KR20160054978A - Apparatus and method for controlling charge and discharge of battery - Google Patents

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Abstract

Disclosed are an apparatus and a method for controlling a charging and discharging operation of secondary batteries. According to the present invention, the apparatus for controlling the charging and discharging operation of the secondary batteries includes: a voltage measuring part measuring voltage of at least one first battery connected in parallel and at least one second battery having a low capacity than that of the first battery; a voltage comparing part comparing the voltage of the first battery and the second battery; and a controlling part controlling the charging and discharging operation of the first battery and the second battery, depending on the outcome of the compared voltage of the first battery and the second battery.

Description

배터리 충방전 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling charge and discharge of battery}[0001] Apparatus and method for controlling charge and discharge of a battery [

본 발명은 배터리 충방전 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 병렬 연결된 서로 상이한 용량을 갖는 하나 이상의 제1 배터리 및 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 측정하고 이를 비교하여, 전압 비교 결과에 따라 하나 이상의 제1 배터리 및 하나 이상의 제2 배터리의 충방전을 제어함으로써, 서로 상이한 용량을 갖는 배터리들을 혼용하여 운용하더라도 안전하게 배터리를 운용할 수 있고, 다양한 부하에 맞게 배터리를 조합하여 운용하여 설비투자비를 절감할 수 있으며, 고객이 필요로 하는 용량의 배터리를 조합 및 제공하여 고객의 니즈에 적극적인 대응이 가능하고, 소비자의 입장에서 낱개의 에너지 저장 장치(Energy Storage System; ESS)를 구입하여 언제든지 소비자가 원하는 용량의 배터리를 구성할 수 있으며, 기존 개발 제품의 지속적인 판매가 가능한 배터리 충방전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for controlling charge and discharge of a battery, and more particularly, to a battery charge / discharge control apparatus and method for measuring and comparing voltages of at least one first battery and at least one second battery having mutually different capacitances, By controlling the charging and discharging of the battery and the at least one second battery, it is possible to safely operate the battery even if the batteries having different capacities are operated, and the equipment investment cost can be reduced by operating the batteries in combination according to various loads , It is possible to actively respond to customers' needs by combining and supplying the batteries of the capacity required by the customer, and by purchasing a single energy storage system (ESS) from the viewpoint of the consumer, Can be configured, and existing products can be sold continuously To a battery charge / discharge control device and method.

제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle), 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 또는 가정용 또는 산업용으로 이용되는 중대형 배터리를 이용하는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS)이나 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 시스템 등에 보편적으로 응용되고 있다.Secondary batteries having high electrical properties such as high energy density and high ease of application according to the product group can be used not only as a portable device but also as an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HV), a hybrid vehicle (ESS) and uninterruptible power supply (UPS) systems using medium to large batteries for industrial use.

이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.Such a secondary battery is not only a primary advantage that the use of fossil fuel can be drastically reduced, but also produces no by-products resulting from the use of energy, and thus is attracting attention as a new energy source for enhancing environmental friendliness and energy efficiency.

2차 전지는 휴대 단말 등의 배터리로 구현되는 경우는 반드시 그러하지 않을 수 있으나, 상기와 같이 전기 차량 또는 에너지 저장원 등에 적용되는 배터리는 통상적으로 단위 이차전지 셀(cell)이 복수 개 집합되는 형태로 사용되어 고용량 환경에 적합성을 높이게 된다.The secondary battery may not necessarily be realized by a battery of a portable terminal or the like. However, as described above, a battery applied to an electric vehicle, an energy storage source, or the like generally has a plurality of unit secondary battery cells Thus increasing the suitability for high capacity environments.

이와 같은 배터리, 특히 다수의 2차 전지가 충전과 방전을 번갈아 가면서 수행하는 경우에는 이들의 충방전을 효율적으로 제어하여 배터리가 적정한 동작 상태 및 성능을 유지하도록 관리할 필요성이 있다.When such a battery, in particular, a plurality of secondary batteries, is alternately charged and discharged, it is necessary to control the charge and discharge of the battery so that the battery maintains proper operating conditions and performance.

이를 위해, 배터리의 상태 및 성능을 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)이 구비된다. BMS은 배터리의 전류, 전압 및 온도 등을 검출하여 이를 바탕으로 SOC(State of Charge)산출과 셀 전압 균등화 및 고전압 릴레이 제어 등의 기능을 수행하고, 복수 개가 연결된 배터리의 충방전을 제어한다.To this end, a battery management system (BMS) for managing the state and performance of the battery is provided. The BMS detects the current, voltage, and temperature of the battery and performs functions such as SOC (State of Charge) calculation, cell voltage equalization and high voltage relay control based on the current, and controls charging and discharging of a plurality of connected batteries.

복수 개의 배터리를 연결할 때, 서로 다른 용량의 배터리를 병렬 연결하여 운용할 경우, 배터리 간의 전압차가 발생한 상황에서 방전을 시작하면 전류 방전이 한쪽으로 쏠리면서 부하가 집중되는 현상이 발생한다. 이때 용량이 작은 배터리로 부하가 집중되면 배터리 셀이 버티지 못하는 상황이 발생하게 된다.When a plurality of batteries are connected in parallel and batteries of different capacities are connected in parallel, when the discharge is started in a state where a voltage difference between the batteries occurs, the current discharge is concentrated to one side and the load is concentrated. At this time, when the load is concentrated by the battery having a small capacity, the battery cell can not stand up.

