KR20160073772A - 배터리 밸런싱 상태 표시 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 밸런싱 상태 표시 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 밸런싱 상태 표시 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제어부가 배터리에 포함된 배터리 셀의 전압에 대응하여 배터리 셀의 밸런싱을 수행하는 밸런싱부의 작동을 제어하고, 표시부가 배터리 셀의 방전 전압에 근거하여 배터리 셀의 밸런싱 상태를 표시하는 배터리 밸런싱 상태 표시 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

배터리 밸런싱 상태 표시 장치 및 방법{Apparatus and Method for displaying battery balancing status}
본 발명은 배터리 밸런싱 상태 표시 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제어부가 배터리에 포함된 배터리 셀의 전압에 대응하여 배터리 셀의 밸런싱을 수행하는 밸런싱부의 작동을 제어하고, 표시부가 배터리 셀의 방전 전압에 근거하여 배터리 셀의 밸런싱 상태를 표시하는 배터리 밸런싱 상태 표시 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 화석 에너지의 고갈과 화석 에너지의 사용으로 인한 환경오염으로 이차 전지 배터리를 이용하여 구동할 수 있는 전기 제품에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 모바일 기기, 전기 차량(Electric Vehicle; EV), 하이브리드 차량(Hybrid Vehicle; HV), 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS) 및 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지 배터리의 수요가 급격히 증가하고 있다.
이러한 이차 전지 배터리는 화석 에너지의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.
특히 전기 차량, 하이브리드 차량, 에너지 저장 시스템 및 무정전 전원 공급 장치에 사용되는 이차 전지 배터리는 고출력 및 대용량의 전력을 충전 또는 방전하기 위하여 배터리 셀을 여러 개 연결하여 구성된다. 이와 같은, 이차 전지 배터리의 배터리 셀들은 이상적으로 동일한 특성을 가져야 하나, 용량, 임피던스 및 내부저항의 편차를 가지며 이차 전지 배터리의 충방전이 수행됨에 따라 상술된 편차는 증가하게 된다. 이러한, 배터리 셀 간에 편차로 인하여 특정 배터리 셀은 과충전 또는 과방전되어 배터리 셀의 수명이 단축되고, 나아가 이차 전지 배터리의 수명까지 단축되는 문제점을 가진다.
이에 따라, 배터리 셀의 안정성과 수명 향상을 위하여 배터리 셀들 간에 전압을 균일하게 유지하는 밸런싱 기술이 이차 전지 배터리에 적용된다. 보다 구체적으로, 이차 전지 배터리에 포함된 각 배터리 셀의 전압을 균일하게 밸런싱하는 방법에는, 전압이 상대적으로 낮은 배터리 셀에 충전전류를 공급하여 전압을 상승시키는 액티브 밸런싱(Active Balancing), 전압이 상대적으로 높은 배터리 셀을 방전시켜 전압을 강하시키는 패시브 밸런싱(Passive Balancing) 등이 있다.
이러한, 이차 전지 배터리 밸런싱 기술은 이차 전지 배터리에 구성된 다수의 배터리 셀 간에 전압을 균일하게 유지하는 것이 중요하며, 이에 따라 다수의 배터리 셀에 밸런싱이 수행되고 있는지 여부를 실시간으로 모니터링하는 기술이 요구된다. 하지만, 종래의 이차전지 배터리 밸런싱 기술은 배터리 셀들의 밸런싱 수행 여부를 각각 개별로 모니터링하는 기술을 구비하고 있지 않아 다수의 배터리 셀 간에 전압을 균일하게 제어하지 못하는 문제점을 가진다.
이에, 본 발명자는 상기의 문제점을 해결하기 위해, 제어부가 배터리에 포함된 배터리 셀의 전압에 대응하여 배터리 셀의 밸런싱을 수행하는 밸런싱부의 작동을 제어하고, 표시부가 배터리 셀의 방전 전압에 근거하여 배터리 셀의 밸런싱 상태를 표시하는 배터리 밸런싱 상태 표시 장치 및 방법을 발명하기에 이르렀다.
