을 공급받거나 외부 장치로 전력을 공급하는 배터리 팩으로서, 2 이상의 배터리 스택이 직렬 연결된 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈과 상기 배터리 팩의 충방전 단자 사이에 형성된 충방전 선로; 및 상기 충방전 선로 상에 구비된 메인 릴레이, 상기 2 이상의 배터리 스택 사이에 구비된 선로 상에 형성된 제1 노드와 상기 메인 릴레이와 상기 충방전 단자 사이에 구비된 선로 상에 형성된 제2 노드를 연결하는 프리차지 선로, 상기 프리차지 선로 상에 구비된 프리차지 릴레이 및 상기 프리차지 선로 상에 구비된 인덕터를 포함하는 프리차지 회로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery pack for receiving power from an external device through a charging / discharging terminal or supplying power to an external device, the battery pack comprising: a battery module having two or more battery stacks connected in series; A charge / discharge line formed between the battery module and a charge / discharge terminal of the battery pack; And a main relay provided on the charge / discharge line, a first node formed on a line provided between the two or more battery stacks, and a second node formed on the line provided between the main relay and the charge / And a precharge circuit including a precharge line, a precharge relay provided on the precharge line, and an inductor provided on the precharge line.

상기 배터리 모듈의 고전위 노드와 상기 제1 노드 사이의 전위차는, 상기 제1 노드와 상기 배터리 모듈의 저전위 노드 사이의 전위차와 같을 수 있다.The potential difference between the high potential node and the first node of the battery module may be equal to the potential difference between the first node and the low potential node of the battery module.

상기 인덕터 및 상기 프리차지 릴레이는 직렬 연결될 수 있다.The inductor and the precharge relay may be connected in series.

상기 프리차지 회로는, 상기 프리차지 선로 상에 구비되어, 상기 인덕터 및 상기 프리차지 릴레이와 직렬 연결된 다이오드를 더 포함할 수 있다.The precharge circuit may further include a diode provided on the precharge line and connected in series with the inductor and the precharge relay.

상기 프리차지 회로는, 상기 메인 릴레이와 상기 프리차지 릴레이를 선택적으로 턴 온 시키거나 턴 오프 시키도록 제어하는 제어 모듈을 더 포함할 수 있다.The precharge circuit may further include a control module for selectively turning on or off the main relay and the precharge relay.

상기 제어 모듈은, 상기 메인 릴레이를 턴 온 시키기 전에 상기 프리차지 릴레이를 턴 온 시킬 수 있다.The control module may turn on the precharge relay before turning on the main relay.

상기 제어 모듈은, 상기 프리차지 릴레이가 턴 온된 이후 상기 메인 릴레이를 턴 온 시킬 수 있다.The control module may turn on the main relay after the precharge relay is turned on.

상기 제어 모듈은, 상기 프리차지 릴레이가 턴 온되고 적어도

Figure pat00001
초가 경과된 이후 상기 메인 릴레이를 턴 온시킬 수 있다.Wherein the control module controls the pre-charge relay to be turned on,
Figure pat00001
The main relay can be turned on after a lapse of seconds.

(여기서, L: 인덕터의 인덕턴스, C: 배터리 팩의 충방전 단자 사이에 구비된 커패시터의 커패시턴스)(Where L is the inductance of the inductor and C is the capacitance of the capacitor provided between the charging and discharging terminals of the battery pack)

상기 제어 모듈은, 상기 메인 릴레이가 턴 온된 이후 상기 프리차지 릴레이를 턴 오프시킬 수 있다.The control module may turn off the precharge relay after the main relay is turned on.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 자동차는, 상술한 배터리 팩을 포함한다.According to another aspect of the present invention, an automobile includes the above-described battery pack.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 프리차지 회로 장치는, 2 이상의 배터리 스택이 직렬 연결된 배터리 모듈을 구비하고, 충방전 단자를 통해 외부 장치로부터 전력을 공급받거나 외부 장치로 전력을 공급하는 배터리 팩에 구비되는 프리차지 회로로서, 상기 배터리 모듈과 상기 배터리 팩의 충방전 단자 사이에 형성된 충방전 선로 상에 구비된 메인 릴레이; 상기 2 이상의 배터리 스택 사이에 구비된 선로 상에 형성된 제1 노드와 상기 메인 릴레이와 상기 충방전 단자 사이에 형성된 제2 노드를 연결하는 프리차지 선로; 상기 프리차지 선로 상에 구비된 프리차지 릴레이; 및 상기 프리차지 선로 상에 구비된 인덕터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a precharge circuit device including a battery module having two or more battery stacks connected in series, and the precharge circuit device includes a battery module that receives power from an external device through a charge / discharge terminal, A pre-charge circuit provided in a battery pack to be supplied, the pre-charge circuit comprising: a main relay provided on a charge / discharge line formed between charge / discharge terminals of the battery module and the battery pack; A precharge line connecting a first node formed on a line provided between the at least two battery stacks and a second node formed between the main relay and the charge / discharge terminal; A precharge relay provided on the precharge line; And an inductor provided on the precharge line.

상기 배터리 모듈의 고전위 노드와 상기 제1 노드 사이의 전위차는, 상기 제1 노드와 상기 배터리 모듈의 저전위 노드 사이의 전위차와 같을 수 있다.The potential difference between the high potential node and the first node of the battery module may be equal to the potential difference between the first node and the low potential node of the battery module.

상기 인덕터 및 상기 프리차지 릴레이는 직렬 연결될 수 있다.The inductor and the precharge relay may be connected in series.

상기 프리차지 회로는, 상기 프리차지 선로 상에 구비되어, 상기 인덕터 및 상기 프리차지 릴레이와 직렬 연결된 다이오드를 더 포함할 수 있다.The precharge circuit may further include a diode provided on the precharge line and connected in series with the inductor and the precharge relay.

상기 프리차지 회로는, 상기 메인 릴레이와 상기 프리차지 릴레이를 선택적으로 턴 온 시키거나 턴 오프시키도록 제어하는 제어 모듈을 더 포함할 수 있다.The precharge circuit may further include a control module for selectively turning on or off the main relay and the precharge relay.

상기 제어 모듈은, 상기 메인 릴레이를 턴 온 시키기 전에 상기 프리차지 릴레이를 턴 온 시킬 수 있다.The control module may turn on the precharge relay before turning on the main relay.

상기 제어 모듈은, 상기 프리차지 릴레이가 턴 온된 이후 상기 메인 릴레이를 턴 온 시킬 수 있다.The control module may turn on the main relay after the precharge relay is turned on.

상기 제어 모듈은, 상기 프리차지 릴레이가 턴 온되고 적어도

Figure pat00002
초가 경과된 이후 상기 메인 릴레이를 턴 온 시킬 수 있다.Wherein the control module controls the pre-charge relay to be turned on,
Figure pat00002
The main relay can be turned on after a lapse of seconds.