따라서 종래에는 서로 다른 용량의 배터리를 조합하여 운용한 이력이 없으며, 같은 용량의 배터리를 조합하여 필요 용량을 만족시키고 있다. 그러나 이와 같이 같은 용량의 배터리를 조합하여 이용하게 되면, 고객이 원하는 용량으로 변경하기 위해서는 새로운 개발 단계가 필요하여 설비투자비가 들게 되고, 배터리의 호환성이 떨어져 고객의 니즈에 적극적인 대응이 어렵다는 문제점이 있다.
Therefore, conventionally, there is no hysteresis in which batteries of different capacities are combined and operated, and batteries of the same capacity are combined to satisfy the required capacity. However, if such a battery of the same capacity is used in combination, a new development step is required to change the capacity to a desired capacity of the customer, and the facility investment costs increase, and compatibility of the battery becomes poor and it is difficult to positively respond to customer needs .

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0133306호Korean Patent Publication No. 10-2012-0133306

본 발명의 목적은, 병렬 연결된 서로 상이한 용량을 갖는 하나 이상의 제1 배터리 및 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 측정하고 이를 비교하여, 전압 비교 결과에 따라 하나 이상의 제1 배터리 및 하나 이상의 제2 배터리의 충방전을 제어함으로써, 서로 상이한 용량을 갖는 배터리들을 혼용하여 운용하더라도 안전하게 배터리를 운용할 수 있고, 다양한 부하에 맞게 배터리를 조합하여 운용하여 설비투자비를 절감할 수 있으며, 고객이 필요로 하는 용량의 배터리를 조합 및 제공하여 고객의 니즈에 적극적인 대응이 가능하고, 소비자의 입장에서 낱개의 에너지 저장 장치(Energy Storage System; ESS)를 구입하여 언제든지 소비자가 원하는 용량의 배터리를 구성할 수 있으며, 기존 개발 제품의 지속적인 판매가 가능한 배터리 충방전 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to measure and compare voltages of at least one first battery and at least one second battery having mutually different capacities which are connected in parallel and to compare the voltages of at least one first battery and at least one second battery By controlling charging and discharging, it is possible to safely operate the battery even when the batteries having different capacities are operated, and it is possible to reduce the capital investment cost by operating the batteries in combination according to various loads. In addition, It is possible to actively respond to customers' needs by combining and providing batteries, and by purchasing a single energy storage system (ESS) from the standpoint of the consumer, A battery charge / discharge control device and method capable of continuously selling products Will.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치는, 병렬 연결된 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제1 배터리의 용량보다 적은 용량을 갖는 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부; 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 비교하는 전압 비교부; 및 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 비교 결과에 따라 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충방전을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.The battery charge / discharge control device according to an embodiment of the present invention includes: a voltage measuring unit for measuring a voltage of at least one first battery connected in parallel and at least one second battery having a capacity smaller than the capacity of the at least one first battery; A voltage comparator comparing voltages of the at least one first battery and the at least one second battery; And a controller for controlling charging and discharging of the at least one first battery and the at least one second battery according to a result of voltage comparison between the at least one first battery and the at least one second battery.

상기 배터리 충방전 제어 장치는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 용량을 포함하는 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 구성을 확인하는 구성 확인부를 더 포함할 수 있다.The battery charge / discharge control apparatus further includes a configuration verifying unit for verifying the configuration of the at least one first battery and the at least one second battery including the capacities of the at least one first battery and the at least one second battery .

상기 제어부는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 시작할 수 있다.Wherein the control unit is configured to control the at least one first battery or the at least one second battery when the voltage of the at least one first battery is greater than the voltage of the at least one second battery when the at least one first battery and the at least one second battery are discharged, It is possible to start discharging the at least one second battery.

상기 제어부는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 크지 않고, 상기 하나 이상의 제2 배터리 중 가장 높은 전압을 갖는 제2 배터리들이 제어할 수 있는 전류의 양이 방전 전류량보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 시작할 수 있다.Wherein the control unit controls the voltage of the at least one first battery to be greater than the voltage of the at least one second battery when the at least one first battery and the at least one second battery are discharged, If the amount of current that can be controlled by the second batteries having a higher voltage is greater than the amount of the discharge current, the discharging of the at least one first battery or the at least one second battery may be started.

상기 제어부는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전이 시작되면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 레벨이 동일해 지도록 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 제어하고, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 레벨이 동일해지면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리를 동시에 방전할 수 있다.Wherein the control unit controls the at least one first battery or the at least one second battery so that the voltage levels of the at least one first battery and the at least one second battery become equal when the discharging of the at least one first battery or the at least one second battery is started, Wherein the at least one first battery and the at least one second battery are simultaneously discharged when the voltage levels of the at least one first battery and the at least one second battery become equal, have.

상기 제어부는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 크지 않고, 상기 하나 이상의 제2 배터리 중 가장 높은 전압을 갖는 제2 배터리들이 제어할 수 있는 전류의 양이 방전 전류량보다 크지 않은 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리만 방전할 수 있다.Wherein the control unit controls the voltage of the at least one first battery to be greater than the voltage of the at least one second battery when the at least one first battery and the at least one second battery are discharged, If the amount of current that can be controlled by the second batteries having a higher voltage is not greater than the amount of the discharging current, only the one or more first batteries can be discharged.

상기 제어부는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 시작할 수 있다.Wherein the controller is configured to control the charging of the one or more first batteries and the one or more second batteries when the voltage of the one or more first batteries is greater than the voltage of the one or more second batteries, The charging of one or more second batteries can be started.

상기 제어부는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 시작한 후, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 지속적으로 측정하여, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 차이가 제1 설정값보다 크면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 계속하고, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 차이가 제1 설정값보다 크지 않으면, 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 중단하고 상기 하나 이상의 제1 배터리의 충전만 계속할 수 있다.Wherein the control unit continuously starts to charge the one or more first batteries and the one or more second batteries and then continuously measures the voltages of the one or more first batteries and the one or more second batteries, And continuing to charge the at least one first battery and the at least one second battery if the voltage difference between the at least one second battery and the at least one second battery is greater than a first set value, The charging of the one or more second batteries may be stopped and only the charging of the one or more first batteries may be continued.