한국공개특허 제10-2014-0106982호
본 발명의 목적은, 제어부가 배터리에 포함된 배터리 셀의 전압에 대응하여 배터리 셀의 밸런싱을 수행하는 밸런싱부의 작동을 제어하고, 표시부가 배터리 셀의 방전 전압에 근거하여 배터리 셀의 밸런싱 상태를 표시하는 배터리 밸런싱 상태 표시 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치는 배터리에 포함된 배터리 셀과 연결되어 상기 배터리 셀의 밸런싱을 수행하는 밸런싱부; 상기 배터리 셀의 전압에 대응하여 상기 밸런싱부의 작동을 제어하는 제어부; 및 상기 배터리 셀의 방전 전압에 근거하여 상기 배터리 셀의 밸런싱 상태를 표시하는 표시부;를 포함하여 구성된다.
상기 밸런싱부는, 상기 배터리 셀의 전력을 소비하는 제1 저항; 드레인(Drain) 단자, 게이트(Gate) 단자, 및 소스(Source) 단자를 포함하고, 상기 배터리 셀에서 상기 제1 저항으로 흐르는 전류를 통전 또는 차단시키는 모스펫; 및 상기 게이트 단자로 인가되는 게이트 전압을 조절하기 위한 제2 저항;을 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리 셀의 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인 경우, 상기 게이트 전압을 제어하여 상기 모스펫을 온(On)으로 변경함으로써, 상기 제1 저항에 전류를 통전시켜 상기 배터리 셀을 방전시킬 수 있다.
상기 표시부는, 상기 배터리 셀의 양극과 연결되어 상기 배터리 셀의 방전 전압이 인가될 수 있다.
상기 표시부는, 기 설정된 제2 전압값 이상의 전압이 인가되는 경우, 광을 발광하여 상기 배터리 셀의 밸런싱이 수행되는 것으로 표시할 수 있다.
상기 표시부는, 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)일 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 방법은 배터리에 포함된 배터리 셀의 밸런싱을 수행하는 밸런싱부를 구비하는 단계; 제어부가 상기 배터리 셀의 전압에 대응하여 상기 밸런싱부의 작동을 제어하는 단계; 및 표시부가 상기 배터리 셀의 방전 전압에 근거하여 상기 배터리 셀의 밸런싱 상태를 표시하는 단계;를 포함하여 구성된다.
상기 구비하는 단계는, 상기 배터리 셀의 전력을 소비하는 제1 저항을 구비하는 단계; 드레인 단자, 게이트 단자, 및 소스 단자를 포함하고, 상기 배터리 셀에서 상기 제1 저항으로 흐르는 전류를 통전 또는 차단시키는 모스펫을 구비하는 단계; 및 상기 게이트 단자로 인가되는 게이트 전압을 조절하기 위한 제2 저항을 구비하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계는, 상기 배터리 셀의 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인 경우, 상기 제어부가 상기 게이트 전압을 제어하여 상기 모스펫을 온으로 변경함으로써, 상기 배터리 셀을 방전시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 표시하는 단계는, 상기 표시부가 상기 배터리 셀의 양극과 연결되어 상기 배터리 셀의 방전 전압이 인가되는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 표시하는 단계는, 상기 표시부에 기 설정된 제2 전압값 이상의 전압이 인가되는 경우, 상기 표시부가 광을 발광하여 상기 배터리 셀의 밸런싱이 수행되는 것으로 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 밸런싱 상태 표시 방법에서 상기 표시부는, 발광 다이오드일 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치 및 방법은 제어부가 배터리에 포함된 배터리 셀의 전압에 대응하여 배터리 셀의 밸런싱을 수행하는 밸런싱부의 작동을 제어하고, 표시부가 배터리 셀의 방전 전압에 근거하여 배터리 셀의 밸런싱 상태를 표시함으로써, 배터리에 포함된 각각의 배터리 셀의 밸런싱 상태를 사용자에게 제공하여 배터리 셀을 포함하는 배터리의 수명을 연장시키는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치의 구체적인 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치의 구체적인 구성의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치의 구체적인 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치의 구체적인 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
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.
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.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 작동을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치의 구체적인 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)는 밸런싱부(110), 제어부(120) 및 표시부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)는 제1 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)는 배터리 셀(11)을 포함하는 배터리(10)와 배터리 셀(11)의 전압, 전류 및 온도에 근거하여 배터리 셀(11)의 잔존 용량(State Of Charging; SOC), 잔존 수명(State Of Health; SOH) 및 최대 입출력 전력 허용량을 산출하고, 산출된 배터리 셀(11)의 상태 정보를 이용하여 배터리 셀(11)의 충전 또는 방전을 제어하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS, 20) 사이에 구비될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른, 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)의 밸런싱부(110) 및 제어부(120)는 BMS(20)에 구비될 수 있으며, 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)의 표시부(130)는 배터리 셀(11)에 구비될 수 있다.
