KR20160047933A - 배터리 충방전 장치 - Google Patents

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Abstract

배터리 충방전 장치가 개시된다. 개시된 배터리 충방전 장치는 복수의 배터리부와 복수의 배터리부 각각의 출력 전압을 변환하여 전압을 출력하는 복수의 전력 변환부를 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 전력 변환부는 서로 직렬로 연결될 수 있다.

Description

배터리 충방전 장치{APPARATUS FOR CHARGING AND DISCHARGING BATTERY}
아래 실시예들은 배터리 충방전 장치에 관한 것이다.
전기 자동차, 전기 자전거 등과 같이, 환경 문제와 에너지 자원 문제를 해결할 수 있는 기술에 있어서 배터리를 보다 정확하고 효율적으로 관리하는 기술이 핵심이다. 하지만, 배터리를 구성하는 복수의 셀 또는 모듈의 구조에 기인하여 저장된 에너지를 전기 모터와 같은 부하로 전달함에 기술적인 어려움이 발생하기 쉽다. 또한, 배터리를 구성하는 복수의 셀에 충방전이 반복하여 수행되는 경우, 복수의 셀 간에는 전압 편차가 발생할 수 있다. 이에 따라, 특정 셀이 과충전되거나 과방전되어, 배터리의 용량이 감소될 수 있고, 배터리가 열화되어 수명이 줄어들 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치는 복수의 배터리부; 및 상기 복수의 배터리부의 각각의 출력 전압을 변환하여 변환된 출력 전압을 출력하는 복수의 전력 변환부를 포함하고, 상기 복수의 전력 변환부는 서로 직렬로 연결될 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치에서 상기 복수의 전력 변환부의 각각은, 서로 병렬로 연결되는 복수의 DC/DC 컨버터를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치에서 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 제1 단은, 서로 병렬로 연결되어 대응하는 배터리부에 연결되고, 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 제2 단은, 서로 병렬로 연결되어 상기 복수의 전력 변환부의 각각의 출력단에 연결될 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치는 상기 복수의 배터리부의 각각의 상태에 기초하여 상기 변환된 출력 전압의 크기를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치에서 상기 복수의 전력 변환부의 각각은, 제1 DC/DC 컨버터; 및 제2 DC/DC 컨버터를 포함하고, 상기 제1 DC/DC 컨버터의 제1 입력단 및 상기 제2 DC/DC 컨버터의 제1 입력단은, 대응하는 배터리부의 제1 단에 연결되고, 상기 제1 DC/DC 컨버터의 제2 입력단 및 상기 제2 DC/DC 컨버터의 제2 입력단은, 대응하는 배터리부의 제2 단에 연결되고, 상기 제1 DC/DC 컨버터의 제1 출력단은 상기 제2 DC/DC 컨버터의 제1 출력단에 연결되고, 상기 제1 DC/DC 컨버터의 제2 출력단 및 상기 제2 DC/DC 컨버터의 제2 출력단은, 다음 전력 변환부에 포함된 복수의 DC/DC 컨버터의 제1 출력단에 연결될 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치는 상기 제1 DC/DC 컨버터를 제어하는 신호 및 상기 제2 DC/DC 컨버터를 제어하는 신호 간의 위상차가 180도가 되도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치에서 상기 복수의 전력 변환부는, 상기 배터리 충방전 장치 외부의 컴포넌트와 연결되고, 상기 컴포넌트가 부하인 경우, 상기 복수의 전력 변환부는 상기 복수의 배터리부의 전력을 상기 부하에 공급할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치에서 상기 복수의 전력 변환부는, 상기 배터리 충방전 장치 외부의 컴포넌트와 연결되고, 상기 컴포넌트가 전원인 경우, 상기 복수의 전력 변환부는 상기 전원을 이용하여 상기 복수의 배터리부를 충전할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치에서 상기 제어부는, 상기 복수의 배터리부의 각각의 SOC 또는 SOH 중 적어도 하나에 기초하여 상기 변환된 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치에서 상기 제어부는, 상기 복수의 배터리부 중 SOC가 클수록 대응하는 전력 변환부가 출력하는 변환된 출력 전압이 증가하도록 제어할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치에서 상기 제어부는, 상기 복수의 배터리부의 전체 SOC, 상기 복수의 배터리부의 전체 SOH, 대응하는 배터리부의 SOC 및 상기 대응하는 배터리부의 SOH에 기초하여 상기 대응하는 배터리부의 변환된 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치에서 상기 제어부는, 상기 복수의 배터리부의 SOC의 최대값과 최소값의 차이를 이용한 보상값을 계산하고, 상기 보상값을 더 고려하여 상기 대응하는 배터리부의 변환된 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치에서 상기 보상값은, 상기 복수의 전력 변환부에서 출력되는 전체 전력이 유지되도록 설정될 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충방전 장치에서 상기 보상값은, 상기 복수의 전력 변환부의 각각에 대응하는 배터리부의 SOC가 클수록 상기 대응하는 배터리부에서 출력되는 전력이 증가하도록 설정될 수 있다.
일실시예에 따른 전력 전달 장치는 서로 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈; 및 상기 배터리 모듈에 병렬로 연결되는 복수의 DC/DC 컨버터를 포함하고, 상기 복수의 DC/DC 컨버터는, 상기 배터리 모듈의 제1 전압을 제어부에 의해 제어되는 제2 전압으로 변환할 수 있다.
일실시예에 따른 전력 전달 장치에서 상기 복수의 DC/DC 컨버터는, 서로 병렬로 연결되어 이웃하는 전력 전달 장치에 포함된 복수의 DC/DC 컨버터와 직렬로 연결될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따라 배터리 충방전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 배터리부와 전력 변환부의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 일실시예에 따라 배터리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4는 일실시예에 따라 복수의 DC/DC 컨버터의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따라 제어부의 제어 신호에 따라 배터리부의 전력을 변환하는 DC/DC 컨버터의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 일실시예에 따라 배터리 충방전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 배터리 충방전 장치(100)는 복수의 배터리부(110~130) 및 전력 변환부(111~131)를 포함한다. 그리고, 배터리 충방전 장치(100)는 제어부(140)를 더 포함할 수 있다.
배터리 충방전 장치(100)는 외부 전원을 이용하여 복수의 배터리부(110~130)를 충전하는 배터리 충전 장치일 수도 있고, 복수의 배터리부(110~130)를 이용하여 부하에 전력을 전달하는 배터리 방전 장치일 수도 있다. 또한, 배터리 충방전 장치는 배터리 충전 장치 및 배터리 방전 장치의 기능을 모두 수행하는 장치일 수도 있다. 일례로, 배터리 충방전 장치(100)는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System: ESS)을 나타낼 수 있다.