(여기서, L: 인덕터의 인덕턴스, C: 배터리 팩의 충방전 단자 사이에 구비된 커패시터의 커패시턴스)(Where L is the inductance of the inductor and C is the capacitance of the capacitor provided between the charging and discharging terminals of the battery pack)

상기 제어 모듈은, 상기 메인 릴레이가 턴 온된 이후 상기 프리차지 릴레이를 턴 오프시킬 수 있다.The control module may turn off the precharge relay after the main relay is turned on.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 전력 공급 방법은, 2 이상의 배터리 스택이 직렬 연결된 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩의 충방전 단자를 통해 외부 장치로부터 전력을 공급받거나 외부 장치로 전력을 공급하는 방법으로서, 상기 배터리 모듈과 상기 배터리 팩의 충방전 단자 사이에 형성된 충방전 선로 상에 구비된 메인 릴레이, 상기 2 이상의 배터리 스택 사이에 구비된 선로 상에 형성된 제1 노드와 상기 메인 릴레이와 상기 충방전 단자 사이에 구비된 선로 상에 형성된 제2 노드를 연결하는 프리차지 선로, 상기 프리차지 선로 상에 구비된 프리차지 릴레이 및 상기 프리차지 선로 상에 구비된 인덕터를 포함하는 프리차지 회로가 구비된 배터리 팩을 준비하는 단계; 상기 프리차지 릴레이를 턴 온 시키는 단계; 및 상기 메인 릴레이를 턴 온 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a power supply method including: receiving power from an external device through a charge / discharge terminal of a battery pack having a battery module having two or more battery stacks connected in series, A main relay provided on a charge / discharge line formed between the battery module and a charge / discharge terminal of the battery pack, a first node formed on a line provided between the two or more battery stacks, A precharge circuit connected between the charge and discharge terminals and a second node formed on a line provided between the charge and discharge terminals, a precharge relay provided on the precharge line, and an inductor provided on the precharge line, Preparing a battery pack including the battery pack; Turning on the precharge relay; And turning on the main relay.

본 발명의 일 측면에 따른 프리차지 회로는, 프리차지 저항 대신 인덕터를 포함하여 구성되므로, 저항 성분으로 인해 발생할 수 있는 발열 내지 과열 현상을 방지할 수 있다. The precharge circuit according to one aspect of the present invention includes an inductor instead of the precharge resistor, so that it is possible to prevent a heat generation or an overheating phenomenon that may occur due to a resistance component.

본 발명의 일 측면에 따르면, 프리차지 회로가 인덕터를 포함하고 있어, 프리차지 릴레이가 턴 온된 이후에 전류가 급격히 상승하지 않고 완만하게 상승하게 된다. 따라서, 프리차지 릴레이가 열화되는 것을 최소화할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the precharge circuit includes an inductor, so that the current does not rise rapidly after the precharge relay is turned on, but gently rises. Therefore, deterioration of the precharge relay can be minimized.

이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.
In addition, the present invention can have various other effects, and other effects of the present invention can be understood by the following description, and can be more clearly understood by the embodiments of the present invention.

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, 종래기술에 따른 프리차지 저항과 릴레이를 포함하는 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는, 도 1의 프리차지 전류를 시간의 변화에 따라 나타낸 그래프이다.
도 3은, 도 2의 충방전 단자의 양단 전압을 시간의 변화에 따라 나타낸 그래프이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타낸 도면이다.
도 5는, 도 4에서 프리차지 릴레이가 턴 온된 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은, 도 5의 프리차지 전류를 시간의 변화에 따라 나타낸 그래프이다.
도 7은, 도 5의 충방전 단자의 양단 전압을 시간의 변화에 따라 나타낸 그래프이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 방법을 나타낸 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 view schematically showing a configuration of a battery pack including a precharge resistor and a relay according to the prior art.
Fig. 2 is a graph showing the pre-charge current of Fig. 1 according to the change of time.
Fig. 3 is a graph showing the voltage across the charge / discharge terminal of Fig. 2 as time varies. Fig.
4 is a view illustrating a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a state in which the precharge relay is turned on in FIG.
6 is a graph showing the pre-charge current of FIG. 5 according to the change of time.
Fig. 7 is a graph showing the voltage across the charge / discharge terminal of Fig. 5 as time varies. Fig.
8 is a flowchart showing a power supply 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 해석되어야 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 construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 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. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely 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.

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.
In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타낸 도면이다. 4 is a view illustrating a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 배터리 팩(100)은 충방전 단자(pack+, pack-)를 구비하고 있고, 이러한 충방전 단자(pack+, pack-)에는 외부 장치(200)가 연결되어 있다. 상기 배터리 팩(100)은, 충방전 단자(pack+, pack-)를 통해 외부 장치(200)로부터 전력을 공급받거나 외부 장치(200)로 전력을 공급할 수 있다. Referring to FIG. 4, the battery pack 100 includes charge / discharge terminals pack + and pack-, and the external device 200 is connected to the charge / discharge terminals pack + and pack-. The battery pack 100 may receive power from the external device 200 or supply power to the external device 200 through the charge / discharge terminals pack +, pack-.

한편, 도 4는, 배터리 팩(100)이 외부 장치(200)에 구비된 인버터를 통해 모터로 전력을 공급하는 실시예를 도시하고 있다. 다만, 이는 하나의 실시예로서, 상기 외부 장치(200)는, 도 4와 같이 배터리 팩(100)으로부터 전력을 공급받는 부하일 수도 있고, 이와 달리, 배터리 팩(100)으로 전력을 공급하는 충전 장치일 수도 있다.4 shows an embodiment in which the battery pack 100 supplies electric power to the motor through an inverter provided in the external device 200. [ 4, the external device 200 may be a load supplied with power from the battery pack 100, or alternatively may be a battery pack 100, Device.

또한, 상기 외부 장치(200)는 링크 커패시터라고 불리는 커패시터(210)를 구비하고 있다. 이러한 커패시터(210)는, 외부 장치(200)에 구비되는 것이 일반적이지만, 배터리 팩(100)의 구성요소로서, 배터리 팩(100) 내부에 구비될 수도 있다. In addition, the external device 200 includes a capacitor 210 called a link capacitor. The capacitor 210 is generally provided in the external device 200, but may be provided in the battery pack 100 as a component of the battery pack 100.

도 4에 잘 나타나 있는 바와 같이, 배터리 팩(100)의 충방전 단자(pack+, pack-)를 통해 외부 장치(200)가 배터리 팩(100)에 전기적으로 연결되면, 상기 커패시터(210)는 충방전 단자(pack+, pack-)의 양단 사이에 전기적으로 연결되므로, 배터리 팩(100)의 충방전 단자(pack+, pack-)의 양단 전압(Vp)은, 상기 커패시터(210)의 양단 전압과 동일한 값을 가진다.
4, when the external device 200 is electrically connected to the battery pack 100 through the charge / discharge terminals (pack +, pack-) of the battery pack 100, The voltage Vp at both ends of the charge / discharge terminals pack + and pack- of the battery pack 100 is equal to the voltage across both terminals of the capacitor 210 because the terminals are electrically connected between the terminals of the discharge terminals pack + and pack- Value.

다시 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은, 배터리 모듈(110), 충방전 선로(160) 및 프리차지 회로(PC)를 포함한다. Referring again to FIG. 4, a battery pack 100 according to an embodiment of the present invention includes a battery module 110, a charge / discharge line 160, and a precharge circuit PC.

상기 배터리 모듈(110)은, 2 이상의 배터리 스택이 직렬 연결되어 구성될 수 있다. 여기서, 배터리 스택은, 단일의 배터리 셀 또는 배터리 셀의 집합체를 의미하며, 상기 배터리 셀의 집합체는, 직렬, 병렬 또는 직병렬된 배터리 셀로 구성될 수 있다. The battery module 110 may include two or more battery stacks connected in series. Here, the battery stack refers to a single battery cell or a collection of battery cells, and the aggregate of the battery cells may be composed of serial, parallel, or series-parallel battery cells.