밸런싱부(110)는 배터리(10)에 포함된 배터리 셀(11)의 전압을 밸런싱하는 역할을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 밸런싱부(110)는 배터리 셀(11)의 전압이 기 설정된 제1 전압값 이상인 경우, 배터리 셀(11)을 방전시키는 패시브(Passive) 밸런싱을 수행할 수 있다. 이를 위해, 밸런싱부(110)는 모스펫(111), 제1 저항(111) 및 제2 저항(112)을 포함할 수 있다.
모스펫(111)은 드레인 단자(D), 게이트 단자(G) 및 소스 단자(S)를 포함할 수 있으며, 드레인 단자(D) 및 게이트 단자(G) 는 각각 제1 저항(111) 및 제2 저항(112)과 연결될 수 있다.
모스펫(111)은 게이트 단자(G)에 문턱 전압(Threshold Voltage) 이상의 게이트 전압이 인가되는 경우, 드레인 단자(D) 및 소스 단자(S)가 통전되어 드레인 단자(D)와 연결된 제1 저항(111)에 전류가 흐를 수 있다.
이때, 제1 저항(111)에 흐르는 전류는 배터리 셀(11)에 기 설정된 제1 전압값 이상의 전압이 인가되어 배터리 셀(11)의 전압이 불균형한 경우, 배터리 셀(11)의 밸런싱을 수행하기 위하여 배터리 셀(11)로부터 출력되는 전류일 수 있다.
한편, 모스펫(111)의 문턱 전압에 대응하여 게이트 단자(G)에 인가되는 게이트 전압을 조절하기 위해 제2 저항(112)의 저항값은 변경될 수 있다.
제어부(120)는 배터리 셀(11)의 전압에 대응하여 밸런싱부(110)의 작동을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(120)는 배터리 셀(11)의 전압이 기 설정된 제1 전압값 이상인 경우, 모스펫(111)의 문턱 전압 이상의 게이트 전압을 게이트 단자(G)에 인가시켜 모스펫(111)의 작동 상태를 온(On)으로 제어할 수 있다. 여기서, 기 설정된 제1 전압값은 배터리 셀(11)의 밸런싱을 수행할 것인지 판단하기 위한 기준이 되는 전압값일 수 있다.
이를 통해, 제어부(120)는 모스펫(111)의 드레인 단자(D)와 연결된 제1 저항(111)에 전류가 흐르게 함으로써, 배터리 셀(11)을 방전시킬 수 있다.
반대로, 제어부(120)는 배터리 셀(11)의 전압이 기 설정된 제1 전압값 미만인 경우, 모스펫(111)의 작동 상태를 오프(Off)로 제어하여 배터리 셀(11)을 방전시키지 않을 수 있다.
표시부(130)는 배터리 셀(11)의 방전 전압에 근거하여 배터리 셀(11)의 밸런싱 상태를 표시하는 역할을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 표시부(130)는 배터리 셀(11)의 양극과 연결되고, 배터리 셀(11)의 밸런싱이 수행되는 경우 배터리 셀(11)의 방전 접압이 인가될 수 있다.
이때, 표시부(130)는 기 설정된 제2 전압값 이상의 전압이 인가되는 경우, 광을 발광하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)일 수 있다. 여기서, 기 설정된 제2 전압값은 배터리 셀(11)의 밸런싱이 정상적으로 수행되는 경우, 표시부(130)에 인가되는 배터리 셀(11)의 방전 전압의 전압값일 수 있다.
이에 따라, 표시부(130)는 기 설정된 제2 전압값 이상의 전압이 인가되는 경우, 광을 발광하여 배터리 셀(11)의 밸런싱이 수행되는 것으로 표시할 수 있다.
반대로, 표시부(130)는 기 설정된 제2 전압값 미만의 전압이 인가되는 경우, 광을 발광하지 않음으로써 배터리 셀(11)의 밸런싱이 수행되지 않는 것으로 표시할 수 있다.
