KR20180026947A - Power supply circuit, and battery pack including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력 공급 회로 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 셀들 중 일부가 비정상 상태가 되는 경우, 정상 상태에 있는 배터리 셀만을 선택적으로 이용하여, 부하에 대한 전력 공급을 유지하는 전력 공급 회로 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, and portable telephones has rapidly increased, and electric vehicles, storage batteries for energy storage, robots, and satellites have been developed in earnest. Researches are being actively conducted.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Among the commercially available batteries, there are nickel cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium batteries have almost no memory effect compared with nickel-based batteries, It is very popular because it has very low energy density.
배터리의 최소 단위를 배터리 셀이라고 칭할 수 있으며, 다수개가 직렬 연결된 배터리 셀은 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 또한, 다수의 배터리 모듈이 직렬 또는 병렬로 연결됨으로써 배터리 팩을 구성할 수 있다.The minimum unit of the battery may be referred to as a battery cell, and a plurality of battery cells connected in series may constitute a battery module. In addition, a plurality of battery modules may be connected in series or in parallel to constitute a battery pack.
전기 자동차 등에 탑재되는 배터리 팩은 서로 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수의 배터리 모듈을 포함하는 것이 일반적이다. 이러한 배터리 팩에 포함된 각각의 배터리 모듈과 그에 포함된 배터리 셀들의 상태는 BMS(Battery Management System)가 탑재된 컨트롤러에 의해 모니터링된다. 상기 컨트롤러는 상기 모니터링된 상태를 기초로, 밸런싱 동작, 냉각 동작, 충전 동작, 방전 동작 등을 제어하기 위한 신호를 출력할 수 있다.BACKGROUND ART [0002] A battery pack mounted on an electric vehicle or the like generally includes a plurality of battery modules connected to each other in series or in parallel. The state of each battery module included in the battery pack and the battery cells included therein is monitored by a controller equipped with a battery management system (BMS). The controller may output a signal for controlling a balancing operation, a cooling operation, a charging operation, a discharging operation, and the like based on the monitored state.
한편, 배터리 팩에 포함되는 개개의 배터리 모듈 및/또는 배터리 셀은 사용 환경이나 외부 충격 등과 같은 다양한 원인으로 인해, 정상 상태를 벗어날 수 있다. '정상 상태'란, 안전 상의 문제없이 충전 동작 및 방전 동작이 가능한 상태를 의미한다. 이때, 정상 상태를 벗어난 배터리 셀은 '비정상 상태'에 있다고 할 수 있다. 예컨대, 배터리 셀이 과열, 과충전 또는 과방전된 경우, 비정상 상태에 있다고 할 수 있다. 다른 예로, 배터리 셀에 연결된 전력 라인이 단선된 경우, 배터리 셀 자체의 이상 여부과 무관하게, 그 배터리 셀은 비정상 상태에 있다고 할 수 있다.On the other hand, the individual battery modules and / or the battery cells included in the battery pack may deviate from the normal state due to various causes such as a use environment or an external impact. The 'steady state' means a state in which the charging operation and the discharging operation can be performed without a safety problem. At this time, the battery cell that is out of the normal state may be said to be in an 'abnormal state'. For example, when the battery cell is overheated, overcharged, or overdischarged, it may be said to be in an abnormal state. As another example, when the power line connected to the battery cell is disconnected, the battery cell is in an abnormal state regardless of the abnormality of the battery cell itself.
이와 관련된 종래 기술로서 한국 공개특허공보 제10-2012-0051464호(이하, '특허문헌 1'이라고 함) 및 한국 공개특허공보 제10-2013-0040575호(이하, '특허문헌 2'라고 함)가 개시된 바 있다. 특허문헌 1은 배터리에 고장이 발생된 경우 비상 주행 모드에 진입하여, 차량의 최고 속도와 주행 거리를 제한하는 전기 자동차용 비상 주행 제어 방법을 개시한다. 특허문헌 2는 복수의 배터리 각각의 고장 여부를 판단하는 방법을 개시한다.(Hereinafter referred to as Patent Document 1) and Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0040575 (hereinafter referred to as Patent Document 2) Have been disclosed.
특허문헌 1 및 2에 따르면, 배터리 셀의 고장으로 인한 안전 상의 문제를 어느 정도 해소할 수 있다. 하지만, 특허문헌 1에 따른 비상 주행을 위해서는 고장난 배터리를 계속 사용해야만 한다는 제약이 존재한다. 또한, 특허문헌 2는 각 배터리 셀의 내부 압력을 기초로 고장을 검출하는 방법만을 제공하는 데에 그치고 있다.According to
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 셀들이 정상 상태에 있는지 개별적으로 판정하고, 비정상 상태에 있는 일부 배터리 셀들을 배터리 팩으로부터 선택적으로 제거 가능하도록 구성된 전력 공급 회로 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to separately determine whether a plurality of battery cells included in a battery pack are in a normal state, selectively remove some battery cells in an abnormal state from a battery pack And a battery pack including the same.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. It is also to be understood that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations thereof.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.Various embodiments of the present invention for achieving the above object are as follows.
