KR20170022163A - Multi battery pack apparatus and control method for charging the same - Google Patents

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Abstract

Provided are a multi-battery pack device and a charge controlling method for the same. More specifically, provided are a multi-battery pack device capable of preventing spark formation by equalizing voltage of a plurality of battery packs, and a charge controlling method for the same. The multi-battery pack device includes the plurality of battery packs which are connected in parallel with each other. Each of the plurality of battery packs comprises: a plurality of battery cells; and a switching part controlling charge and discharge states of the plurality of battery cells. The switching part includes parasitic diodes which are connected in reverse directions reciprocally.

Description

멀티 배터리 팩 장치 및 그 충전 제어 방법{Multi battery pack apparatus and control method for charging the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-

본 발명은 멀티 배터리 팩 장치에 관한 것으로, 특히 복수의 배터리 팩의 전압을 균등화할 수 있는 멀티 배터리 팩 장치 및 그 충전 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a multi-battery pack device, and more particularly, to a multi-battery pack device capable of equalizing voltages of a plurality of battery packs and a charging control method thereof.

스마트 폰, 노트북 컴퓨터. 디지털 카메라 등의 휴대용 전자기기는 별도의 전원이 구비되지 않아도 구동될 수 있도록 배터리 팩을 내장하고 있다. 배터리 팩은 충방전이 가능한 복수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 구성될 수 있다. 그런데, 배터리 셀은 전기화학적 비선형성 및 불안정 특성으로 가지고 있어 과충방전이나 가혹한 운용 환경에서 배터리 셀의 손상으로 인한 폭발 위험성을 내재하고 있다. 따라서, 배터리의 관리 및 제어를 위한 알고리즘을 수행하는 배터리 관리 장치(Battery Management System: 이하 BMS라 함)를 이용하여 최적 충방전량, 부하 특성 모니터링 및 열관리 등을 통해 배터리의 안정성을 확보하고 있다.Smartphone, laptop computer. A portable electronic device such as a digital camera has a built-in battery pack so that the portable electronic device can be driven even if a separate power source is not provided. The battery pack may be configured such that a plurality of charge and dischargeable battery cells are connected in series. However, since the battery cell has electrochemical nonlinearity and instability characteristics, it has a risk of explosion due to damage to the battery cell in an overcharge discharge or a severe operating environment. Accordingly, battery stability is ensured through optimal battery charge management, load characteristic monitoring, and thermal management using a battery management system (hereinafter referred to as BMS) that performs an algorithm for battery management and control.

또한, 배터리의 보다 효율적인 관리를 위하여 BMS를 하나의 마스터(Master)와 복수의 슬레이브(Slave)로 구성할 수 있다. 복수의 슬레이브는 각각의 배터리 셀의 상태를 제어하고, 마스터는 복수의 슬레이브를 제어함으로써 전체적인 배터리 관리와 부분적인 배터리 관리가 안정적으로 이루어질 수 있다.In addition, the BMS can be configured as one master and a plurality of slaves for more efficient management of the battery. The plurality of slaves control the states of the respective battery cells, and the master controls the plurality of slaves so that the overall battery management and the partial battery management can be stably performed.

한편, 근래에는 휴대형 전자기기의 안정된 동작을 보장하기 위한 충분한 용량을 제공하고, 다양한 종류의 휴대형 전자기기에 대응할 수 있도록 하기 위해 복수의 배터리 팩을 연결하여 이용하는 멀티 배터리 팩 장치가 제안되고 있다. 이러한 멀티 배터리 팩 장치의 예가 일본등록특허 제3405526호(이하, 선행 문헌)에 제시되어 있다. 선행 문헌은 복수의 배터리 팩 각각이 복수의 배터리 셀과 충방전 상태의 검출이나 충방전의 제어를 위한 회로를 내장하며, 1개를 마스터 배터리 팩, 그 밖을 슬레이브 배터리 팩으로 구성한다. 마스터 배터리 팩은 슬레이브 배터리 팩에 대하여 통신에 의하여 충방전 상태를 나타내는 데이터의 송신을 요구하고, 전체의 데이터의 관리 및 충방전 상태를 판정하여 충방전을 제어한다. 슬레이브 배터리 팩은 데이터 요구에 따라 충방전 상태를 나타내는 데이터를 송신하고 마스터 팩으로부터 명령을 수신하여 충방전을 실시한다.In recent years, a multi battery pack device has been proposed in which a plurality of battery packs are connected and used in order to provide a sufficient capacity for ensuring stable operation of the portable electronic device and to cope with various types of portable electronic devices. An example of such a multiple battery pack device is disclosed in Japanese Patent Registration No. 3405526 (hereinafter referred to as prior art). In the prior art, each of a plurality of battery packs includes a plurality of battery cells, a circuit for detecting the charging / discharging state, and a circuit for controlling charging / discharging, one master battery pack and the other slave battery pack. The master battery pack requests transmission of data indicative of a charge / discharge state to the slave battery pack by communication, controls the entire data, determines the charge / discharge state, and controls the charge / discharge. The slave battery pack transmits data indicating the charge / discharge status according to the data request, and receives the command from the master pack to perform charging and discharging.

그런데, 복수의 배터리 팩을 병렬로 연결하여 이용하는 경우 배터리 팩 사이의 SOC(State Of Charge), 즉 충전 상태가 서로 다르면, 스파크 등이 발생할 수 있다. 예를 들어, 제조일로부터 경과된 시간에 따라 배터리 팩의 용량이 다를 수 있고, 그에 따라 배터리 팩의 충전 상태가 달라 전압이 높은 배터리 팩으로부터 전압이 낮은 배터리 팩으로 과전류가 흘러 스파크가 발생하게 된다. 스파크에 의해 사용자의 안전에 문제를 일으킬 수 있고 배터리 셀이나 각종 회로 부품 등을 손상시킬 수 있다.However, when a plurality of battery packs are connected in parallel, if the state of charge (SOC) between the battery packs, that is, the state of charge is different, sparks may occur. For example, the capacity of the battery pack may vary depending on the elapsed time from the manufacturing date, so that the charging state of the battery pack is different and an overcurrent flows from the battery pack having a higher voltage to the battery pack having a lower voltage. The spark may cause problems for the user's safety and may damage the battery cell or various circuit components.

또한, 복수의 배터리 팩이 병렬로 연결된 이후에도, 배터리 팩의 저장 용량을 증가시키거나 일부 배터리 팩이 파손되어 교체가 필요한 경우가 있을 수 있는데, 이때 기존에 병렬로 연결되어 있는 복수의 배터리 팩에 하나 이상의 배터리 팩을 추가로 연결해야 한다. 이러한 상황에서, 추가로 연결되는 배터리 팩이 기존에 연결되어 있는 배터리 팩과 SOC가 다를 수 있는데, 이때에도 전압이 높은 배터리 팩으로부터 전압이 낮은 배터리 팩으로 과전류가 흘러 스파크가 발생하게 된다.Even when a plurality of battery packs are connected in parallel, there may be a case where the storage capacity of the battery pack is increased or a part of the battery pack is damaged and needs to be replaced. In this case, An additional battery pack must be connected. In this situation, the battery pack to be connected may have a different SOC from the battery pack to which the battery pack is connected. At this time, an overcurrent flows from the battery pack having a higher voltage to the battery pack having a lower voltage.

이러한 과전류 및 스파크를 방지하기 위해서는 충방전을 통해서 배터리 팩의 전압을 모두 동일하게 맞추는 과정이 필요하고 정밀하게 전압을 맞출 수 있는 충전 또는 방전 장비가 필요하다.In order to prevent such overcurrent and spark, it is necessary to charge and discharge equipment which can precisely match the voltage of the battery pack by charging and discharging.

일본등록특허 제3405526호Japanese Patent No. 3405526

본 발명은 복수의 배터리 셀의 전압을 균등화하여 스파크 등의 발생을 방지할 수 있는 멀티 배터리 팩 장치 및 그 충전 제어 방법을 제공한다.The present invention provides a multi-battery pack device and its charge control method that can prevent the occurrence of sparks and the like by equalizing the voltages of a plurality of battery cells.

본 발명은 별도의 충전 또는 방전 장비 필요없이 복수의 배터리 셀의 전압을 균등화할 수 있는 멀티 배터리 팩 장치 및 그 충전 제어 방법을 제공한다.The present invention provides a multi-battery pack device capable of equalizing the voltages of a plurality of battery cells without requiring a separate charging or discharging device, and a charging control method thereof.

본 발명의 일 양태에 따른 멀티 배터리 팩 장치는 병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 포함하고, 상기 복수의 배터리 팩 각각은, 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어하는 스위칭부를 포함하고, 상기 스위칭부는 서로 역방향으로 연결된 기생 다이오드를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a multi-battery pack apparatus includes a plurality of battery packs connected in parallel, each of the plurality of battery packs includes a plurality of battery cells, and a switching unit for controlling charging and discharging of the plurality of battery cells And the switching unit includes a parasitic diode connected in a reverse direction to each other.

상기 복수의 배터리 팩 중에서 하나의 배터리 팩이 마스터 배터리 팩으로 설정되고, 그 이외의 배터리 팩들이 슬레이브 배터리 팩으로 설정된다.One of the plurality of battery packs is set as a master battery pack, and the other battery packs are set as a slave battery pack.