상기 제어부는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압이 만충 전압보다 크면 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 종료할 수 있다.The controller may terminate the charging of the at least one first battery and the at least one second battery if the voltages of the at least one first battery and the at least one second battery are greater than the full charge voltage.

상기 제어부는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 작거나 같은 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압에 제2 설정값을 더한 값이 될 때까지 상기 하나 이상의 제1 배터리를 충전할 수 있다.Wherein when the voltage of the one or more first batteries is less than or equal to the voltage of the one or more second batteries when the one or more first batteries and the one or more second batteries are charged, May charge the one or more first batteries until the voltage of the one or more second batteries is equal to the voltage of the one or more second batteries plus the second set value.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법은, 병렬 연결된 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제1 배터리의 용량보다 적은 용량을 갖는 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 측정하는 단계; 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 비교하는 단계; 및 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 비교 결과에 따라 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충방전을 제어하는 단계를 포함하여 구성된다.A method for controlling charge / discharge of a battery according to an embodiment of the present invention includes: measuring a voltage of at least one first battery connected in parallel and at least one second battery having a capacity smaller than the capacity of the at least one first battery; Comparing voltages of the at least one first battery and the at least one second battery; And controlling charging and discharging of the at least one first battery and the at least one second battery according to a result of voltage comparison between the at least one first battery and the at least one second battery.

상기 배터리 충방전 제어 방법은, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 용량을 포함하는 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 구성을 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.The method for controlling charge / discharge of a battery may further include confirming a configuration of the at least one first battery and the at least one second battery including the capacity of the at least one first battery and the at least one second battery Wherein the battery charge / discharge control method comprises:

상기 충방전을 제어하는 단계는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 시작하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of controlling the charging and discharging comprises the steps of: when the at least one first battery and the at least one second battery are discharged, if the voltage of the at least one first battery is greater than the voltage of the at least one second battery, And starting a discharge of the first battery or the at least one second battery.

상기 충방전을 제어하는 단계는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 크지 않고, 상기 하나 이상의 제2 배터리 중 가장 높은 전압을 갖는 제2 배터리들이 제어할 수 있는 전류의 양이 방전 전류량보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 시작하는 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the controlling of the charging and discharging comprises: during the discharge of the at least one first battery and the at least one second battery, the voltage of the at least one first battery is not greater than the voltage of the at least one second battery, And starting the discharging of the at least one first battery or the at least one second battery when the amount of current that can be controlled by the second batteries having the highest voltage of the second battery is greater than the discharge current amount .

상기 충방전을 제어하는 단계는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전이 시작되면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 레벨이 동일해 지도록 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 제어하고, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 레벨이 동일해지면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리를 동시에 방전하는 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the controlling of the charging and discharging comprises controlling the charging and discharging of the one or more first batteries or the one or more second batteries so that the voltage levels of the one or more first batteries and the one or more second batteries become equal, Wherein the control unit controls the discharging of the first battery or the at least one second battery, and when the voltage levels of the at least one first battery and the at least one second battery become equal, the at least one first battery and the at least one second battery At the same time.

상기 충방전을 제어하는 단계는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 크지 않고, 상기 하나 이상의 제2 배터리 중 가장 높은 전압을 갖는 제2 배터리들이 제어할 수 있는 전류의 양이 방전 전류량보다 크지 않은 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리만 방전하는 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the controlling of the charging and discharging comprises: during the discharge of the at least one first battery and the at least one second battery, the voltage of the at least one first battery is not greater than the voltage of the at least one second battery, And discharging only the one or more first batteries when the amount of current that can be controlled by the second batteries having the highest voltage among the second batteries is not greater than the amount of the discharged electric current.

상기 충방전을 제어하는 단계는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 시작하는 것을 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of controlling the charging and discharging comprises the steps of: when the one or more first batteries and the one or more second batteries are charged, when the voltage of the one or more first batteries is greater than the voltage of the one or more second batteries, And starting charging of the first battery or the one or more second batteries.

상기 충방전을 제어하는 단계는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 시작한 후, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 지속적으로 측정하여, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 차이가 제1 설정값보다 크면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 계속하고, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 차이가 제1 설정값보다 크지 않으면, 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 중단하고 상기 하나 이상의 제1 배터리의 충전만 계속하는 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the step of controlling the charging and discharging includes continuously measuring the voltages of the one or more first batteries and the one or more second batteries after starting charging of the one or more first batteries and the one or more second batteries, If the voltage difference between the at least one first battery and the at least one second battery is greater than the first set value, continues charging the one or more first batteries and the at least one second battery, Stopping the charging of the one or more second batteries and continuing to charge only the one or more first batteries if the voltage difference of the one or more second batteries is not greater than the first set value.

상기 충방전을 제어하는 단계는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압이 만충 전압보다 크면 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of controlling the charging and discharging may include terminating the charging of the at least one first battery and the at least one second battery if the voltage of the at least one first battery and the at least one second battery is greater than the full charge voltage .

상기 충방전을 제어하는 단계는, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 작거나 같은 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압에 제2 설정값을 더한 값이 될 때까지 상기 하나 이상의 제1 배터리를 충전하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Wherein the controlling of the charging and discharging includes charging the at least one first battery and the at least one second battery when the voltage of the at least one first battery is less than or equal to the voltage of the at least one second battery, And charging the at least one first battery until the voltage of the at least one first battery is equal to the voltage of the at least one second battery plus a second set value.

