KR20170052954A - 병렬확장을 위한 배터리 팩 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기존 배터리 팩과 연결한 확장 배터리 팩과의 전압차가 소정의 범위를 초과하는 경우, 배터리 시스템이 자체적으로 전압 제어를 하여 배터리 팩 확장의 편의성을 제공할 수 있는 병렬확장을 위한 배터리 팩 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

병렬확장을 위한 배터리 팩 제어 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD OF CONTROLLING BATTERY PACK FOR PARALLEL EXPANSION}
본 발명은 기존 배터리 팩과 연결한 확장 배터리 팩과의 전압차가 소정의 범위를 초과하는 경우, 배터리 시스템이 자체적으로 전압 제어를 하여 배터리 팩 확장의 편의성을 제공할 수 있는 병렬확장을 위한 배터리 팩 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래에 사용 중이었던 배터리 시스템에 배터리 용량을 늘리기 위하여 서브 배터리 팩을 병렬로 확장하는 경우, 사용 중이었던 메인 배터리 팩의 전압은 항상 상이하고 연결시키려는 서브 배터리 팩의 전압은 고정되어 두 팩 사이에 전압차가 발생하게 된다. 또한, 종래에 사용 중이었던 배터리 시스템에서는 전압차에 의해 발생될 과도한 전류를 예방하기 위하여 사람이 직접 서브 배터리 팩을 충전 또는 방전시켜 전압을 비슷하게 한 후 설치 및 연결을 할 수 있었다.
따라서 전압이 일정하지 않은 메인 배터리 팩에 고정된 전압을 가진 서브 배터리 팩을 병렬로 확장 연결하는 경우, 사람이 직접 충/방전을 제어한 후 연결하지 않아도 배터리 시스템 내에서 자체적으로 배터리 팩간의 전압차를 줄일 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
KR 2003-0063146 A
본 발명은 메인 배터리 팩과 연결된 서브 배터리 팩의 전압차가 소정의 범위를 초과하는 경우, 전기적인 연결을 하지 않고 배터리 시스템 내부에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있는 병렬확장을 위한 배터리 팩 제어 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 배터리 팩간의 전압차를 감소시키는 제어를 수행하는 동안 확장 연결 시킨 서브 배터리 팩의 과방전을 방지할 수 있는 병렬확장을 위한 배터리 팩 제어 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명은 하나 이상의 배터리 모듈을 포함하는 메인 배터리 팩 및 하나 이상의 배터리 모듈을 포함하는 하나 이상의 서브 배터리 팩들을 포함하여 구성되는 배터리 시스템에 있어서, 상기 메인 배터리 팩은 전체 배터리 팩의 동작을 제어하는 RBMS, 상기 RBMS의 명령을 받아 상기 각 배터리 모듈들의 전압 또는 온도를 측정하는 MBMS, 배터리 팩의 상태에 따라 메인 배터리 팩의 충/방전을 수행하는 인버터를 포함하여 구성되고 상기 서브 배터리 팩들 각각은 상기 RBMS의 명령을 받아 서브 배터리 팩의 전류를 측정하고 릴레이를 제어하는 EBMS, 상기 RBMS의 명령을 받아 상기 각 배터리 모듈들의 전압 또는 온도를 측정하는 MBMS, 서브 배터리 팩을 메인 배터리 팩에 연결하여 구동시키는 릴레이를 포함하여 구성되고 상기 RBMS는 상기 서브 배터리 팩의 전압에 기반하여 메인 배터리 팩의 전압을 제어하는 배터리 팩 전압 제어장치를 추가로 포함하여 구성된다.
상기 배터리 팩 전압 제어장치는 서브 배터리 팩의 전압에 관한 정보를 수집한 후, 서브 배터리 팩의 MBMS들의 동작을 종료하고 전압 제어를 준비하는 메인 배터리 팩 전압 제어 준비부, 인버터를 통해 충전 또는 방전하여 서브 배터리 팩의 평균 전압과 소정의 범위 이내가 될 때까지 메인 배터리 팩의 충/방전 제어를 수행하는 메인 배터리 팩 전압 제어부, 상기 메인 배터리 팩의 충/방전 제어의 결과, 서브 배터리 팩의 평균 전압과 메인 배터리 팩의 전압차이가 소정의 범위 이내인 경우, 상기 릴레이를 닫아서 상기 메인 배터리 팩과 상기 서브 배터리 팩을 연결하는 배터리 팩 구동부를 포함하여 구성된다.