상기 복수의 배터리 팩 각각은, 상기 복수의 배터리 셀의 상태를 센싱하는 센싱부와, 상기 센싱부에 의해 센싱된 상기 복수의 배터리 셀의 상태에 따라 상기 스위칭부를 제어하기 위한 제어부를 더 포함한다.Each of the plurality of battery packs further includes a sensing unit for sensing the state of the plurality of battery cells and a control unit for controlling the switching unit according to the state of the plurality of battery cells sensed by the sensing unit.

상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩들의 제어부는 상기 배터리 셀의 상태 데이터를 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩으로 전송하고, 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩의 제어부는 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 복수의 배터리 팩 각각의 복수의 배터리 셀의 상태를 판단하여 상기 복수의 배터리 셀의 충방전을 제어하기 위한 제어 신호를 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩의 제어부로 전송한다.The control unit of the battery pack, which is set as the slave battery pack, transmits the state data of the battery cell to the battery pack set as the master battery pack, and the control unit of the battery pack set as the master battery pack includes a plurality of batteries And transmits a control signal for controlling charge / discharge of the plurality of battery cells to a control unit of the battery pack set as the slave battery pack.

상기 스위칭부는 상기 제어부에 의해 제어되며 충전 시 구동되는 충전 스위치와, 상기 제어부에 의해 제어되며 방전 시 구동되는 방전 스위치를 포함한다.The switching unit includes a charge switch controlled by the control unit and driven upon charging, and a discharge switch controlled by the control unit and driven upon discharge.

상기 충전 스위치는 제 1 FET와, 상기 제 1 FET와 병렬 연결된 제 1 기생 다이오드를 포함하고, 상기 방전 스위치는 제 2 FET와, 상기 제 2 FET와 병렬 연결된 제 2 기생 다이오를 포함한다.The charge switch includes a first FET and a first parasitic diode connected in parallel with the first FET, the discharge switch including a second FET and a second parasitic diode connected in parallel with the second FET.

상기 제 1 및 제 2 기생 다이오드는 서로 역방향으로 연결되며, 상기 제 1 기생 다이오드는 배터리 셀의 방전 시 방전 경로를 제공하고, 상기 제 2 기생 다이오드는 배터리 셀의 충전 시 충전 경로를 제공한다.The first and second parasitic diodes are connected to each other in a reverse direction. The first parasitic diode provides a discharging path for discharging the battery cell, and the second parasitic diode provides a charging path for charging the battery cell.

본 발명의 다른 양태에 따른 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법은 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀을 충전 및 방전하기 위한 충전 스위치 및 방전 스위치를 각각 구비하는 복수의 배터리 팩을 병렬 연결하는 단계; 복수의 배터리 팩 각각의 상기 충전 스위치를 턴온시키고 상기 방전 스위치를 턴오프시키는 단계; 외부로부터 전원을 인가하여 상기 연결된 복수의 배터리 팩을 전압이 낮은 배터리 팩으로부터 전압이 높은 배터리 팩의 순으로 충전시키는 단계; 및 상기 복수의 배터리 팩들의 충전 전압이 동일하고 만충전된 경우 상기 충전 스위치를 턴오프시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a charge of a multi-battery pack device, the method comprising: connecting a plurality of battery packs each having a charge switch and a discharge switch for charging and discharging the plurality of battery cells, step; Turning on the charge switch of each of the plurality of battery packs and turning off the discharge switch; Charging the plurality of connected battery packs in the order of a battery pack having a higher voltage from a battery pack having a lower voltage by applying power from the outside; And turning off the charge switch when the charge voltages of the plurality of battery packs are equal and fully charged.

외부 전원이 인가되면 전압이 가장 낮은 제 1 배터리 팩이 충전되고, 상기 제 1 배터리 팩의 전압이 제 2 배터리 팩의 전압과 동일하면 제 1 및 제 2 배터리 팩이 동시에 충전되는 방식으로 복수의 배터리 팩을 동일 전압으로 충전한다.When the external power is applied, the first battery pack having the lowest voltage is charged. When the voltage of the first battery pack is equal to the voltage of the second battery pack, the first and second battery packs are simultaneously charged, Charge the pack at the same voltage.

상기 전압이 가장 낮은 제 1 배터리 팩이 충전되는 동안에 상기 제 1 배터리 팩의 방전 스위치를 턴온시키는 단계를 더 포함한다.And turning on the discharge switch of the first battery pack while the first battery pack having the lowest voltage is being charged.

상기 복수의 배터리 팩 중에서 하나의 배터리 팩을 마스터 배터리 팩으로 설정하고, 그 이외의 배터리 팩들을 슬레이브 배터리 팩으로 설정하는 단계를 더 포함한다.Setting one of the plurality of battery packs as a master battery pack and setting other battery packs as a slave battery pack.

슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩들은 상기 배터리 셀의 전압을 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩으로 전송하고, 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩은 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩 각각의 복수의 배터리 셀의 전압을 판단하여 충방전을 제어하기 위한 제어 신호를 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩으로 전송한다.The slave battery pack is configured such that the battery packs transmit the voltage of the battery cell to the battery pack set as the master battery pack and the battery pack set as the master battery pack is connected to the plurality of battery cells of the battery pack set as the slave battery pack. And transmits a control signal for controlling charging / discharging to the battery pack set as the slave battery pack.

본 발명의 실시 예들에 따른 멀티 배터리 팩 장치는 복수의 배터리 팩 내에 충전 및 방전 시 각각 구동되는 제 1 및 제 2 스위치를 포함하는 스위칭부를 구비하고, 충전 시 배터리 팩의 방전 경로를 차단할 수 있다. 따라서, 복수의 배터리 팩이 서로 다른 충전 상태에 따라 서로 다른 충전 전압을 갖는 경우에도 배터리의 충전 시 전압이 높은 배터리 팩으로부터 전압이 낮은 배터리 팩으로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 스파크 등이 발생되는 것을 방지할 수 있다.The multi-battery pack device according to the embodiments of the present invention includes a switching unit including first and second switches that are respectively driven during charging and discharging in a plurality of battery packs, and can block the discharging path of the battery pack during charging. Therefore, even when a plurality of battery packs have different charging voltages depending on different charging states, it is possible to prevent a current from flowing from a battery pack having a higher voltage when the battery is charged to a battery pack having a lower voltage, Can be prevented from being generated.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치의 개략도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예 및 그 확대 예에 따른 일 배터리 팩의 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
1 is a schematic diagram of a multi-battery pack device according to an embodiment of the present invention;
2 and 3 are views showing the construction of one battery pack according to an embodiment of the present invention and an enlarged view thereof.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a charge control method of a multi-battery pack apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치의 개략도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예 및 그 확대 예에 따른 일 배터리 팩의 구성도이다.FIG. 1 is a schematic view of a multi-battery pack apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are views illustrating a configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention and an enlarged view thereof.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치는 복수의 배터리 팩(11, 12, 13, 14; 10)을 포함할 수 있다. 본 실시 예는 멀티 배터리 팩 장치으로서 네개의 배터리 팩(10)을 도시하였으나, 배터리 팩(10)은 적어도 둘 이상 복수로 마련될 수 있다. 또한, 복수의 배터리 팩(10)은 결합 및 분리 가능하며, 결합되는 배터리 팩(10)은 가변될 수 있다. 예를 들어, 두개의 배터리 팩(10)이 연결되어 멀티 배터리 팩을 구성할 수 있고, 네개의 배터리 팩(10)이 연결되어 멀티 배터리 팩을 구성할 수 있다.As shown in FIG. 1, a multi-battery pack apparatus according to an embodiment of the present invention may include a plurality of battery packs 11, 12, 13, 14, 10. Although the present embodiment shows four battery packs 10 as a multiple battery pack device, at least two or more battery packs 10 may be provided. Also, the plurality of battery packs 10 can be combined and removed, and the battery pack 10 to be coupled can be varied. For example, two battery packs 10 may be connected to form a multi-battery pack, and four battery packs 10 may be connected to form a multi-battery pack.

복수의 배터리 팩(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 배터리 셀(101, 102, 103, …, 10n)을 포함하는 배터리(100)과, 배터리(100)의 충방전을 관리하는 배터리 관리부(200)를 각각 포함할 수 있다. 복수의 배터리 팩(10)이 연결되는 경우 배터리 팩(10) 각각의 배터리(100)가 서로 연결되고, 배터리 관리부(200) 또한 서로 연결된다. 이때, 일 배터리 팩(10) 내의 복수의 배터리 셀은 직렬 연결되고, 복수의 배터리 팩(10)의 배터리(100)는 서로 병렬 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 배터리 팩(10)의 배터리(100)가 각각 n개의 배터리 셀을 포함하는 경우, 배터리 팩(10)의 제 1 배터리 셀(101)의 양극끼리 서로 연결되고, 제 n 배터리 셀(10n)의 음극끼리 서로 연결될 수 있다. 한편, 배터리 관리부(200)는 예를 들어 CAN(Controller Area Network) 통신으로 연결될 수 있다. 여기서, 복수의 배터리 팩(10) 중에서 하나가 마스터 배터리 팩이고, 나머지가 슬레이브 배터리 팩일 수 있다. 예를 들어, 제 1 배터리 팩(11)이 마스터 배터리 팩이 되고 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)가 슬레이브 배터리 팩이 될 수 있는데, 본 발명의 실시 예에서는 제 1 배터리 팩(11)이 마스터 배터리 팩으로 기능하고 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)이 슬레이브 배터리 팩으로 기능하는 경우를 예로 들어 설명한다.2, the plurality of battery packs 10 include a battery 100 including a plurality of battery cells 101, 102, 103, ..., 10n, a battery 100 for managing the charge and discharge of the battery 100, And a management unit 200, respectively. When a plurality of battery packs 10 are connected, the batteries 100 of the battery packs 10 are connected to each other, and the battery management unit 200 is also connected to each other. At this time, the plurality of battery cells in one battery pack 10 are connected in series, and the batteries 100 of the plurality of battery packs 10 may be connected in parallel to each other. For example, when the batteries 100 of the plurality of battery packs 10 each include n battery cells, the positive electrodes of the first battery cells 101 of the battery pack 10 are connected to each other, The cathodes of the cell 10n may be connected to each other. Meanwhile, the battery management unit 200 may be connected by, for example, CAN (Controller Area Network) communication. Here, one of the plurality of battery packs 10 may be a master battery pack and the remainder may be a slave battery pack. For example, the first battery pack 11 may be a master battery pack and the second through fourth battery packs 12, 13, and 14 may be a slave battery pack. In the embodiment of the present invention, An example in which the battery pack 11 functions as a master battery pack and the second to fourth battery packs 12, 13 and 14 function as a slave battery pack will be described as an example.