한편, 배터리 팩(100)의 출력 전압은, 배터리 모듈(110) 양단의 전위차와 동일하므로, 배터리 팩(100)의 출력 전압은, 배터리 모듈(110)의 고전위 노드(N3)의 전압과 배터리 모듈(110)의 저전위 노드(N4)의 전압의 차이로부터 구할 수 있다. The output voltage of the battery pack 100 is equal to the voltage difference between the voltage of the high potential node N3 of the battery module 110 and the voltage of the high- From the voltage difference of the low potential node N4 of the module 110. [

도 4의 실시예에서, 배터리 모듈(110)은, 2개의 배터리 스택, 즉 제1 배터리 스택(111) 및 제2 배터리 스택(112)으로 구성되며, 2개의 배터리 스택은, 이러한 배터리 스택 사이에 구비된 선로를 통해 직렬 연결되어 있다. 그리고, 상기 선로 상에는 제1 노드(N1)가 형성되어 있다. 또한, 각각의 배터리 스택은, 양단의 전위차가 E/2[V]로 동일하다. 바꾸어 말하면, 배터리 모듈(110)의 고전위 노드(N3)와 제1 노드(N1) 사이의 전위차는 E/2[V]로, 제1 노드(N1)와 배터리 모듈(110)의 저전위 노드(N4) 사이의 전위차와 같다. 이와 같이, 배터리 모듈(110)의 고전위 노드(N3)와 제1 노드(N1) 사이의 전위차는, 제1 노드(N1)와 배터리 모듈(110)의 저전위 노드(N4) 사이의 전위차와 같은 것이 좋은데, 이에 대해서는 후술할 프리차지 회로(PC)의 동작을 참조하면 쉽게 이해될 수 있다.
In the embodiment of Figure 4, the battery module 110 is comprised of two battery stacks, a first battery stack 111 and a second battery stack 112, And are connected in series through the provided line. A first node N1 is formed on the line. Further, in each battery stack, the potential difference at both ends is equal to E / 2 [V]. In other words, the potential difference between the high potential node N3 of the battery module 110 and the first node N1 is E / 2 [V] and the potential difference between the first node N1 and the low potential node N1 of the battery module 110 (N4). The potential difference between the high potential node N3 of the battery module 110 and the first node N1 is equal to the difference between the potential difference between the first node N1 and the low potential node N4 of the battery module 110 The same thing is good, and this can be easily understood with reference to the operation of the precharge circuit PC to be described later.

상기 충방전 선로(160)는, 상술한 배터리 모듈(110)과 배터리 팩(100)의 충방전 단자(pack+, pack-) 사이에 형성될 수 있다. 이러한 충방전 선로(160)는, 배터리 팩(100)이 외부 장치(200)로 전력을 공급하거나, 외부 장치(200)로부터 배터리 팩(100)이 전력을 공급받기 위한 경로, 즉 대전류 경로를 제공한다.
The charge and discharge line 160 may be formed between the battery pack 110 and the charge and discharge terminals pack + and pack- of the battery pack 100. The charging and discharging line 160 provides a path for supplying electric power to the external device 200 from the battery pack 100 or a path for receiving power from the external device 200 do.

상기 프리차지 회로(PC)는, 메인 릴레이(120), 프리차지 선로(170), 프리차지 릴레이(130) 및 인덕터(140)를 포함한다. The precharge circuit PC includes a main relay 120, a precharge line 170, a precharge relay 130, and an inductor 140.

상기 메인 릴레이(120)는, 충방전 선로(160) 상에 구비되어 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프될 수 있다. 선택적으로, 상기 메인 릴레이(120)는 제어 장치로부터 제어 신호를 수신하여 턴 온되거나 턴 오프될 수 있다.
The main relay 120 is provided on the charge / discharge line 160 and can be selectively turned on or off. Alternatively, the main relay 120 may be turned on or off by receiving a control signal from the control device.

상기 프리차지 선로(170)는, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)를 연결할 수 있다. 여기서, 제1 노드(N1)는, 배터리 스택 사이에 구비된 선로 상에 형성된 노드이다. 그리고, 상기 제2 노드(N2)는 메인 릴레이(120)와 충방전 단자(pack+, pack-) 사이에 구비된 선로 상에 형성된 노드이다. 이러한 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)는 도 4에 도시된 실시예를 참조하면 보다 쉽게 이해될 수 있다. The precharge line 170 may connect the first node N1 and the second node N2. Here, the first node N1 is a node formed on a line provided between the battery stacks. The second node N2 is a node formed on the line between the main relay 120 and the charge / discharge terminals pack +, pack-. This first node N1 and the second node N2 can be more easily understood with reference to the embodiment shown in Fig.

한편, 상기 제1 노드(N1)는, 배터리 모듈(110)의 고전위 노드(N3)와 제1 노드(N1) 사이의 전위차가, 제1 노드(N1)와 배터리 모듈(110)의 저전위 노드(N4) 사이의 전위차가 동일하게 되는 지점에 형성되는 것이 좋은데, 이에 대해서는 후술할 프리차지 회로(PC)의 동작을 참조하면 쉽게 이해될 수 있다.
The first node N1 may be configured such that the potential difference between the high potential node N3 and the first node N1 of the battery module 110 is lower than the potential difference between the first node N1 and the low potential of the battery module 110 And the node N4 are equal to each other. This can be easily understood with reference to the operation of the precharge circuit PC, which will be described later.

상기 프리차지 릴레이(130)는, 프리차지 선로(170) 상에 구비될 수 있다. 상기 프리차지 릴레이(130)는, 프리차지 선로(170) 상에 구비되어 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프될 수 있다. 또한, 프리차지 릴레이(130)는, 메인 릴레이(120)와 마찬가지로 제어 장치로부터 제어 신호를 수신하여 턴 온되거나 턴 오프될 수 있다.
The precharge relay 130 may be provided on the precharge line 170. The precharge relay 130 is provided on the precharge line 170 and can be selectively turned on or off. Also, the precharge relay 130 may be turned on or off by receiving a control signal from the control device in the same manner as the main relay 120.

상기 인덕터(140)는, 프리차지 선로(170) 상에 구비될 수 있다. 상기 인덕터(140)는, 프리차지 선로(170) 상에 구비되어 프리차지 선로(170)를 통해 흐르는 전류의 급격한 변화를 억제할 수 있다. 또한, 상기 인덕터(140)는, 외부 장치(200) 또는 배터리 팩(100)에 구비되어 배터리 팩(100)의 충방전 단자(pack+, pack-)에 병렬로 연결된 링크 커패시터(210)와 함께 LC 공진 회로를 형성하는데 기여할 수 있다. The inductor 140 may be provided on the precharge line 170. The inductor 140 is provided on the precharge line 170 to suppress a sudden change in the current flowing through the precharge line 170. The inductor 140 is connected to the external device 200 or the battery pack 100 through a link capacitor 210 connected in parallel to the charge / discharge terminals pack +, pack- of the battery pack 100, It can contribute to forming a resonant circuit.

한편, 여기서, 인덕터(140)는, 권선형의 코일만을 의미하는 것이 아니라 인덕턴스(inductance)를 갖고, 하기의 수학식 1을 만족하는 소자를 의미하는 것으로서 다른 수동소자와 능동소자 등의 조합에 의해 구현될 수도 있음은 통상의 기술자에게 자명한 사항이다.Here, the inductor 140 does not mean only a wire-wound coil but means an element having an inductance and satisfying the following expression (1). By combining a passive element with an active element or the like It is obvious to a person skilled in the art that it may be implemented.

(수학식 1)(1)

V = L di/dtV = L di / dt

여기서, V는 인덕터(140) 양단의 전위차이고, i는 인덕터(140)를 통해 흐르는 전류이며, L은 인덕터(140)의 인덕턴스이고, t는 시간이다.Here, V is the potential difference across the inductor 140, i is the current flowing through the inductor 140, L is the inductance of the inductor 140, and t is the time.

