KR20170054312A - Cell module with cell balancing function and Battery Pack having that cell module - Google Patents

Cell module with cell balancing function and Battery Pack having that cell module Download PDF

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KR20170054312A
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Abstract

The present invention relates to a cell module with a cell balancing function, to improve the function of a battery for storing new and renewable energy and to reduce production costs of the battery. In the cell module with a cell balancing function, a cell charger controller has a cell balancing function of receiving an external command, driving a DC/DC converter cell charger to measuring voltage, current, and temperature information of a cell, and to transmit the measured information to the outside, and receiving an external command to drive a DC/DC converter cell charger, and to charge a cell by a CC/CV scheme. In the embodiment of the present invention, a cell with high voltage is not discharged, and a cell with low voltage is charged by a CC/CV scheme, so cell deviation can be ameliorated.

Description

셀 밸런싱 기능이 있는 셀 모듈 및 그를 갖는 배터리팩{Cell module with cell balancing function and Battery Pack having that cell module}[0001] The present invention relates to a cell module having a cell balancing function and a battery pack having the cell balancing function,

본 발명은 신재생 에너지 저장용 배터리의 기능을 향상시키고 또한 배터리의 생산원가를 절감 할 수 있는 셀 밸런싱 기능이 있는 셀 모듈 및 그를 갖는 배터리팩에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cell module having a cell balancing function capable of improving the function of a battery for storing a new and renewable energy and reducing a production cost of the battery, and a battery pack having the same.

지구온난화, 화석연료의 고갈 등의 문제로 대체 에너지의 발굴에 많은 관심이 모아지고 있는 가운데 신재생 에너지의 활용도를 높일 수 있는 에너지 저장 용 배터리 개발에 많은 투자가 이루어지고 있다. 미래 대체 에너지원으로 떠오르고 있는 신재생 에너지의 보급을 확대하기 위해서는 이 신재생 에너지를 저장 할 수 있는 배터리의 성능 개선 및 가격 인하가 필요하다.Due to global warming and depletion of fossil fuels, much attention has been drawn to the search for alternative energy sources, and a lot of investment is being made in the development of energy storage batteries that can enhance the utilization of renewable energy. In order to expand the supply of new and renewable energy that is emerging as a future alternative energy source, it is necessary to improve the performance of the battery capable of storing the renewable energy and reduce the price.

태양광 발전전력이나 풍력 발전 전력을 저장 하였다가 필요할 때 사용을 할 수 있는 배터리를 구성하는데 있어 필수적인 기술이 셀 밸런싱 기술이다. 셀 밸런싱 기술이 우수하면 배터리의 성능이 개선되고 수명이 연장되며 또한 배터리의 제조원가가 절감된다. 그 이유는 셀 밸런싱 기능이 우수하면 배터리를 만 충전 할 수 있어 에너지 저장의 가용 용량이 증가하고, 셀 밸런싱을 잘 할 수 있으면 배터리를 구성하는 셀 (Cell, 전지) 들의 편차를 관리할 수 있어 셀들을 과전압 충전으로부터 보호를 할 수 있어 셀의 수명이 연장되며, 또한 셀 편차를 수용할 수 있는 셀 밸런싱 기술을 적용하면 셀의 제조 공정에서 셀 선별 공정을 단순화 할 수 있어 셀의 제조 원가가 절감된다.Cell balancing technology is an essential technique for constructing a battery that can store solar power or wind power and can be used when needed. Excellent cell balancing technology improves battery performance, prolongs life and reduces battery manufacturing costs. The reason for this is that if the cell balancing function is excellent, the battery can be charged only, the available capacity of the energy storage is increased, and if the cell balancing is good, the deviation of the cells constituting the battery can be managed, Can be protected from overvoltage charging, thereby prolonging the lifetime of the cell. Moreover, by employing the cell balancing technique capable of accommodating the cell deviation, the cell sorting process can be simplified in the cell manufacturing process, thereby reducing the manufacturing cost of the cell .