1. 배터리 셀1. Battery cell

복수의 배티리 셀(101, 102, 103, …, 10n)은 충방전 가능한 이차 전지를 포함할 수 있는데, 예를 들어 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-H) 전지 및 리튬(Li) 전지 등의 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리(100)는 짝수개의 배터리 셀이 연결되거나 홀수개의 배터리 셀이 연결될 수 있다. 즉, n은 짝수일 수 있고, 홀수일 수 있는데, 본 실시 예에서는 배터리 셀이 짝수개 연결되고 그에 따라 n이 짝수인 경우를 설명한다. 또한, 복수의 배터리 셀은 직렬 연결될 수 있다. 즉, 복수의 배터리 셀은 일 단자 및 타 단자, 즉 양극 및 음극을 가지는데, 일 배터리 셀의 일 단자가 타 배터리 셀의 타 단자가 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 배터리 셀(101)의 음극과 제 2 배터리 셀(102)의 양극이 연결될 수 있고, 제 2 배터리 셀(102)의 음극이 제 3 배터리 셀(103)의 양극과 연결될 수 있다. 또한, 복수의 배터리 셀은 동일 용량을 가질 수 있고 그에 따라 최대 충전 전압이 동일할 수 있는데, 예를 들어 최대 충전 전압이 5V일 수 있다. 그러나, 배터리 팩(10)에 따라 배터리 셀의 용량이 다를 수 있고, 그에 따라 최대 충전 전압이 다를 수 있다. 예를 들어, 제조일로부터 경과된 시간이 긴 배터리 팩(10)의 배터리 셀은 제조일로부터 경과된 시간이 짧은 배터리 팩(10)의 배터리 셀보다 용량이 적을 수 있고, 그에 따라 최대 충전 전압이 다를 수 있다.The plurality of battery cells 101, 102, 103, ..., 10n may include a rechargeable secondary battery such as a nickel-cadmium (Ni-Cd) battery, a nickel- And a lithium (Li) battery. Here, the battery 100 may be connected to an even number of battery cells or to an odd number of battery cells. That is, n may be an even number and may be an odd number. In this embodiment, an even number of battery cells are connected so that n is an even number. In addition, a plurality of battery cells may be connected in series. That is, a plurality of battery cells have one terminal and another terminal, that is, an anode and a cathode, and one terminal of one battery cell may be connected to the other terminal of another battery cell. For example, the cathode of the first battery cell 101 may be connected to the anode of the second battery cell 102, and the cathode of the second battery cell 102 may be connected to the anode of the third battery cell 103 have. In addition, the plurality of battery cells may have the same capacity and thus the maximum charge voltage may be the same, for example, the maximum charge voltage may be 5V. However, the capacity of the battery cell may vary depending on the battery pack 10, and thus the maximum charging voltage may be different. For example, the battery cells of the battery pack 10, which have elapsed from the manufacturing date, may be smaller in capacity than the battery cells of the battery pack 10 having a shorter time elapsed from the manufacturing date, have.

2. 배터리 관리부2. Battery management section

배터리 관리부(200)는 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리(100)의 상태를 센싱하고, 그에 따라 배터리(100)의 충방전을 제어할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리부(200)는 배터리(100)의 전압을 센싱하고 센싱된 전압에 따라 배터리(100)의 충방전을 제어할 수 있고, 소정 수의 배터리 셀에 대해 셀 밸런싱을 실시할 수 있다. 또한, 배터리 관리부(200)는 복수의 배터리 팩(10) 사이의 데이터 입출력을 제어할 수 있다. 즉, 마스터 배터리 팩, 예를 들어 제 1 배터리 팩(11)의 배터리 관리부(200)는 복수의 슬레이브 배터리 팩, 예를 들어 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 배터리 관리부(200)로부터 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 충방전 상태에 따른 데이터를 수신하고, 충방전 상태를 판단하여 슬레이브 배터리 팩의 충방전을 제어하기 위한 제어 신호를 송신할 수 있다. 또한, 슬레이브 배터리 팩인 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)은 해당 배터리 팩의 충방전 상태에 따른 데이터를 마스터 배터리 팩인 제 1 배터리 팩(11)으로 송신하고 제 1 배터리 팩(11)으로부터 제어 신호를 수신하여 충방전을 실시할 수 있다. 결국, 복수의 배터리 팩(10) 중에서 마스터 배터리 팩은 복수의 슬레이브 배터리 팩의 충방전 상태를 확인하고 복수의 슬레이브 배터리 팩의 충방전 동작을 제어할 수 있다.The battery management unit 200 senses the state of the battery 100 including a plurality of battery cells, and controls the charging / discharging of the battery 100 accordingly. For example, the battery management unit 200 can sense the voltage of the battery 100, control the charge / discharge of the battery 100 according to the sensed voltage, and perform cell balancing on a predetermined number of battery cells. have. Also, the battery management unit 200 can control data input / output between the plurality of battery packs 10. That is, the battery management unit 200 of the master battery pack, for example, the first battery pack 11, may be connected to a plurality of slave battery packs, for example, a battery management unit (not shown) of the second to fourth battery packs 12, The control unit 200 receives data according to the charge / discharge state of the second to fourth battery packs 12, 13 and 14 from the control unit 200, determines a charge / discharge state, and transmits a control signal for controlling charge / discharge of the slave battery pack have. The second to fourth battery packs 12, 13, and 14, which are slave battery packs, transmit data according to the charging / discharging state of the corresponding battery pack to the first battery pack 11 as the master battery pack, The control signal can be received and charged / discharged. As a result, among the plurality of battery packs 10, the master battery pack can check the charging / discharging state of the plurality of slave battery packs and control the charging / discharging operations of the plurality of slave battery packs.

이러한 배터리 관리부(200)는 복수의 배터리 팩(10) 사이의 데이터 입출력을 위한 입출력부(210)와, 배터리(100)의 상태를 센싱하는 센싱부(220)와, 센싱부(210)를 통해 측정된 배터리(100)의 상태에 따라 배터리(100)의 충방전을 제어하는 제어부(230)와, 제어부(230)의 제어 신호에 따라 배터리(100)와 부하 사이의 연결을 제어하는 스위칭부(240)를 포함할 수 있다. 여기서, 마스터 배터리 팩 및 슬레이브 배터리 팩 각각의 배터리 관리부(200)는 입출력부(210), 센싱부(220), 제어부(230) 및 스위칭부(240)를 포함하는 동일 구성을 가질 수 있고, 이들 구성의 적어도 하나가 다른 기능을 실시할 수 있다. 예를 들어, 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 제어부(230)는 해당 배터리 팩의 배터리(100)의 상태를 센싱하고 제 1 배터리 팩(11)의 제어 신호에 따라 배터리(100)의 충반전을 제어할 수 있고, 제 1 배터리 팩(11)의 제어부(230)는 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 배터리(100)의 상태를 판단하고 이를 이용하여 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 충방전을 제어할 수 있다. 한편, 마스터 배터리 팩으로 기능하는 제 1 배터리 팩(11)의 배터리(100)도 충방전하고, 센싱부(220)의 센싱 데이터에 따른 제어부(230)의 제어 신호에 따라 스위칭부(240)가 구동되어 충방전을 제어할 수 있다. 즉, 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11, 12, 13, 14) 각각의 배터리(100)는 충방전 가능하고, 제 1 배터리 팩(11)의 배터리 관리부(200)는 제 1 배터리 팩(11)의 배터리(100)의 충방전을 제어하고 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 배터리(100)의 충방전을 제어하도록 하며, 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 배터리 관리부(200)는 제 1 배터리 팩(11)의 배터리 관리부(200)의 제어에 따라 해당 배터리 팩(12, 13, 14)의 배터리(100)의 충방전을 제어한다.The battery management unit 200 includes an input and output unit 210 for inputting and outputting data between a plurality of battery packs 10, a sensing unit 220 for sensing the state of the battery 100, A controller 230 for controlling charging and discharging of the battery 100 according to the measured state of the battery 100 and a switching unit 230 for controlling connection between the battery 100 and the load in accordance with a control signal of the controller 230 240). Here, the battery management unit 200 of each of the master battery pack and the slave battery pack may have the same configuration including the input / output unit 210, the sensing unit 220, the control unit 230, and the switching unit 240, At least one of the configurations can perform other functions. For example, the control unit 230 of the second to fourth battery packs 12, 13, and 14 senses the state of the battery 100 of the corresponding battery pack and, in accordance with the control signal of the first battery pack 11, The control unit 230 of the first battery pack 11 can determine the state of the battery 100 of the second to fourth battery packs 12, 13 and 14, The charging and discharging of the second to fourth battery packs 12, 13, and 14 can be controlled using the battery pack. The battery 100 of the first battery pack 11 functioning as the master battery pack is also charged and discharged and the switching unit 240 is controlled by the control unit 230 according to the sensing data of the sensing unit 220 And the charge / discharge can be controlled. That is, the battery 100 of each of the first to fourth battery packs 11, 12, 13, and 14 can be charged and discharged, and the battery management unit 200 of the first battery pack 11 can charge and discharge the first battery pack 11 Discharge control of the battery 100 of the second to fourth battery packs 12, 13 and 14 and the charging and discharging of the battery 100 of the second to fourth battery packs 12, 13, The battery management unit 200 of the first battery pack 14 controls the charging and discharging of the battery 100 of the corresponding battery pack 12, 13, or 14 under the control of the battery management unit 200 of the first battery pack 11.