본 발명의 일 측면에 따른 전력 공급 회로는, 상호 직렬 연결이 가능하도록 구성된 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩을 위한 것으로서, 상기 제1 배터리 모듈의 양극 단자와 부하의 양극 단자를 연결하는 제1 메인 전력 라인을 통한 전류 경로를 개폐하는 제1 메인 스위치; 상기 제2 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 부하의 양극 단자를 연결하는 제1 서브 전력 라인을 통한 전류 경로를 개폐하는 제1 비상 스위치; 및 상기 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈 각각이 정상 상태인지 판정하고, 상기 제1 메인 스위치 및 상기 제1 비상 스위치를 개별적으로 제어하는 제어부;를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 제1 배터리 모듈에 포함된 모든 배터리 셀들이 정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제1 메인 스위치의 턴온을 허용하면서 상기 제1 비상 스위치를 턴오프한다. 만약, 상기 제1 배터리 모듈에 포함된 모든 배터리 셀들이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제1 메인 스위치를 턴오프하고 상기 제1 비상 스위치의 턴온을 허용한다. 이 경우, 상기 제1 배터리 모듈은, 서로 직렬 연결 가능하도록 구성된 제1 배터리 셀 및 제2 배터리 셀을 포함한다. 또한, 상기 제2 배터리 모듈은, 서로 직렬 연결 가능하도록 구성된 제3 배터리 셀 및 제4 배터리 셀을 포함한다.A power supply circuit according to an aspect of the present invention is for a battery pack including a first battery module and a second battery module configured to be connected in series to each other and includes a positive terminal of the first battery module and a positive terminal of the load A first main switch for opening / closing a current path through a first main power line connecting the first main switch and the second main switch; A first emergency switch for opening and closing a current path through a first sub power line connecting a positive terminal of the second battery module and a positive terminal of the load; And a controller for determining whether each of the first battery module and the second battery module is in a normal state and separately controlling the first main switch and the first emergency switch. The control unit turns off the first emergency switch while allowing the first main switch to turn on when it is determined that all the battery cells included in the first battery module are in a normal state. If it is determined that all the battery cells included in the first battery module are in an abnormal state, the first main switch is turned off and the first emergency switch is turned on. In this case, the first battery module includes a first battery cell and a second battery cell configured to be connected to each other in series. In addition, the second battery module includes a third battery cell and a fourth battery cell configured to be connected to each other in series.
또한, 상기 제2 배터리 모듈의 음극 단자와 상기 부하의 음극 단자를 연결하는 제2 메인 전력 라인을 통한 전류 경로를 개폐하는 제2 메인 스위치; 및A second main switch for opening and closing a current path through a second main power line connecting the negative terminal of the second battery module and the negative terminal of the load; And
상기 제1 배터리 모듈의 음극 단자와 상기 부하의 음극 단자를 연결하는 제2 서브 전력 라인을 통한 전류 경로를 개폐하는 제2 비상 스위치;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 제2 배터리 모듈에 포함된 모든 배터리 셀들이 정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제2 메인 스위치의 턴온을 허용하면서 상기 제2 비상 스위치를 턴오프할 수 있다. 만약, 상기 제2 배터리 모듈에 포함된 모든 배터리 셀들이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제2 메인 스위치를 턴오프하고 상기 제2 비상 스위치의 턴온을 허용할 수 있다.And a second emergency switch for opening and closing a current path through a second sub power line connecting the negative terminal of the first battery module and the negative terminal of the load. In this case, if it is determined that all the battery cells included in the second battery module are in a normal state, the control unit may turn off the second emergency switch while allowing the second main switch to turn on. If it is determined that all the battery cells included in the second battery module are in an abnormal state, the second main switch may be turned off and the second emergency switch may be turned on.
또한, 복수의 스위치를 포함하고, 상기 제1 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 중 적어도 하나를 상기 제1 배터리 모듈로부터 선택적으로 분리 가능하도록 구성된 제1 셀 제거 회로; 및 복수의 스위치를 포함하고, 상기 제2 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 중 적어도 하나를 상기 제2 배터리 모듈로부터 선택적으로 분리 가능하도록 구성된 제2 셀 제거 회로;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 제1 셀 제거 회로에 포함된 복수의 스위치와 상기 제2 셀 제거 회로에 포함된 복수의 스위치를 개별적으로 제어할 수 있다.A first cell removing circuit configured to selectively disconnect at least one of the plurality of battery cells included in the first battery module from the first battery module, the first cell removing circuit including a plurality of switches; And a second cell removing circuit configured to selectively disconnect at least one of the plurality of battery cells included in the second battery module from the second battery module, the plurality of switches including a plurality of switches. In this case, the control unit can individually control the plurality of switches included in the first cell removing circuit and the plurality of switches included in the second cell removing circuit.
일 구현예에 따르면, 상기 제1 셀 제거 회로는, 상기 제1 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 제1 배터리 셀의 양극 단자 사이에 연결되는 제1 직렬 스위치; 상기 제1 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제2 배터리 셀의 양극 단자 사이에 연결되는 제2 직렬 스위치; 상기 제1 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 제1 배터리 셀의 음극 단자에 연결되는 제1 병렬 스위치; 및 상기 제1 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제2 배터리 셀의 음극 단자에 연결되는 제2 병렬 스위치;를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀 중 상기 제1 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제1 직렬 스위치 및 상기 제2 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제2 직렬 스위치 및 상기 제1 병렬 스위치를 턴온할 수 있다. 만약, 상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀 중 상기 제2 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제2 직렬 스위치 및 상기 제1 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제1 직렬 스위치 및 상기 제2 병렬 스위치를 턴온할 수 있다.According to an embodiment, the first cell removing circuit may include: a first serial switch connected between a positive terminal of the first battery module and a positive terminal of the first battery cell; A second serial switch connected between a negative terminal of the first battery cell and a positive terminal of the second battery cell; A first parallel switch connected to a positive terminal of the first battery module and a negative terminal of the first battery cell; And a second parallel switch connected to the negative terminal of the first battery cell and the negative terminal of the second battery cell. In this case, if it is determined that only the first battery cell among the first battery cell and the second battery cell is in an abnormal state, the control unit turns off the first serial switch and the second parallel switch, 2 serial switch and the first parallel switch. If it is determined that only the second battery cell among the first battery cell and the second battery cell is in an abnormal state, the second serial switch and the first parallel switch are turned off, The second parallel switch can be turned on.