셀 밸런싱 기술에는 패시브 방식과 액티브 방식이 있다. 패시브 방식은 전압이 높은 셀을 저항을 통해 방전하여 전압을 낮추어 셀 편차를 해소하는 방법이다. 이때 방전하는 에너지는 저항에서 열로 소비해 버린다. Cell balancing technologies are passive and active. The passive method is a method of eliminating a cell deviation by discharging a cell having a high voltage through a resistor to lower the voltage. At this time, the discharge energy consumes heat from the resistor.

액티브 방식은 전압이 높은 셀을 방전하여 전압이 낮은 셀로 이동 시켜 셀 간의 편차를 해소 하는 방법이다. The active method is a method of eliminating a deviation between cells by discharging a cell having a high voltage and moving it to a cell having a low voltage.

패시브 방식은 회로가 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있어 현재 대부분의 에너지 저장용 배터리에는 패시브 방식이 사용된다. The passive approach has the advantages of simple circuitry and low cost, and passive mode is used for most energy storage batteries today.

액티브 방식은 방전 에너지를 재 활용하고 셀 밸런싱 시 열의 발생이 적다는 장점이 있지만 셀 밸런싱 성능이 패시브 방식과 비교해 크기게 개선되지 않으며 회로가 복잡하며 가격이 비싸 현재 거의 사용되지 않는다. The active method has advantages of recycling discharge energy and less heat generation during cell balancing, but cell balancing performance is not improved much compared with passive method, circuit is complicated, price is high and it is rarely used at present.

기존의 방식에서는 전압이 높은 셀을 방전하여 셀 편차를 해소 한다는 공통점이 있다.In the conventional method, a cell having a high voltage is discharged to eliminate a cell deviation.

따라서, 셀 편차를 해소하고 배터리를 만 충전 할 수 있도록 하는 것이 매우 중요한 실정이다.Therefore, it is very important to solve the cell deviation and to charge the battery only.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전압이 높을 셀을 방전하지 않고 셀 편차를 해소함으로써 배터리를 만 충전 할 수 있도록 하여 에너지 저장 용량을 최대한 사용할 수 있도록 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION [0008] Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to solve the above problem by solving the cell deviation without discharging cells having a high voltage, .

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 셀들을 CC/CV 방식으로 충전하여 셀들을 과전압 충전으로 부터 보호하여 배터리의 수명을 연장시키는데 있다.Another object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a method of extending the service life of a battery by charging cells with a CC / CV method to protect cells from overvoltage charging.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전압이 셀 편차를 효과적으로 관리할 수 있도록 하여 셀의 제조 공정에서 셀 선별 공정을 단순화시킴으로서 셀의 제조원가를 줄이는데 있다.It is another object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to reduce cell manufacturing costs by simplifying cell selection processes in a cell manufacturing process by effectively managing cell deviation.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 셀모듈은,According to an aspect of the present invention, there is provided a cell module including:

온도 센서가 내장되는 충전 가능한 셀;A rechargeable cell having a built-in temperature sensor;

상기 전지를 충전하는 DV/DC 컨버터 셀 충전기;A DV / DC converter cell charger for charging the battery;

외부와 통신을 하기 위한 통신 모듈; A communication module for communicating with the outside;

상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀의 전압, 전류, 온도 정보를 측정하여 상기 통신모듈을 통하여 외부의 외부에 송신하고, 상기 통신 모듈을 통해 외부의 명령을 받아 상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀을 CC/CV 방식으로 충전하는 셀 충전기 제어기를 포함한다.DC converter cell charger to measure voltage, current, and temperature information of the cell, transmit the measured voltage, current, and temperature information to the outside through the communication module, receive an external command through the communication module, And a cell charger controller for driving the charger to charge the cell in a CC / CV manner.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 셀모듈은,According to another aspect of the present invention, there is provided a cell module including:

온도 센서가 내장되는 충전 가능한 셀;A rechargeable cell having a built-in temperature sensor;

상기 전지를 충전하는 DV/DC 컨버터 셀 충전기;A DV / DC converter cell charger for charging the battery;

외부와 무선 통신을 하기 위한 무선 통신 모듈; A wireless communication module for performing wireless communication with the outside;

상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀의 전압, 전류, 온도 정보를 측정하여 상기 무선 통신 모듈을 통하여 외부의 외부에 송신하고, 상기 무선 통신 모듈을 통해 외부의 명령을 받아 상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀을 CC/CV 방식으로 충전하는 셀 충전기 제어기를 포함한다.DC / DC converter cell charger to measure voltage, current, and temperature information of the cell, transmit the measured voltage, current, and temperature information to the outside through the wireless communication module, receive the external command through the wireless communication module, And a cell charger controller for driving the converter cell charger to charge the cell in a CC / CV manner.