복수의 배터리부(110~130) 각각은 배터리 모듈 또는 배터리 셀을 나타낼 수 있다. 여기서, 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀은 서로 직렬로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 배터리부(110~130)는 리튬 이온 배터리와 같은 2차 전지일 수 있다. 복수의 배터리부(110~130)의 용량 또는 전압은 서로 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
복수의 배터리부(110~130)는 복수의 전력 변환부(111~131)를 통해 배터리 충방전 장치(100) 외부의 컴포넌트(150)에 전력을 전달할 수 있고, 컴포넌트(150)로부터 전력을 전달 받을 수 있다. 컴포넌트(150)는 배터리 충방전 충방전 장치(100) 외부에 위치하는 장치로서, 예를 들어, 복수의 배터리부(110~130)로부터 전력을 공급 받는 부하 또는 복수의 배터리부(110~130)로 전력을 공급하는 전원일 수 있다.
복수의 전력 변환부(111~131)는 복수의 배터리부(110~130) 각각의 출력 전압을 변환하여 전압을 출력한다. 예를 들어, 전력 변환부(111)는 배터리부(110)의 출력 전압을 변환하고, 변환된 출력 전압을 출력할 수 있다. 마찬가지로, 전력 변환부(121) 및 전력 변환부(131) 각각은 배터리부(120) 및 배터리부(130)의 출력 전압을 변환하고, 변환된 출력 전압을 출력할 수 있다. 복수의 전력 변환부(111~131) 각각이 출력하는 전압은 제어부(140)에 의해 제어되며, 복수의 전력 변환부(111~131) 각각의 출력 전압은 서로 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
복수의 전력 변환부(111~131) 각각은 복수의 DC/DC 컨버터를 포함할 수 있다. 복수의 전력 변환부(111~131) 각각에 포함되는 복수의 DC/DC 컨버터는 서로 병렬로 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 전력 변환부(111~131)는 서로 직렬로 연결된다. 예를 들어, 전력 변환부(111)는 전력 변환부(121)와 연결되고, 전력 변환부(121)는 다음 전력 변환부와 연결될 수 있다. 서로 직렬로 연결된 복수의 전력 변환부(111~131)는 컴포넌트(150)에 연결될 수 있다. 일례로, 컴포넌트(150)가 부하인 경우, 복수의 전력 변환부(111~131)는 복수의 배터리부(110~130)의 전력을 부하에 공급할 수 있다. 이 때, 복수의 전력 변환부(111~131)는 복수의 배터리부(110~130)의 출력 전압을 변환하고 변환된 출력 전압을 부하에 전달함으로써 복수의 배터리부(110~130)의 전력을 부하에 공급할 수 있다. 다른 일례로, 컴포넌트(150)가 전원인 경우, 복수의 전력 변환부(111~131)는 전원의 전력을 복수의 배터리부(110~130)에 공급할 수 있다. 복수의 전력 변환부(111~131)는 전원을 이용하여 복수의 배터리부(110~130)를 충전할 수 있다. 이 때, 복수의 전력 변환부(111~131)는 전원의 출력 전압을 변환하고 변환된 출력 전압을 복수의 배터리부(110~130)에 전달함으로써, 전원의 전력을 복수의 배터리부(110~130)에 공급할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여 컴포넌트(150)가 부하인 것으로 가정한다. 그러나, 후술하는 설명이 컴포넌트(150)를 부하로 제한하는 것은 아니며, 컴포넌트(150)가 전원인 경우에도 후술하는 설명이 적용될 수 있다.
제어부(140)는 복수의 전력 변환부(111~131)의 출력 전압의 크기를 제어하는 장치로서, 예를 들어, 복수의 배터리부(110~130) 각각의 상태에 기초하여 복수의 전력 변환부(111~131)의 출력 전압을 제어할 수 있다. 제어부(140)는 복수의 전력 변환부(111~131) 각각에 포함된 DC/DC 컨버터를 제어함으로써, 복수의 전력 변환부(111~131)의 출력 전압을 제어할 수 있다.
제어부(140)는 복수의 배터리부(110~130)를 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 복수의 배터리부(110~130)의 열제어를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 복수의 배터리부(110~130)의 과충전 및 과방전을 방지하고, 밸런싱을 수행하여 복수의 배터리부(110~130) 간의 충전 상태가 균등하도록 제어할 수 있다. 복수의 배터리부(110~130) 각각의 상태는 SOC(State of Charge), SOH(State of Health) 및/또는 SOF(State of Function)를 포함할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 복수의 배터리부(110~130) 각각의 SOC, SOH 및/또는 SOF를 추정할 수 있다. SOC는 배터리부에 수용된 전하량에 대한 정보를 나타내고, SOH는 배터리부의 성능이 제조 시에 비해 어느 정도 열화되었는지를 나타내고, SOF는 배터리부의 성능이 미리 정해진 조건에 얼마나 부합되는지에 대한 정보를 나타낼 수 있다.
제어부(140)는 SOC, SOH 및/또는 SOF를 전자 제어 장치(Electronic Control Unit: ECU)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 CAN(Controller Area Network) 통신을 이용하여 전자 제어 장치(ECU)와 통신을 수행할 수 있다.
일실시예에 따라 제어부(140)는 복수의 배터리부(110~130) 각각의 상태를 확인하고, 확인된 상태에 기초하여 복수의 전력 변환부(111~131)의 출력 전압을 결정할 수 있다. 제어부(140)는 결정된 복수의 전력 변환부(111~131)의 출력 전압을 전력 변환부(111)로 전송할 수 있다. 전력 변환부(111)는 복수의 전력 변환부(111~131) 중 첫 번째 전력 변환부로서, 제어부(140)에 연결될 수 있다. 전력 변환부(111)는 다른 전력 변환부(121~131)의 출력 전압을 다른 전력 변환부(121~131)로 전송할 수 있다. 그리고, 전력 변환부(111)는 배터리 충방전 장치(100)에 포함된 복수의 전력 변환부(111~131)가 서로 동기되어 동작하도록 제어할 수 있다. 여기서, 전력 변환부(111)는 마스터 전력 변환부를 나타낼 수 있다.