다른 구현예에 따르면, 상기 제1 셀 제거 회로는, 상기 제1 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제2 배터리 셀의 양극 단자의 사이에 연결되는 제5 직렬 스위치; 상기 제2 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제1 배터리 모듈의 음극 단자의 사이에 연결되는 제6 직렬 스위치; 상기 제1 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 제2 배터리 셀의 양극 단자에 연결되는 제5 병렬 스위치; 및 상기 제2 배터리 셀의 양극 단자와 상기 제1 배터리 모듈의 음극 단자에 연결되는 제6 병렬 스위치;를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀 중 상기 제1 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제5 직렬 스위치 및 상기 제6 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제6 직렬 스위치 및 상기 제5 병렬 스위치를 턴온할 수 있다. 만약, 상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀 중 상기 제2 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제6 직렬 스위치 및 상기 제5 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제5 직렬 스위치 및 상기 제6 병렬 스위치를 턴온할 수 있다.According to another embodiment, the first cell removing circuit may include a fifth serial switch connected between the negative terminal of the first battery cell and the positive terminal of the second battery cell; A sixth serial switch connected between the negative terminal of the second battery cell and the negative terminal of the first battery module; A fifth parallel switch connected to the positive terminal of the first battery module and the positive terminal of the second battery cell; And a sixth parallel switch connected to the positive terminal of the second battery cell and the negative terminal of the first battery module. In this case, if it is determined that only the first battery cell among the first battery cell and the second battery cell is in an abnormal state, the control unit turns off the fifth serial switch and the sixth parallel switch, 6 serial switch and the fifth parallel switch. If it is determined that only the second battery cell among the first battery cell and the second battery cell is in an abnormal state, the sixth serial switch and the fifth parallel switch are turned off, and the fifth serial switch and the fifth serial switch The sixth parallel switch can be turned on.
일 구현예에 따르면, 상기 제2 셀 제거 회로는, 상기 제2 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 제3 배터리 셀의 양극 단자 사이에 연결되는 제3 직렬 스위치; 상기 제3 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제4 배터리 셀의 양극 단자 사이에 연결되는 제4 직렬 스위치; 상기 제2 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 제3 배터리 셀의 음극 단자에 연결되는 제3 병렬 스위치; 및 상기 제3 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제4 배터리 셀의 음극 단자에 연결되는 제4 병렬 스위치;를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 제3 배터리 셀 및 상기 제4 배터리 셀 중 상기 제3 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제3 직렬 스위치 및 상기 제4 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제4 직렬 스위치 및 상기 제3 병렬 스위치를 턴온할 수 있다. 만약, 상기 제3 배터리 셀 및 상기 제4 배터리 셀 중 상기 제4 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제4 직렬 스위치 및 상기 제3 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제3 직렬 스위치 및 상기 제4 병렬 스위치를 턴온할 수 있다.According to an embodiment, the second cell removing circuit may include: a third serial switch connected between the positive terminal of the second battery module and the positive terminal of the third battery cell; A fourth serial switch connected between a negative terminal of the third battery cell and a positive terminal of the fourth battery cell; A third parallel switch connected to the positive terminal of the second battery module and the negative terminal of the third battery cell; And a fourth parallel switch connected to the negative terminal of the third battery cell and the negative terminal of the fourth battery cell. In this case, if it is determined that only the third battery cell among the third battery cell and the fourth battery cell is in an abnormal state, the controller turns off the third and fourth parallel switches, 4 serial switch and the third parallel switch. If it is determined that only the fourth battery cell among the third battery cell and the fourth battery cell is in an abnormal state, the fourth serial switch and the third parallel switch are turned off, The fourth parallel switch can be turned on.