상기 무선 통신 모듈은 안테나를 더 포함한다.The wireless communication module further includes an antenna.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 셀모듈 및 그를 갖는 배터리팩은,According to an aspect of the present invention, there is provided a cell module and a battery pack having the same,

복수개의 셀 모듈을 포함하고,Comprising a plurality of cell modules,

상기 셀 모듈 각각은,Each of the cell modules includes:

온도 센서가 내장되는 충전 가능한 셀;A rechargeable cell having a built-in temperature sensor;

상기 전지를 충전하는 DV/DC 컨버터 셀 충전기;A DV / DC converter cell charger for charging the battery;

외부와 통신을 하기 위한 통신 모듈; A communication module for communicating with the outside;

상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀의 전압, 전류, 온도 정보를 측정하여 상기 통신모듈을 통하여 외부의 외부에 송신하고, 상기 통신 모듈을 통해 외부의 명령을 받아 상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀을 CC/CV 방식으로 충전하는 셀 충전기 제어기를 포함하고,DC converter cell charger to measure voltage, current, and temperature information of the cell, transmit the measured voltage, current, and temperature information to the outside through the communication module, receive an external command through the communication module, And a cell charger controller for driving the charger to charge the cell in a CC / CV manner,

상기 각 셀모듈의 각 셀은 다른 셀모듈의 셀과 직렬연결되고, Wherein each cell of each cell module is connected in series with a cell of another cell module,

통신 커넥터에 상기 각 셀모듈의 셀모듈 통신 커넥터가 연결되고,The communication connector is connected to the cell module communication connector of each of the cell modules,

전원 공급 커넥터에 셀충전 제어기의 전원 공급 커넥터가 연결되는 것을 특징으로 한다.And the power supply connector of the cell charge controller is connected to the power supply connector.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 셀모듈을 갖는 배터리팩은,According to another aspect of the present invention, there is provided a battery pack having a cell module,

복수개의 셀 모듈을 포함하고,Comprising a plurality of cell modules,

상기 셀 모듈 각각은,Each of the cell modules includes:

온도 센서가 내장되는 충전 가능한 셀;A rechargeable cell having a built-in temperature sensor;

상기 전지를 충전하는 DV/DC 컨버터 셀 충전기;A DV / DC converter cell charger for charging the battery;

외부와 무선 통신을 하기 위한 무선 통신 모듈; A wireless communication module for performing wireless communication with the outside;

상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀의 전압, 전류, 온도 정보를 측정하여 상기 무선 통신 모듈을 통하여 외부의 외부에 송신하고, 상기 무선 통신 모듈을 통해 외부의 명령을 받아 상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀을 CC/CV 방식으로 충전하는 셀 충전기 제어기를 포함하고,DC / DC converter cell charger to measure voltage, current, and temperature information of the cell, transmit the measured voltage, current, and temperature information to the outside through the wireless communication module, receive the external command through the wireless communication module, And a cell charger controller for driving the converter cell charger to charge the cell in a CC / CV manner,

상기 각 셀모듈의 각 셀은 다른 셀모듈의 셀과 직렬연결되고, Wherein each cell of each cell module is connected in series with a cell of another cell module,

전원 공급 커넥터에 셀충전 제어기의 전원 공급 커넥터가 연결되는 것을 특징으로 한다.And the power supply connector of the cell charge controller is connected to the power supply connector.

이와 같은 본 발명의 실시예에서는 전압이 높을 셀을 방전 하지 않고 전압이 낮은 셀을 CC/CV 방식으로 충전하여 셀 편차를 해소할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, a cell having a high voltage can be charged by a CC / CV method without discharging the cell and a cell deviation can be solved.