한편, 상기 프리차지 릴레이(130)와 상기 인덕터(140)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 프리차지 선로(170) 상에 직렬 연결되는 것이 좋다.
Meanwhile, the precharge relay 130 and the inductor 140 may be connected in series on the precharge line 170 as shown in FIG.

바람직하게는, 상기 프리차지 회로(PC)는, 다이오드(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 다이오드(150)는, 상기 프리차지 릴레이(130) 및 인덕터(140)와 마찬가지로 프리차지 선로(170) 상에 구비되어 프리차지 릴레이(130) 및 인덕터(140)와 직렬 연결될 수 있다.Preferably, the pre-charge circuit PC may further include a diode 150. Like the precharge relay 130 and the inductor 140, the diode 150 is provided on the precharge line 170 and can be connected in series with the precharge relay 130 and the inductor 140.

상기 다이오드(150)는, 전류를 한 방향으로만 흐르게 하고, 그 역방향으로 흐르지 못하게 하는 즉, 정류(rectification) 작용을 하는 소자이다. 이러한, 다이오드(150)는, 프리차지 선로(170) 상에 구비되되, 제1 노드(N1)로부터 제2 노드(N2) 방향으로는 전류가 흐를 수 있게 하고, 제2 노드(N2)로부터 제1 노드(N1) 방향으로는 전류가 흐르지 못하도록 하는 방향으로 설치되는 것이 좋다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 설치되는 것이 좋다.
The diode 150 is a device that allows the current to flow only in one direction and does not flow in the opposite direction, that is, rectification. The diode 150 is provided on the precharge line 170 and allows current to flow from the first node N1 to the second node N2, It is preferable to install the transistor in a direction in which current can not flow in the direction of one node N1. That is, it is preferable to install it as shown in FIG.

또한 바람직하게는, 상기 프리차지 회로(PC)는, 제어 모듈(180)을 더 포함할 수 있다. 상기 제어 모듈(180)은, 메인 릴레이(120)와 프리차지 릴레이(130)로 각각 제어 신호를 출력할 수 있다. 상기 제어 모듈(180)은, 메인 릴레이(120)로 제어 신호를 출력하여, 메인 릴레이(120)를 선택적으로 턴 온시키거나 턴 오프시키도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어 모듈(180)은, 프리차지 릴레이(130)로 제어 신호를 출력하여, 프리차지 릴레이(130)를 선택적으로 턴 온시키거나 턴 오프시키도록 제어할 수 있다. Also, preferably, the pre-charge circuit PC may further include a control module 180. The control module 180 may output a control signal to the main relay 120 and the precharge relay 130, respectively. The control module 180 may control the main relay 120 to selectively turn on or off the main relay 120 by outputting a control signal to the main relay 120. [ In addition, the control module 180 may control the precharge relay 130 to selectively turn on or off the precharge relay 130 by outputting a control signal to the precharge relay 130.

이때, 제어 모듈(180)은, 프리차지 회로(PC)의 기능 내지 역할을 고려하여 메인 릴레이(120)와 프리차지 릴레이(130)를 제어할 수 있다. 즉, 제어 모듈(180)은, 전력 공급을 시작할 때, 메인 릴레이(120)는 턴 오프 상태가 되도록 제어하고 프리차지 릴레이(130)는 턴 온되도록 제어하여, 메인 릴레이(120)가 턴 온되기 전에 프리차지 릴레이(130)가 턴 온 되도록 한다. 이어서, 소정 시간이 경과하면, 제어 모듈(180)은, 프리차지 릴레이(130)가 턴 온된 상태에서 메인 릴레이(120)를 턴 온시킬 수 있다. 바람직하게는, 제어 모듈(180)은, 프리차지 릴레이(130)가 턴 온되고

Figure pat00003
초가 경과된 후, 메인 릴레이(120)를 턴 온시키는 것이 좋은데 이에 대해서는 후술할 프리차지 회로(PC)의 동작을 참조하면 쉽게 이해될 수 있다. 한편, 여기서, L은, 프리차지 선로(170)에 구비된 인덕터(140)의 인덕턴스이고, C는 배터리 팩(100)의 충방전 단자(pack+, pack-) 사이에 구비된 커패시터(210)의 커패시턴스이다. At this time, the control module 180 can control the main relay 120 and the precharge relay 130 in consideration of the function and role of the precharge circuit PC. That is, when the power supply is started, the control module 180 controls the main relay 120 to be turned off and the precharge relay 130 to be turned on so that the main relay 120 is turned on The precharge relay 130 is turned on. Then, when a predetermined time has elapsed, the control module 180 can turn on the main relay 120 in a state in which the precharge relay 130 is turned on. Preferably, the control module 180 determines that the precharge relay 130 is turned on
Figure pat00003
It is preferable to turn on the main relay 120 after a lapse of seconds, which can be easily understood by referring to the operation of the precharge circuit PC to be described later. L is the inductance of the inductor 140 provided in the precharge line 170 and C is the inductance of the capacitor 210 provided between the charging and discharging terminals pack + Capacitance.

다음으로, 제어 모듈(180)은, 메인 릴레이(120)가 턴 온된 상태에서 프리차지 릴레이(130)를 턴 오프시킬 수 있다. Next, the control module 180 may turn off the precharge relay 130 in a state in which the main relay 120 is turned on.

제어 모듈(180)은, 상술한 제어 동작을 수행하여, 전력 공급시, 초기에는 프리차지 선로(170)를 통해 전류가 흐르도록 하고, 소정 시간이 경과한 이후 메인 릴레이(120)가 구비된 충방전 선로(160)를 통해 전류가 흐르도록 할 수 있다.
The control module 180 performs the control operation described above so that the electric current flows through the precharge line 170 at the time of power supply and at the beginning of the charge So that current can flow through the discharge line 160.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 회로(PC)의 동작에 대해 살펴보도록 한다. Hereinafter, the operation of the precharge circuit PC according to one embodiment of the present invention will be described.

도 5는, 도 4에서 프리차지 릴레이가 턴 온된 모습을 나타낸 도면이고, 도 6은, 도 5의 프리차지 전류를 시간의 변화에 따라 나타낸 그래프이며, 도 7은, 도 5의 충방전 단자의 양단 전압을 시간의 변화에 따라 나타낸 그래프이다. FIG. 5 is a graph showing a state in which the precharge relay is turned on in FIG. 4, FIG. 6 is a graph showing a precharge current in FIG. 5 according to a change in time, And the voltage at both ends is shown according to the change of time.

즉, 도 5 내지 도 7은, 메인 릴레이(120)가 턴 오프된 상태에서 프리차지 릴레이(130)가 턴 온될 경우의 작동을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 도 5를 참조하면, 메인 릴레이(120)는 턴 오프된 상태이고, 프리차지 릴레이(130)는 턴 온된 상태이다. 따라서, 전류는, 도 5에 표시된 화살표의 방향을 따라 흐르게 된다. 즉, 프리차지 전류(Ipr)는, 2번 배터리 스택으로부터 출발하여, 프리차지 선로(170)를 지나 제2 노드(N2)로 유입된 다음, 고전위 충방전 단자(pack+)를 통해 외부 장치(200)의 커패시터(210)를 거쳐 저전위 충방전 단자(pack-)를 통해 다시 2번 배터리 스택으로 유입된다. 5 to 7 are views for explaining the operation when the precharge relay 130 is turned on in a state where the main relay 120 is turned off. First, referring to FIG. 5, the main relay 120 is turned off and the precharge relay 130 is turned on. Therefore, the current flows along the direction of the arrow shown in Fig. That is, the precharge current Ipr starts from the second battery stack, flows into the second node N2 through the precharge line 170, and then flows through the high potential charge / discharge terminal pack + 200 through a low-potential charge / discharge terminal (pack-).