다른 구현예에 따르면, 상기 제2 셀 제거 회로는, 상기 제3 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제4 배터리 셀의 양극 단자의 사이에 연결되는 제7 직렬 스위치; 상기 제4 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제2 배터리 모듈의 음극 단자의 사이에 연결되는 제8 직렬 스위치; 상기 제2 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 제4 배터리 셀의 양극 단자에 연결되는 제7 병렬 스위치; 및 상기 제4 배터리 셀의 양극 단자와 상기 제2 배터리 모듈의 음극 단자에 연결되는 제8 병렬 스위치;를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는, 상기 제3 배터리 셀 및 상기 제4 배터리 셀 중 상기 제3 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제7 직렬 스위치 및 상기 제8 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제8 직렬 스위치 및 상기 제7 병렬 스위치를 턴온할 수 있다. 만약, 상기 제3 배터리 셀 및 상기 제4 배터리 셀 중 상기 제4 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제8 직렬 스위치 및 상기 제7 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제7 직렬 스위치 및 상기 제8 병렬 스위치를 턴온할 수 있다.According to another embodiment, the second cell removing circuit may include: a seventh serial switch connected between the negative terminal of the third battery cell and the positive terminal of the fourth battery cell; An eighth serial switch connected between the negative terminal of the fourth battery cell and the negative terminal of the second battery module; A seventh parallel switch connected to the positive terminal of the second battery module and the positive terminal of the fourth battery cell; And an eighth parallel switch connected to the positive terminal of the fourth battery cell and the negative terminal of the second battery module. In this case, if it is determined that only the third battery cell among the third battery cell and the fourth battery cell is in an abnormal state, the control unit turns off the seventh and eighth parallel switches, 8 serial switch and the seventh parallel switch can be turned on. If it is determined that only the fourth battery cell among the third battery cell and the fourth battery cell is in an abnormal state, the seventh and eighth serial switches and the seventh parallel switch are turned off, The eighth parallel switch can be turned on.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상기 전력 공급 회로;를 포함한다.The battery pack according to another aspect of the present invention includes the power supply circuit.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전기 자동차는 사기 배터리 팩을 포함한다. An electric vehicle according to another aspect of the present invention includes a fraudulent battery pack.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 셀들이 정상 상태에 있는지 개별적으로 판정하고, 비정상 상태에 있는 일부 배터리 셀들을 배터리 팩으로부터 선택적으로 제거할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, it is possible to individually determine whether the plurality of battery cells included in the battery pack are in a normal state, and to selectively remove some battery cells in an abnormal state from the battery pack.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 셀들 중 비정상 상태에 있는 배터리 셀을 제외한 나머지 배터리 셀을 이용하여, 부하에 대한 전력 공급을 유지할 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩에 포함된 일부의 배터리 셀들이 비정상 상태에 있더라도, 부하에 대한 연속적인 전력 공급이 가능하므로, 전기 자동차 등에서 갑작스런 전원 차단에 따른 위험을 방지할 수 있다.In addition, according to at least one embodiment of the present invention, power supply to the load can be maintained using the battery cells other than the battery cells in an abnormal state among a plurality of battery cells included in the battery pack. Accordingly, even if some of the battery cells included in the battery pack are in an abnormal state, continuous power supply to the load is possible, so that a risk of sudden power cutoff in an electric vehicle or the like can be prevented.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 및 전력 공급 회로를 포함하는 전기 자동차의 기능적 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 전력 공급 회로가 수행하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 회로의 기능적 구성을 보여주는 블록도이다.