또한, 본 발명의 실시예에서는 전압이 높을 셀을 방전하지 않고 셀 편차를 해소 함으로 배터리를 만 충전 할 수 있어 에너지 저장 용량을 최대한 사용할 수 있다.Also, in the embodiment of the present invention, since the cell deviation is eliminated without discharging the cell having a high voltage, the battery can be charged only, and the energy storage capacity can be used to the maximum.

또한, 본 발명의 실시예에서는 셀들을 CC/CV 방식으로 충전하여 셀들을 과전압 충전으로 부터 보호하여 배터리의 수명이 연장된다. Also, in the embodiment of the present invention, the cells are charged by the CC / CV method to protect the cells from over-voltage charging, thereby extending the life of the battery.

또한, 본 발명의 실시예에서는 전압이 낮은 셀들을 CC/CV 방식으로 충전 함으로 셀 편차를 효과적으로 관리할 수 있어 셀의 제조 공정에서 셀 선별 공정을 단순화 할 수 있어 셀의 제조원가를 절감 할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, the cell deviation can be effectively managed by charging the cells with low voltage by the CC / CV method, so that the cell sorting process can be simplified in the cell manufacturing process, and the manufacturing cost of the cell can be reduced.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 셀 모듈의 예시를 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 셀 모듈의 예시이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 셀 모듈을 갖는 배터리 팩의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 셀 모듈을 갖는 배터리팩의 예를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing an example of a cell module according to a first embodiment of the present invention.
2 is an illustration of a cell module according to a second embodiment of the present invention.
3 is a view showing an example of a battery pack having a cell module according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view showing an example of a battery pack having a cell module according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 셀 모듈의 예시를 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram showing an example of a cell module according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예의 셀 모듈은 CC/CV 충전기 기능을 갖춘 DC/DC 컨버터, 마이크로 프로세서 기반의 셀 충전기 제어기, 통신 모듈 그리고 셀로 구성되어 있다. Referring to FIG. 1, a cell module according to an embodiment of the present invention includes a DC / DC converter having a CC / CV charger function, a microprocessor-based cell charger controller, a communication module, and a cell.

도 1에 셀 모듈 회로도를 예시하였다. FIG. 1 illustrates a cell module circuit diagram.

DC/DC 컨버터 셀 충전기(110)는 모듈을 구성하는 셀의 전압을 설정된 전압으로 변환하는 역할을 한다.The DC / DC converter cell charger 110 converts the voltage of a cell constituting the module into a set voltage.

따라서 이 DC/DC 컨버터 셀 충전기(110)의 출력은 입력 전압에 관계없이 다시 말해 셀의 전압에 관계없이 설정된 전압을 출력한다.  Therefore, the output of the DC / DC converter cell charger 110 outputs the set voltage irrespective of the input voltage, that is, regardless of the voltage of the cell.

또한 이 DC/DC 컨버터 셀 충전기(110)는 CC/CV (constant current / constant voltage, 정전류/정전압) 충전 기능을 가지고 있어 셀 모듈의 셀을 셀 전압에 관계없이 CC/CV 방식으로 충전 할 수 있다. Also, since the DC / DC converter cell charger 110 has a constant current / constant voltage (CC / CV) charging function, the cell of the cell module can be charged by the CC / CV method regardless of the cell voltage .

셀 충전기 제어기(130)는 마이크로 프로세서로 구성되어 있으며 외부의 명령을 받아 DC/DC 컨버터 셀 충전기 내부의 CC/CV 충전기(110)를 제어하여 셀을 CC/CV 방식으로 충전한다. The cell charger controller 130 is composed of a microprocessor and controls the CC / CV charger 110 in the DC / DC converter cell charger in response to an external command to charge the cell by the CC / CV method.

또한, 셀 충전기 제어기(130)는 DC/DC 컨버터 셀 충전기(110)에 내장되어 있는 회로 및 마이크로프로세서에 내장되어 있는 ADC를 이용하여 셀의 전압, 전류 및 온도를 측정하고 이 값을 외부에 전달한다. Also, the cell charger controller 130 measures the voltage, current, and temperature of the cell using the circuit built in the DC / DC converter cell charger 110 and the ADC built in the microprocessor, and transmits this value to the outside do.