제어부(140)는 복수의 배터리부(110~130) 각각의 SOC 및/또는 SOH에 기초하여 복수의 전력 변환부(111~131)의 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다. 복수의 배터리부(110~130)의 상태 및 제어하고자 하는 전력 변환부에 대응하는 배터리부의 상태에 기초하여, 제어부(140)는 제어하고자 하는 전력 변환부의 출력 전압을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)가 제어하고자 하는 대상이 전력 변환부(111)인 경우, 제어부(140)는 모든 배터리부(110~130)의 상태 및 전력 변환부(111)와 연결된 배터리부(110)의 상태에 기초하여, 전력 변환부(111)의 출력 전압을 제어할 수 있다.
제어부(140)는 배터리부의 SOC가 클수록 대응하는 전력 변환부가 출력하는 전압이 증가하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 배터리부(110)의 SOC가 배터리부(120)의 SOC보다 크고, 배터리부(120)의 SOC가 배터리부(130)의 SOC보다 큰 경우, 제어부(140)는 전력 변환부(111)가 전력 변환부(121)보다 큰 전압을 출력하고, 전력 변환부(121)가 전력 변환부(131)보다 큰 전압을 출력하도록 제어할 수 있다.
제어부(140)는 배터리부(110~130)의 전체 SOC, 배터리부(110~130)의 전체 SOH, 대응하는 배터리부의 SOC 및 대응하는 배터리부의 SOH에 기초하여, 대응하는 배터리부에 연결된 전력 변환부의 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다. 여기서, 전체 SOC는 배터리부(110~130) 각각의 SOC 모두를 나타내고, 전체 SOH는 배터리부(110~130) 각각의 SOH 모두를 나타낼 수 있다. 대응하는 배터리부는 제어부(140)가 제어하고자 하는 전력 변환부에 대응하는 배터리부를 나타낼 수 있다.
제어부(140)는 복수의 배터리부(110~130)의 SOC의 최대값과 최소값의 차이를 이용한 보상값을 계산하고, 보상값을 고려하여 대응하는 배터리부에 연결된 전력 변환부의 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다. 다시 말해, 제어부(140)는 배터리부(110~130)의 전체 SOC, 배터리부(110~130)의 전체 SOH, 대응하는 배터리부의 SOC 및 대응하는 배터리부의 SOH, 보상값에 기초하여, 대응하는 배터리부에 연결된 전력 변환부의 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다. 제어부(140)는 복수의 전력 변환부(111~131)에서 출력되는 전체 전력이 유지되도록 보상값을 설정할 수 있다.
제어부(140)는 전력 변환부(111~131) 각각에 대해 서로 다른 보상값을 설정할 수 있다. 다른 예를 들면, 제어부(140)에 의해 설정된 서로 다른 보상값의 총합은 0일 수 있다. 또한, 배터리부(110~130)를 SOC가 큰 순서대로 나열했을 때, 서로 다른 보상값의 크기는 좌우 대칭의 형태를 가질 수 있으며, 가운데를 중심으로 좌우의 부호는 서로 다를 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 전력 변환부(111~131) 각각에 대응하는 배터리부의 SOC가 클수록 대응하는 배터리부에서 출력되는 전력이 증가하도록 보상값을 설정할 수 있다. 도 1에 도시된 배터리부(110)의 SOC가 배터리부(120)의 SOC보다 크고, 배터리부(120)의 SOC가 배터리부(130)의 SOC보다 큰 경우, 제어부(140)는 배터리부(120)보다 배터리부(110)에서 출력되는 전력이 크도록 보상값을 설정하고, 배터리부(130)보다 배터리부(120)에서 출력되는 전력이 크도록 보상값을 설정할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 배터리부와 전력 변환부의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 배터리 충방전 장치에 포함된 복수의 배터리부 및 복수의 전력 변환부 중에서 어느 하나의 배터리부(210)와 대응하는 전력 변환부(220)를 도시한다. 도 2에서는 전력 변환부(220)가 2개의 DC/DC 컨버터를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 일실시예에 불과할 뿐, 전력 변환부(220)는 다양한 개수의 DC/DC 컨버터를 포함할 수 있다.
도 2를 참고하면, 배터리부(210)와 전력 변환부(220)는 서로 대응한다. 배터리부(210)는 배터리 모듈 또는 배터리 셀을 나타낼 수 있다. 배터리 모듈은 서로 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다.
전력 변환부(220)는 적층 구조 또는 인터리브(interleaved) 형태로 구성된 복수의 DC/DC 컨버터(230, 240)를 포함할 수 있으며, 복수의 DC/DC 컨버터(230, 240)는 서로 병렬로 연결될 수 있다. DC/DC 컨버터(230)의 제1 단(231)과 DC/DC 컨버터(240)의 제1 단(241)은 서로 병렬로 연결될 수 있다. 그리고, DC/DC 컨버터(230)의 제1 단(231)과 DC/DC 컨버터(240)의 제1 단(241)은 배터리부(210)에 연결될 수 있다. 다시 말해, 복수의 DC/DC 컨버터(230, 240)의 제1 단(231, 241)은 서로 병렬로 연결되어 배터리부(210)에 연결될 수 있다. 마찬가지로, 복수의 DC/DC 컨버터(230, 240)의 제2 단(232, 242)은 서로 병렬로 연결되어 전력 변환부(220)의 출력단(221)에 연결될 수 있다.
다시 말해, DC/DC 컨버터(230)의 제1 입력단(231a) 및 DC/DC 컨버터(240)의 제1 입력단(241a)은 대응하는 배터리부(210)의 제1 단(210a)에 연결되고, DC/DC 컨버터(230)의 제2 입력단(231b) 및 DC/DC 컨버터(240)의 제2 입력단(241b)은 대응하는 배터리부(210)의 제2 단(210b)에 연결될 수 있다.
예를 들어, 전력 변환부(220)가 배터리 충방전 장치에서 첫 번째에 위치하는 전력 변환부가 아닌 경우, DC/DC 컨버터(230)의 제1 출력단(232a) 및 DC/DC 컨버터(240)의 제1 출력단(242a)은 서로 병렬로 연결되어 이웃하는 전력 변환부에 포함된 복수의 DC/DC 컨버터의 제2 출력단에 연결될 수 있다. 전력 변환부(220)가 배터리 충방전 장치에서 첫 번째에 위치하는 전력 변환부인 경우, DC/DC 컨버터(230)의 제1 출력단(232a)과 DC/DC 컨버터(240)의 제1 출력단(242a)은 컴포넌트에 연결될 수 있다.