도 6 내지 도 8은 도 5에 도시된 제1 셀 제거 회로 및 제2 셀 제거 회로의 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 회로의 기능적 구성을 보여주는 블록도이다.
도 10 및 도 11은 도 9에 도시된 제3 셀 제거 회로 및 제4 셀 제거 회로의 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a block diagram showing a functional configuration of an electric vehicle including a battery pack and a power supply circuit according to an embodiment of the present invention.
Figs. 2 to 4 are diagrams referred to explain the operation performed by the power supply circuit shown in Fig. 1. Fig.
5 is a block diagram illustrating a functional configuration of a power supply circuit according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 6 to 8 are diagrams for explaining the operation of the first cell removing circuit and the second cell removing circuit shown in FIG.
9 is a block diagram showing a functional configuration of a power supply circuit according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 10 and 11 are diagrams referred to explain the operation of the third cell removing circuit and the fourth cell removing circuit shown in FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise. In addition, the term " control unit " as described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.In addition, throughout the specification, when a portion is referred to as being "connected" to another portion, it is not necessarily the case that it is "directly connected", but also "indirectly connected" .
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 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 전력 공급 회로 및 이를 포함하는 배터리 팩에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, a power supply circuit and a battery pack including the same according to embodiments of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10) 및 전력 공급 회로(30)를 포함하는 전기 자동차(1)의 기능적 구성을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram showing the functional configuration of an
도 1을 참조하면, 전기 자동차(1)는 배터리 팩(10), 부하(20), 제1 메인 전력 라인(110), 제2 메인 전력 라인(120), 제1 서브 전력 라인(130), 제2 서브 전력 라인(140) 및 전력 공급 회로(30)를 포함할 수 있다. 1, an
배터리 팩(10)은 서로 직렬 연결 가능하도록 구성된 복수의 배터리 모듈(11, 12)을 포함할 수 있다. 각 배터리 모듈은 서로 직렬 연결 가능하도록 구성된 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 각 배터리 셀은 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등과 같이 반복적인 충방전이 가능한 배터리의 최소 단위일 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 배터리 팩(10)이 상호 직렬 연결되도록 구성된 제1 배터리 모듈(11) 및 제2 배터리 모듈(12)만을 포함하는 것으로 가정한다.The
부하(20)는 배터리 팩(10)으로부터 전력을 공급받아 구동되도록 구성된 장치이다. 부하(20)에는 배터리 팩(10)의 양극 단자(10a)에 접속되는 양극 단자(20a) 및 배터리 팩(10)의 음극 단자(10b)에 접속되는 음극 단자(20b)가 구비된다. 구현예에 따라, 부하(20)는 링크 커패시터(21), 인버터(22) 및 전기 모터(23)를 포함할 수 있다. 링크 커패시터(21)의 양 단은 양극 단자(20a) 및 음극 단자(20b)에 개별적으로 접속된다. 인버터(22)는 전기 라인을 통해 전기 모터(23)에 전력을 공급할 수 있다. 예컨대, 인버터(22)는 배터리 팩(10)으로부터 공급되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환한 후 전기 모터(23)에 공급할 수 있다.The
제1 메인 전력 라인(110)은 제1 배터리 모듈(11)의 양극 단자(11a)와 부하(20)의 양극 단자(20a)를 연결하도록 구성된다. 제1 배터리 모듈(11)은 배터리 팩(10)에 포함된 배터리 모듈들 중 가장 높은 전위를 가지는 것일 수 있다. 이 경우, 제1 배터리 모듈(11)의 양극 단자(11a)와 배터리 팩(10)의 양극 단자(10a)의 전위는 실질적으로 동일할 수 있다.The first
제2 메인 전력 라인(120)은 제2 배터리 모듈(12)의 음극 단자(12b)와 부하(20)의 음극 단자(20b)를 연결하도록 구성된다. 제2 배터리 모듈(12)은 배터리 팩(10)에 포함된 배터리 모듈들 중 가장 낮은 전위를 가지는 것일 수 있다. 이 경우, 제2 배터리 모듈(12)의 음극 단자(12b)와 배터리 팩(10)의 음극 단자(10b)의 전위는 실질적으로 동일할 수 있다.The second
제1 서브 전력 라인(130)은 제2 배터리 모듈(12)의 양극 단자(12a)와 부하(20)의 양극 단자(20a)를 연결하도록 구성된다.The first
제2 서브 전력 라인(140)은 제1 배터리 모듈(11)의 음극 단자(11b)와 부하(20)의 음극 단자(20b)를 연결하도록 구성된다.The second