2.1. 2.1. 입출력부Input /

입출력부(210)는 복수의 배터리 팩(10) 사이의 데이터 입출력을 수행한다. 즉, 제 1 배터리 팩(11)과 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14) 사이의 데이터 입출력을 수행한다. 이때, 배터리 팩(10) 사이에는 CAN(Controller Area Network) 통신으로 연결되어 데이터 입출력을 수행할 수 있다. 이러한 입출력부(210)는 당 배터리 팩(10)의 제어부(230)로부터 전달된 데이터를 타 배터리 팩(10)에 전송하고, 타 배터리 팩(10)으로부터 출력되는 데이터를 입력하여 당 배터리 팩(10)의 제어부(230)로 전달한다. 복수의 배터리 팩(10)의 입출력부(210)를 통해 배터리 팩(10)의 배터리 셀(100)의 충전 상태에 따른 측정 전압 등의 상태 데이터와 충방전 동작을 제어하기 위한 제어 신호 등이 송수신될 수 있다. 즉, 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14) 각각으로부터 배터리 셀(100)의 충전 상태에 따른 데이터가 입출력부(210)를 통해 제 1 배터리 팩(11)의 입출력부(210)로 전송될 수 있고, 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 충전을 제어하기 위한 제어 신호가 제 1 배터리 팩(11)의 입출력부(210)를 통해 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 입출력부(210)로 전송될 수 있다. 한편, 입출력부(210) 내에는 데이터의 임시 저장을 위한 버퍼(미도시)가 마련될 수 있다. 즉, 제 1 배터리 팩(11) 내의 버퍼는 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)으로부터 입력되는 데이터를 임시 저장한 후 입력되는 순서대로 제어부(230)에 전달할 수 있고, 제 1 배터리 팩(11)의 제어부(230)를 통해 출력되는 데이터를 임시 저장한 후 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)으로 순서대로 전달할 수 있다.The input / output unit 210 performs data input / output between the plurality of battery packs 10. That is, data input / output between the first battery pack 11 and the second to fourth battery packs 12, 13, and 14 is performed. At this time, a CAN (Controller Area Network) communication is established between the battery packs 10 to perform data input / output. The input / output unit 210 transmits data transmitted from the control unit 230 of the pertinent battery pack 10 to the other battery pack 10, inputs data output from the other battery pack 10, 10 to the control unit 230. State data such as a measured voltage according to the charged state of the battery cell 100 of the battery pack 10 through the input / output unit 210 of the plurality of battery packs 10, a control signal for controlling the charging / . That is, data corresponding to the charged state of the battery cell 100 from each of the second to fourth battery packs 12, 13 and 14 is supplied to the input / output unit 210 of the first battery pack 11 through the input / And a control signal for controlling the charging of the second to fourth battery packs 12, 13 and 14 may be transmitted to the second to fourth batteries 11 and 12 via the input / output unit 210 of the first battery pack 11. [ Output unit 210 of the packs 12, 13, and 14, respectively. The input / output unit 210 may include a buffer (not shown) for temporarily storing data. That is, the buffer in the first battery pack 11 can temporarily store the data input from the second through fourth battery packs 12, 13, 14 and then transmit the data to the controller 230 in the order of input, The data output through the control unit 230 of the battery pack 11 may be temporarily stored and then transferred to the second to fourth battery packs 12, 13, and 14 in sequence.

2.2. 2.2. 센싱부Sensing portion

센싱부(220)는 배터리(100)의 복수의 배터리 셀의 상태를 센싱할 수 있다. 이러한 센싱부(220)로는 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하는 전압 측정부를 포함할 수 있다. 전압 측정을 위해 센싱부(220), 즉 전압 측정부는 복수의 연결 라인을 통해 복수의 배터리 셀과 연결되어 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하고 이를 제어부(230)로 전달한다. 한편, 본 발명의 실시 예에서는 센싱부(220)가 하나로 구성되는 경우를 도시하였으나, 필요에 따라 복수의 배터리 셀 각각 대응하도록 복수 마련될 수도 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 제어부(230)의 용이한 구성 및 빠른 처리 속도를 위하여 센싱부(220)와 제어부(230) 사이에 아날로그/디지털 변환부를 마련하여 센싱부(220)에서 측정된 배터리 셀 각각의 전압을 디지털 신호로 변환하여 제어부(230)에 전달할 수도 있다. 한편, 센싱부(220)는 복수의 배터리 셀의 전압 뿐만 아니라 전류 및 온도 등을 센싱할 수 있다. 즉, 센싱부(220)는 전류 측정부 및 온도 측정부 등을 더 포함할 수 있다.The sensing unit 220 may sense the states of the plurality of battery cells of the battery 100. [ The sensing unit 220 may include a voltage measuring unit for measuring a voltage of each of the plurality of battery cells. In order to measure the voltage, the sensing unit 220, that is, the voltage measuring unit is connected to a plurality of battery cells through a plurality of connection lines to measure a voltage of each of the plurality of battery cells, and transmits the voltage to the controller 230. In the embodiment of the present invention, the sensing unit 220 is formed as a single unit, but a plurality of sensing units 220 may be provided to correspond to a plurality of battery cells, as needed. Also, although not shown, an analog-to-digital converter is provided between the sensing unit 220 and the controller 230 for easy configuration and fast processing speed of the controller 230, May be converted into a digital signal and may be transmitted to the controller 230. Meanwhile, the sensing unit 220 may sense not only the voltages of the plurality of battery cells, but also current and temperature. That is, the sensing unit 220 may further include a current measuring unit and a temperature measuring unit.

2.3. 제어부2.3. The control unit

제어부(230)는 배터리 셀의 상태에 따라 배터리(100)의 충방전을 제어한다. 예를 들어, 제어부(230)는 센싱부(220)로부터 측정된 배터리(100)의 전압에 따라 배터리(100)의 충방전을 제어할 수 있다. 이러한 제어부(230)는 마스터 배터리 팩 및 슬레이브 배터리 팩에 따라 그 기능이 상이할 수 있다. 즉, 마스터 배터리 팩, 즉 제 1 배터리 팩(11)의 제어부(230)는 슬레이브 배터리 팩, 즉 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)으로부터 측정된 배터리(100)의 상태 데이터를 입력하고, 그에 따라 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 배터리(100)의 충방전을 제어하도록 하기 위한 제어 신호를 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)으로 공급한다. 또한, 슬레이브 배터리 팩, 즉 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)의 제어부(230)는 센싱부(220)로부터 측정된 배터리(100)의 상태 데이터를 제 1 배터리 팩(11)으로 전달하고, 제 1 배터리 팩(11)으로부터 공급되는 제어 신호에 따라 스위칭부(240)를 제어하여 배터리(100)의 충방전을 제어한다.The control unit 230 controls the charge / discharge of the battery 100 according to the state of the battery cell. For example, the control unit 230 may control the charging / discharging of the battery 100 according to the voltage of the battery 100 measured by the sensing unit 220. The control unit 230 may have different functions depending on the master battery pack and the slave battery pack. That is, the control unit 230 of the master battery pack, that is, the first battery pack 11, stores state data of the battery 100 measured from the slave battery packs, that is, the second to fourth battery packs 12, 13, And control signals for controlling the charging and discharging of the batteries 100 of the second to fourth battery packs 12, 13 and 14 are inputted to the second to fourth battery packs 12, 13 and 14 Supply. The control unit 230 of each of the slave battery packs, that is, the second to fourth battery packs 12, 13 and 14, transmits the state data of the battery 100 measured by the sensing unit 220 to the first battery pack 11, And controls the switching unit 240 according to a control signal supplied from the first battery pack 11 to control the charging and discharging of the battery 100. [