또한, 셀 충전기 제어기(130)는 전압이 높을 셀을 방전 하지 않고 전압이 낮은 셀을 CC/CV 방식으로 충전하여 셀 편차를 해소하고, 배터리를 만 충전 한다. 이에 따라 에너지 저장 용량을 최대한 사용할 수 있다.In addition, the cell charger controller 130 charges the cells having a low voltage without discharging the cells having a high voltage by the CC / CV method to eliminate the cell deviation, and charges the battery only. As a result, energy storage capacity can be maximized.

또한, 셀 충전기 제어기(130)는 셀들을 CC/CV 방식으로 충전하여 셀들을 과전압 충전으로 부터 보호하여 배터리의 수명을 연장한다. In addition, the cell charger controller 130 charges the cells in a CC / CV manner to protect the cells from overvoltage charging to extend battery life.

또한, 셀 충전기 제어기(130)는 전압이 낮은 셀들을 CC/CV 방식으로 충전함으로써 셀 편차를 효과적으로 관리하여 셀의 제조 공정에서 셀 선별 공정을 단순화하고, 셀의 제조원가를 절감한다.Also, the cell charger controller 130 effectively manages the cell deviation by charging the cells with low voltage by the CC / CV method, thereby simplifying the cell sorting process in the cell manufacturing process and reducing the manufacturing cost of the cell.

그리고 DC/DC 컨버터 셀 충전기(110)가 셀의 전압, 전류 및 온도를 측정 하는 방법은 일반적으로 널리 알려진 기술로 여기에서는 이에 대한 구체적인 기술을 생략한다. The method of measuring the voltage, current, and temperature of the cell by the DC / DC converter cell charger 110 is generally well-known technology, and a detailed description thereof will be omitted here.

통신 모듈(140)은 외부와 셀 모듈(100)의 셀 충전기 제어기(130)와의 통신을 담당한다. The communication module 140 is responsible for communication between the outside and the cell charger controller 130 of the cell module 100.

셀 충전기 제어기(130)는 외부에서 공급하는 전원으로 구동한다. 따라서 외부에서 전원을 공급하지 않으면 셀 모듈의 셀 충전기 제어기(130)는 동작을 하지 않으며 이때 셀 모듈의 소비전력은 없다. The cell charger controller 130 is driven by an external power source. Therefore, if power is not supplied from the outside, the cell charger controller 130 of the cell module does not operate and there is no power consumption of the cell module at this time.

셀 모듈(100)에는 셀 모듈에 내장되어 있는 셀의 음극과 양극을 연결 할 수 있는 단자(121, 122), 셀 충전 제어기에 전원을 공급 할 수 있는 커넥터(131) 그리고 셀 모듈과 외부와의 통신을 위한 커넥터(141)가 구비되어 있다 The cell module 100 is provided with terminals 121 and 122 for connecting a cathode and an anode of a cell built in the cell module, a connector 131 for supplying power to the cell charge controller, And a connector 141 for communication is provided

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 셀 모듈의 예시이다.2 is an illustration of a cell module according to a second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 셀 모듈(101)은 도 1의 제1 실시예와 유사한 구조와 기능을 가지고 있으나 통신 모듈(140)이 무선 통신 모듈(150)이라는 점이 다르다. 2, the cell module 101 according to the second embodiment of the present invention has a structure and functions similar to those of the first embodiment of FIG. 1, except that the communication module 140 is a wireless communication module 150 different.

제1 실시예서는 도 1에 있는 셀 모듈 통신 커넥터(141)가 없고 대신 안테나(151)가 추가로 구비된다.In the first embodiment, there is no cell module communication connector 141 shown in Fig. 1, but an antenna 151 is additionally provided.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 셀 모듈을 갖는 배터리 팩의 예를 나타낸 도면이다.3 is a view showing an example of a battery pack having a cell module according to the first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 셀 모듈을 갖는 배터리 팩(1000)은 도 1의 셀 모듈(100)을 사용하여 구성한 배터리 팩을 예시한다. Referring to FIG. 3, a battery pack 1000 having a cell module according to the first embodiment illustrates a battery pack constructed using the cell module 100 of FIG.

도 3에서는 셀 모듈(100) N개를 직렬로 연결하여 구성한 배터리 팩(1000)을 예시한다. 3 illustrates a battery pack 1000 in which N cell modules 100 are connected in series.