다른 예를 들어, 전력 변환부(220)가 배터리 충방전 장치에서 마지막에 위치하는 전력 변환부가 아닌 경우, DC/DC 컨버터(230)의 제2 출력단(232b) 및 DC/DC 컨버터(240)의 제2 출력단(242b)은 서로 병렬로 연결되어 이웃하는 전력 변환부에 포함된 복수의 DC/DC 컨버터의 제1 출력단에 연결될 수 있다. 전력 변환부(220)가 배터리 충방전 장치에서 마지막에 위치하는 전력 변환부인 경우, DC/DC 컨버터(230)의 제2 출력단(232b) 및 DC/DC 컨버터(240)의 제2 출력단(242b)은 서로 병렬로 연결되어 컴포넌트에 연결될 수 있다.
요약하면, 전력 변환부(220)은 출력단(221)이 이웃하는 전력 변환부의 출력단과 직렬로 연결되어 컴포넌트에 배터리부(210)의 전력을 전달할 수 있다.
이웃하는 전력 변환부는 전력 변환부(220)의 이전 전력 변환부 또는 다음 전력 변환부를 의미할 수 있다.
제어부는 DC/DC 컨버터(230)를 제어하는 신호와 DC/DC 컨버터(240)를 제어하는 신호를 통해, DC/DC 컨버터(230) 및 DC/DC 컨버터(240)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 DC/DC 컨버터(230)를 제어하는 신호와 DC/DC 컨버터(240)를 제어하는 신호 간의 위상차가 180도가 되도록 제어할 수 있다. 만약, 전력 변환부(220)가 n개의 복수의 DC/DC 컨버터를 포함하는 경우, 제어부는 복수의 DC/DC 컨버터를 제어하는 신호 간의 위상차가
Figure pat00001
가 되도록 제어할 수 있다.
DC/DC 컨버터(230) 및 DC/DC 컨버터(240)를 제어하는 신호는 DC/DC 컨버터(230) 및 DC/DC 컨버터(240) 각각에 포함된 스위치를 제어하기 위한 신호로서, 예를 들어, 일정한 주기를 가지는 펄스파를 나타낼 수 있다.
도 3는 일실시예에 따라 배터리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3를 참고하면, 배터리 시스템(300)은 복수의 전력 전달 장치(310~340), 제어부(350) 및 컴포넌트(360)를 포함할 수 있다. 복수의 전력 전달 장치(310~340)는 복수의 배터리부(311~341)와 컴포넌트(360) 상호간에 전력을 전달하는 장치로서, 하나의 전력 전달 장치(310)는 배터리부(311) 및 복수의 DC/DC 컨버터(312, 313)를 포함할 수 있다. 복수의 DC/DC 컨버터(312, 313)의 한 쌍은 도 1에서 전술한 전력 변환부를 구성할 수 있다. 도 3에서는 하나의 배터리부에 2개의 DC/DC 컨버터가 대응하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 실시예에 불과할 뿐, 하나에 배터리부에 대응하는 복수의 DC/DC 컨버터의 실시예를 제한하지 않는다.
복수의 배터리부(311~341) 각각은 배터리 모듈 또는 배터리 셀을 나타낼 수 있다. 배터리 모듈은 서로 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 배터리부(311~341)는 리튬 이온 배터리와 같은 2차 전지일 수 있다. 복수의 배터리부(311~341)의 용량 또는 전압은 서로 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
복수의 DC/DC 컨버터(312~343)는 복수의 배터리부(311~341) 각각의 출력 전압을 변환하여 출력한다. 예를 들어, 복수의 DC/DC 컨버터(312~343) 각각은 비절연 승압 컨버터일 수 있다. 복수의 DC/DC 컨버터(312~343) 각각이 출력하는 전압은 제어부(350)에 의해 제어된다. 복수의 DC/DC 컨버터(312~343)의 출력 전압은 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 복수의 DC/DC 컨버터(312~343) 각각의 출력단에 연결된 커패시터는 복수의 DC/DC 컨버터(312~343) 각각의 출력 전압의 전력을 저장할 수 있다.
DC/DC 컨버터(312, 313) 한 쌍을 중심으로 살펴보면, DC/DC 컨버터(312, 313)는 배터리부(311)의 제1 전압을 제어부(350)에 의해 제어되는 제2 전압으로 변환할 수 있다. 제1 전압은 도 1에서 전술한 배터리부의 출력 전압에 대응하고, 제2 전압은 도 1에서 전술한 전력 변환부의 출력 전압에 대응할 수 있다.
제어부(350)는 복수의 DC/DC 컨버터(312~343)의 출력 전압의 크기를 제어하는 장치로서, 복수의 배터리부(311~341)를 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제어부(350)는 복수의 배터리부(311~341) 각각의 상태에 기초하여 복수의 DC/DC 컨버터(312~343)의 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다.
제어부(350)는 복수의 배터리부(311~341) 각각의 상태를 확인하고, 확인된 상태에 기초하여 복수의 DC/DC 컨버터(312~343)의 출력 전압을 결정할 수 있다. 제어부(350)는 결정된 복수의 DC/DC 컨버터(312~343)의 출력 전압을 DC/DC 컨버터(312)로 전송할 수 있다. DC/DC 컨버터(312)는 DC/DC 컨버터(312~343) 중 첫 번째 DC/DC 컨버터로서, 일종의 마스터 DC/DC 컨버터 역할을 수행할 수 있다. DC/DC 컨버터(312)는 결정된 복수의 DC/DC 컨버터(312~343)의 출력 전압을 다른 DC/DC 컨버터(313~343)로 전송하고, DC/DC 컨버터(311)는 복수의 DC/DC 컨버터(312~343)가 서로 동기되어 동작하도록 제어할 수 있다.
제어부(350)는 아래의 수학식 1과 같은 방법으로 복수의 DC/DC 컨버터(312~343)의 출력 전압을 제어할 수 있다.
Figure pat00002
위의 수학식 1에서,
Figure pat00003
은
Figure pat00004
번째 배터리부에 대응하는 복수의 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 나타낸다. 여기서,
Figure pat00005
번째 배터리부는 복수의 배터리부(311~341)를 SOC가 큰 순서대로 정렬했을 때
Figure pat00006
번째로 큰 SOC를 가지는 배터리부를 나타낸다.
Figure pat00007
은
Figure pat00008
번째 배터리부의 SOH가 고려된
Figure pat00009
번째 배터리부의 SOC를 나타내고,
Figure pat00010
는 배터리 시스템(300)의 출력 전압으로서, 컨포넌트(360)에 전달되는 전체 전압을 나타낸다.
Figure pat00011
는 복수의 배터리부(311~341)의 SOC 중 최대값과 최소값의 차이를 나타내고,
Figure pat00012
는
Figure pat00013
번째 배터리부에 해당하는 보상 계수를 나타낸다.