마스터 배터리 팩의 제어부(230)는 복수의 슬레이브 배터리 팩의 배터리 셀(100)의 충방전 상태를 관리한다. 즉, 마스터 배터리 팩의 제어부(230)는 복수의 슬레이브 배터리 팩으로부터 입출력부(210)를 통해 입력되는 배터리(100)의 전류 및 전압 등의 데이터를 이용하여 배터리의 SOC 및 SOH 등을 추정할 수 있다. 이러한 배터리의 SOC 및 SOH를 추정하기 위해 제어부(230) 내에서는 SOC 추정부(미도시) 및 SOH 추정부(미도시)가 각각 마련될 수 있다. SOH 추정부는 배터리(100)의 퇴화 정도를 예측하기 위해 배터리(100)의 용량(Capacity)을 추정한다. 이때, 추정된 배터리(100)의 용량은 SOC 추정부에서 배터리(100)의 SOC 추정 시 이용될 수 있다. 여기서, 배터리(100)의 용량 추정은 다양한 방법으로 수행될 수 있는데, 예를 들어 배터리의 용량은 배터리의 내부 저항 변화를 통해 추정 가능하므로 배터리의 전류 및 전압을 측정하여 옴의 법칙을 이용해 배터리의 내부 저항을 간접적으로 계산할 수 있다. 즉, 슬레이브 배터리 팩으로부터 입력되는 배터리(100)의 전류 및 전압 데이터를 이용하여 배터리(100)의 용량을 추정할 수 있다. 또한, SOC 추정부는 SOH 추정부로부터 추정된 배터리(100)의 용량과 슬레이브 배터리 팩으로부터 측정된 배터리(100)의 전류를 이용하여 배터리(100)의 SOC를 추정할 수 있다. 예를 들어, SOC 추정부는 슬레이브 배터리 팩으로부터 측정된 소정 시간 동안의 전류값을 적산하고, 이를 SOH 추정부로부터 추정된 배터리 용량(Capacity)으로 나눠 배터리(100)의 SOC를 추정할 수 있다. 물론, 배터리(100)의 충방전 상태를 확인하기 위해 SOH 및 SOC를 추정하지 않고 측정 전압을 이용할 수도 있다. 즉, 마스터 배터리 팩의 제어부(230)는 최대 충전 전압 및 최저 충전 전압을 저장하고, 슬레이브 배터리 팩의 측정 전압을 최대 또는 최저 충전 전압과 비교하여 슬레이브 배터리 팩의 충방전을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 충전 동작을 정지시키기 위한 제 1 기준 전압 및 충전 동작을 실시하기 위한 제 2 기준 전압을 설정한 후 슬레이브 배터리 팩으로부터 측정된 배터리(100)의 전압을 기준 전압과 비교하여 충방전을 제어할 수 있다. 제 1 설정 전압은 배터리(100)의 최대 충전 전압이 5V라 할 경우 과충전을 방지하기 위해 예를 들어 4.5V로 설정될 수 있고, 제 2 설정 전압은 배터리(100)의 과방전을 방지하기 위해 예를 들어 1.5V로 설정될 수 있다. 이렇게 마스터 배터리 팩의 제어부(230)는 슬레이브 배터리 팩의 측정 전압을 기준 전압과 비교하고 그 결과에 따른 제어 신호, 즉 충전 또는 방전을 위한 제어 신호를 생성하여 슬레이브 배터리 팩으로 전달할 수 있다. The controller 230 of the master battery pack manages the charge / discharge state of the battery cells 100 of the plurality of slave battery packs. That is, the control unit 230 of the master battery pack can estimate SOC, SOH, etc. of the battery using data of the current and voltage of the battery 100 input from the plurality of slave battery packs through the input / output unit 210 have. In order to estimate the SOC and SOH of the battery, an SOC estimating unit (not shown) and an SOH estimating unit (not shown) may be provided in the controller 230, respectively. The SOH estimation unit estimates the capacity of the battery 100 to predict the degree of degradation of the battery 100. [ At this time, the estimated capacity of the battery 100 may be used in SOC estimation of the battery 100 by the SOC estimating unit. Here, the estimation of the capacity of the battery 100 can be performed in various ways. For example, since the capacity of the battery can be estimated by changing the internal resistance of the battery, it is possible to measure the current and voltage of the battery, The internal resistance can be indirectly calculated. That is, the capacity of the battery 100 can be estimated using the current and voltage data of the battery 100 input from the slave battery pack. The SOC estimator may estimate the SOC of the battery 100 using the capacity of the battery 100 estimated by the SOH estimation unit and the current of the battery 100 measured from the slave battery pack. For example, the SOC estimation unit may estimate the SOC of the battery 100 by integrating the current value measured for a predetermined time from the slave battery pack and dividing the current value by the estimated battery capacity (Capacity) from the SOH estimation unit. Of course, it is also possible to use the measured voltage without estimating the SOH and the SOC in order to check the charging / discharging state of the battery 100. [ That is, the control unit 230 of the master battery pack may store the maximum charge voltage and the lowest charge voltage, and may control charging / discharging of the slave battery pack by comparing the measured voltage of the slave battery pack with the maximum or minimum charge voltage. For example, after setting the first reference voltage for stopping the charging operation and the second reference voltage for performing the charging operation, the voltage of the battery 100 measured from the slave battery pack is compared with the reference voltage, Can be controlled. The first set voltage may be set to, for example, 4.5 V to prevent overcharging when the maximum charge voltage of the battery 100 is 5 V, and the second set voltage may be set to prevent overdischarge of the battery 100 For example, 1.5V. In this way, the control unit 230 of the master battery pack compares the measured voltage of the slave battery pack with the reference voltage, and generates a control signal according to a result of the comparison, that is, a control signal for charging or discharging, and transmits the control signal to the slave battery pack.

슬레이브 배터리 팩의 제어부(230)는 슬레이브 배터리 팩을 구성하는 구성 요소들을 제어 및 관리한다. 즉, 슬레이브 배터리 팩의 제어부(230)는 센싱부(220)로부터 측정된 배터리 셀(100)의 전압, 전류 등의 데이터를 입출력부(260)를 통해 마스터 배터리 팩에 공급하고, 마스터 배터리 팩으로부터 공급되는 제어 신호에 따라 스위칭부(240)를 구동시켜 배터리 셀(100)의 충방전을 제어하도록 한다. 또한, 슬레이브 배터리 팩의 제어부(230)는 셀 밸런싱부(미도시)를 제어하여 해당 셀을 밸런싱하도록 할 수도 있다.The control unit 230 of the slave battery pack controls and manages components constituting the slave battery pack. That is, the control unit 230 of the slave battery pack supplies data of the voltage and current of the battery cell 100 measured by the sensing unit 220 to the master battery pack through the input / output unit 260, And controls the charging and discharging of the battery cell 100 by driving the switching unit 240 according to the supplied control signal. In addition, the controller 230 of the slave battery pack may control the cell balancing unit (not shown) to balance the cells.

2.4. 2.4. 스위칭부The switching unit

스위칭부(240)는 배터리(100)와 부하 사이의 전류 경로 사이에 마련되어 제어부(230)에 의해 배터리(100)의 충전 및 방전을 제어한다. 이러한 스위칭부(240)는 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 스위치(241) 및 제 2 스위치(242)를 포함할 수 있다. 즉, 스위칭부(240)는 배터리(100)와 부하 사이에 마련되는데, 제 1 스위치(241)가 배터리(100) 측에 마련되고, 제 2 스위치(242)가 부하 측에 마련될 수 있다. 제 1 및 제 2 스위치(241, 242)는 제어부(230)에서 생성된 제어 신호에 따라 구동되며, 배터리(100)의 충전 및 방전 시 동시에 구동될 수 있고, 어느 하나가 구동될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 스위치(241)은 배터리(100)의 충전 시 구동될 수 있고 제 2 스위치(242)는 배터리(100)의 방전 시 구동될 수 있다. 즉, 제 1 스위치(241)는 배터리(100) 충전 시 구동되는 충전 스위치이고, 제 2 스위치(242)는 배터리(100) 방전 시 구동되는 방전 스위치이다. 여기서, 부하는 배터리 팩(10)의 배터리(100)을 충전하기 위한 외부 전원과 배터리(100)의 방전 전압에 따라 구동되는 배터리 팩(10)이 장착되는 전자기기를 포함할 수 있다. 즉, 배터리(100)의 충전 시 배터리 팩(10)은 외부 전원과 연결되고, 배터리(100)의 방전 시 배터리 팩(10)은 전자기기에 연결될 수 있다.The switching unit 240 is provided between a current path between the battery 100 and the load, and controls the charging and discharging of the battery 100 by the control unit 230. The switching unit 240 may include a first switch 241 and a second switch 242 as shown in FIG. That is, the switching unit 240 is provided between the battery 100 and the load. The first switch 241 may be provided on the battery 100 side and the second switch 242 may be provided on the load side. The first and second switches 241 and 242 are driven according to the control signal generated by the controller 230 and can be driven simultaneously when charging and discharging the battery 100 and either one of them may be driven. For example, the first switch 241 may be driven when the battery 100 is charged, and the second switch 242 may be driven when the battery 100 is discharged. That is, the first switch 241 is a charging switch that is driven when the battery 100 is charged, and the second switch 242 is a discharge switch that is driven when the battery 100 is discharged. The load may include an external power source for charging the battery 100 of the battery pack 10 and an electronic device to which the battery pack 10 driven according to the discharge voltage of the battery 100 is mounted. That is, when the battery 100 is charged, the battery pack 10 is connected to an external power source, and when the battery 100 is discharged, the battery pack 10 can be connected to the electronic device.