이러한, 표시부(130)는 발광 다이오드 이외에도, 기 설정된 제2 저압값 이상의 전압이 인가되는 경우 광을 발광하는 조명 소자일 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)는 기 설정된 제1 전압값 이상의 전압이 배터리 셀(11)에 인가되어 제어부(120)가 밸런싱부(110)를 제어하여 배터리 셀(11)의 밸런싱을 수행하는 경우, 실제 배터리 셀(11)의 밸런싱이 수행되는지 여부를 정확하게 표시하여 사용자에게 제공함으로써, 배터리 밸런싱을 효과적으로 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)의 표시부(130)는 배터리(10)에 구비되는 것으로 도시 및 설명되었지만, 배터리(10)의 전압, 전류, SOC 및 SOH를 재현할 수 있는 배터리 시뮬레이터(Battery Simulator)에 구비될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치의 구체적인 구성의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)가 복수의 배터리 셀(11)을 포함하는 배터리(10)에 구비되는 경우, 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)는 복수의 배터리 셀(11)마다 밸런싱부(110) 및 표시부(130)를 연결하여 복수의 배터리 셀(11)마다의 밸런싱 상태를 표시할 수 있다.
이를 통해, 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)는 고출력 및 고용량의 배터리 특성을 위해 복수의 배터리 셀(11)로 구성되는 배터리(10)에서도 복수의 배터리 셀(11) 마다 밸런싱 상태를 표시하여 사용자에게 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치의 구체적인 구성의 일 예를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치의 구체적인 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)와 도 4 및 도 5 각각에 도시된 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)를 비교하면, 제1 내지 제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)의 표시부(130)가 구비된 위치만이 상이하고, 제1 내지 제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)의 구성 및 그 구성의 역할은 동일하므로, 반복되는 설명을 생략하도록 한다.
도 4를 참조하면, 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)의 표시부(130)는 BMS(20)에 구비될 수 있다. 이를 통해, 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)는 배터리(10)의 노화 또는 배터리(10)의 전력 사양을 변경으로 인해 배터리 셀(11)을 교체하는 경우, 표시부(130)를 구비하기 위하여 배터리(10)의 구조를 변경하지 않고도 배터리 셀(11)의 밸런싱 상태를 진단할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)의 표시부(130)는 BMS(20) 및 배터리(10) 외부에 별도로 구비될 수 있다. 이를 통해, 제3 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)는 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 장치(100)와 같이 배터리 셀(11)을 교체하는 경우, 배터리(10)의 구조를 변경하지 않고도 배터리 셀(11)의 밸런싱 상태를 진단할 수 있으며, BMS(20) 내 표시부(130)의 설치로 인한 BMS(20)의 복잡한 회로 구성을 회피하여 BMS(20)를 간소화할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, BMS는 배터리 셀에 인가된 전압을 측정하게 되고(S601), 제어부는 측정된 배터리 셀의 전압에 대응하여 모스펫의 작동 상태를 제어함으로써, 배터리 셀의 밸런싱을 수행하게 된다.
보다 구체적으로, 제어부는 배터리 셀의 전압이 기 설정된 제1 전압값 이상인 경우(S602), 모스펫의 문턱 전압 이상의 게이트 전압을 게이트 단자에 인가시켜 모스펫의 작동 상태를 온으로 변경하게 된다(S603). 반대로, 제어부는 배터리 셀의 전압이 기 설정된 제1 전압값 미만인 경우(S602), 모스펫의 작동 상태를 변경하지 않고 시작으로 돌아가게 된다.
여기서, 기 설정된 제1 전압값은 배터리 셀의 밸런싱을 수행할 것인지 판단하기 위한 기준이 되는 전압값일 수 있다.
상술된 S601 내지 S603 단계를 통해 배터리 셀의 밸런싱이 정상적으로 수행되는 경우, 배터리 셀을 방전시켜 배터리 셀의 전압을 낮추는 패시브 밸런싱으로 인해 기 설정된 제2 전압값 이상의 전압이 표시부에 인가된다.
이어서, 표시부는 기 설정된 제2 전압값 이상의 전압이 인가되는 경우(S605) 광을 발광하여 배터리 셀의 밸런싱이 수행되는 것으로 표시하게 되고(S606), 반대로, 표시부는 기 설정된 제2 전압값 미만의 전압이 인가되는 경우(S605), 광을 발광하지 않음으로써 배터리 셀의 밸런싱이 수행되지 않는 것으로 표시하게 된다(S607).