즉, 메인 릴레이(120)가 턴 오프된 상태에서 프리차지 릴레이(130)가 턴 온되면, 기본적으로 LC 1차 공진 회로가 형성된다. 따라서, 프리차지 전류(Ipr)는, 도 5에 도시된 바와 같은 형태를 띄며, 충방전 단자(pack+, pack-) 양단의 전위차는 도 7에 도시된 바와 같은 형태를 띄게 된다. 도 6 및 도 7에서, t1은 프리차지 릴레이(130)가 턴 온된 시점을 나타내며, t3는, t1으로부터

Figure pat00004
초 경과된 시점을 나타내며, t2는, t1으로부터
Figure pat00005
초 경과된 시점을 나타낸다. That is, when the pre-charge relay 130 is turned on in a state where the main relay 120 is turned off, an LC primary resonance circuit is basically formed. Therefore, the pre-charge current Ipr takes the form as shown in FIG. 5, and the potential difference across the charge / discharge terminals (pack +, pack-) becomes as shown in FIG. In Figs. 6 and 7, t1 indicates a point in time when the precharge relay 130 is turned on, t3 indicates a time from t1
Figure pat00004
T2 " represents the time from the time t1
Figure pat00005
Indicates the time point at which the seconds elapsed.

그리고, 도 6 및 도 7에서, t3 이후 점선으로 도시된 곡선은 다이오드(150)가 존재하지 않을 경우를 나타낸 것으로서, 프리차지 전류(Ipr)와 커패시터(210) 전압(Vp)은, 이상적인 LC공진 회로에서의 전류 및 전압을 나타낸다. 6 and 7, the curve shown by the dotted line after t3 shows the case where the diode 150 does not exist, and the precharge current Ipr and the capacitor 210 voltage Vp are set to the ideal LC resonance Current and voltage in the circuit.

특히, 도 7에 도시된 커패시터(210) 전압(Vp)을 주목하면, 커패시터(210) 전압(Vp)은, t3 시점에서 배터리 모듈(110)의 양단 전압인 E[V]에 도달하게 된다. 따라서, t3에 근접한 시점에 제어 모듈(180)은, 메인 릴레이(120)가 턴 온 되도록 하여 충방전 단자(pack+, pack-) 사이의 전압(커패시터 전압)의 변화가 최소화되도록 하는 것이 좋다. 예를 들어, 제어 모듈(180)은, 충방전 단자(pack+, pack-) 사이의 전압이 배터리 모듈(110)의 양단 전압인 E[V]의 95% 이상이 되는 구간(a)에서 메인 릴레이(120)를 턴 온시키도록 제어할 수 있다. Particularly, paying attention to the voltage Vp of the capacitor 210 shown in FIG. 7, the voltage Vp of the capacitor 210 reaches E [V] at both ends of the battery module 110 at time t3. Therefore, at a time when t3 is approached, the control module 180 may turn on the main relay 120 so that the change of the voltage (the capacitor voltage) between the charge / discharge terminals pack + and pack- is minimized. For example, in the section (a) where the voltage between the charging and discharging terminals (pack +, pack-) is equal to or higher than 95% of the voltage E [V] across the battery module 110, The control unit 120 can be controlled to turn on.

한편, 도 5에 도시된 실시예와 같이, 프리차지 선로(170) 상에 다이오드(150)가 구비되어 있을 경우, 커패시터(210)의 전압(Vp)은 t3 시점에 E[V]에 도달한 다음, 도 7의 점선과 같이 변화하지 않는다. 즉, 커패시터(210)의 전압(Vp)은 t3 이후에도 줄어들지 않고 도 7의 실선과 같이 유지된다. 따라서, 제어 모듈(180)은, t3 시점 이후에는 시기에 구애받지 않고 메인 릴레이(120)를 턴 온시킬 수 있다. 즉, t3 시점 이후에는, 어느 시점에 메인 릴레이(120)가 턴 온되더라도, 충방전 단자(pack+, pack-) 사이의 전압(Vp)과 배터리 모듈(110)의 양단 전압이 동일하기 때문에, 메인 릴레이(120)의 턴 온으로 인한 서지성 전류가 발생하지 않는다. 다시 말해, 제어 모듈(180)은, 프리차지 릴레이(130)가 턴 온되고 적어도

Figure pat00006
초가 경과된 이후 메인 릴레이(120)를 턴 온시키도록 제어하여, 메인 릴레이(120)의 턴 온으로 인한 서지성 전류의 발생을 방지할 수 있다. 5, when the diode 150 is provided on the precharge line 170, the voltage Vp of the capacitor 210 reaches E [V] at time t3 Next, it does not change as indicated by the dotted line in Fig. That is, the voltage Vp of the capacitor 210 is maintained as shown by the solid line in FIG. 7 without decreasing after t3. Accordingly, the control module 180 can turn on the main relay 120 regardless of the time after t3. That is, since the voltage Vp between the charge / discharge terminals pack + and pack- is equal to the voltage across the battery module 110, at which point the main relay 120 is turned on, The surge current due to the turn-on of the relay 120 is not generated. In other words, the control module 180 determines whether the precharge relay 130 is turned on
Figure pat00006
The main relay 120 is controlled to be turned on after the elapse of a second time period so that generation of the surge current due to the turn-on of the main relay 120 can be prevented.

한편, 메인 릴레이(120)가 턴 온되면, 제2 노드(N2)는 제1 노드(N1)에 비해 상대적으로 높은 전위를 가지기 때문에 프리차지 선로(170)를 통해서 전류가 흐르지 않는다. 즉, 메인 릴레이(120)가 턴 온되면, 충방전 선로(160)를 통해 전류가 흐르게 되고 본격적인 충방전이 진행될 수 있다. 다만, 바람직하게는, 제어 모듈(180)은, 메인 릴레이(120)가 턴 온된 이후 프리차지 릴레이(130)를 턴 오프시켜 프리차지 선로(170)를 차단시키는 것이 좋다. On the other hand, when the main relay 120 is turned on, since the second node N2 has a relatively higher potential than the first node N1, no current flows through the precharge line 170. [ That is, when the main relay 120 is turned on, a current flows through the charge / discharge line 160, and full charge and discharge can proceed. The control module 180 preferably turns off the precharge relay 130 after the main relay 120 is turned on to shut off the precharge line 170.

다른 한편, 배터리 모듈(110)의 고전위 노드(N3)와 제1 노드(N1) 사이의 전위차와 제1 노드(N1)와 배터리 모듈(110)의 저전위 노드(N4) 사이의 전위차가 같도록 설정하는 것이 좋은 이유는, 메인 릴레이(120)의 턴 온으로 인해 서지성 전류의 발생을 최소화하기 위한 것이다. 만약, 배터리 모듈(110)의 고전위 노드(N3)와 제1 노드(N1) 사이의 전위차와 제1 노드(N1)와 배터리 모듈(110)의 저전위 노드(N4) 사이의 전위차가 다르다면, 메인 릴레이(120)의 턴 온으로 인해 서지성 전류가 발생하는 것을 피하기 어렵다. On the other hand, when the potential difference between the high potential node N3 and the first node N1 of the battery module 110 and the potential difference between the first node N1 and the low potential node N4 of the battery module 110 are the same The main relay 120 is turned on to minimize the generation of the surge current. If the potential difference between the high potential node N3 and the first node N1 of the battery module 110 and the potential difference between the first node N1 and the low potential node N4 of the battery module 110 are different , It is difficult to avoid the generation of the surge current due to the turn-on of the main relay 120.