본 발명의 일 측면에 따르면, 병렬 연결된 서로 상이한 용량을 갖는 하나 이상의 제1 배터리 및 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 측정하고 이를 비교하여, 전압 비교 결과에 따라 하나 이상의 제1 배터리 및 하나 이상의 제2 배터리의 충방전을 제어함으로써, 서로 상이한 용량을 갖는 배터리들을 혼용하여 운용하더라도 안전하게 배터리를 운용할 수 있고, 다양한 부하에 맞게 배터리를 조합하여 운용하여 설비투자비를 절감할 수 있으며, 고객이 필요로 하는 용량의 배터리를 조합 및 제공하여 고객의 니즈에 적극적인 대응이 가능하고, 소비자의 입장에서 낱개의 에너지 저장 장치(Energy Storage System; ESS)를 구입하여 언제든지 소비자가 원하는 용량의 배터리를 구성할 수 있으며, 기존 개발 제품의 지속적인 판매가 가능한 배터리 충방전 제어 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method for measuring and comparing voltages of at least one first battery and at least one second battery having mutually different capacities connected in parallel, By controlling the charging / discharging of the battery, it is possible to safely operate the battery even when the batteries having different capacities are used in combination, and the facility investment cost can be reduced by operating the batteries in combination according to various loads. (ESS) from a consumer's point of view, so that a battery of a desired capacity can be constructed at any time by a consumer, Battery charge / discharge control device and method capable of continuously selling existing developed products Can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치가 적용될 수 있는 전기 자동차를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법의 방전 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법의 충전 과정을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a schematic view of an electric vehicle to which a battery charge / discharge control device according to an embodiment of the present invention can be applied.
2 is a schematic view of a battery charge / discharge control apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a discharging process of the battery charge / discharge control method according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a charging process of the battery charge / discharge control method according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
Further, the term "part" in the description means a unit for processing one or more functions or operations, which may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치가 적용될 수 있는 전기 자동차를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic view of an electric vehicle to which a battery charge / discharge control device according to an embodiment of the present invention can be applied.

도 1에서 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치가 전기 자동차(1)에 적용된 예를 도시하고 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치는 전기 자동차 이외에도 가정용 또는 산업용 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS)이나 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 시스템 등 이차 전지가 적용될 수 있는 분야라면 어떠한 기술 분야라도 적용될 수 있다.1 shows an example in which the battery charge / discharge control device according to an embodiment of the present invention is applied to the electric vehicle 1, the battery charge / discharge control device according to an embodiment of the present invention may be applied to an electric vehicle, Any technology field can be applied as long as it can be applied to an energy storage system (ESS) or an uninterruptible power supply (UPS) system.

전기 자동차(1)는 배터리(10), BMS(Battery Management System, 20), ECU(Electronic Control Unit, 30), 인버터(40) 및 모터(50)를 포함하여 구성될 수 있다.The electric vehicle 1 may include a battery 10, a BMS (Battery Management System) 20, an ECU (Electronic Control Unit) 30, an inverter 40 and a motor 50.

배터리(10)는 모터(50)에 구동력을 제공하여 전기 자동차(1)를 구동시키는 전기 에너지원이다. 배터리(10)는 모터(50) 및/또는 내연 기관(미도시)의 구동에 따라 인버터(40)에 의해 충전되거나 방전될 수 있다.The battery 10 is an electric energy source that drives the electric vehicle 1 by providing a driving force to the motor 50. [ The battery 10 can be charged or discharged by the inverter 40 in accordance with the driving of the motor 50 and / or the internal combustion engine (not shown).

여기서, 배터리(10)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다.Here, the type of the battery 10 is not particularly limited and may be a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a nickel zinc battery, or the like.

또한, 배터리(10)는 복수의 전지 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있는 전지 팩으로 형성된다. 그리고, 이러한 전지 팩이 하나 이상 구비되어 배터리(10)를 형성할 수도 있다.The battery 10 is formed of a battery pack in which a plurality of battery cells are connected in series and / or in parallel. At least one such battery pack may be provided to form the battery 10.

본 발명에 따른 BMS(20)는 후술하는 배터리 충방전 제어 장치(도 2의 100)를 포함하거나 배터리 충방전 제어 장치(도 2의 100)에 연결되어 동작할 수 있다. 이 때, BMS(20)는 병렬 연결된 서로 상이한 용량을 갖는 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 전압을 측정하고 이를 비교하여, 전압 비교 결과에 따라 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 충방전을 제어할 수 있다.The BMS 20 according to the present invention may include a battery charge / discharge control device (100 of FIG. 2) described later or may operate in connection with the battery charge / discharge control device (100 of FIG. 2). At this time, the BMS 20 measures and compares the voltages of the at least one first battery 11 and the at least one second battery 12, which are connected in parallel and have mutually different capacities, The charging and discharging of the battery 11 and the at least one second battery 12 can be controlled.

ECU(30)는 전기 자동차(1)의 상태를 제어하는 전자적 제어 장치이다. 예컨대, 액셀러레이터(accelerator), 브레이크(break), 속도 등의 정보에 기초하여 토크 정도를 결정하고, 모터(50)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어한다.The ECU 30 is an electronic control device for controlling the state of the electric vehicle 1. [ For example, it determines the degree of torque based on information such as an accelerator, a break, and a speed, and controls the output of the motor 50 to match the torque information.

또한, ECU(30)는 BMS(20)에 의해 배터리(10)가 충전 또는 방전될 수 있도록 인버터(40)에 제어 신호를 보낸다.The ECU 30 also sends a control signal to the inverter 40 so that the battery 10 can be charged or discharged by the BMS 20.