전력 공급 회로(30)는 센싱부(200), 제1 메인 스위치(111), 제2 메인 스위치(121), 제1 비상 스위치(131), 제2 비상 스위치(141), 프리차지 회로(150) 및 제어부(300)를 포함할 수 있다. The
센싱부(200)는 배터리 팩(10)과 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어, 배터리 팩(10)과 관련된 파라미터를 측정할 수 있다. 구체적으로, 센싱부(200)는 배터리 팩(10), 배터리 모듈들(11, 12) 및 배터리 셀의 상태에 따라 변화하는 적어도 한 종류 이상의 파라미터를 미리 정해진 주기마다 측정할 수 있다. 예컨대, 센싱부(200)에 의해 측정 가능한 파라미터로는 전압, 전류, 온도 또는 압력 등을 들 수 있다. 센싱부(200)는 측정된 결과를 나타내는 측정 데이터(D)를 후술할 제어부(300)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(200)는 링크 커패시터(21)의 양단(20a, 20b) 사이에 인가된 전압의 측정이 가능하도록 구성될 수 있다. 도 1에는 센싱부(200)가 배터리 팩(10)으로부터 물리적으로 분리되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 즉, 센싱부(200)에 포함된 적어도 하나의 센서는 배터리 팩(10)에 직접적으로 장착되도록 구현될 수 있다.The
제1 메인 스위치(111)는 제1 메인 전력 라인(110)을 통한 전류 경로를 개폐하도록 구성된다. 구체적으로, 제1 메인 스위치(111)는 제1 메인 전력 라인(110)에 구비될 수 있는바, 이 경우 제1 메인 스위치(111)의 양단은 각각 배터리 팩(10)의 양극 단자(10a)와 부하(20)의 양극 단자(20a)에 연결될 수 있다. 제1 메인 스위치(111)에 의해 배터리 팩(10)과 부하(20)가 서로 전기적으로 연결되거나 분리될 수 있다.The first
제2 메인 스위치(121)는 제2 메인 전력 라인(120)을 통한 전류 경로를 개폐하도록 구성된다. 구체적으로, 제2 메인 스위치(121)는 제2 메인 전력 라인(120)에 구비될 수 있는바, 이 경우 제2 메인 스위치(121)의 양단은 각각 배터리 팩(10)의 음극 단자(10b)와 부하(20)의 음극 단자(20b)에 연결될 수 있다. 제2 메인 스위치(121)에 의해 배터리 팩(10)과 부하(20)가 서로 전기적으로 연결되거나 분리될 수 있다.The second
제1 비상 스위치(131)는 제1 서브 전력 라인(130)을 통한 전류 경로를 개폐하도록 구성된다. 구체적으로, 제1 비상 스위치(131)는 제1 서브 전력 라인(130)에 구비될 수 있는바, 이 경우 제1 비상 스위치(131)의 양단은 각각 제2 배터리 모듈(12)의 양극 단자(12a)와 부하(20)의 양극 단자(20a)에 연결될 수 있다.The
제2 비상 스위치(141)는 제2 서브 전력 라인(140)을 통한 전류 경로를 개폐하도록 구성된다. 구체적으로, 제2 비상 스위치(141)는 제2 서브 전력 라인(140)에 구비될 수 있는바, 이 경우 제2 비상 스위치(141)의 양단은 각각 제1 배터리 모듈(11)의 음극 단자(11b)와 부하(20)의 음극 단자(20b)에 연결될 수 있다.The
프리차지 회로(150)는 서로 직렬 연결되는 프리차지 스위치(151) 및 프리차지 저항(152)을 포함할 수 있다. 이러한 프리차지 회로(150)는 제1 메인 스위치(111)에 병렬 연결될 수 있다. The
프리차지 회로(150)는 배터리 팩(10)의 양단 전압과 부하(20)의 양단 전압 간의 차이로 인한 돌입 전류를 억제하기 위해, 링크 커패시터(21)를 프리 차지할 수 있다. 구체적으로, 제1 메인 스위치(111)가 턴오프된 상태에서 프리차지 스위치(151)를 턴온하면, 프리차지 저항(152)를 통과하면서 제한된 전류에 의해 링크 커패시터(21)에 대한 프리 차지가 이루어질 수 있다. The
전술한, 제1 메인 스위치(111), 제2 메인 스위치(121), 제1 비상 스위치(131), 제2 비상 스위치(141) 및 프리차지 스위치(151)는, 전자식 컨택터, 릴레이, MOSFET, 사이리스터 등 공지의 스위칭 소자들 중 어느 하나 또는 둘 이상을 조합하여 구현되는 것일 수 있다.The first
제어부(300)는 제1 메인 스위치(111), 프리차지 스위치(151), 제2 메인 스위치(121), 제1 비상 스위치(131) 및 제2 비상 스위치(141)의 동작 위치를 개별적으로 제어 가능하도록 구성된다. 제1 메인 스위치(111), 프리차지 스위치(151), 제2 메인 스위치(121), 제1 비상 스위치(131) 및 제2 비상 스위치(141) 각각은 제어부(300)로부터 출력되는 신호에 응답하여, 열린 위치 및 닫힌 위치 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전환 가능하도록 구성될 수 있다. 제어부(300)를 '컨트롤러'라고 칭할 수 있다.The control unit 300 individually controls the operation positions of the first
이러한 제어부(300)는 제1 제어 모듈(310), 제2 제어모듈(320) 및 메모리(330)를 포함할 수 있다. 제1 제어 모듈(310)과 제2 제어모듈(320)은 각각 적어도 하나의 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 마이크로프로세서는, 하드웨어적으로 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.The control unit 300 may include a
제1 제어 모듈(310)은 센싱부(200)로부터 제공되는 측정 데이터(D)를 기초로, 배터리 팩(10)의 상태를 모니터링한다. 구체적으로, 제1 제어 모듈(310)은 적어도 하나의 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management Sytem)을 포함할 수 있고, 각 BMS는 배터리 팩(10)에 포함된 각 배터리 모듈(11, 12)의 상태를 모니터링할 수 있다. 또한, 제1 제어 모듈(310)은 각 배터리 모듈(11, 12)에 포함된 각 배터리 셀의 상태를 모니터링할 수 있다. The
또한, 제1 제어 모듈(310)은 센싱부(200)로부터 제공되는 데이터를 기초로, 배터리 팩(10), 배터리 모듈 및 배터리 셀 각각의 상태를 판정할 수 있다. 예컨대, 제1 제어 모듈(310)은 배터리 팩(10), 배터리 모듈 및 배터리 셀 각각의 상태를 정상 상태 및 비정상 상태 중 어느 하나로 판정할 수 있다. Also, the
또한, 제1 제어 모듈(310)은 비정상 상태로 판정된 배터리 셀의 비정상 정도를 나타내는 비정상 레벨(abnormal level)을 연산할 수 있다. 이때, 배터리 셀이 정상 상태로부터 많이 벗어날수록, 해당 배터리 셀에 대해 연산되는 비정상 레벨은 증가한다. 또한, 제1 제어 모듈(310)는 각 배터리 셀의 비정상 레벨을 종합한 결과를 기초로, 각 배터리 모듈(11, 12)의 비정상 레벨을 연산할 수도 있다. In addition, the