이를 통해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 상태 표시 방법은 배터리 셀에 기 설정된 제1 전압값 이상의 전압이 인가되어 배터리 셀의 밸런싱을 수행하는 경우, 배터리 셀의 밸런싱 수행 여부에 대한 진단 결과를 사용자에게 제공하여 사용자가 밸런싱 수행 여부를 확인할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 배터리 밸런싱 상태 표시 장치
110 : 밸런싱부
111 : 모스펫 112 : 제1 저항
113 : 제2 저항
D : 드레인 단자 G : 게이트 단자
S : 소스 단자
120 : 제어부
130 : 표시부
10 : 배터리
11 : 배터리 셀
20: 배터리 관리 시스템

Claims (12)

  1. 배터리에 포함된 배터리 셀과 연결되어 상기 배터리 셀의 밸런싱을 수행하는 밸런싱부;
    상기 배터리 셀의 전압에 대응하여 상기 밸런싱부의 작동을 제어하는 제어부; 및
    상기 배터리 셀의 방전 전압에 근거하여 상기 배터리 셀의 밸런싱 상태를 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 밸런싱 상태 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸런싱부는,
    상기 배터리 셀의 전력을 소비하는 제1 저항;
    드레인(Drain) 단자, 게이트(Gate) 단자, 및 소스(Source) 단자를 포함하고, 상기 배터리 셀에서 상기 제1 저항으로 흐르는 전류를 통전 또는 차단시키는 모스펫; 및
    상기 게이트 단자로 인가되는 게이트 전압을 조절하기 위한 제2 저항;을 포함하는 특징으로 하는,
    배터리 밸런싱 상태 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리 셀의 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인 경우, 상기 게이트 전압을 제어하여 상기 모스펫을 온(On)으로 변경함으로써, 상기 제1 저항에 전류를 통전시켜 상기 배터리 셀을 방전시키는 것을 특징으로 하는,
    배터리 밸런싱 상태 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 표시부는,
    상기 배터리 셀의 양극과 연결되어 상기 배터리 셀의 방전 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는,
    배터리 밸런싱 상태 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 표시부는,
    기 설정된 제2 전압값 이상의 전압이 인가되는 경우, 광을 발광하여 상기 배터리 셀의 밸런싱이 수행되는 것으로 표시하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 밸런싱 상태 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 표시부는,
    발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)인 것을 특징으로 하는,
    배터리 밸런싱 상태 표시 장치.
  7. 배터리에 포함된 배터리 셀의 밸런싱을 수행하는 밸런싱부를 구비하는 단계;
    제어부가 상기 배터리 셀의 전압에 대응하여 상기 밸런싱부의 작동을 제어하는 단계; 및
    표시부가 상기 배터리 셀의 방전 전압에 근거하여 상기 배터리 셀의 밸런싱 상태를 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 밸런싱 상태 표시 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구비하는 단계는,
    상기 배터리 셀의 전력을 소비하는 제1 저항을 구비하는 단계;
    드레인 단자, 게이트 단자, 및 소스 단자를 포함하고, 상기 배터리 셀에서 상기 제1 저항으로 흐르는 전류를 통전 또는 차단시키는 모스펫을 구비하는 단계; 및
    상기 게이트 단자로 인가되는 게이트 전압을 조절하기 위한 제2 저항을 구비하는 단계;를 포함하는 특징으로 하는,
    배터리 밸런싱 상태 표시 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 배터리 셀의 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인 경우, 상기 제어부가 상기 게이트 전압을 제어하여 상기 모스펫을 온으로 변경함으로써, 상기 배터리 셀을 방전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 밸런싱 상태 표시 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 표시하는 단계는,
    상기 표시부가 상기 배터리 셀의 양극과 연결되어 상기 배터리 셀의 방전 전압이 인가되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 밸런싱 상태 표시 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 표시하는 단계는,
    상기 표시부에 기 설정된 제2 전압값 이상의 전압이 인가되는 경우, 상기 표시부가 광을 발광하여 상기 배터리 셀의 밸런싱이 수행되는 것으로 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 밸런싱 상태 표시 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 표시부는,
    발광 다이오드인 것을 특징으로 하는,
    배터리 밸런싱 상태 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109910681A (zh) * 2019-01-23 2019-06-21 江苏敏安电动汽车有限公司 一种电动汽车用bms主动均衡控制系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5220251B2 (ja) * 2001-09-28 2013-06-26 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 警告機能付き電池パック

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140106982A (ko) 2013-02-27 2014-09-04 삼성전자주식회사 배터리에 포함된 셀들의 밸런싱을 수행하는 밸런싱 장치 및 배터리 모듈

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220105040A (ko) * 2021-01-19 2022-07-26 한국원자력연구원 방사선열화 진단 회로장치

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