인버터(40)는 ECU(30)의 제어 신호에 기초하여 배터리(10)가 충전 또는 방전되도록 한다.The inverter 40 causes the battery 10 to be charged or discharged based on the control signal of the ECU 30. [

모터(50)는 배터리(10)의 전기 에너지를 이용하여 ECU(30)로부터 전달되는 제어 정보(예컨대, 토크 정보)에 기초하여 전기 자동차(1)를 구동한다.The motor 50 drives the electric vehicle 1 based on control information (for example, torque information) transmitted from the ECU 30 using the electric energy of the battery 10.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치 및 방법에 대해서 설명하도록 한다.
Hereinafter, an apparatus and method for controlling charge / discharge of a battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 to FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a schematic view of a battery charge / discharge control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치(100)는 병렬 연결된 서로 상이한 용량을 갖는 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)와 연결되어, 전압을 측정하고 이를 비교하여, 전압 비교 결과에 따라 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 충방전을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 제2 배터리(12)는 하나 이상의 제1 배터리(11)의 용량보다 적은 용량을 가질 수 있다. 2, a battery charge / discharge control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is connected to one or more first batteries 11 and one or more second batteries 12 having mutually different capacities connected in parallel , And the charging and discharging of the at least one first battery 11 and the at least one second battery 12 can be controlled according to the result of the voltage comparison. In one embodiment, the one or more second batteries 12 may have a capacity less than the capacity of the one or more first batteries 11.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치(100)는 구성 확인부(110), 전압 측정부(120), 전압 비교부(130) 및 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 배터리 충방전 제어 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.The battery charge / discharge control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a configuration verification unit 110, a voltage measurement unit 120, a voltage comparison unit 130, and a control unit 140. The battery charge / discharge control device 100 shown in FIG. 2 is according to one embodiment, and the components thereof are not limited to the embodiment shown in FIG. 2, and some components may be added, .

구성 확인부(110)는 병렬 연결된 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 용량을 포함하는 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 제2 배터리의 구성을 확인한다. 예를 들어, 처음 복수 개의 배터리가 장착되어 이를 이용하고자 하는 경우, 배터리의 용량 등이 어떻게 구성되어있는지 알 수 없으므로, 구성 확인부(110)를 통해 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 구성을 확인할 수 있다.The configuration verifying unit 110 may include at least one first battery 11 including at least one first battery 11 and at least one second battery 12 connected in parallel, 2 Check the configuration of the battery. For example, when a plurality of batteries are installed for the first time and it is desired to use them, it is impossible to know how the capacity and the like of the battery are configured. Therefore, through the configuration verifying unit 110, one or more first batteries 11 and one or more 2 The configuration of the battery 12 can be confirmed.

전압 측정부(120)는 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 전압을 측정한다. 일 실시예에서, 전압 측정부(120)는 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12) 각각의 양단에 연결되어 전압을 측정하는 전압 측정 센서일 수 있다.The voltage measuring unit 120 measures the voltages of the at least one first battery 11 and the at least one second battery 12. [ In one embodiment, the voltage measuring unit 120 may be a voltage measuring sensor connected to both ends of each of the one or more first batteries 11 and one or more second batteries 12 to measure a voltage.

전압 비교부(130)는 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 전압을 비교한다. 그리고 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 전압을 비교한 결과를 제어부(140)로 전달한다.The voltage comparator 130 compares the voltages of the at least one first battery 11 and the at least one second battery 12. [ And transmits the result of the comparison of the voltages of the at least one first battery 11 and the at least one second battery 12 to the controller 140.

제어부(140)는 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 전압 비교 결과에 따라 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 충방전을 제어한다. 제어부(140)는 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 전압 비교 결과에 따라 다양한 방식으로 하나 이상의 제1 배터리(11) 및 하나 이상의 제2 배터리(12)의 충방전을 제어할 수 있으며, 제어부(140)의 제어를 통해 이루어 질 수 있는 충방전 과정을 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
The control unit 140 controls the charging and discharging of the at least one first battery 11 and the at least one second battery 12 according to the result of voltage comparison between the at least one first battery 11 and the at least one second battery 12. [ do. The control unit 140 may control the charging of the at least one first battery 11 and the at least one second battery 12 in various ways according to the result of the voltage comparison of the at least one first battery 11 and the at least one second battery 12. [ The charging / discharging process that can be controlled through the control of the controller 140, which can control the discharge, will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법의 방전 과정을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a discharging process of the battery charge / discharge control method according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법의 방전 과정은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치에 의해 수행될 수 있으며, 특히 단계(S205) 내지 단계(S209)의 과정은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치(100)의 제어부(140)에 의해 수행될 수 있는 과정이다.The discharge process of the battery charge / discharge control method according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 3 can be performed by the battery charge / discharge control device according to an embodiment of the present invention, S209) is a process that can be performed by the controller 140 of the battery charge / discharge controller 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법이 시작되면 먼저 배터리가 장착되면(S201), 하나 이상의 제1 배터리 및 하나 이상의 제2 배터리의 용량을 포함하는 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 구성을 확인한다(S202).Referring to FIG. 3, when the battery charge / discharge control method according to an embodiment of the present invention starts, if a battery is first installed (S201), the one or more first batteries and the one or more second batteries The configuration of the first battery and the one or more second batteries is checked (S202).

그리고 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 측정하여(S203), 비교한다(S204).Then, the voltages of the at least one first battery and the at least one second battery are measured (S203) and compared (S204).

단계(S204)에서 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 시작한다(S205).If the voltage of the at least one first battery is greater than the voltage of the at least one second battery at step S204, the discharging of the at least one first battery or the at least one second battery is started (S205).

상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전이 시작되면(S205), 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 레벨이 동일해 지도록 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 제어하고(S206), 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 레벨이 동일해지면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리를 동시에 방전한다(S207).When the discharging of the at least one first battery or the at least one second battery is started (S205), the at least one first battery or the at least one second battery is discharged, (S206), and when the voltage levels of the at least one first battery and the at least one second battery become equal, the at least one first battery and the at least one second battery are simultaneously discharged (S207).

그리고 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리가 방전 종지 전압 이하로 떨어지게 되면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법의 방전 과정을 종료한다.When the at least one first battery and the at least one second battery fall below the discharge end voltage, the discharging process of the battery charge / discharge control method according to an embodiment of the present invention ends.