본 발명은 병렬확장을 위한 배터리 팩 제어 방법에 있어서, 구동 중이던 메인 배터리 팩 및 확장 연결되는 서브 배터리 팩들의 모든 BMS를 식별하여 ID를 할당하고 상기 서브 배터리 팩의 전압을 측정하여 배터리 팩 전압 제어를 준비하는 메인 배터리 팩 전압 제어 준비단계, 인버터를 통해 메인 배터리 팩과 서브 배터리 팩의 전압의 차이가 소정의 범위 이내가 될 때까지 메인 배터리 팩을 충전 또는 방전하여 메인 배터리 팩의 전압을 제어하는 메인 배터리 팩 전압 제어단계, 상기 배터리 팩과 서브 배터리 팩의 전압의 차이가 소정 범위 내인 경우, 메인 배터리 팩과 서브 배터리 팩을 전기적으로 병렬 연결시켜 구동하는 서브 배터리 팩 구동단계를 포함하여 구성된다.
상기 메인 배터리 팩 전압 제어 준비단계는 전체 배터리 팩들 내의 모든 BMS에 ID를 할당하여 각각의 BMS를 식별할 수 있게 하는 ID 할당 단계, 서브 배터리 팩의 MBMS들에게 전압정보를 요청하기 위하여 전압 정보 송신 요청하는 전압 정보 송신 요청단계, 전압 정보 송신 요청을 받은 서브 배터리 팩의 MBMS들은 포함하고 있는 각 배터리 모듈들의 전압 측정을 수행하는 전압 측정 수행 단계, 전압 정보 송신 요청에 대한 응답으로 각 배터리모듈들의 MBMS들이 측정한 서브 배터리 팩의 전압 정보를 수신하는 정보 수신 단계, 서브 배터리 팩으로부터 받은 전압 정보를 저장한 후, 서브 배터리 팩의 MBMS들이 자신에게 할당된 ID를 저장하고 종료하도록 명령하는 MBMS 제어 명령단계를 포함하여 구성된다.
상기 메인 배터리 팩 전압 제어단계는 메인 배터리 팩과 서브 배터리 팩의 전압의 차가 소정의 범위 이내가 될 때까지 메인 배터리 팩을 충전 또는 방전하는 충/방전 수행단계, 서브 배터리 팩의 EMBS와 종료된 MBMS를 다시 구동하여 전압, 전류, 온도를 측정하는 서브 배터리 팩의 전압, 전류, 온도 측정단계, 상기 전압, 전류, 온도 측정단계에서 측정한 서브 배터리 팩의 전압과 메인 배터리 팩의 전압의 차이가 소정의 범위 이내인지 확인하는 전압 차 확인단계, 상기 전압차 확인단계에서 확인한 서브 배터리 팩과 메인 배터리 팩의 전압차이가 소정의 범위 이내로 소정의 시간 동안 유지되는 지를 확인하는 상태 유지 확인 단계를 추가로 포함하여 구성된다.
상기 충/방전 수행단계는 서브 배터리 팩과 메인 배터리 팩의 전압차이가 소정의 전압 범위를 초과하는 경우, 메인 배터리 팩과 저장된 서브 배터리 팩의 전압의 차이가 상기 소정의 범위 이내로 될 때까지 메인 배터리 팩을 충전 또는 방전하는 메인 배터리 팩 충/방전 단계를 더 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩 제어 시스템 및 방법은 배터리 팩간의 전압차가 소정의 범위 이내로 감소할 때까지 전기적으로 연결되지 않게 하여 배터리 손상 및 릴레이 융착을 예방할 수 있으며, 배터리 팩간의 전압차가 감소하도록 제어하는 동안 서브 배터리 팩의 MBMS를 종료하여 확장 연결한 서브 배터리 팩이 방전되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어 시스템 의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어 방법의 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어방법 중 메인 배터리 팩 전압 제어 준비 단계의 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어방법 중 메인 배터리 팩 전압 제어 단계의 순서도.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 식별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어 시스템
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어 시스템을 포함하는 배터리 시스템(300)은 하나의 메인 배터리 팩(100)과 복수 개의 서브 배터리 팩들(200: 200a, 200b, …, 200n)을 포함할 수 있다.