Figure pat00014
은 배터리 시스템(300)에 포함되어 있는 복수의 배터리부(311~341)의 개수를 나타낸다.
Figure pat00015
은 아래의 수학식 2와 같이 나타날 수 있다.
Figure pat00016
위의 수학식 2에서,
Figure pat00017
은
Figure pat00018
번째 배터리부의 SOC를 나타내고,
Figure pat00019
은
Figure pat00020
번째 배터리부의 SOH를 나타낸다.
Figure pat00021
은
Figure pat00022
번째 배터리부의 전향 보상을 나타낸다.
Figure pat00023
가 복수의 배터리부(311~341)의 SOC 중 최대값과 최소값의 차이를 나타내므로, 복수의 배터리부(311~341)에 적용되는
Figure pat00024
은 서로 동일할 수 있다. 복수의 배터리부(311~341)의 보호를 위해,
Figure pat00025
의 범위는 제한될 수 있다.
Figure pat00026
는 복수의 DC/DC 컨버터의 출력 전압이 미리 설정된 범위를 벗어나지 않도록 제한될 수 있다. 예를 들어, 제어부(350)는 복수의 DC/DC 컨버터의 출력 전압이 출력 전압의 상한값보다 크거나 출력 전압의 하한값보다 작지 않도록
Figure pat00027
를 제한할 수 있다.
그리고, 보상 계수
Figure pat00028
는 아래의 수학식 3과 같은 방법으로 나타날 수 있다.
Figure pat00029
위의 수학식 3을 통해 계산되는 보상 계수
Figure pat00030
를
Figure pat00031
의 순서대로 나열하면, 보상 계수
Figure pat00032
의 크기는 좌우 대칭의 형태를 가질 수 있다. 보상 계수
Figure pat00033
는 좌우 대칭으로 서로 다른 부호를 가질 수 있다. 그리고, 보상 계수
Figure pat00034
의 총합은 0일 수 있다.
복수의 DC/DC 컨버터(312~343)에서 출력되고 컴포넌트(360)로 전달되는 전체 전력은 유지될 수 있다. 다시 말해, 추가적으로 전향 보상을 이용하여 출력 전압을 결정하더라도, 복수의 DC/DC 컨버터(312~343)에서 출력되는 전체 전력은 증가하거나 감소하지 않을 수 있다.
일실시예에 따라, 배터리 시스템(300)에 포함된 복수의 배터리부가 총 3개인 경우(
Figure pat00035
=3)와 배터리 시스템에 포함된 복수의 배터리부가 총 4개인 경우(
Figure pat00036
=4)에서 보상 계수
Figure pat00037
및 전향 보상
Figure pat00038
은 각각 아래의 표 1과 표 2와 같이 나타날 수 있다.
Figure pat00039
 1 2 3
보상 계수
Figure pat00040
 0.5 0 -0.5
전향 보상
Figure pat00041
 0.5*
Figure pat00042
 0 -0.5*
Figure pat00043
Figure pat00044
 1 2 3 4
보상 계수
Figure pat00045
 1 0 0 -1
전향 보상
Figure pat00046
 1*
Figure pat00047
 0 0 -1*
Figure pat00048
위의 표 1 및 표 2에 도시된 바와 같이, 보상 계수
Figure pat00049
의 총합 및 전향 보상
Figure pat00050
의 총합은 0이 될 수 있다.
도 4는 일실시예에 따라 복수의 DC/DC 컨버터의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 전력 전달 장치(400)는 배터리부(410), 제1 DC/DC 컨버터(420) 및 제2 DC/DC 컨버터(430)를 포함할 수 있다. 도 4에서 전력 전달 장치(400)가 2개의 DC/DC 컨버터를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 전력 전달 장치(400)는 다양한 개수의 DC/DC 컨버터를 포함할 수 있다.
제1 DC/DC 컨버터(420) 및 제2 DC/DC 컨버터(430)는 배터리부(410)의 출력 전압을 변환하여 전압을 출력할 수 있다. 제1 DC/DC 컨버터(420)는 제1 인덕터(L1), 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 포함할 수 있다. 제2 DC/DC 컨버터(430)는 제2 인덕터(L2), 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)를 포함할 수 있다.
제어부(440)는 제1 DC/DC 컨버터(420) 및 제2 DC/DC 컨버터(430)의 출력 전압의 크기를 제어하는 장치로서, 예를 들어, 배터리부(410)의 상태에 기초하여 제1 DC/DC 컨버터(420) 및 제2 DC/DC 컨버터(430)의 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다.
제어부(440)는 제어 신호를 전달하여 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)의 온/오프를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)는 동시에 온 또는 오프되지 않고, 상보적으로 동작하고, 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)는 동시에 온 또는 오프되지 않고, 상보적으로 동작할 수 있다. 마찬가지로, 제1 스위치(SW1) 및 제3 스위치(SW3)는 동시에 온 또는 오프되지 않고, 상보적으로 동작하고, 제2 스위치(SW2) 및 제4 스위치(SW4)는 동시에 온 또는 오프되지 않고, 상보적으로 동작할 수 있다.
제1 DC/DC 컨버터(420)에서 제1 스위치(SW1)가 온되는 경우, 배터리부(410)의 전력은 제1 인덕터(L1)에 저장될 수 있다. 이 때, 제2 스위치(SW2)는 오프된 상태일 수 있다. 그리고, 제2 스위치(SW2)가 온되는 경우, 제1 인덕터(L1)에 저장된 전력과 배터리부(410)의 전력은 커패시터(C)에 저장될 수 있다. 이 때, 제1 스위치(SW1)는 오프된 상태일 수 있다.
제2 DC/DC 컨버터(430)에서 제3 스위치(SW3)가 온되는 경우, 배터리부(410)의 전력은 제2 인덕터(L2)에 저장될 수 있다. 이 때, 제4 스위치(SW4)는 오프된 상태일 수 있다. 그리고, 제4 스위치(SW4)가 온되는 경우, 제1 인덕터(L2)에 저장된 전력과 배터리부(410)의 전력은 커패시터(C)에 저장될 수 있다. 이 때, 제3 스위치(SW3)는 오프된 상태일 수 있다.
제1 DC/DC 컨버터(420)와 제2 DC/DC 컨버터(430)는 180도의 위상차를 가지고 동작할 수 있다. 다시 말해, 제1 스위치(SW1)와 제3 스위치(SW3)는 180도의 위상차를 가지고 동작할 수 있다. 그리고, 제2 스위치(SW2)와 제4 스위치(SW4)는 180도의 위상차를 가지고 동작할 수 있다.