단계(S204)에서 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 크지 않은 경우, 상기 하나 이상의 제2 배터리의 최대 전류량과 방전 전류량을 비교한다(S208). 여기서 상기 하나 이상의 제2 배터리의 최대 전류량은 상기 하나 이상의 제2 배터리 중 가장 높은 전압을 갖는 제2 배터리들이 제어할 수 있는 전류의 양이다.If the voltage of the at least one first battery is not greater than the voltage of the at least one second battery at step S204, the maximum current amount of the at least one second battery is compared with the discharge current amount at step S208. Wherein the maximum amount of current of the at least one second battery is the amount of current that the second batteries having the highest voltage of the at least one second battery can control.

예를 들어, 상기 하나 이상의 제2 배터리가 4개로 구성되고, 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압이 하기 표 1과 같이 측정된 경우, 제2 배터리-1와 제2 배터리-3가 가장 높은 전압을 가지므로 제2 배터리-1와 제2 배터리-3가 초기 방전 가능한 제2 배터리의 최대 전류량을 구성할 수 있다.
For example, when the one or more second batteries are composed of four, and the voltages of the one or more second batteries are measured as shown in Table 1, the second battery-1 and the second battery- The second battery-1 and the second battery-3 can constitute the maximum amount of current of the second battery capable of initial discharging.

제2 배터리-nThe second battery-n 전압Voltage 제2 배터리-1Second battery-1 4.1V4.1V 제2 배터리-2Second battery-2 3.9V3.9V 제2 배터리-3Second battery-3 4.1V4.1V 제2 배터리-4Second battery-4 3.8V3.8V

단계(S208)에서 상기 하나 이상의 제2 배터리의 최대 전류량이 방전 전류량보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 시작한다(S205).If the maximum current amount of the at least one second battery is greater than the discharge current amount at step S208, the at least one first battery or the at least one second battery starts discharging at step S205.

상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전이 시작되면(S205), 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 레벨이 동일해 지도록 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 제어하고(S206), 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 레벨이 동일해지면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리를 동시에 방전한다(S207).When the discharging of the at least one first battery or the at least one second battery is started (S205), the at least one first battery or the at least one second battery is discharged, (S206), and when the voltage levels of the at least one first battery and the at least one second battery become equal, the at least one first battery and the at least one second battery are simultaneously discharged (S207).

그리고 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리가 방전 종지 전압 이하로 떨어지게 되면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법의 방전 과정을 종료한다.When the at least one first battery and the at least one second battery fall below the discharge end voltage, the discharging process of the battery charge / discharge control method according to an embodiment of the present invention ends.

단계(S208)에서 상기 하나 이상의 제2 배터리의 최대 전류량이 방전 전류량보다 크지 않은 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리만 방전한다(S209). 그리고 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리가 방전 종지 전압 이하로 떨어지게 되면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법의 방전 과정을 종료한다.If the maximum current amount of the at least one second battery is not greater than the discharge current amount at step S208, the at least one first battery is discharged (S209). When the at least one first battery and the at least one second battery fall below the discharge end voltage, the discharging process of the battery charge / discharge control method according to an embodiment of the present invention ends.

이와 같이 방전 과정에서, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 크지 않은 경우에는 제1 배터리만 방전하도록 함으로써, 용량이 작은 제2 배터리에서만 과도한 전류가 방전되어 제2 배터리가 손상되는 것을 방지하여 배터리의 안정적인 사용에 기여할 수 있다.
When the voltage of the at least one first battery is not greater than the voltage of the at least one second battery in the discharging process, only the first battery is discharged, so that excessive current is discharged only in the second battery having a small capacity, Thereby preventing the battery from being damaged and contributing to the stable use of the battery.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법의 충전 과정을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a charging process of a battery charge / discharge control method according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법의 충전 과정은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치에 의해 수행될 수 있으며, 특히 단계(S305) 내지 단계(S310)의 과정은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치(100)의 제어부(140)에 의해 수행될 수 있는 과정이다.The charging process of the battery charge / discharge control method according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 4 may be performed by a battery charge / discharge control device according to an embodiment of the present invention. In particular, steps S305 to S S310) may be performed by the controller 140 of the battery charge / discharge controller 100 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법이 시작되면 먼저 배터리가 장착되면(S301), 하나 이상의 제1 배터리 및 하나 이상의 제2 배터리의 용량을 포함하는 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 구성을 확인한다(S302).Referring to FIG. 4, when the battery charge / discharge control method according to an embodiment of the present invention starts, if a battery is first installed (S301), the one or more The configuration of the first battery and the one or more second batteries is checked (S302).

그리고 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 측정하여(S303), 비교한다(S304).The voltages of the at least one first battery and the at least one second battery are measured (S303), and are compared (S304).

단계(S304)에서 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 시작하고(S306), 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 작거나 같은 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압에 제2 설정값을 더한 값이 될 때까지 상기 하나 이상의 제1 배터리를 충전한다(S305). 여기서, 제2 설정값은 배터리의 충전을 시작하기 전에 제1 배터리의 전압이 제2 배터리의 전압보다 높은 값을 유지할 수 있도록 초기 값으로 설정되거나 사용자에 의해 설정될 수 있는 값이다.In step S304, if the voltage of the at least one first battery is greater than the voltage of the at least one second battery, charging of the at least one first battery or the at least one second battery is started (S306) If the voltage of the first battery is equal to or lower than the voltage of the at least one second battery until the voltage of the at least one first battery is equal to the voltage of the at least one second battery plus the second set value The one or more first batteries are charged (S305). Here, the second set value is a value that can be set to an initial value or can be set by a user so that the voltage of the first battery can be kept higher than the voltage of the second battery before starting charging of the battery.

상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전이 시작되면(S306), 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 지속적으로 측정하여, 이를 비교한다(S307).When the charging of the one or more first batteries or the one or more second batteries starts (S306), the voltages of the one or more first batteries and the one or more second batteries are continuously measured and compared (S307).