여기서 메인 배터리 팩(100)은 RBMS(메인 배터리 팩의 BMS)에 구성되어 전체 배터리의 동작을 제어하는 전압 제어부(110), 배터리 팩의 충/방전 상태에 따라 메인 배터리 팩(100)의 충/방전을 수행하는 인버터(120), 전압 제어부(110)의 명령을 받아 각각의 배터리 모듈들의 전압 또는 온도를 측정하는 복수 개의 메인 배터리의 MBMS(130)를 포함할 수 있다.
각 서브 배터리 팩들(200)은 전압 제어부(110)의 명령을 받아 서브 배터리 팩의 전류를 측정하고 릴레이를 제어하는 EBMS(210), 전압 제어부(110)의 명령을 받아 자신이 속한 서브 배터리에 포함된 각 서브 배터리 모듈들의 전압 또는 온도를 측정하는 MBMS(220), 자신이 속한 서브 배터리 팩을 메인 배터리 팩(100)에 연결하여 구동시키는 릴레이(230)를 포함할 수 있다.
메인 배터리 팩(100)의 전압 제어부(110)는 본 발명의 전압을 제어하는 장치로서, 메인 배터리 팩 전압 제어 준비부(111), 메인 배터리 팩 전압 제어부(112) 및 배터리 팩 구동부(113)를 포함하여 구성될 수 있다.
메인 배터리 팩 전압 제어 준비부(111)는 서브 배터리 팩의 전압에 관한 정보를 수집한 후 서브 배터리 팩의 MBMS(각 배터리 모듈들의 BMS, 220)들을 종료하여 전압 제어를 준비할 수 있다.
더욱 상세하게는, 메인 배터리 팩 전압 제어 준비부(111)는 MBMS(220)들에게 하나의 서브 배터리 팩(200a)의 전압을 측정하도록 명령하고 측정한 후, 서브 배터리 팩의 방전을 방지하기 위하여 MBMS(220)들이 종료되도록 명령할 수 있다.
메인 배터리 팩 전압 제어부(112)는 메인 배터리 팩 전압 제어 준비부(111)에서 측정한 서브 배터리 팩(200a)의 전압과 메인 배터리 팩(100)의 전압이 소정의 범위 이내가 될 때까지 충전 또는 방전하여 메인 배터리 팩과 서브 배터리 팩의 전압 차이를 줄이도록 조절할 수 있다.
더욱 상세하게는, 메인 배터리 팩 전압 제어부(112)는 인버터(120)에게 메인 배터리 팩(100)의 충전 또는 방전을 수행하도록 명령하여 메인 배터리와 서브 배터리 팩간의 전압 차가 소정의 범위 이내가 될 때까지 제어한 후, 서브 배터리 팩의 MBMS(220)를 구동시켜 다시 전압을 측정할 수 있도록 명령할 수 있다. 그리고 측정한 전압이 소정의 범위 이내인 경우, 인버터(120)에게 충/방전 수행 중지 명령을 내린다.
배터리 팩 구동부(113)는 메인 배터리 팩(100)의 전압이 서브 배터리 팩의 전압(200a)과 소정의 범위 이내인 경우, 서브 배터리 팩(200a)과 메인 배터리 팩(100)을 연결하여 함께 구동시킬 수 있다.
더욱 상세하게는, 배터리 팩 구동부(113)는 EBMS(서브 배터리 팩의 BMS, 210)에게 서브 배터리 팩의 릴레이(230)가 닫힐 수 있도록 명령하고, 릴레이(230)가 닫혀서 메인 배터리 팩과 서브 배터리 팩이 전기적으로 연결되면 인버터(120)가 전체 배터리 시스템(300)에서 다시 구동될 수 있도록 명령할 수 있다.