예를 들어, 배터리 모듈(110)의 고전위 노드(N3)와 제1 노드(N1) 사이의 전위차가 E*(2/3)[V]이고, 제1 노드(N1)와 배터리 모듈(110)의 저전위 노드(N4) 사이의 전위차가 E*(1/3)[V]라고 가정해 볼 수 있다. 이 경우, 충방전 단자(pack+, pack-)의 양단 전압(Vp)은 E*(1/3)[V]의 두 배인 E*(2/3)[V]까지 도달할 수 있을 뿐, 배터리 모듈(110)의 양단 전압인 E[V]까지 도달할 수는 없다. 따라서, 메인 릴레이(120)가 턴 온될 경우, E*(1/3)[V]의 전위차로 인해 서지성 전류가 발생하게 된다.
For example, when the potential difference between the high potential node N3 of the battery module 110 and the first node N1 is E * (2/3) [V] and the potential difference between the first node N1 and the battery module 110 ) Of the low potential node N4 is E * (1/3) [V]. In this case, the both-end voltage Vp of the charge / discharge terminals pack + and pack- can reach E * (2/3) [V] which is twice the E * (1/3) The voltage across the module 110, E [V], can not be reached. Therefore, when the main relay 120 is turned on, a surge current is generated due to a potential difference of E * (1/3) [V].

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상술한 배터리 팩(100) 내지 프리차지 회로(PC)는 자동차에 포함될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차는 상술한 배터리 팩(100) 내지 프리차지 회로(PC)를 포함할 수 있다. 여기서, 자동차는, 전기 에너지를 동력원으로 하는 운송 수단으로서, 전기 자동차 및 하이브리드 자동차를 포함한다.
According to another embodiment of the present invention, the above-described battery pack 100 to precharge circuit PC may be included in a vehicle. That is, the automobile according to another embodiment of the present invention may include the battery pack 100 to the precharge circuit (PC). Here, automobiles include electric vehicles and hybrid vehicles as means of transportation using electric energy as a power source.

이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 방법에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 방법에 대해서는, 상술한 배터리 팩(100) 내지 프리차지 회로(PC)에 대한 설명 등이 그대로 적용될 수 있으므로 반복적인 부분에 대한 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, a power supply method according to another embodiment of the present invention will be described. As for the power supply method according to another embodiment of the present invention, the description of the battery pack 100 to the precharge circuit (PC) described above can be applied as it is, and repetitive description will be omitted.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 방법은, 2 이상의 배터리 스택이 직렬 연결된 배터리 모듈(110)을 구비한 배터리 팩(100)을 이용하는 방법으로서, 배터리 팩(100)의 충방전 단자(pack+, pack-)를 통해 외부 장치(200)로부터 전력을 공급받거나 외부 장치(200)로 전력을 공급하는 방법이다.
A method of supplying power according to another embodiment of the present invention is a method of using a battery pack 100 having a battery module 110 in which two or more battery stacks are connected in series, , pack-), or power is supplied to the external device (200).

도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 방법을 나타낸 순서도이다.8 is a flowchart showing a power supply method according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 방법은, 먼저, 프리차지 회로(PC)가 구비된 배터리 팩(100)을 준비한다(S810). 이때, 준비되는 배터리 팩(100)에 구비된 프리차지 회로(PC)는 메인 릴레이(120), 프리차지 선로(170), 프리차지 릴레이(130) 및 인덕터(140)를 포함한다. 여기서, 상기 메인 릴레이(120)는, 배터리 모듈(110)과 배터리 팩(100)의 충방전 단자(pack+, pack-) 사이에 형성된 충방전 선로(160) 상에 구비될 수 있다. 또한, 상기 프리차지 선로(170)는, 2 이상의 배터리 스택 사이에 구비된 선로 상에 형성된 제1 노드(N1)와 메인 릴레이(120)와 충방전 단자(pack+, pack-) 사이에 구비된 선로 상에 형성된 제2 노드(N2)를 연결할 수 있다. 또한, 프리차지 릴레이(130) 및 인덕터(140)는 각각 프리차지 선로(170) 상에 구비될 수 있다.Referring to FIG. 8, in a power supply method according to an embodiment of the present invention, a battery pack 100 equipped with a precharge circuit (PC) is prepared (S810). The precharge circuit PC included in the prepared battery pack 100 includes a main relay 120, a precharge line 170, a precharge relay 130, and an inductor 140. Here, the main relay 120 may be provided on the charge / discharge line 160 formed between the battery module 110 and the charge / discharge terminals pack + and pack- of the battery pack 100. The precharge line 170 is connected to a first node N1 formed on a line between two or more battery stacks and a line provided between the main relay 120 and the charge / discharge terminals pack +, pack- Lt; RTI ID = 0.0 > N2 < / RTI > Also, the precharge relay 130 and the inductor 140 may be provided on the precharge line 170, respectively.

바람직하게는, 배터리 모듈(110)의 고전위 노드(N3)와 제1 노드(N1) 사이의 전위차는, 제1 노드(N1)와 배터리 모듈(110)의 저전위 노드(N4) 사이의 전위차가 같도록 설정되는 것이 좋다. Preferably, the potential difference between the high potential node N3 of the battery module 110 and the first node N1 is a potential difference between the first node N1 and the low potential node N4 of the battery module 110 Are set to be the same.

또한 바람직하게는, 상기 프리차지 릴레이(130)와 상기 인덕터(140)는 직렬 연결될 수 있으며, 프리차지 회로(PC)는, 프리차지 선로(170) 상에 구비되어, 프리차지 릴레이(130) 및 인덕터(140)와 직렬 연결된 다이오드(150)를 더 포함할 수 있다.The pre-charge relay 130 and the inductor 140 may be connected in series. The pre-charge circuit PC may be provided on the pre-charge line 170, And a diode 150 connected in series with the inductor 140.

프리차지 회로(PC)가 구비된 배터리 팩(100)이 준비되면, 이어서, 프리차지 릴레이(130)를 턴 온시켜 프리차지 선로(170)를 통해 전류가 흐르도록 한다(S820).When the battery pack 100 equipped with the precharge circuit PC is prepared, the precharge relay 130 is turned on to allow the current to flow through the precharge line 170 (S820).

다음으로, 메인 릴레이(120)를 턴 온시켜 충방전 선로(160)를 통해 전류가 흐르도록 한다(S830). 이때, 프리차지 릴레이(130)가 턴 온되고 적어도

Figure pat00007
초가 경과된 이후 메인 릴레이(120)를 턴 온시키는 것이 좋다. Next, the main relay 120 is turned on to allow a current to flow through the charging / discharging line 160 (S830). At this time, the precharge relay 130 is turned on,
Figure pat00007
It is preferable to turn on the main relay 120 after a lapse of seconds.

그 다음으로, 프리차지 릴레이(130)를 턴 오프시켜 프리차지 선로(170)를 차단한다(S840).
Next, the precharge relay 130 is turned off to shut off the precharge line 170 (S840).

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.

본 명세서의 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.
The features described in the individual embodiments herein may be combined and implemented in a single embodiment. Conversely, various features described herein in a single embodiment may be implemented in various embodiments individually or in a suitable subcombination.