단계(S307)에서 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 차이가 제1 설정값보다 크면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 계속하고(S308), 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 차이가 제1 설정값보다 크지 않으면, 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 중단하고 상기 하나 이상의 제1 배터리의 충전만 계속한다(S309). 여기서, 제1 설정값은 배터리의 충전 과정에서 제1 배터리의 전압이 제2 배터리의 전압보다 높은 값을 유지할 수 있도록 초기 값으로 설정되거나 사용자에 의해 설정될 수 있는 값이다.In step S307, if the voltage difference between the one or more first batteries and the one or more second batteries is greater than the first set value, the charging of the one or more first batteries and the one or more second batteries is continued (S308) If the voltage difference between the one or more first batteries and the one or more second batteries is not greater than the first set value, the charging of the one or more second batteries is stopped and only the charging of the one or more first batteries is continued (S309 ). Here, the first set value may be an initial value or a value that can be set by the user so that the voltage of the first battery may be maintained higher than the voltage of the second battery during the charging process of the battery.

단계(S306) 내지 단계(S309)의 과정을 거치고 나서, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압과 만충 전압을 비교하여(S310), 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압이 만충 전압보다 크면 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전 과정을 종료한다.After completing steps S306 to S309, the voltage of the at least one first battery and the at least one second battery is compared with the full charge voltage at step S310, and the at least one first battery and the at least one If the voltage of the second battery is greater than the full charge voltage, the charging process of the at least one first battery and the at least one second battery is terminated.

이와 같이 충전 과정에서, 급작스런 방전 시에는 용량이 큰 제1 배터리가 먼저 방전되는 것이 안전하므로, 항상 제1 배터리의 전압이 높도록 충전을 유도함으로써, 배터리의 안정적인 사용에 기여할 수 있다.
In this charging process, it is safe that the first battery with a large capacity is discharged first at the time of a sudden discharge, so that the charge of the first battery is always induced so that the battery can be used stably.

이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken as limitations. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100: 배터리 충방전 제어 장치
110: 구성 확인부
120: 전압 측정부
130: 전압 비교부
140: 제어부100: Battery charge / discharge control device
110:
120: voltage measuring unit
130:
140:

Claims (20)