제1 DC/DC 컨버터(420)와 제2 DC/DC 컨버터(430)가 출력하는 전압의 주파수는 제어부(440)의 제어 신호의 주파수보다 2배 높을 수 있다.
도 5는 일실시예에 따라 제어부의 제어 신호에 따라 배터리부의 전력을 변환하는 DC/DC 컨버터의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참고하면, 제1 스위치 전압(VSW1) 및 제3 스위치 전압(VSW3) 각각은 제어부로부터 제공되는 제어 신호를 나타낼 수 있다. 제1 인덕터 전압(VL1)은 제1 인덕터(L1)의 전압을 나타낼 수 있다. 제1 인덕터(L1)에 저장되는 전력은 제1 인덕터 전압(VL1)이 증가함에 따라 함께 증가할 수 있다. 제2 인덕터 전압(VL2)은 제2 인덕터(L2)의 전압을 나타낼 수 있다. 제2 인덕터(L2)에 저장되는 전력은 제2 인덕터 전압(VL2)이 증가함에 따라 함께 증가할 수 있다.
먼저(t=0), 제1 스위치 전압(VSW1)은 하이(High)일 수 있다. 이 때, 제1 스위치(SW1)는 온되고, 제1 인덕터 전압(VL1)이 시간에 비례하여 증가할 수 있다. 제1 인덕터(L1)에 저장되는 전력은 제1 인덕터 전압(VL1)에 비례하여 증가할 수 있다.
반 주기 이후(t=T/2), 제1 스위치 전압(VSW1)은 로우(Low)가 되고, 제3 스위치 전압(VSW3)은 하이(High)가 될 수 있다. 이 때, 제1 스위치(SW1)는 오프되고, 제3 스위치(SW3)는 온될 수 있다. 따라서, 제2 인덕터 전압(VL2)은 시간에 비례하여 증가하고, 제2 인덕터(L2)에 저장되는 전력은 증가할 수 있다. 제1 스위치(SW1)와 위상이 180도 차이가 나는 제2 스위치(SW2)는 온될 수 있다. 그래서, 제1 인덕터(L1)에 저장된 전력과 배터리부의 전력은 커패시터(C)에 전달되어 저장되고, 커패시터 전압(VC)은 시간에 비례하여 증가할 수 있다. 제1 인덕터(L1)에 저장된 전력이 커패시터(C)에 전달됨에 따라, 제1 인덕터 전압(VL1)은 시간에 따라 감소할 수 있다.
다른 반 주기 이후(t=T), 제1 스위치 전압(VSW1)은 하이(High)가 되고, 제3 스위치 전압(VSW3)은 로우(Low)가 될 수 있다. 이 때, 제1 스위치(SW1)는 온되고, 제3 스위치(SW3)는 오프될 수 있다. 따라서, 제1 인덕터 전압(VL1)이 시간에 비례하여 증가하고, 제1 인덕터(L1)에 저장되는 전력은 증가할 수 있다. 제3 스위치(SW3)와 위상이 180도 차이가 나는 제4 스위치(SW4)는 온될 수 있다. 그래서, 제2 인덕터(L2)에 저장된 전력과 배터리부의 전력은 커패시터(C)에 전달되어 저장되고, 커패시터 전압(VC)은 시간에 비례하여 증가할 수 있다. 제2 인덕터(L2)에 저장된 전력이 커패시터(C)에 전달됨에 따라, 제2 인덕터 전압(VL2)은 시간에 따라 감소할 수 있다.
반 주기(T/2)마다 T/2-d 동안은 모든 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4)가 오프 상태에 있을 수 있다. 따라서, 커패시터(C)는 배터리부로부터 전력을 전달받지 못하고, 커패시터(C)에 저장된 전력을 컴포넌트에 전달할 수 있다. 따라서, 반 주기(T/2)마다 T/2-d 동안은 커패시터 전압(VC)은 시간에 따라 감소할 수 있다.
실시예들은 복수의 전력 변환부를 서로 직렬로 연결함으로써, 병렬 연결 대비 높은 승압비가 요구되지 않고, 전류 제어를 제외한 전압 제어를 수행할 수 있다. 또한, SOC의 크기에 비례하여 전력 변환부가 출력하는 전압의 크기를 증가시킴으로써, 복수의 배터리부 간의 밸런싱을 효과적으로 제어할 수 있다.
실시예들은 배터리 시스템에서 출력되는 전체 전력이 유지되는 전향 보상을 이용함으로써, 복수의 배터리부 간의 밸런싱을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 비절연형 승압 컨버터를 사용함으로써, 절연형 승압 컨버터를 사용함으로써 발생되는 에너지 변환 손실을 줄일 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (23)

  1. 복수의 배터리부 각각의 출력 전압을 변환하고 서로 직렬로 연결된 복수의 전력 변환부
    를 포함하는 배터리 충방전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전력 변환부 각각은,
    서로 병렬로 연결되는 복수의 DC/DC 컨버터를 포함하는, 배터리 충방전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 DC/DC 컨버터의 제1 단은, 서로 병렬로 연결되어 대응하는 배터리부에 연결되고,
    상기 복수의 DC/DC 컨버터의 제2 단은, 서로 병렬로 연결되어 상기 복수의 전력 변환부 각각의 출력단에 연결되는, 배터리 충방전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리부 각각의 상태에 기초하여 상기 복수의 전력 변환부 각각의 출력 전압의 크기를 제어하는 제어부
    를 더 포함하는 배터리 충방전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전력 변환부 각각은,
    제1 DC/DC 컨버터; 및
    제2 DC/DC 컨버터
    를 포함하고,
    상기 제1 DC/DC 컨버터의 제1 입력단 및 상기 제2 DC/DC 컨버터의 제1 입력단은,
    대응하는 배터리부의 제1 단에 연결되고,
    상기 제1 DC/DC 컨버터의 제2 입력단 및 상기 제2 DC/DC 컨버터의 제2 입력단은,
    대응하는 배터리부의 제2 단에 연결되고,
    상기 제1 DC/DC 컨버터의 제1 출력단은 상기 제2 DC/DC 컨버터의 제1 출력단에 연결되고,
    상기 제1 DC/DC 컨버터의 제2 출력단 및 상기 제2 DC/DC 컨버터의 제2 출력단은,
    다음 전력 변환부에 포함된 복수의 DC/DC 컨버터의 제1 출력단에 연결되는, 배터리 충방전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 DC/DC 컨버터를 제어하는 신호 및 상기 제2 DC/DC 컨버터를 제어하는 신호 간의 위상차가 180도가 되도록 제어하는 제어부
    를 더 포함하는, 배터리 충방전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전력 변환부는, 상기 배터리 충방전 장치 외부의 컴포넌트와 연결되고,