2. 본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어방법
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어방법은 하나의 메인 배터리 팩(100)과 하나 이상의 서브 배터리 팩(200)을 포함하는 배터리 시스템(300)의 메인 배터리 팩(100)의 전압 제어부(110)에서 수행될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어방법의 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 메인 배터리 팩(100)의 전압 제어부(110)는 구동 중이던 메인 배터리 팩(100)과 확장 연결되는 서브 배터리 팩들(200)의 모든 BMS에 ID를 할당하고 서브 배터리 팩(200a)의 전압을 측정하여 배터리 팩 전압 제어를 준비하는 메인 배터리 팩 전압 제어 준비 단계(S110)를 수행할 수 있다.
더욱 상세하게는, 전압 제어부(110)는 도 3에 도시된 단계들을 더 포함하여 메인 배터리 팩 전압 제어 준비 단계(S110)를 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어방법 중 배터리 팩 전압 제어 준비 단계의 순서도이다.
도 3을 참조하면, 전압 제어부(110)는 전압 제어를 위해 전체 배터리 팩들 내의 모든 BMS에 ID를 할당하여 각각의 BMS를 식별하는 ID 할당 단계(S111)를 수행할 수 있다.
그 후, 전압 제어부(110)는 전압 정보를 요청하기 위하여 서브 배터리 팩의 MBMS들(220)에게 전압 정보 송신 요청하는 전압 정보 송신 요청단계(S112)를 수행할 수 있다.
그 후, 전압 제어부(110)는 전압 정보 송신 요청단계(S112)에서 송신 요청을 받은 서브 배터리 팩의 MBMS들(220)은 각 배터리 모듈들의 전압 측정을 수행하는 전압 측정 수행 단계(S113)를 수행할 수 있다.
그 후, 전압 제어부(110)는 전압 정보 송신 요청에 대한 응답으로 전압 측정 수행 단계(S113)에서 측정한 전압을 서브 배터리 팩의 MBMS들(220)로부터 서브 배터리 팩의 전압 정보를 수신하는 정보 수신 단계(S114)를 수행할 수 있다.
그 후, 전압 제어부(110)는 정보 수신 단계(S114)에서 받은 전압 정보를 저장하고, 서브 배터리 팩의 MBMS들이 ID 할당 단계(S111)에서 할당한 자신의 ID를 저장한 후 종료하도록 명령하는 MBMS 제어 명령단계(S115)를 수행할 수 있다. 여기서 서브 배터리 팩의 방전을 방지하기 위하여 메인 배터리 팩의 전압이 조절되는 동안 서브 배터리 팩의 MBMS들을 종료시킨다.
그 후, 전압 제어부(110)는 인버터를 통해 메인 배터리 팩을 충전 또는 방전하여 메인 배터리 팩과 서브 배터리 팩의 전압이 소정의 범위가 될 때까지 메인 배터리 팩 전압을 제어하는 메인 배터리 팩 전압 제어단계(S120)를 수행할 수 있다.
더욱 상세하게는, 전압 제어부(110)는 도 4에 도시된 단계들을 더 포함하여 메인 배터리 팩 전압 제어단계(S120)를 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어방법 중 메인 배터리 팩 전압 제어단계의 순서도이다.
도 4를 참조하면, 전압 제어부(110)는 메인 배터리 팩과 저장된 서브 배터리 팩의 전압의 차가 소정의 범위 이내가 될 때까지 메인 배터리 팩을 충전 또는 방전하는 메인 배터리 팩의 충/방전 수행단계(S121)를 수행할 수 있다.
그 후, 전압 제어부(110)는 EBMS(210)와 MBMS 제어 명령단계(S115)에서 종료된 서브 배터리 팩의 MBMS(220)들을 다시 구동하여 서브 배터리 팩의 전압, 전류, 온도를 측정하는 서브 배터리 팩의 전압, 전류, 온도 측정단계(S122)를 수행할 수 있다.
그 후, 전압 제어부(110)는 서브 배터리 팩의 전압, 전류, 온도 측정단계(S122)에서 측정한 서브 배터리 팩의 전압과 메인 배터리 팩의 충/방전 수행단계(S121)에서 충/방전이 수행된 메인 배터리 팩의 전압의 차이가 소정의 범위 이내인지 확인하는 전압 차 확인단계(S123)를 수행할 수 있다. 여기서 메인 배터리 팩과 서브 배터리 팩 사이의 전압차가 소정의 범위 이내가 아닌 경우, 메인 배터리 팩의 충/방전 수행단계(S121)부터 다시 수행한다.