일 예로, 배터리 셀의 정상적인 구동을 보장할 수 있는 적정 온도 범위가 10도 이상 40도 이하로 설정되었다고 가정해보자. 만약, 배터리 팩(10)에 포함되는 제1 배터리 셀의 온도가 40도와 45도 사이 또는 5도와 10도 사이로 측정되었다면, 제1 제어 모듈(310)은 상기 제1 배터리 셀의 비정상 레벨로 '1'을 연산될 수 있다. 반면, 상기 제1 배터리 셀의 온도가 45도와 50도 사이 또는 0도와 5도 사이인 경우, 제1 배터리 셀의 비정상 레벨로 '2'가 연산될 수 있다.As an example, suppose that an appropriate temperature range for ensuring normal operation of the battery cell is set to 10 degrees or more and 40 degrees or less. If the temperature of the first battery cell included in the
제1 제어 모듈(310)은 배터리 팩(10), 배터리 모듈들(11, 12) 또는 배터리 셀 각각에 대한 모니터링의 결과를 나타내는 진단 데이터를 제2 제어모듈(320)에 제공할 수 있다. The
제2 제어모듈(320)은 제1 제어 모듈(310)로부터 제공되는 상기 진단 데이터를 기초로, 제1 메인 스위치(111), 프리차지 스위치(151), 제2 메인 스위치(121), 제1 비상 스위치(131) 및 제2 비상 스위치(141)를 개별적으로 제어하기 위한 신호를 출력하도록 구성된다. 구체적으로, 제1 메인 스위치(111)는 제1 신호(S1)에 응답하여, 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 제2 메인 스위치(121)는 제2 신호(S2)에 응답하여, 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 제1 비상 스위치(131)는 제3 신호(S3)에 응답하여, 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 제2 비상 스위치(141)는 제4 신호(S4)에 응답하여, 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 프리차지 스위치(151)는 제5 신호(S5)에 응답하여, 턴온 또는 턴오프될 수 있다.The
메모리(330)는 전력 공급 회로(30)의 전반적인 동작에 요구되는 각종 데이터들 및 명령어를 저장할 수 있다. 제1 제어 모듈(310)은 메모리(330)에 저장된 데이터들 및 명령어를 참조하여, 배터리 팩(10)에 포함된 각 배터리 모듈 및/또는 배터리 셀이 정상 상태에 있는지 판정하기 위한 프로세스를 실행할 수 있다. 또한, 제2 제어모듈(320)은 메모리(330)에 저장된 데이터들 및 명령어를 참조하여, 제1 메인 스위치(111), 제2 메인 스위치(121), 제1 비상 스위치(131), 제2 비상 스위치(141) 및 프리차지 스위치(151)의 동작 위치를 개별적으로 제어하기 위한 신호를 출력할 수 있다.The
이러한 메모리(330)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.The
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 전력 공급 회로(30)가 수행하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도 1에 도시된 부하(20)를 단순화시켜 도시하였다.Figs. 2 to 4 are diagrams referred to explain the operation performed by the
도 2는 제1 배터리 모듈(11) 및 제2 배터리 모듈(12)이 모두 정상 상태인 것으로 판정된 경우, 전력 공급 회로(30)에 의해 수행되는 동작을 보여준다. 이때, 어느 한 배터리 모듈이 정상 상태라는 것은, 그 배터리 모듈에 포함된 모든 배터리 셀이 정상 상태라는 것을 의미할 수 있다. 또한, 어느 한 배터리 모듈이 비정상 상태라는 것은, 그 배터리 모듈에 포함된 모든 배터리 셀들 중 소정 개수(예, 1개) 이상이 비정상 상태라는 것을 의미할 수 있다.2 shows an operation performed by the
먼저 도 2를 참조하면, 제어부(300)는 제1 배터리 모듈(11) 및 제2 배터리 모듈(12)이 모두 정상 상태인 것으로 판정되면, 제1 서브 전력 라인(130) 및 제2 서브 전력 라인(140)을 통한 전류 경로를 차단하기 위해, 제1 비상 스위치(131) 및 제2 비상 스위치(141)를 턴오프한다. 즉, 제1 비상 스위치(131) 및 제2 비상 스위치(141) 각각은 제어부(300)로부터 제공되는 제3 신호(S3) 및 제4 신호(S4)에 응답하여, 턴오프된다. 2, if the
또한, 제어부(300)는 제1 메인 전력 라인(110) 및 제2 메인 전력 라인(120)을 통gks 전류 경로의 형성이 가능하도록, 제1 메인 스위치(111) 및 제2 메인 스위치(121)의 턴온을 허용한다. 제1 메인 스위치(111) 및 제2 메인 스위치(121)의 턴온이 허용되고 있는 동안, 외부(예, 차량의 ECU)로부터 전력 공급 요청이 수신되는 경우, 제어부(300)는 제1 메인 스위치(111) 및 제2 메인 스위치(121) 각각의 턴온을 지시하는 제1 신호(S1) 및 제2 신호(S2)를 출력한다. 제1 메인 스위치(111) 및 제2 메인 스위치(121) 각각은 제어부(300)로부터 제공되는 제1 신호(S1) 및 제2 신호(S2)에 응답하여, 턴온된다.The controller 300 includes a first
이에 따라, 배터리 팩(10)의 양극 단자(10a) → 제1 메인 스위치(111) → 부하(20) → 부하(20) → 제2 메인 스위치(121) → 배터리 팩(10)의 음극 단자(10b)로 이루어진 전류 경로(CF1)를 통해 배터리 팩(10)으로부터 부하(20)로의 전력 공급이 가능해진다. Accordingly, the
도 3은 제1 배터리 모듈(11) 및 제2 배터리 모듈(12) 중 제2 배터리 모듈(12)만이 정상 상태인 것으로 판정된 경우, 전력 공급 회로(30)에 의해 수행되는 동작을 보여준다. 즉, 도 3은 제1 배터리 모듈(11)이 비정상 상태이고, 제2 배터리 모듈(12)은 정상 상태인 경우를 예시한다. 3 shows an operation performed by the
도 3을 참조하면, 제어부(300)는 제1 배터리 모듈(11)이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 제1 메인 전력 라인(110) 및 제2 서브 전력 라인(140)을 통한 전류 경로를 차단하기 위해, 제1 메인 스위치(111) 및 제2 비상 스위치(141)를 턴오프한다. 즉, 제1 메인 스위치(111) 및 제2 비상 스위치(141) 각각은 제어부(300)로부터 제공되는 제1 신호(S1) 및 제4 신호(S4)에 응답하여, 턴오프된다. 3, when the