    상기 컴포넌트가 부하인 경우, 상기 복수의 전력 변환부는 상기 복수의 배터리부의 전력을 상기 부하에 공급하는, 배터리 충방전 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전력 변환부는, 상기 배터리 충방전 장치 외부의 컴포넌트와 연결되고,
    상기 컴포넌트가 전원인 경우, 상기 복수의 전력 변환부는 상기 전원을 이용하여 상기 복수의 배터리부를 충전하는, 배터리 충방전 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 배터리부 각각의 SOC 또는 SOH 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 전력 변환부 각각의 출력 전압의 크기를 제어하는, 배터리 충방전 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 배터리부 중 SOC가 클수록 대응하는 전력 변환부가 출력하는 전압이 증가하도록 제어하는, 배터리 충방전 장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 배터리부의 전체 SOC, 상기 복수의 배터리부의 전체 SOH, 대응하는 배터리부의 SOC 및 상기 대응하는 배터리부의 SOH에 기초하여 상기 대응하는 배터리부에 연결된 전력 변환부의 출력 전압의 크기를 제어하는, 배터리 충방전 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 배터리부의 SOC의 최대값과 최소값의 차이를 이용한 보상값을 계산하고, 상기 보상값을 더 고려하여 상기 대응하는 배터리부에 연결된 전력 변환부의 출력 전압의 크기를 제어하는, 배터리 충방전 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보상값은,
    상기 복수의 전력 변환부에서 출력되는 전체 전력이 유지되도록 설정되는, 배터리 충방전 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 보상값은,
    상기 복수의 전력 변환부 각각에 대응하는 배터리부의 SOC가 클수록 상기 대응하는 배터리부에서 출력되는 전력이 증가하도록 설정되는, 배터리 충방전 장치.
  15. 배터리 모듈에 병렬로 연결되는 복수의 DC/DC 컨버터
    를 포함하고,
    상기 복수의 DC/DC 컨버터는,
    상기 배터리 모듈의 제1 전압을 제어부에 의해 제어되는 제2 전압으로 변환하는, 전력 전달 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 DC/DC 컨버터는,
    서로 병렬로 연결되어 이웃하는 전력 전달 장치에 포함된 복수의 DC/DC 컨버터와 직렬로 연결되는, 전력 전달 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 DC/DC 컨버터는, 상기 전력 전달 장치 외부의 컴포넌트와 연결되고,
    상기 컴포넌트가 부하인 경우, 상기 복수의 DC/DC 컨버터는 상기 배터리 모듈의 전력을 상기 부하에 공급하는, 전력 전달 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 DC/DC 컨버터는, 상기 전력 전달 장치 외부의 컴포넌트와 연결되고,
    상기 컴포넌트가 전원인 경우, 상기 복수의 DC/DC 컨버터는 상기 전원을 이용하여 상기 배터리 모듈을 충전하는, 전력 전달 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제2 전압의 크기는,
    상기 제어부에 의해 제어되는 복수의 전력 전달 장치에 포함된 배터리 모듈의 SOC 및 SOH 중 적어도 하나에 기초하여 제어되는, 전력 전달 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제2 전압의 크기는,
    상기 배터리 모듈의 SOC, 상기 배터리 모듈의 SOH, 상기 제어부에 의해 제어되는 복수의 전력 전달 장치에 포함된 배터리 모듈의 전체 SOC 및 상기 복수의 전력 전달 장치에 포함된 배터리 모듈의 전체 SOH에 기초하여 제어되는, 전력 전달 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 전압의 크기는,
    상기 복수의 전력 전달 장치에 포함된 배터리 모듈의 SOC의 최대값과 최소값의 차이를 이용하여 계산된 보상값을 더 고려하여 제어되는, 전력 전달 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 보상값은,
    상기 복수의 전력 전달 장치에서 출력되는 전체 전력이 유지되도록 설정되는, 전력 전달 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 보상값은,
    상기 복수의 전력 전달 장치에 포함된 배터리 모듈의 SOC가 클수록 대응하는 배터리 모듈에서 출력되는 전력이 증가하도록 설정되는, 전력 전달 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10270262B2 (en) 2015-12-21 2019-04-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Battery control method and apparatus, and battery pack

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10293693B2 (en) 2015-04-21 2019-05-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Battery control method and apparatus, battery module, and battery pack
KR102475482B1 (ko) 2015-11-18 2022-12-09 삼성전자주식회사 배터리 제어 방법, 배터리 제어 장치, 및 배터리 팩
KR102636361B1 (ko) 2016-01-05 2024-02-14 삼성전자주식회사 배터리 제어 장치 및 배터리 제어 시스템
BR112018075283A8 (pt) * 2016-06-09 2023-02-14 Incell Int Ab Módulo de bateria, estação de base de comunicação sem fio, e, método realizado em um módulo de bateria.