제 1 스위치(241)는 제 1 FET(241a) 및 제 1 기생 다이오드(241b)를 포함할 수 있다. 제 1 FET(241a)는 소오스 단자 및 드레인 단자가 배터리(100)와 제 1 노드(Q1) 사이에 마련되고, 게이트 단자가 제어부(230)와 연결된다. 따라서, 제 1 FET(241a)는 제어부(230)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 구동되며, 충전 시 배터리(100)로 전류를 인가하는 역할을 한다. 제 1 기생 다이오드(241b)는 제 1 FET(241a)에 병렬 연결된다. 즉, 제 1 기생 다이오드(241b)는 배터리(100)와 제 1 노드(Q1) 사이에 순방향으로 연결된다. 이러한 제 1 기생 다이오드(241b)는 제 1 FET(241a)가 턴오프될 때 배터리(100)의 방전 경로를 설정한다. 즉, 제 1 FET(241a)을 통해 배터리(100)가 충전되고, 제 1 기생 다이오드(241b)를 통해 배터리(100)가 방전될 수 있다.The first switch 241 may include a first FET 241a and a first parasitic diode 241b. The first FET 241a has a source terminal and a drain terminal provided between the battery 100 and the first node Q1 and a gate terminal connected to the controller 230. [ Accordingly, the first FET 241a is driven according to a control signal output from the controller 230, and functions to apply a current to the battery 100 during charging. The first parasitic diode 241b is connected in parallel to the first FET 241a. That is, the first parasitic diode 241b is connected in a forward direction between the battery 100 and the first node Q1. This first parasitic diode 241b sets the discharge path of the battery 100 when the first FET 241a is turned off. That is, the battery 100 may be charged through the first FET 241a, and the battery 100 may be discharged through the first parasitic diode 241b.

제 2 스위치(242)는 제 2 FET(242a) 및 제 2 기생 다이오드(242b)를 포함할 수 있다. 제 2 FET(242a)는 소오스 단자 및 드레인 단자가 제 1 노드(Q1)와 부하 사이에 마련되고, 게이트 단자가 제어부(230)와 연결된다. 따라서, 제 2 FET(242a)는 제어부(230)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 구동되며, 방전 시 배터리(100)의 방전 전류를 이와 연결된 전자기기에 인가시키는 역할을 한다. 제 2 기생 다이오드(242b)는 제 2 FET(242a)에 병렬 연결된다. 즉, 제 2 기생 다이오드(242b)는 제 1 노드(Q1)와 부하 사이에 역방향으로 연결된다. 이러한 제 2 기생 다이오드(242b)는 배터리(100)의 충전 시 충전 전류의 경로를 설정한다. 즉, 제 2 FET(242a)를 통해 배터리(100)가 방전되고, 제 2 기생 다이오드(242b)을 통해 배터리(100)가 충전될 수 있다.The second switch 242 may include a second FET 242a and a second parasitic diode 242b. A source terminal and a drain terminal of the second FET 242a are provided between the first node Q1 and the load, and a gate terminal is connected to the control unit 230. [ Accordingly, the second FET 242a is driven according to a control signal output from the controller 230, and applies a discharging current of the battery 100 to the connected electronic device during discharging. The second parasitic diode 242b is connected in parallel to the second FET 242a. That is, the second parasitic diode 242b is connected in the reverse direction between the first node Q1 and the load. The second parasitic diode 242b sets the path of the charging current when the battery 100 is charged. That is, the battery 100 is discharged through the second FET 242a, and the battery 100 can be charged through the second parasitic diode 242b.

이러한 스위칭부(240)는 제 1 FET(241a)의 게이트 단자와 제 2 FET(242a)의 게이트 단자에 제어부(230)가 연결되어 제어부(230)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 제 1 및 제 2 FET(241a, 242a)가 각각 구동된다. 제어부(230)는 배터리(100)의 충전 시 제 1 FET(241a)를 턴온시키고, 제 2 FET(242b)를 턴오프시킨다. 따라서, 부하, 즉 외부 전원으로부터 제 2 기생 다이오드(242b) 및 제 1 FET(241a)를 통해 배터리(100)가 충전된다. 또한, 제어부(230)는 배터리(100)의 방전 시 제 2 FET(242a)를 턴온시키고 제 2 FET(241a)를 턴온시킨다. 따라서, 배터리(100)로부터 제 1 FET(241a) 및 제 2 기생 다이오드(242b)를 통해 배터리(100)가 방전된다. 이때, 제 1 및 제 2 FET(241a, 242a)를 각각 턴온시키는 제어 신호는 로직 하이 신호일 수 있고, 제 1 및 제 2 FET(241a, 242a)를 각각 턴오프시키는 제어 신호는 로직 로우 신호일 수 있다.The switching unit 240 is connected to the gate terminal of the first FET 241a and the gate terminal of the second FET 242a and the control unit 230 is connected to the first and second FETs 241a and 242b, FETs 241a and 242a, respectively. The control unit 230 turns on the first FET 241a and turns off the second FET 242b when the battery 100 is charged. Therefore, the battery 100 is charged from the load, that is, the external power supply, through the second parasitic diode 242b and the first FET 241a. In addition, the controller 230 turns on the second FET 242a and turns on the second FET 241a when the battery 100 is discharged. Thus, the battery 100 is discharged from the battery 100 through the first FET 241a and the second parasitic diode 242b. At this time, the control signal for turning on the first and second FETs 241a and 242a, respectively, may be a logic high signal, and the control signal for turning off the first and second FETs 241a and 242a respectively may be a logic low signal .

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치는 복수의 배터리 팩(10)이 연결되고, 복수의 배터리 팩(10) 각각에는 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리(100)와 배터리 관리부(200)가 각각 마련되고, 배터리 관리부(200)는 제어부(230) 및 스위칭부(240)를 포함한다. 스위칭부(240)는 배터리(100)의 충전 시 구동되는 제 1 스위치(241)와 배터리(100)의 방전 시 구동되는 제 2 스위치(242)를 포함할 수 있다. 제 1 스위치(241)는 제 1 FET(241a)와 제 1 기생 다이오드(241b)를 포함하고, 제 2 스위치(242)는 제 2 FET(242a)와 제 2 기생 다이오드(242b)를 포함한다. 배터리(100)의 충전 시 제 1 FET(241a)가 구동되어 제 2 기생 다이오드(242b) 및 제 1 FET(241a)를 통해 배터리(100)가 충전되고, 배터리(100)의 방전 시 제 2 FET(242a)가 구동되어 제 1 기생 다이오드(241b) 및 제 2 FET(242a)를 통해 배터리(100)가 방전된다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치는 복수의 배터리 팩(10) 내에 충전 및 방전 시 각각 구동되는 제 1 및 제 2 스위치(241, 242)를 포함하는 스위칭부(240)를 구비하고, 충전 시 배터리 팩(10)의 방전 경로를 차단할 수 있다. 따라서, 복수의 배터리 팩(10)이 서로 다른 충전 상태에 따라 서로 다른 충전 전압을 갖는 경우에도 배터리(100)의 충전 시 전압이 높은 배터리 팩(10)으로부터 전압이 낮은 배터리 팩(10)으로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 스파크 등이 발생되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the multiple battery pack device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery packs 10 connected to each other, and each of the plurality of battery packs 10 includes a battery 100 including a plurality of battery cells, And a battery management unit 200 includes a control unit 230 and a switching unit 240. [ The switching unit 240 may include a first switch 241 driven when the battery 100 is charged and a second switch 242 driven when the battery 100 is discharged. The first switch 241 includes a first FET 241a and a first parasitic diode 241b and the second switch 242 includes a second FET 242a and a second parasitic diode 242b. The first FET 241a is driven to charge the battery 100 through the second parasitic diode 242b and the first FET 241a when the battery 100 is charged and when the battery 100 is charged, The first parasitic diode 242a is driven and the battery 100 is discharged through the first parasitic diode 241b and the second FET 242a. That is, the multi-battery pack apparatus according to an embodiment of the present invention includes a switching unit 240 including first and second switches 241 and 242, respectively, And the discharge path of the battery pack 10 can be shut off during charging. Therefore, even when the plurality of battery packs 10 have different charging voltages depending on the different charging states, the current from the battery pack 10 having a higher voltage at the time of charging the battery 100 to the battery pack 10 having a lower voltage And it is possible to prevent the occurrence of sparks or the like.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of controlling charging of a multi-battery pack apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법은 충전 스위치를 턴온시키고 방전 스위치를 턴오프시키는 단계(S110), 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 충전을 시작하는 단계(S120)와, 모든 배터리 팩(10)의 충전 전압이 동일한지 판단하는 단계(S130)와, 모든 배터리 팩(10)의 충전 전압이 동일하면 충전 스위치를 턴온시킨 상태에서 방전 스위치의 발열 방지를 위해 방전 스위치를 턴온시키는 단계(S140)와, 만충전 이전에 충전이 종료되었는지 판단하는 단계(S150)와, 만충전 이전에 충전이 종료된 경우 재충전을 위해 충전 스위치를 턴온시키는 단계(S160)와, 복수의 배터리 팩(10)이 동일 충전 전압으로 만충전되었는지 판단하는 단계(S170)와, 복수의 배터리 팩(10)이 동일 충전 전압으로 만충전된 경우 충전 스위치를 턴오프시키는 단계(S180)를 포함한다. 이러한 본 발명의 제어 방법을 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 4, a method for controlling charging of a multi-battery pack apparatus according to an embodiment of the present invention includes the steps of turning on a charging switch and turning off a discharging switch (S110) A step S130 of judging whether the charging voltages of all the battery packs 10 are identical to each other and a step S130 of judging whether or not the charging voltages of all the battery packs 10 are the same, A step S160 of turning on the discharging switch for turning on the charging switch S160, a step S140 of turning on the discharging switch for turning on the discharging switch S160, A step (S170) of judging whether the plurality of battery packs 10 have been fully charged to the same charging voltage, and a step (S170) of turning off the charging switch when the plurality of battery packs 10 are fully charged to the same charging voltage (S180). The control method of the present invention will be described in detail as follows.