셀 모듈(100)들은 필요에 따라 병렬 또는 직렬 병렬을 혼합하여 배터리팩(1000)를 구성 할 수 도 있다. The cell modules 100 may be configured as a battery pack 1000 by mixing parallel or serial parallel as necessary.

도 3와 같이 셀 모듈(100)들을 연결하여 배터리 팩(1000)을 구성하고 배터리 팩의 양극 및 음극 단자(1140, 1130)를 통해 배터리를 충전 또는 방전 할 수 있다. As shown in FIG. 3, the cell modules 100 are connected to form a battery pack 1000, and the battery can be charged or discharged through the positive and negative terminals 1140 and 1130 of the battery pack.

셀 모듈(100)들의 셀 충전기 제어기(130)는 셀의 전압을 측정하여 이 셀 전압 정보를 통신 모듈(140)을 통해 외부로 전달한다. The cell charger controller 130 of the cell modules 100 measures the voltage of the cell and transmits the cell voltage information to the outside through the communication module 140.

이 정보를 받은 외부의 BMS (battery management system, 배터리 관리 시스템) 또는 외부 장비는 다른 셀 모듈들로 부터 보내온 셀 전압정보들을 비교하여 다른 셀 모듈의 전압 보다 전압이 낮은 셀 모듈이 있을 경우 해당 셀 모듈에 명령을 전달하여 해당 셀 모듈의 셀을 CC/CV 방식으로 충전 하도록 명령을 준다. The external BMS (battery management system) or external equipment receiving the information compares the cell voltage information sent from the other cell modules, and if there is a cell module having a voltage lower than that of the other cell modules, Command to charge the cell of the corresponding cell module by the CC / CV method.

CC/CV 로 셀을 충전 하라는 명령을 받은 셀 충전기 제어기(130)는 DC/DC 컨버터 셀 충전기(110)를 구동하여 셀을 설정된 전압으로 CC/CV 방식으로 충전 하며 이러한 과정을 통하여 배터리를 구성 하고 있는 셀들의 편차를 해소하여 셀 밸런싱 기능을 수행한다.The cell charger controller 130, which receives the command to charge the cell with the CC / CV, drives the DC / DC converter cell charger 110 to charge the cell with the set voltage in the CC / CV manner. And the cell balancing function is performed.

배터리 팩(1000)에는 셀 모듈들의 셀 충전기 제어기(130)에 전원을 공급하는 커넥터(1110)가 있어 이를 통해 셀 모듈(100)의 셀 충전기 제어기(130)들에 전원을 공급한다. 배터리 팩(1000)에는 배터리 팩(1000)과 외부 장비와의 통신을 위한 커넥터(1120)가 구비되어 있다. The battery pack 1000 includes a connector 1110 for supplying power to the cell charger controller 130 of the cell modules 100 and supplies power to the cell charger controllers 130 of the cell module 100. The battery pack 1000 is provided with a connector 1120 for communication between the battery pack 1000 and external equipment.

이와 같은 본 발명의 제1 실시예의 배터리 팩(1000)은 도 1의 셀 모듈(100)들을 사용하여 도 3과 같이 배터리 팩(1000)을 구성하고, 셀 모듈(100)들의 셀 충전기 제어기(130)들이 외부의 명령을 받아 DC/DC 컨버터 셀 충전기(110)를 구동하여 셀의 전압, 전류, 온도를 측정하여 외부에 보내주고, 셀 모듈(100)들은 외부의 명령을 받아 DC/DC 컨버터 셀 충전기(110)를 구동하여 필요한 셀들을 CC/CV 방식으로 충전하는 방식으로 셀 밸런싱 기능을 수행한다.The battery pack 1000 of the first embodiment of the present invention includes the cell module 100 of FIG. 1 and the battery pack 1000 of FIG. 3, and the cell charger controller 130 of the cell modules 100 The cell modules 100 receive external commands and measure the voltage, current, and temperature of the cell by driving the DC / DC converter cell charger 110, and the cell modules 100 receive the external command, And the cell balancing function is performed by charging the required cells by the CC / CV method by driving the charger 110.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 셀 모듈을 갖는 배터리팩의 예를 나타낸 도면이다.4 is a view showing an example of a battery pack having a cell module according to a second embodiment of the present invention.