KR102579538B1 (ko) 2016-10-05 2023-09-18 삼성전자주식회사 배터리 충전 제어 방법 및 장치
CN106585399B (zh) * 2016-11-25 2018-07-24 深圳市沃特玛电池有限公司 补电车及其充放电控制电路
KR102667738B1 (ko) 2016-11-29 2024-05-22 삼성전자주식회사 배터리 밸런싱 방법 및 장치
US10992144B2 (en) * 2017-05-17 2021-04-27 Galley Power LLC Battery balancing and current control with bypass circuit for load switch
KR20190033351A (ko) * 2017-09-21 2019-03-29 삼성전자주식회사 배터리 제어 장치 및 방법
DE102018204057A1 (de) * 2018-03-16 2019-09-19 Schäfer Elektronik Gmbh Ladestation für Elektrofahrzeuge mit mindestens zwei Ladesäulen
DE102018212927A1 (de) * 2018-08-02 2020-02-06 Audi Ag Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge
US11069925B2 (en) * 2018-08-08 2021-07-20 The Boeing Company Heterogeneous battery system and method
KR102549233B1 (ko) * 2018-10-23 2023-06-28 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 재사용을 위한 부스터 키트
KR102594315B1 (ko) 2019-03-05 2023-10-27 현대자동차주식회사 차량 및 그 제어 방법
DE102019210793A1 (de) * 2019-07-22 2021-01-28 Robert Bosch Gmbh Elektrisches Energiespeichersystem und Verfahren zu dessen Betreiben
DE102019212351A1 (de) * 2019-08-19 2021-02-25 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems und Kraftfahrzeug
US11569668B2 (en) * 2020-07-14 2023-01-31 Igrenenergi, Inc. System and method for dynamic balancing power in a battery pack
US11322966B1 (en) * 2021-01-27 2022-05-03 Clenera, LLC Power electronics-based battery management
CN113422402B (zh) * 2021-05-27 2023-06-06 科华数据股份有限公司 电池装置及其供电系统
EP4173886B1 (en) * 2021-11-02 2024-07-24 Vitesco Technologies GmbH Battery system and method for controlling a battery system
KR20230063614A (ko) * 2021-11-02 2023-05-09 현대자동차주식회사 차량 및 그 제어 방법
WO2024210316A1 (ko) * 2023-04-06 2024-10-10 주식회사 엘지에너지솔루션 에너지 저장 시스템

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000197347A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Hitachi Ltd 電源装置
KR20100088382A (ko) * 2009-01-30 2010-08-09 에스케이에너지 주식회사 정전압원을 이용한 자동전하균일 장치
KR20110068690A (ko) * 2009-12-16 2011-06-22 삼성에스디아이 주식회사 전원 변환 장치
KR20110092286A (ko) * 2008-12-09 2011-08-17 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 전압 균등화 장치, 방법, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 및 전력 저장 시스템
KR20120006999A (ko) * 2009-04-16 2012-01-19 발렌스 테크놀로지, 인코포레이티드 배터리 시스템 및 동작 방법
JP5301657B2 (ja) * 2009-03-27 2013-09-25 株式会社日立製作所 蓄電装置
US20140265588A1 (en) * 2011-05-09 2014-09-18 Magistor Technologies, L.L.C. Ac battery employing magistor technology

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11234915A (ja) * 1998-02-20 1999-08-27 Fujitsu Ltd 充電可能な電池を備えた電源装置、および複数の電池の充電／放電方法
US6275004B1 (en) * 2000-09-11 2001-08-14 General Motors Corporation System for battery module balancing via variable voltage DC-DC converter in a hybrid-electric powertrain
JP3695379B2 (ja) * 2001-10-02 2005-09-14 日産自動車株式会社 電源システム
US7282814B2 (en) * 2004-03-08 2007-10-16 Electrovaya Inc. Battery controller and method for controlling a battery
JP4847124B2 (ja) 2005-12-22 2011-12-28 日本無線株式会社 均等蓄放電回路
TWI332742B (en) * 2006-04-21 2010-11-01 Delta Electronics Inc Uninterruptible power supply capable of providing sinusoidal-wave ouput ac voltage and method thereof
JP4501893B2 (ja) * 2006-04-24 2010-07-14 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよび車両
KR101164629B1 (ko) 2007-10-16 2012-07-11 한국과학기술원 직렬 연결 배터리 스트링을 위한 2단 전하 균일 방법 및장치
KR101077154B1 (ko) 2008-04-22 2011-10-27 한국과학기술원 직렬연결 배터리 스트링을 위한 2단 전하 균일 방법 및장치
JP5320988B2 (ja) 2008-11-07 2013-10-23 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびその電力収支制御方法
US8115446B2 (en) * 2008-11-12 2012-02-14 Ford Global Technologies, Llc Automotive vehicle power system
KR101076786B1 (ko) 2009-01-30 2011-10-25 한국과학기술원 직렬연결 배터리 스트링을 위한 지능제어 전하균일 장치 및방법
JP4691171B2 (ja) 2009-03-11 2011-06-01 本田技研工業株式会社 充放電装置
US8541905B2 (en) 2009-07-31 2013-09-24 Thermo King Corporation Bi-directional battery voltage converter
US20130038289A1 (en) * 2010-02-20 2013-02-14 Lawrence Tze-Leung Tse Battery-cell converter systems
JP5398629B2 (ja) 2010-04-21 2014-01-29 住友重機械工業株式会社 充放電検査装置
JP5659649B2 (ja) 2010-09-15 2015-01-28 住友電気工業株式会社 直流電源装置及び電力貯蔵システム
JP5587421B2 (ja) * 2010-10-15 2014-09-10 三洋電機株式会社 電源システム
US8922063B2 (en) * 2011-04-27 2014-12-30 Green Charge Networks, Llc Circuit for rendering energy storage devices parallelable
US9136705B2 (en) 2011-06-17 2015-09-15 GM Global Technology Operations LLC Scalable method of proportional active state of charge balancing for managing variations in the state of health of batteries
US9444275B2 (en) * 2011-08-31 2016-09-13 North Carolina State University Intelligent integrated battery module
FR2982090B1 (fr) * 2011-10-31 2013-12-20 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'equilibrage de charge des elements d'une batterie de puissance
JP2013110870A (ja) * 2011-11-21 2013-06-06 Panasonic Corp 電力変換装置
US20130257146A1 (en) * 2012-04-03 2013-10-03 Geraldo Nojima Electric vehicle supply equipment for electric vehicles
US9711962B2 (en) 2012-07-09 2017-07-18 Davide Andrea System and method for isolated DC to DC converter
JP5957373B2 (ja) 2012-11-16 2016-07-27 株式会社三社電機製作所 充放電装置
US9548619B2 (en) * 2013-03-14 2017-01-17 Solaredge Technologies Ltd. Method and apparatus for storing and depleting energy
CN105790626B (zh) * 2014-12-25 2019-02-12 台达电子工业股份有限公司 谐振型功率转换电路及控制谐振型功率转换电路的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000197347A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Hitachi Ltd 電源装置
KR20110092286A (ko) * 2008-12-09 2011-08-17 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 전압 균등화 장치, 방법, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 및 전력 저장 시스템
KR20100088382A (ko) * 2009-01-30 2010-08-09 에스케이에너지 주식회사 정전압원을 이용한 자동전하균일 장치
JP5301657B2 (ja) * 2009-03-27 2013-09-25 株式会社日立製作所 蓄電装置
KR20120006999A (ko) * 2009-04-16 2012-01-19 발렌스 테크놀로지, 인코포레이티드 배터리 시스템 및 동작 방법
KR20110068690A (ko) * 2009-12-16 2011-06-22 삼성에스디아이 주식회사 전원 변환 장치
US20140265588A1 (en) * 2011-05-09 2014-09-18 Magistor Technologies, L.L.C. Ac battery employing magistor technology

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10270262B2 (en) 2015-12-21 2019-04-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Battery control method and apparatus, and battery pack

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