그 후, 전압 제어부(110)는 전압 차 확인단계(S123)에서 확인한 서브 배터리 팩과 메인 배터리 팩의 전압차이가 소정의 범위 이내로 소정의 시간 동안 유지되는 지를 확인하는 상태 유지 확인 단계(S124)를 수행할 수 있다. 또한, 전압 차 확인단계(S123)에서 측정한 전류 및 온도로부터 과전류나 쇼트 등과 같은 이상상황이 소정의 시간 동안 발생하지 않는지도 상태 유지 확인 단계(S124)에서 확인할 수 있다.
그 후, 전압 제어부(110)는 상태 유지 확인 단계(S124)에서 이상이 발생하지 않는다면, 메인 배터리 팩과 서브 배터리 팩을 전기적으로 병렬 연결시켜 구동하는 서브 배터리 팩 구동단계(S130)를 수행할 수 있다.
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 통상의 지식을 가진 자는 서술한 특허청구범위 기술 내에서 다양한 실시 예가 가능할 수 있을 것이다.
100: 메인 배터리 팩
110: 전압 제어부
111: 메인 배터리 팩 전압 제어 준비부
112: 메인 배터리 팩 전압 제어부
113: 배터리 팩 구동부
120: 인버터
130: 메인 배터리 모듈의 MBMS
200: 서브 배터리 팩
210: EBMS
220: 서브 배터리 모듈의 MBMS
230: 릴레이
300: 배터리 시스템

Claims (8)

  1. 하나 이상의 배터리 모듈을 포함하는 메인 배터리 팩 및 하나 이상의 배터리 모듈을 포함하는 하나 이상의 서브 배터리 팩들을 포함하여 구성되는 배터리 시스템에 있어서,
    상기 메인 배터리 팩은,
    전체 배터리 팩의 동작을 제어하는 RBMS;
    상기 RBMS의 명령을 받아 상기 각 배터리 모듈들의 전압 및/또는 온도를 측정하는 MBMS;
    배터리 팩의 충/방전 상태에 따라 메인 배터리 팩의 충/방전을 수행하는 인버터; 를 포함하여 구성되고,
    상기 서브 배터리 팩들 각각은,
    상기 RBMS의 명령을 받아 서브 배터리 팩의 전류를 측정하고 릴레이를 제어하는 EBMS;
    상기 RBMS의 명령을 받아 상기 각 배터리 모듈들의 전압 및/또는 온도를 측정하는 MBMS;
    서브 배터리 팩을 메인 배터리 팩에 연결하여 구동시키는 릴레이; 를 포함하여 구성되고,
    상기 RBMS는,
    상기 서브 배터리 팩의 전압에 기반하여 메인 배터리 팩의 전압을 제어하는 배터리 팩 전압 제어장치; 를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 팩 전압 제어장치는
    서브 배터리 팩의 전압에 관한 정보를 수집한 후, 서브 배터리 팩의 MBMS들의 동작을 종료하고 전압 제어를 준비하는 메인 배터리 팩 전압 제어 준비부;
    인버터를 통해 충전 또는 방전하여 서브 배터리 팩의 평균 전압과 소정의 범위 이내가 될 때까지 메인 배터리 팩의 충/방전 제어를 수행하는 메인 배터리 팩 전압 제어부;
    상기 메인 배터리 팩의 충/방전 제어의 결과, 서브 배터리 팩의 평균 전압과 메인 배터리 팩의 전압차이가 소정의 범위 이내인 경우, 상기 릴레이를 닫아서 상기 메인 배터리 팩과 상기 서브 배터리 팩을 연결하는 배터리 팩 구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 메인 배터리 팩 전압 제어부는,
    메인 배터리 팩과 서브 배터리 팩의 전압차가 소정의 범위 이내인 경우, 인버터에 충/방전 중단 명령을 한 후 서브 배터리 팩을 메인 배터리 팩과 연결하는 것을 특징으로 하는 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어 시스템.