도 4의 제2 실시예에 따른 배터리 팩(1001)은 도 3과 유사하나 도 3이 유선 통신을 통해 외부와 통신하는 것에 비해 도 4에서는 무선 통신을 통해 외부와 통신을 한다.The battery pack 1001 according to the second embodiment of FIG. 4 is similar to that of FIG. 3, but FIG. 3 communicates with the outside through wire communication while FIG. 4 communicates with the outside through wireless communication.

이러한 제2 실시예의 배터리 팩(1001)은 도 2의 무선통신 셀 모듈(101)들을 사용하여 도 4와 같이 무선통신을 하는 배터리 팩(1001)을 구성하고, 셀 모듈(101)들의 셀 충전기 제어기(130)들이 외부의 명령을 받아 DC/DC 컨버터 셀 충전기(110)를 구동하여 셀의 전압, 전류, 온도 정보를 측정하여 외부에 보내주고, 셀 모듈(101)들은 외부의 명령을 받아 DC/DC 컨버터 셀 충전기(110)를 구동하여 필요한 셀들을 CC/CV 방식으로 충전하는 방식으로 셀 밸런싱 기능을 수행하는 셀 밸런싱 기능이 있는 셀 모듈을 제공한다.The battery pack 1001 of the second embodiment constitutes a battery pack 1001 that performs wireless communication as shown in FIG. 4 using the wireless communication cell modules 101 of FIG. 2, and the cell- The cell modules 101 receive external commands and drive the DC / DC converter cell charger 110 to measure the voltage, current, and temperature information of the cells and send them to the outside. DC converter cell charger 110 to charge the necessary cells in a CC / CV manner. The cell balancing function is performed by the cell balancing function.

이와 같은 본 발명의 실시예에서는 전압이 높을 셀을 방전 하지 않고 전압이 낮은 셀을 CC/CV 방식으로 충전하여 셀 편차를 해소할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, a cell having a high voltage can be charged by a CC / CV method without discharging the cell and a cell deviation can be solved.

또한, 본 발명의 실시예에서는 전압이 높을 셀을 방전하지 않고 셀 편차를 해소 함으로 배터리를 만 충전 할 수 있어 에너지 저장 용량을 최대한 사용할 수 있다.Also, in the embodiment of the present invention, since the cell deviation is eliminated without discharging the cell having a high voltage, the battery can be charged only, and the energy storage capacity can be used to the maximum.

또한, 본 발명의 실시예에서는 셀들을 CC/CV 방식으로 충전하여 셀들을 과전압 충전으로 부터 보호하여 배터리의 수명이 연장된다. Also, in the embodiment of the present invention, the cells are charged by the CC / CV method to protect the cells from over-voltage charging, thereby extending the life of the battery.

또한, 본 발명의 실시예에서는 전압이 낮은 셀들을 CC/CV 방식으로 충전 함으로 셀 편차를 효과적으로 관리할 수 있어 셀의 제조 공정에서 셀 선별 공정을 단순화 할 수 있어 셀의 제조원가를 절감 할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, the cell deviation can be effectively managed by charging the cells with low voltage by the CC / CV method, so that the cell sorting process can be simplified in the cell manufacturing process, and the manufacturing cost of the cell can be reduced.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.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, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

Claims (5)