100: 배터리 팩
110: 배터리 모듈
111: 제1 배터리 스택
112: 제2 배터리 스택
120: 메인 릴레이
130: 프리차지 릴레이
140: 인덕터
150: 다이오드
160: 충방전 선로
170: 프리차지 선로
180: 제어 모듈
N1: 제1 노드
N2: 제2 노드
PC: 프리차지 회로
200: 외부 장치
210: 커패시터
220: 인버터
230: 모터
100: Battery pack
110: Battery module
111: First battery stack
112: Second battery stack
120: Main relay
130: precharge relay
140: inductor
150: Diode
160: charge / discharge line
170: precharge line
180: Control module
N1: First node
N2: second node
PC: Precharge circuit
200: External device
210: Capacitor
220: Inverter
230: motor

Claims (20)

충방전 단자를 통해 외부 장치로부터 전력을 공급받거나 외부 장치로 전력을 공급하는 배터리 팩에 있어서,
2 이상의 배터리 스택이 직렬 연결된 배터리 모듈;
상기 배터리 모듈과 상기 배터리 팩의 충방전 단자 사이에 형성된 충방전 선로; 및
상기 충방전 선로 상에 구비된 메인 릴레이, 상기 2 이상의 배터리 스택 사이에 구비된 선로 상에 형성된 제1 노드와 상기 메인 릴레이와 상기 충방전 단자 사이에 구비된 선로 상에 형성된 제2 노드를 연결하는 프리차지 선로, 상기 프리차지 선로 상에 구비된 프리차지 릴레이 및 상기 프리차지 선로 상에 구비된 인덕터를 포함하는 프리차지 회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
A battery pack that receives power from an external device through a charging / discharging terminal or supplies power to an external device,
A battery module having two or more battery stacks connected in series;
A charge / discharge line formed between the battery module and a charge / discharge terminal of the battery pack; And
A main relay provided on the charging / discharging line, a first node formed on a line provided between the two or more battery stacks, and a second node formed on a line provided between the main relay and the charge / And a precharge circuit including a precharge line, a precharge relay provided on the precharge line, and an inductor provided on the precharge line.
제 1 항에 있어서,
상기 배터리 모듈의 고전위 노드와 상기 제1 노드 사이의 전위차는, 상기 제1 노드와 상기 배터리 모듈의 저전위 노드 사이의 전위차와 같은 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The method according to claim 1,
Wherein the potential difference between the high potential node and the first node of the battery module is equal to the potential difference between the first node and the low potential node of the battery module.
제 1 항에 있어서,
상기 인덕터 및 상기 프리차지 릴레이는 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The method according to claim 1,
Wherein the inductor and the precharge relay are connected in series.
제 3 항에 있어서,
상기 프리차지 회로는, 상기 프리차지 선로 상에 구비되어, 상기 인덕터 및 상기 프리차지 릴레이와 직렬 연결된 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The method of claim 3,
Wherein the precharge circuit further comprises a diode provided on the precharge line and connected in series with the inductor and the precharge relay.
제 1 항에 있어서,
상기 프리차지 회로는, 상기 메인 릴레이와 상기 프리차지 릴레이를 선택적으로 턴 온 시키거나 턴 오프 시키도록 제어하는 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The method according to claim 1,
Wherein the precharge circuit further comprises a control module for selectively turning on or off the main relay and the precharge relay.
제 5 항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 메인 릴레이를 턴 온 시키기 전에 상기 프리차지 릴레이를 턴 온 시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
6. The method of claim 5,
Wherein the control module turns on the precharge relay before turning on the main relay.
제 6 항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 프리차지 릴레이가 턴 온된 이후 상기 메인 릴레이를 턴 온 시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The method according to claim 6,
Wherein the control module turns on the main relay after the precharge relay is turned on.
제 7 항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 프리차지 릴레이가 턴 온되고 적어도
Figure pat00008
초가 경과된 이후 상기 메인 릴레이를 턴 온시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
(여기서, L: 인덕터의 인덕턴스, C: 배터리 팩의 충방전 단자 사이에 구비된 커패시터의 커패시턴스)
8. The method of claim 7,
Wherein the control module controls the pre-charge relay to be turned on,
Figure pat00008
And the main relay is turned on after a lapse of seconds.
(Where L is the inductance of the inductor and C is the capacitance of the capacitor provided between the charging and discharging terminals of the battery pack)
제 7 항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 메인 릴레이가 턴 온된 이후 상기 프리차지 릴레이를 턴 오프시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
8. The method of claim 7,
Wherein the control module turns off the precharge relay after the main relay is turned on.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.
A vehicle comprising the battery pack according to any one of claims 1 to 9.
2 이상의 배터리 스택이 직렬 연결된 배터리 모듈을 구비하고, 충방전 단자를 통해 외부 장치로부터 전력을 공급받거나 외부 장치로 전력을 공급하는 배터리 팩에 구비되는 프리차지 회로에 있어서,
상기 배터리 모듈과 상기 배터리 팩의 충방전 단자 사이에 형성된 충방전 선로 상에 구비된 메인 릴레이;
상기 2 이상의 배터리 스택 사이에 구비된 선로 상에 형성된 제1 노드와 상기 메인 릴레이와 상기 충방전 단자 사이에 형성된 제2 노드를 연결하는 프리차지 선로;
상기 프리차지 선로 상에 구비된 프리차지 릴레이; 및
상기 프리차지 선로 상에 구비된 인덕터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리차지 회로.
1. A precharge circuit provided in a battery pack having a battery module in which two or more battery stacks are connected in series and is supplied with power from an external device through a charging / discharging terminal or supplies power to an external device,
A main relay provided on the charging / discharging line formed between the battery module and the charging / discharging terminal of the battery pack;
A precharge line connecting a first node formed on a line provided between the at least two battery stacks and a second node formed between the main relay and the charge / discharge terminal;
A precharge relay provided on the precharge line; And
And an inductor provided on the precharge line.
제 11 항에 있어서,
상기 배터리 모듈의 고전위 노드와 상기 제1 노드 사이의 전위차는, 상기 제1 노드와 상기 배터리 모듈의 저전위 노드 사이의 전위차와 같은 것을 특징으로 하는 프리차지 회로.
12. The method of claim 11,
Wherein the potential difference between the high potential node and the first node of the battery module is equal to the potential difference between the first node and the low potential node of the battery module.
제 11 항에 있어서,
상기 인덕터 및 상기 프리차지 릴레이는 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 프리차지 회로.
12. The method of claim 11,
Wherein the inductor and the precharge relay are connected in series.
제 13 항에 있어서,
상기 프리차지 선로 상에 구비되어, 상기 인덕터 및 상기 프리차지 릴레이와 직렬 연결된 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리차지 회로.
14. The method of claim 13,
Further comprising a diode provided on the precharge line and connected in series with the inductor and the precharge relay.
제 11 항에 있어서,
상기 메인 릴레이와 상기 프리차지 릴레이를 선택적으로 턴 온 시키거나 턴 오프시키도록 제어하는 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리차지 회로.
12. The method of claim 11,
Further comprising a control module for controlling the main relay and the precharge relay to be selectively turned on or off.
제 15 항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 메인 릴레이를 턴 온 시키기 전에 상기 프리차지 릴레이를 턴 온 시키는 것을 특징으로 하는 프리차지 회로.
16. The method of claim 15,
Wherein the control module turns on the pre-charge relay before turning on the main relay.
제 16 항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 프리차지 릴레이가 턴 온된 이후 상기 메인 릴레이를 턴 온 시키는 것을 특징으로 하는 프리차지 회로.
17. The method of claim 16,
Wherein the control module turns on the main relay after the precharge relay is turned on.
제 17 항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 프리차지 릴레이가 턴 온되고 적어도
Figure pat00009
초가 경과된 이후 상기 메인 릴레이를 턴 온 시키는 것을 특징으로 하는 프리차지 회로.
(여기서, L: 인덕터의 인덕턴스, C: 배터리 팩의 충방전 단자 사이에 구비된 커패시터의 커패시턴스)
18. The method of claim 17,
Wherein the control module controls the pre-charge relay to be turned on,
Figure pat00009
And the main relay is turned on after a lapse of seconds.
(Where L is the inductance of the inductor and C is the capacitance of the capacitor provided between the charging and discharging terminals of the battery pack)
제 17 항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 메인 릴레이가 턴 온된 이후 상기 프리차지 릴레이를 턴 오프시키는 것을 특징으로 하는 프리차지 회로.
18. The method of claim 17,
Wherein the control module turns off the precharge relay after the main relay is turned on.
2 이상의 배터리 스택이 직렬 연결된 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩의 충방전 단자를 통해 외부 장치로부터 전력을 공급받거나 외부 장치로 전력을 공급하는 방법에 있어서,
상기 배터리 모듈과 상기 배터리 팩의 충방전 단자 사이에 형성된 충방전 선로 상에 구비된 메인 릴레이, 상기 2 이상의 배터리 스택 사이에 구비된 선로 상에 형성된 제1 노드와 상기 메인 릴레이와 상기 충방전 단자 사이에 구비된 선로 상에 형성된 제2 노드를 연결하는 프리차지 선로, 상기 프리차지 선로 상에 구비된 프리차지 릴레이 및 상기 프리차지 선로 상에 구비된 인덕터를 포함하는 프리차지 회로가 구비된 배터리 팩을 준비하는 단계;
상기 프리차지 릴레이를 턴 온 시키는 단계; 및
상기 메인 릴레이를 턴 온 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 방법.
A method of receiving power from an external device or supplying power to an external device through a charging / discharging terminal of a battery pack having a battery module having two or more battery stacks connected in series,
A main relay provided on a charge / discharge line formed between the battery module and a charge / discharge terminal of the battery pack, a first node formed on a line provided between the two or more battery stacks, and a second node formed between the main relay and the charge / And a precharge circuit including a precharge line connected to a second node formed on a line provided on the line, a precharge relay provided on the precharge line, and an inductor provided on the precharge line, Preparing;
Turning on the precharge relay; And
And turning on the main relay.
KR1020140110870A 2014-08-25 2014-08-25 Precharge circuit with improved and battery pack including the same KR101696315B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140110870A KR101696315B1 (en) 2014-08-25 2014-08-25 Precharge circuit with improved and battery pack including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140110870A KR101696315B1 (en) 2014-08-25 2014-08-25 Precharge circuit with improved and battery pack including the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160024254A true KR20160024254A (en) 2016-03-04
KR101696315B1 KR101696315B1 (en) 2017-01-13