먼저, 복수의 배터리 팩(10)이 연결된 멀티 배터리 팩 장치의 충전을 위해 복수의 배터리 팩(10) 각각에 마련된 충전 스위치를 턴온시키고 방전 스위치를 턴오프시킨다(S110). 즉, 제 1 스위치(241)의 제 1 FET(241a)는 턴온시키고, 제 2 스위치(242)의 제 2 FET(242a)는 턴오프시킨다. 이때, 본 발명의 멀티 배터리 팩 장치는 네개의 배터리 팩(11, 12, 13, 14)이 연결되고 적어도 하나의 배터리 팩(10)의 충전 전압이 다를 수 있다. 예를 들어, 제 1 배터리 팩(11)이 제 1 충전 전압을 유지하고, 제 2 배터리 팩(12)이 제 1 충전 전압보다 낮은 제 2 충전 전압을 유지하며, 제 3 배터리 팩(13)이 제 1 충전 전압보다 낮고 제 2 충전 전압보다 높은 제 3 충전 전압을 유지하고, 제 4 배터리 팩(14)이 제 1 충전 전압보다 낮고 제 3 충전 전압보다 높은 제 4 충전 전압을 유지할 수 있다. 이렇게 복수의 배터리 팩(10) 각각의 충전 스위치를 턴온시키고 방전 스위치를 턴오프시킴으로써 복수의 배터리 팩(10)은 충전은 가능하지만 방전은 불가능한 상태를 유지하게 된다. First, a charging switch provided in each of the plurality of battery packs 10 is turned on and the discharging switch is turned off to charge the multi-battery pack device to which the plurality of battery packs 10 are connected (S110). That is, the first FET 241a of the first switch 241 is turned on and the second FET 242a of the second switch 242 is turned off. At this time, in the multi-battery pack device of the present invention, the four battery packs 11, 12, 13 and 14 may be connected and the charging voltage of at least one battery pack 10 may be different. For example, when the first battery pack 11 maintains the first charge voltage, the second battery pack 12 maintains the second charge voltage lower than the first charge voltage, and the third battery pack 13 The third charging voltage lower than the first charging voltage and higher than the second charging voltage can be maintained and the fourth battery pack 14 can maintain the fourth charging voltage lower than the first charging voltage and higher than the third charging voltage. By turning on the charge switch of each of the plurality of battery packs 10 and turning off the discharge switch, the plurality of battery packs 10 can be charged but can not discharge.

외부 전원으로부터 전원이 공급되어 충전이 시작되면(S120) 외부 전원으로부터 공급되는 전류는 충전 전압이 가장 낮은 배터리 팩(10), 즉 제 2 배터리 팩(12)으로 흘러 제 2 배터리 팩(12)의 전압이 상승하게 된다. 한편, 전압이 가장 낮은 제 2 배터리 팩(12)이 충전되는 동안 제 2 배터리 팩(12)의 발열을 감소시키기 위해 제 2 배터리 팩(12)의 방전 스위치를 턴온시킬 수 있다. 이때, 방전 스위치를 턴온시키더라도 전압이 가장 낮은 상태를 유지하므로 다른 배터리 팩으로 방전하지 않는다. 전압이 가장 낮은 제 2 배터리 팩(12)이 충전되어 그 다음으로 전압이 낮은 제 3 배터리 팩(13)과 전압이 같아지면 제 2 배터리 팩(12)과 제 3 배터리 팩(13)으로 전류가 나뉘어 흘러 제 2 및 제 3 배터리 팩(12, 13)이 동시에 충전된다. 또한, 제 2 및 제 3 배터리 팩(12, 13)의 충전 전압이 제 4 배터리 팩(14)과 같아지면 제 2, 제 3 및 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)으로 전류가 흘러 제 2, 제 3 및 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)이 동시에 충전된다. 이때, 복수의 배터리 팩(10) 각각이 충전은 가능하지만 방전이 불가능한 상태를 유지하므로 전압이 높은 제 1 배터리 팩(11)으로부터 전압이 낮은 배터리 팩(12, 13, 14)으로 전류가 흐르는 것이 원천적으로 방지된다.When the power is supplied from the external power source and charging starts (S120), the current supplied from the external power source flows to the battery pack 10 having the lowest charging voltage, that is, the second battery pack 12, The voltage is increased. Meanwhile, the discharge switch of the second battery pack 12 may be turned on to reduce the heat generation of the second battery pack 12 while the second battery pack 12 having the lowest voltage is charged. At this time, even when the discharging switch is turned on, the voltage is maintained at the lowest level, so that the discharging is not performed to the other battery pack. When the voltage of the second battery pack 12 having the lowest voltage is charged and the voltage of the third battery pack 13 having the next lowest voltage becomes the same, the current is supplied to the second battery pack 12 and the third battery pack 13 The second and third battery packs 12 and 13 are charged at the same time. When the charging voltages of the second and third battery packs 12 and 13 are the same as those of the fourth battery pack 14, current flows to the second, third, and fourth battery packs 12, 13, 2, the third and fourth battery packs 12, 13, 14 are simultaneously charged. At this time, since each of the plurality of battery packs 10 can be charged but maintains a state in which discharging is impossible, a current flows from the first battery pack 11 having a high voltage to the battery packs 12, 13, It is inherently prevented.

이렇게 전압이 가장 낮은 제 2 배터리 팩(12)으로부터 가장 높은 제 1 배터리 팩(11)의 순으로 충전이 이루어져 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11 내지 14)의 전압이 모두 같아지게 되면 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11 내지 14)으로 전류가 나뉘어 흘러 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11 내지 14)가 동시에 충전된다. 이렇게 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11 내지 14)가 충전되는 동안에 각 배터리 팩(10) 내의 배터리 관리부(200)는 각각의 배터리(100)의 상태를 센싱하고, 이를 마스터 배터리 팩인 제 1 배터리 팩(11)으로 전달한다. When the voltages of the first to fourth battery packs 11 to 14 become equal to each other by charging the second battery pack 12 having the lowest voltage in the order of the highest first battery pack 11, Currents are divided and flowed into the fourth battery packs 11 to 14 so that the first to fourth battery packs 11 to 14 are simultaneously charged. During the charging of the first to fourth battery packs 11 to 14, the battery management unit 200 in each battery pack 10 senses the state of each battery 100, (11).

제 1 내지 제 4 배터리 팩(11 내지 14)의 전압이 동일해지면(S130), 충전 스위치를 턴온시킨 상태에서 방전 스위치의 발열을 줄이기 위해 제 2 스위치(242)의 제 2 FET(242a)를 턴온시킨다(S140). 즉, 제 1 배터리 팩(11)의 배터리 관리부(200)는 제 1 배터리 팩(11)의 전압 및 제 2 내지 제 4 배터리 팩(12, 13, 14)으로부터 전달된 배터리(10)의 전압을 판단하여 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11, 12, 13, 14)의 전압이 동일해지면, 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11, 12, 13, 14)의 충전 스위치가 턴온된 상태에서 방전 스위치를 턴온시킨다. 이때, 제 1 내지 제 4 배터리 팩(11 내지 14)의 전압이 모두 동일하기 때문에 배터리 팩(10) 사이에 전류가 흐르지 않고 그에 따라 스파크가 발생되지 않는다.When the voltages of the first to fourth battery packs 11 to 14 become equal to each other (S130), the second FET 242a of the second switch 242 is turned on in order to reduce heat generation of the discharge switch in a state where the charge switch is turned on (S140). That is, the battery management unit 200 of the first battery pack 11 controls the voltage of the first battery pack 11 and the voltage of the battery 10 transmitted from the second to fourth battery packs 12, 13, When the voltages of the first to fourth battery packs 11, 12, 13, and 14 are equalized and the charging switches of the first to fourth battery packs 11, 12, 13, and 14 are turned on, . At this time, since the voltages of the first to fourth battery packs 11 to 14 are all the same, no current flows between the battery packs 10 and no spark is generated accordingly.

복수의 배터리 팩(10)이 만충전 전에 충전이 종료되는 경우(S150) 재충전을 위해 충전 스위치, 즉 제 1 FET(241a)을 턴온시키고 방전 스위치, 즉 제 2 FET(242a)는 턴온 또는 턴오프시킨다(S160). 즉, 제 1 FET(241a)를 턴온시켜 배터리 팩(10)을 충전시키고, 이때 제 2 FET(242a)는 턴오프시킬 수도 있고 발열을 줄이기 위해 턴온시킬 수도 있다.If the charging is terminated before the plurality of battery packs 10 are fully charged (S150), the charging switch, i.e., the first FET 241a is turned on for recharging and the discharging switch, i.e., the second FET 242a is turned on or off (S160). That is, the first FET 241a is turned on to charge the battery pack 10, and the second FET 242a may be turned off or turned on to reduce the heat generation.