온도 센서가 내장되는 충전 가능한 셀;
상기 전지를 충전하는 DV/DC 컨버터 셀 충전기;
외부와 통신을 하기 위한 통신 모듈;
상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀의 전압, 전류, 온도 정보를 측정하여 상기 통신모듈을 통하여 외부의 외부에 송신하고, 상기 통신 모듈을 통해 외부의 명령을 받아 상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀을 CC/CV 방식으로 충전하는 셀 충전기 제어기를 포함하는 셀모듈.A rechargeable cell having a built-in temperature sensor;
A DV / DC converter cell charger for charging the battery;
A communication module for communicating with the outside;
DC converter cell charger to measure voltage, current, and temperature information of the cell, transmit the measured voltage, current, and temperature information to the outside through the communication module, receive an external command through the communication module, And a cell charger controller for driving the charger to charge the cell in a CC / CV manner. 온도 센서가 내장되는 충전 가능한 셀;
상기 전지를 충전하는 DV/DC 컨버터 셀 충전기;
외부와 무선 통신을 하기 위한 무선 통신 모듈;
상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀의 전압, 전류, 온도 정보를 측정하여 상기 무선 통신 모듈을 통하여 외부의 외부에 송신하고, 상기 무선 통신 모듈을 통해 외부의 명령을 받아 상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀을 CC/CV 방식으로 충전하는 셀 충전기 제어기를 포함하는 셀모듈.A rechargeable cell having a built-in temperature sensor;
A DV / DC converter cell charger for charging the battery;
A wireless communication module for performing wireless communication with the outside;
DC / DC converter cell charger to measure voltage, current, and temperature information of the cell, transmit the measured voltage, current, and temperature information to the outside through the wireless communication module, receive the external command through the wireless communication module, And a cell charger controller for driving the converter cell charger to charge the cell in a CC / CV manner. 제2항에 있어서,
상기 무선 통신 모듈은 안테나를 더 포함하는 셀모듈.3. The method of claim 2,
Wherein the wireless communication module further comprises an antenna. 복수개의 셀 모듈을 포함하고,
상기 셀 모듈 각각은,
온도 센서가 내장되는 충전 가능한 셀;
상기 전지를 충전하는 DV/DC 컨버터 셀 충전기;
외부와 통신을 하기 위한 통신 모듈;
상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀의 전압, 전류, 온도 정보를 측정하여 상기 통신모듈을 통하여 외부의 외부에 송신하고, 상기 통신 모듈을 통해 외부의 명령을 받아 상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀을 CC/CV 방식으로 충전하는 셀 충전기 제어기를 포함하고,
상기 각 셀모듈의 각 셀은 다른 셀모듈의 셀과 직렬연결되고,
통신 커넥터에 상기 각 셀모듈의 셀모듈 통신 커넥터가 연결되고,
전원 공급 커넥터에 셀충전 제어기의 전원 공급 커넥터가 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.Comprising a plurality of cell modules,
Each of the cell modules includes:
A rechargeable cell having a built-in temperature sensor;
A DV / DC converter cell charger for charging the battery;
A communication module for communicating with the outside;
DC converter cell charger to measure voltage, current, and temperature information of the cell, transmit the measured voltage, current, and temperature information to the outside through the communication module, receive an external command through the communication module, And a cell charger controller for driving the charger to charge the cell in a CC / CV manner,
Wherein each cell of each cell module is connected in series with a cell of another cell module,
The communication connector is connected to the cell module communication connector of each of the cell modules,
And the power supply connector of the cell charge controller is connected to the power supply connector. 복수개의 셀 모듈을 포함하고,
상기 셀 모듈 각각은,
온도 센서가 내장되는 충전 가능한 셀;
상기 전지를 충전하는 DV/DC 컨버터 셀 충전기;
외부와 무선 통신을 하기 위한 무선 통신 모듈;
상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀의 전압, 전류, 온도 정보를 측정하여 상기 무선 통신 모듈을 통하여 외부의 외부에 송신하고, 상기 무선 통신 모듈을 통해 외부의 명령을 받아 상기 DC/DC 컨버터 셀 충전기를 구동하여 상기 셀을 CC/CV 방식으로 충전하는 셀 충전기 제어기를 포함하고,
상기 각 셀모듈의 각 셀은 다른 셀모듈의 셀과 직렬연결되고,
전원 공급 커넥터에 셀충전 제어기의 전원 공급 커넥터가 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
Comprising a plurality of cell modules,
Each of the cell modules includes:
A rechargeable cell having a built-in temperature sensor;
A DV / DC converter cell charger for charging the battery;
A wireless communication module for performing wireless communication with the outside;
DC / DC converter cell charger to measure voltage, current, and temperature information of the cell, transmit the measured voltage, current, and temperature information to the outside through the wireless communication module, receive the external command through the wireless communication module, And a cell charger controller for driving the converter cell charger to charge the cell in a CC / CV manner,
Wherein each cell of each cell module is connected in series with a cell of another cell module,
And the power supply connector of the cell charge controller is connected to the power supply connector.
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