Family

ID=55535940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140110870A KR101696315B1 (en) 2014-08-25 2014-08-25 Precharge circuit with improved and battery pack including the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101696315B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107696865A (en) * 2016-08-09 2018-02-16 福特全球技术公司 Controlled pre-charge circuit arrangement
KR20190032827A (en) * 2017-09-20 2019-03-28 엘지이노텍 주식회사 Pre-charge switching device and battery management system
WO2019088500A1 (en) * 2017-11-06 2019-05-09 주식회사 엘지화학 Cell module equalization and precharge device and method
KR20190073925A (en) * 2017-12-19 2019-06-27 주식회사 엘지화학 Apparatus and method for pre-charging
KR20190092089A (en) * 2018-01-30 2019-08-07 주식회사 엘지화학 Apparatus for diagnosing pre-charge circuit unit
FR3127845A1 (en) * 2021-10-06 2023-04-07 Psa Automobiles Sa JUNCTION BOX FOR MOTOR VEHICLE

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102394826B1 (en) 2018-02-14 2022-05-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Power supply circuit for energy transfer between battery and smoothing capacitor and battery management system including the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005278395A (en) * 2004-03-25 2005-10-06 O2 Micro Inc Circuit capable of trickle preliminary charge and/or discharge
KR20090075910A (en) 2008-01-07 2009-07-13 에스케이에너지 주식회사 The circuit apparatus for protecting a pre-charge resistance using an inter-lock switch
US20130038273A1 (en) * 2011-04-27 2013-02-14 Eetrex, Incorporated Critical mode control discontinuous mode boost-buck charger
US20140009106A1 (en) * 2012-07-09 2014-01-09 Davide Andrea Limiting excessive currents during connection of a battery or cell in parallel with other batteries, cells or capacitive loads
US20140139194A1 (en) * 2012-11-12 2014-05-22 Saft System for pre-charging a capacitor by a battery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005278395A (en) * 2004-03-25 2005-10-06 O2 Micro Inc Circuit capable of trickle preliminary charge and/or discharge
KR20090075910A (en) 2008-01-07 2009-07-13 에스케이에너지 주식회사 The circuit apparatus for protecting a pre-charge resistance using an inter-lock switch
US20130038273A1 (en) * 2011-04-27 2013-02-14 Eetrex, Incorporated Critical mode control discontinuous mode boost-buck charger
US20140009106A1 (en) * 2012-07-09 2014-01-09 Davide Andrea Limiting excessive currents during connection of a battery or cell in parallel with other batteries, cells or capacitive loads
US20140139194A1 (en) * 2012-11-12 2014-05-22 Saft System for pre-charging a capacitor by a battery

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107696865A (en) * 2016-08-09 2018-02-16 福特全球技术公司 Controlled pre-charge circuit arrangement
KR20190032827A (en) * 2017-09-20 2019-03-28 엘지이노텍 주식회사 Pre-charge switching device and battery management system
WO2019088500A1 (en) * 2017-11-06 2019-05-09 주식회사 엘지화학 Cell module equalization and precharge device and method
US11342009B2 (en) 2017-11-06 2022-05-24 Lg Energy Solution, Ltd. Cell module equalization and precharge device and method
KR20190073925A (en) * 2017-12-19 2019-06-27 주식회사 엘지화학 Apparatus and method for pre-charging
KR20190092089A (en) * 2018-01-30 2019-08-07 주식회사 엘지화학 Apparatus for diagnosing pre-charge circuit unit
FR3127845A1 (en) * 2021-10-06 2023-04-07 Psa Automobiles Sa JUNCTION BOX FOR MOTOR VEHICLE

Also Published As

Publication number Publication date
KR101696315B1 (en) 2017-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101696315B1 (en) Precharge circuit with improved and battery pack including the same
JP6881707B2 (en) BMS wakeup device, BMS including it and battery pack
JP5858306B2 (en) Battery pack connection control apparatus and method
US10141551B2 (en) Battery system
US8829856B2 (en) Circuits and methods for heating batteries in parallel using resonance components in series
US8836288B2 (en) Battery heating circuits and methods using transformers
US9083065B2 (en) Self heating battery system
US9577469B2 (en) Battery pack
US8076797B2 (en) Energy transfer circuit and method
KR102246769B1 (en) The battery pack and a vacuum cleaner including the same
KR101658867B1 (en) Pre-charging and voltage supply system for a dc-ac inverter
US9083196B2 (en) Circuits and methods for heating batteries in parallel using resonance components in series
EP2685592A1 (en) Balance correction device and electricity storage system
US20120299551A1 (en) Battery heating circuits and methods using transformers
TW201218576A (en) Dc power supply device
JP5706108B2 (en) Energy storage device
JP7039773B2 (en) Power system including battery pack
WO2014151178A2 (en) Method and apparatus for battery control
EP2830189B1 (en) Balance correction device and power storage system
TW201318306A (en) Alternating battery management system
KR101562881B1 (en) Apparatus for managing battery pack and battery pack and laptop computer including the same
US20170113560A1 (en) Energy storage device, transport apparatus, and control method
US20130162214A1 (en) Capacitor active balancing device with high-voltage differential and method thereof
KR20170114576A (en) Apparatus and method for managing battery pack
US7550944B1 (en) Solar-powered battery charger circuit

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: 20200102

Year of fee payment: 4