복수의 배터리 팩(10)이 모두 만충전되면(S170) 충전 스위치, 즉 제 1 FET(241a)를 턴오프시킨다(S180). 따라서, 복수의 배터리 팩(10)의 과충전이 방지되면서 충전이 종료된다. 이때, 방전 스위치, 즉 제 2 FET(242a)는 시스템 환경에 따라 턴온 또는 턴오프시킬 수 있다.When all of the plurality of battery packs 10 are fully charged (S170), the charging switch, i.e., the first FET 241a is turned off (S180). Thus, overcharging of the plurality of battery packs 10 is prevented, and charging is terminated. At this time, the discharge switch, that is, the second FET 242a, can be turned on or off according to the system environment.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

10 : 배터리 팩 100 : 배터리 셀
200 : 배터리 관리부 210 : 입출력부
220 : 센싱부 230 : 제어부
240 : 스위칭부
10: Battery pack 100: Battery cell
200: battery management unit 210: input /
220: sensing unit 230:
240:

Claims (12)

병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 포함하고,
상기 복수의 배터리 팩 각각은,
복수의 배터리 셀과,
상기 복수의 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어하는 스위칭부를 포함하고,
상기 스위칭부는 서로 역방향으로 연결된 기생 다이오드를 포함하는 멀티 배터리 팩 장치.
A plurality of battery packs connected in parallel,
Wherein each of the plurality of battery packs comprises:
A plurality of battery cells,
And a switching unit for controlling charging and discharging of the plurality of battery cells,
Wherein the switching unit includes parasitic diodes connected in opposite directions to each other.
청구항 1에 있어서, 상기 복수의 배터리 팩 중에서 하나의 배터리 팩이 마스터 배터리 팩으로 설정되고, 그 이외의 배터리 팩들이 슬레이브 배터리 팩으로 설정되는 멀티 배터리 팩 장치.
The multi-battery pack apparatus according to claim 1, wherein one of the plurality of battery packs is set as a master battery pack, and the other battery packs are set as a slave battery pack.
청구항 2에 있어서, 상기 복수의 배터리 팩 각각은,
상기 복수의 배터리 셀의 상태를 센싱하는 센싱부와,
상기 센싱부에 의해 센싱된 상기 복수의 배터리 셀의 상태에 따라 상기 스위칭부를 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는 멀티 배터리 팩 장치.
The battery pack according to claim 2,
A sensing unit for sensing a state of the plurality of battery cells,
And a control unit for controlling the switching unit according to a state of the plurality of battery cells sensed by the sensing unit.
청구항 3에 있어서, 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩들의 제어부는 상기 배터리 셀의 상태 데이터를 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩으로 전송하고, 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩의 제어부는 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 복수의 배터리 팩 각각의 복수의 배터리 셀의 상태를 판단하여 상기 복수의 배터리 셀의 충방전을 제어하기 위한 제어 신호를 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩의 제어부로 전송하는 멀티 배터리 팩 장치.
The master battery pack according to claim 3, wherein the control unit of the battery packs set as the slave battery pack transmits the status data of the battery cell to the battery pack set as the master battery pack, And transmits a control signal for controlling charging and discharging of the plurality of battery cells to the control unit of the battery pack set as the slave battery pack, by determining the states of the plurality of battery cells of the plurality of battery packs set to the slave battery pack.
청구항 4에 있어서, 상기 스위칭부는 상기 제어부에 의해 제어되며 충전 시 구동되는 충전 스위치와, 상기 제어부에 의해 제어되며 방전 시 구동되는 방전 스위치를 포함하는 멀티 배터리 팩 장치.
The multi-battery pack apparatus according to claim 4, wherein the switching unit comprises a charging switch controlled by the control unit and driven upon charging, and a discharge switch controlled by the control unit and driven upon discharge.
청구항 5에 있어서, 상기 충전 스위치는 제 1 FET와, 상기 제 1 FET와 병렬 연결된 제 1 기생 다이오드를 포함하고,
상기 방전 스위치는 제 2 FET와, 상기 제 2 FET와 병렬 연결된 제 2 기생 다이오를 포함하는 멀티 배터리 팩 장치.
The charge switch of claim 5, wherein the charge switch comprises a first FET and a first parasitic diode connected in parallel with the first FET,
Wherein the discharge switch comprises a second FET and a second parasitic diode connected in parallel with the second FET.
청구항 6에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 기생 다이오드는 서로 역방향으로 연결되며, 상기 제 1 기생 다이오드는 배터리 셀의 방전 시 방전 경로를 제공하고, 상기 제 2 기생 다이오드는 배터리 셀의 충전 시 충전 경로를 제공하는 멀티 배터리 팩 장치.
7. The battery pack of claim 6, wherein the first and second parasitic diodes are connected in opposite directions, the first parasitic diode provides a discharge path during discharge of the battery cell, Wherein the battery pack is a battery pack.
복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀을 충전 및 방전하기 위한 충전 스위치 및 방전 스위치를 각각 구비하는 복수의 배터리 팩을 병렬 연결하는 단계;
복수의 배터리 팩 각각의 상기 충전 스위치를 턴온시키고 상기 방전 스위치를 턴오프시키는 단계;
외부로부터 전원을 인가하여 상기 연결된 복수의 배터리 팩을 전압이 낮은 배터리 팩으로부터 전압이 높은 배터리 팩의 순으로 충전시키는 단계; 및
상기 복수의 배터리 팩들의 충전 전압이 동일하고 만충전된 경우 상기 충전 스위치를 턴오프시키는 단계를 포함하는 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법.
Connecting a plurality of battery packs each having a plurality of battery cells, a charging switch and a discharging switch for charging and discharging the plurality of battery cells, in parallel;
Turning on the charge switch of each of the plurality of battery packs and turning off the discharge switch;
Charging the plurality of connected battery packs in the order of a battery pack having a higher voltage from a battery pack having a lower voltage by applying power from the outside; And
And turning off the charge switch when the charge voltages of the plurality of battery packs are equal and fully charged.
청구항 8에 있어서, 외부 전원이 인가되면 전압이 가장 낮은 제 1 배터리 팩이 충전되고, 상기 제 1 배터리 팩의 전압이 제 2 배터리 팩의 전압과 동일하면 제 1 및 제 2 배터리 팩이 동시에 충전되는 방식으로 복수의 배터리 팩을 동일 전압으로 충전하는 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법.
The method of claim 8, wherein when the external power is applied, the first battery pack having the lowest voltage is charged, and if the voltage of the first battery pack is equal to the voltage of the second battery pack, Wherein the plurality of battery packs are charged with the same voltage.
청구항 9에 있어서, 상기 전압이 가장 낮은 제 1 배터리 팩이 충전되는 동안에 상기 제 1 배터리 팩의 방전 스위치를 턴온시키는 단계를 더 포함하는 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법.
The method according to claim 9, further comprising the step of turning on a discharge switch of the first battery pack while the first battery pack having the lowest voltage is charged.
청구항 9에 있어서, 상기 복수의 배터리 팩 중에서 하나의 배터리 팩을 마스터 배터리 팩으로 설정하고, 그 이외의 배터리 팩들을 슬레이브 배터리 팩으로 설정하는 단계를 더 포함하는 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법.
The method according to claim 9, further comprising setting one of the plurality of battery packs as a master battery pack, and setting the other battery packs as a slave battery pack.
청구항 11에 있어서, 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩들은 상기 배터리 셀의 전압을 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩으로 전송하고, 상기 마스터 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩은 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩 각각의 복수의 배터리 셀의 전압을 판단하여 충방전을 제어하기 위한 제어 신호를 상기 슬레이브 배터리 팩으로 설정된 배터리 팩으로 전송하는 멀티 배터리 팩 장치의 충전 제어 방법.The slave battery pack according to claim 11, wherein the battery packs set as the slave battery packs transmit the voltage of the battery cell to the battery pack set as the master battery pack, and the battery pack set as the master battery pack, Wherein a control signal for controlling charging and discharging is transmitted to a battery pack set as the slave battery pack by determining a voltage of the plurality of battery cells.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190032883A (en) * 2017-09-20 2019-03-28 삼성에스디아이 주식회사 Battery management sytem
CN110065402A (en) * 2018-01-22 2019-07-30 丰田自动车株式会社 Vehicle
WO2020091490A1 (en) * 2018-11-01 2020-05-07 삼성전자 주식회사 Electronic device and method for receiving power from external electronic device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3405526B2 (en) 1999-04-02 2003-05-12 エヌイーシートーキン栃木株式会社 Multiple battery pack power supply
KR20120054866A (en) * 2010-11-22 2012-05-31 삼성에스디아이 주식회사 Battery pack and controlling method of the same
KR20140028350A (en) * 2012-08-28 2014-03-10 에스케이이노베이션 주식회사 Battery apparatus using auxiliary cell for cell balancing
KR20140138067A (en) * 2013-05-23 2014-12-03 삼성에스디아이 주식회사 Battery rack and driving method thereof
KR20150035266A (en) * 2013-09-27 2015-04-06 주식회사 엘지화학 Apparatus for managing battery pack and battery pack and laptop computer including the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3405526B2 (en) 1999-04-02 2003-05-12 エヌイーシートーキン栃木株式会社 Multiple battery pack power supply
KR20120054866A (en) * 2010-11-22 2012-05-31 삼성에스디아이 주식회사 Battery pack and controlling method of the same
KR20140028350A (en) * 2012-08-28 2014-03-10 에스케이이노베이션 주식회사 Battery apparatus using auxiliary cell for cell balancing
KR20140138067A (en) * 2013-05-23 2014-12-03 삼성에스디아이 주식회사 Battery rack and driving method thereof
KR20150035266A (en) * 2013-09-27 2015-04-06 주식회사 엘지화학 Apparatus for managing battery pack and battery pack and laptop computer including the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190032883A (en) * 2017-09-20 2019-03-28 삼성에스디아이 주식회사 Battery management sytem
CN110065402A (en) * 2018-01-22 2019-07-30 丰田自动车株式会社 Vehicle
CN110065402B (en) * 2018-01-22 2022-07-26 丰田自动车株式会社 Vehicle with a steering wheel
WO2020091490A1 (en) * 2018-11-01 2020-05-07 삼성전자 주식회사 Electronic device and method for receiving power from external electronic device
US11775040B2 (en) 2018-11-01 2023-10-03 Samsung Electronics Co., Ltd Electronic device and method for receiving power from external electronic device

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