병렬 연결된 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제1 배터리의 용량보다 적은 용량을 갖는 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부;
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 비교하는 전압 비교부; 및
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 비교 결과에 따라 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충방전을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.
A voltage measuring unit for measuring a voltage of at least one first battery connected in parallel and at least one second battery having a capacity smaller than the capacity of the at least one first battery;
A voltage comparator comparing voltages of the at least one first battery and the at least one second battery; And
And a controller for controlling charging and discharging of the one or more first batteries and the one or more second batteries according to a result of voltage comparison between the one or more first batteries and the one or more second batteries. Device.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 용량을 포함하는 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 구성을 확인하는 구성 확인부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a configuration verifying unit for verifying the configuration of the at least one first battery and the at least one second battery including the capacity of the at least one first battery and the at least one second battery, Device.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 시작하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein, when the at least one first battery and the at least one second battery are discharged, if the voltage of the at least one first battery is greater than the voltage of the at least one second battery, And starts discharging the battery.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 크지 않고, 상기 하나 이상의 제2 배터리 중 가장 높은 전압을 갖는 제2 배터리들이 제어할 수 있는 전류의 양이 방전 전류량보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 시작하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.
The method of claim 3,
Wherein,
Wherein the voltage of the at least one first battery is not greater than the voltage of the at least one second battery and the voltage of the at least one second battery is higher than the voltage of the at least one second battery when the at least one first battery and the at least one second battery are discharged. And starts discharging the one or more first batteries or the one or more second batteries when the amount of current that can be controlled by the second batteries is greater than the amount of discharge current.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전이 시작되면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 레벨이 동일해 지도록 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 제어하고, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 레벨이 동일해지면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리를 동시에 방전하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.
The method of claim 3,
Wherein,
Wherein the at least one first battery or the at least one second battery is discharged when the at least one first battery or the at least one second battery is discharged, 2. The battery of claim 1, wherein the control unit controls the discharging of the battery and discharges the at least one first battery and the at least one second battery simultaneously if the voltage levels of the at least one first battery and the at least one second battery become equal. Charge / discharge control device.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 크지 않고, 상기 하나 이상의 제2 배터리 중 가장 높은 전압을 갖는 제2 배터리들이 제어할 수 있는 전류의 양이 방전 전류량보다 크지 않은 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리만 방전하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.
The method of claim 3,
Wherein,
Wherein the voltage of the at least one first battery is not greater than the voltage of the at least one second battery and the voltage of the at least one second battery is higher than the voltage of the at least one second battery when the at least one first battery and the at least one second battery are discharged. Wherein when the amount of current that can be controlled by the second batteries is not greater than the amount of the discharge current, only the one or more first batteries are discharged.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 시작하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein, when the one or more first batteries and the one or more second batteries are charged, if the voltage of the one or more first batteries is greater than the voltage of the one or more second batteries, And starts charging of the battery.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 시작한 후, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 지속적으로 측정하여, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 차이가 제1 설정값보다 크면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 계속하고, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 차이가 제1 설정값보다 크지 않으면, 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 중단하고 상기 하나 이상의 제1 배터리의 충전만 계속하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein,
After starting charging of the one or more first batteries and the one or more second batteries, continuously measuring the voltages of the one or more first batteries and the one or more second batteries, If the voltage difference of the second battery is greater than the first set value, continue charging the at least one first battery and the at least one second battery, and if the voltage difference between the at least one first battery and the at least one second battery And stops charging the one or more second batteries and continues charging only the one or more first batteries if the first set value is not greater than the first set value.
제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압이 만충 전압보다 크면 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 종료하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein,
And terminates the charging of the at least one first battery and the at least one second battery if the voltage of the at least one first battery and the at least one second battery is greater than the full charge voltage.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 작거나 같은 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압에 제2 설정값을 더한 값이 될 때까지 상기 하나 이상의 제1 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein,
Wherein when the voltage of the at least one first battery is less than or equal to the voltage of the at least one second battery when the at least one first battery and the at least one second battery are charged, And charges the at least one first battery until a voltage of the at least one second battery is equal to a value obtained by adding a second set value to the voltage of the at least one second battery.
병렬 연결된 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제1 배터리의 용량보다 적은 용량을 갖는 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 측정하는 단계;
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 비교하는 단계; 및
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 비교 결과에 따라 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충방전을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.
Measuring a voltage of at least one first battery connected in parallel and at least one second battery having a capacity less than the capacity of the at least one first battery;
Comparing voltages of the at least one first battery and the at least one second battery; And
And controlling charging and discharging of the one or more first batteries and the one or more second batteries according to a result of voltage comparison between the one or more first batteries and the one or more second batteries. Way.
제11항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 용량을 포함하는 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 구성을 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.
12. The method of claim 11,
Further comprising identifying a configuration of the at least one first battery and the at least one second battery including the capacity of the at least one first battery and the at least one second battery, .
제11항에 있어서,
상기 충방전을 제어하는 단계는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 시작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.
12. The method of claim 11,
The step of controlling the charge /
Wherein, when the at least one first battery and the at least one second battery are discharged, if the voltage of the at least one first battery is greater than the voltage of the at least one second battery, And starting a discharge of the battery.
제13항에 있어서,
상기 충방전을 제어하는 단계는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 크지 않고, 상기 하나 이상의 제2 배터리 중 가장 높은 전압을 갖는 제2 배터리들이 제어할 수 있는 전류의 양이 방전 전류량보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 시작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.
14. The method of claim 13,
The step of controlling the charge /
Wherein the voltage of the at least one first battery is not greater than the voltage of the at least one second battery and the voltage of the at least one second battery is higher than the voltage of the at least one second battery when the at least one first battery and the at least one second battery are discharged. Further comprising the step of starting discharging the at least one first battery or the at least one second battery when the amount of current that can be controlled by the second batteries is greater than the discharge current amount .
제13항에 있어서,
상기 충방전을 제어하는 단계는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전이 시작되면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 레벨이 동일해 지도록 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전을 제어하고, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 레벨이 동일해지면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리를 동시에 방전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.
14. The method of claim 13,
The step of controlling the charge /
Wherein the at least one first battery or the at least one second battery is discharged when the at least one first battery or the at least one second battery is discharged, 2 controlling the discharge of the battery and simultaneously discharging the at least one first battery and the at least one second battery when the voltage levels of the at least one first battery and the at least one second battery become equal Wherein the battery charge / discharge control method comprises the steps of:
제13항에 있어서,
상기 충방전을 제어하는 단계는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 방전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 크지 않고, 상기 하나 이상의 제2 배터리 중 가장 높은 전압을 갖는 제2 배터리들이 제어할 수 있는 전류의 양이 방전 전류량보다 크지 않은 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리만 방전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.
14. The method of claim 13,
The step of controlling the charge /
Wherein the voltage of the at least one first battery is not greater than the voltage of the at least one second battery and the voltage of the at least one second battery is higher than the voltage of the at least one second battery when the at least one first battery and the at least one second battery are discharged. Further comprising the step of discharging only the one or more first batteries when the amount of current that can be controlled by the second batteries is not greater than the amount of discharge current.
제11항에 있어서,
상기 충방전을 제어하는 단계는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 큰 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리 또는 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 시작하는 것을 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.
12. The method of claim 11,
The step of controlling the charge /
Wherein, when the one or more first batteries and the one or more second batteries are charged, if the voltage of the one or more first batteries is greater than the voltage of the one or more second batteries, And starting the charging of the battery.
제17항에 있어서,
상기 충방전을 제어하는 단계는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 시작한 후, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압을 지속적으로 측정하여, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 차이가 제1 설정값보다 크면, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 계속하고, 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압 차이가 제1 설정값보다 크지 않으면, 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 중단하고 상기 하나 이상의 제1 배터리의 충전만 계속하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.
18. The method of claim 17,
The step of controlling the charge /
After starting charging of the one or more first batteries and the one or more second batteries, continuously measuring the voltages of the one or more first batteries and the one or more second batteries, If the voltage difference of the second battery is greater than the first set value, continue charging the at least one first battery and the at least one second battery, and if the voltage difference between the at least one first battery and the at least one second battery And stopping the charging of the at least one second battery and continuing to charge only the at least one first battery if the charging current is not greater than the first set value.
제18항에 있어서,
상기 충방전을 제어하는 단계는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압이 만충 전압보다 크면 상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전을 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.
19. The method of claim 18,
The step of controlling the charge /
And terminating the charging of the at least one first battery and the at least one second battery if the voltage of the at least one first battery and the at least one second battery is greater than the full charge voltage, Control method.
제17항에 있어서,
상기 충방전을 제어하는 단계는,
상기 하나 이상의 제1 배터리 및 상기 하나 이상의 제2 배터리의 충전 시, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압보다 작거나 같은 경우, 상기 하나 이상의 제1 배터리의 전압이 상기 하나 이상의 제2 배터리의 전압에 제2 설정값을 더한 값이 될 때까지 상기 하나 이상의 제1 배터리를 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.18. The method of claim 17,
The step of controlling the charge /
Wherein when the voltage of the at least one first battery is less than or equal to the voltage of the at least one second battery when the at least one first battery and the at least one second battery are charged, Further comprising the step of charging the at least one first battery until the voltage of the at least one second battery reaches a value obtained by adding a second set value to the voltage of the at least one second battery.
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