  4. 구동 중이던 메인 배터리 팩 및 확장 연결되는 서브 배터리 팩들의 모든 BMS를 식별하여 ID를 할당하고 상기 서브 배터리 팩의 전압을 측정하여 배터리 팩 전압 제어를 준비하는 메인 배터리 팩 전압 제어 준비단계;
    인버터를 통해 메인 배터리 팩과 서브 배터리 팩의 전압의 차이가 소정의 범위 이내가 될 때까지 메인 배터리 팩을 충전 및/또는 방전하여 메인 배터리 팩의 전압을 제어하는 메인 배터리 팩 전압 제어단계;
    상기 배터리 팩과 서브 배터리 팩의 전압의 차이가 소정 범위 내인 경우, 메인 배터리 팩과 서브 배터리 팩을 전기적으로 병렬 연결시켜 구동하는 서브 배터리 팩 구동단계; 를 포함하는 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 메인 배터리 팩 전압 제어 준비단계는,
    전체 배터리 팩들 내의 모든 BMS에 ID를 할당하여 각각의 BMS를 식별할 수 있게 하는 ID 할당 단계;
    서브 배터리 팩의 MBMS들에게 전압정보를 요청하기 위하여 전압 정보 송신 요청하는 전압 정보 송신 요청단계;
    전압 정보 송신 요청을 받은 서브 배터리 팩의 MBMS들은 포함하고 있는 각 배터리 모듈들의 전압 측정을 수행하는 전압 측정 수행 단계;
    전압 정보 송신 요청에 대한 응답으로 각 배터리모듈들의 MBMS들이 측정한 서브 배터리 팩의 전압 정보를 수신하는 정보 수신 단계;
    서브 배터리 팩으로부터 받은 전압 정보를 저장한 후, 서브 배터리 팩의 MBMS들이 자신에게 할당된 ID를 저장하고 종료하도록 명령하는 MBMS 제어 명령단계; 를 포함하는 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어방법.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 메인 배터리 팩 전압 제어단계는,
    메인 배터리 팩과 서브 배터리 팩의 전압의 차가 소정의 범위 이내가 될 때까지 메인 배터리 팩을 충전 및/또는 방전하는 충/방전 수행단계;
    서브 배터리 팩의 EBMS와 종료된 MBMS를 다시 구동하여 전압, 전류, 온도를 측정하는 서브 배터리 팩의 전압, 전류, 온도 측정단계;
    상기 전압, 전류, 온도 측정단계에서 측정한 서브 배터리 팩의 전압과 메인 배터리 팩의 전압의 차이가 소정의 범위 이내인지 확인하는 전압 차 확인단계;
    상기 전압차 확인단계에서 확인한 서브 배터리 팩과 메인 배터리 팩의 전압차이가 소정의 범위 이내로 소정의 시간 동안 유지되는 지를 확인하는 상태 유지 확인 단계; 를 추가로 포함하는 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 충/방전 수행단계는,
    서브 배터리 팩과 메인 배터리 팩의 전압차이가 소정의 전압 범위를 초과하는 경우, 메인 배터리 팩과 저장된 서브 배터리 팩의 전압의 차이가 상기 소정의 범위 이내로 될 때까지 메인 배터리 팩을 충전 또는 방전하는 것을 특징으로 하는 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어방법.
  8. 청구항 6에 있어서, 전압 차 확인단계는,
    상기 서브 배터리 팩의 전압, 전류, 온도 측정단계에서 측정한 서브 배터리 팩의 전압과 메인 배터리 팩의 전압의 차이가 소정의 범위를 초과하는 경우, 서브 배터리 팩의 MBMS를 종료하여 서브 배터리 팩의 방전을 방지하고 다시 충/방전 수행단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 병렬확장을 위한 배터리 팩의 제어방법.
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KR20220092326A (ko) * 2020-12-24 2022-07-01 주식회사 한중엔시에스 인버터를 포함한 배터리 병렬형 에너지 저장장치의 출력 제어 방법
KR20220105254A (ko) * 2021-01-19 2022-07-27 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 배터리 팩의 제어 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022097884A1 (ko) * 2020-11-09 2022-05-12 주식회사 엘지에너지솔루션 통신 id 할당 방법 및 그 방법을 제공하는 시스템
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