또한, 제어부(300)는 제1 서브 전력 라인(130) 및 제2 메인 전력 라인(120)을 통한 전류 경로의 형성이 가능하도록, 제1 비상 스위치(131) 및 제2 메인 스위치(121)의 턴온을 허용한다. 제1 비상 스위치(131) 및 제2 메인 스위치(121)의 턴온이 허용되고 있는 동안, 외부(예, 차량의 ECU)로부터 전력 공급 요청이 수신되는 경우, 제어부(300)는 제1 비상 스위치(131) 및 제2 메인 스위치(121) 각각의 턴온을 지시하는 제3 신호(S3) 및 제2 신호(S2)를 출력한다. 제1 비상 스위치(131) 및 제2 메인 스위치(121) 각각은 제어부(300)로부터 제공되는 제3 신호(S3) 및 제2 신호(S2)에 응답하여, 턴온된다.The control unit 300 also controls the
이에 따라, 제2 배터리 모듈(12)의 양극 단자(12a) → 제1 비상 스위치(131) → 부하(20) → 제2 메인 스위치(121) → 제2 배터리 모듈(12)의 음극 단자(12b)로 이루어진 전류 경로(CF2)를 통해 제2 배터리 모듈(12)로부터 부하(20)로의 전력 공급이 가능해진다. Accordingly, the
도 4는 제1 배터리 모듈(11) 및 제2 배터리 모듈(12) 중 제1 배터리 모듈(11)만이 정상 상태인 것으로 판정된 경우, 전력 공급 회로(30)에 의해 수행되는 동작을 보여준다. 즉, 도 4은 제1 배터리 모듈(11)이 정상 상태이고, 제2 배터리 모듈(12)은 비정상 상태인 경우를 예시한다. 4 shows an operation performed by the
도 4를 참조하면, 제어부(300)는 제2 배터리 모듈(12)이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 제2 메인 전력 라인(120) 및 제1 서브 전력 라인(130)을 통한 전류 경로를 차단하기 위해, 제2 메인 스위치(121) 및 제1 비상 스위치(131)를 턴오프한다. 즉, 제2 메인 스위치(121) 및 제1 비상 스위치(131) 각각은 제어부(300)로부터 제공되는 제2 신호(S2) 및 제3 신호(S3)에 응답하여, 턴오프된다. 4, when the
또한, 제어부(300)는 제1 메인 전력 라인(110) 및 제2 서브 전력 라인(140)을 통한 전류 경로의 형성이 가능하도록, 제1 메인 스위치(111) 및 제2 비상 스위치(141)의 턴온을 허용한다. 제1 메인 스위치(111) 및 제2 비상 스위치(141)의 턴온이 허용되고 있는 동안, 외부(예, 차량의 ECU)로부터 전력 공급 요청이 수신되는 경우, 제어부(300)는 제1 메인 스위치(111) 및 제2 비상 스위치(141) 각각의 턴온을 지시하는 제1 신호(S1) 및 제4 신호(S4)를 출력한다. 제1 메인 스위치(111) 및 제2 비상 스위치(141) 각각은 제어부(300)로부터 제공되는 제1 신호(S1) 및 제4 신호(S4)에 응답하여, 턴온된다.The control unit 300 also controls the operation of the first
이에 따라, 제1 배터리 모듈(11)의 양극 단자(11a) → 제1 메인 스위치(111) → 부하(20) → 제2 비상 스위치(141) → 제1 배터리 모듈(11)의 음극 단자(11b)로 이루어진 전류 경로(CF3)를 통해 제1 배터리 모듈(11)로부터 부하(20)로 전기 에너지의 공급이 가능해진다.Accordingly, the
한편, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와는 달리, 제2 메인 스위치(121), 제2 서브 전력 라인(140) 및 제2 비상 스위치(141)는 전력 공급 회로(30)로부터 생략될 수 있다. 만약, 전력 공급 회로(30)가 제2 메인 스위치(121), 제2 서브 전력 라인(140) 및 제2 비상 스위치(141)를 포함하지 않는 형태로 구현되는 경우, 제어부(300)는 제1 메인 스위치(111), 제1 비상 스위치(131) 및 프리차지 스위치(151) 각각의 동작 위치만을 개별적으로 제어하도록 구성될 수 있다. 1 to 4, the second
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 회로(30)의 기능적 구성을 보여주는 블록도이다. 도 1과 비교할 때, 전력 공급 회로(30)에 제1 셀 제거 회로 및 제2 셀 제거 회로가 더 포함된다는 점에서만 상이하므로, 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조 부호를 부여하고, 제1 셀 제거 회로 및 제2 셀 제거 회로를 중심으로 설명하기로 한다.5 is a block diagram showing the functional configuration of the
도 5를 참조하면, 제1 배터리 모듈(11)은 제1 배터리 셀(B1) 및 제2 배터리 셀(B2)을 포함한다. 제1 셀 제거 회로는 복수의 스위치(SS1, SS2, SP1, SP2)를 포함하고, 제1 배터리 모듈(11)에 포함된 복수의 배터리 셀들(B1, B2) 중 적어도 하나를 제1 배터리 모듈(11)로부터 선택적으로 분리 가능하도록 구성될 수 있다. 이때, 제1 셀 제거 회로는 제어부(300)로부터 제공되는 신호가 지시하는 배터리 셀만을 제1 배터리 모듈(11)로부터 전기적으로 분리할 수 있다. 예컨대, 제1 셀 제거 회로는 제1 배터리 모듈(11)에 포함된 비정상 상태의 배터리 셀만을 분리할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
또한, 제2 배터리 모듈(12)은 제3 배터리 셀(B3) 및 제4 배터리 셀(B4)을 포함한다. 제2 셀 제거 회로는 복수의 스위치(SS3, SS4, SP3, SP4)를 포함하고, 제2 배터리 모듈(12)에 포함된 복수의 배터리 셀들(B3, B4) 중 적어도 하나를 제2 배터리 모듈(12)로부터 선택적으로 분리 가능하도록 구성될 수 있다. 이때, 제2 셀 제거 회로는 제어부(300)로부터 제공되는 신호가 지시하는 배터리 셀만을 제2 배터리 모듈(12)로부터 전기적으로 분리할 수 있다. 예컨대, 제2 셀 제거 회로는 제2 배터리 모듈(12)에 포함된 비정상 상태의 배터리 셀만을 분리할 수 있다.In addition, the
제어부(300)는 제1 셀 제거 회로에 포함되는 복수의 스위치(SS1, SS2, SP1, SP2)를 개별적으로 제어할 수 있고, 제2 셀 제거 회로에 포함되는 복수의 스위치(SS3, SS4, SP3, SP4)를 개별적으로 제어할 수 있다.The control unit 300 can individually control the plurality of switches SS1, SS2, SP1, and SP2 included in the first cell cancellation circuit, and the plurality of switches SS3, SS4, and SP3 , SP4) can be individually controlled.
제1 셀 제거 회로는 제1 직렬 스위치(SS1), 제2 직렬 스위치(SS2), 제1 병렬 스위치(SP1) 및 제2 병렬 스위치(SP2)를 포함할 수 있다.The first cell cancellation circuit may include a first serial switch SS1, a second serial switch SS2, a first parallel switch SP1 and a second parallel switch SP2.
제1 직렬 스위치(SS1)는 상기 제1 배터리 모듈(11)의 양극 단자(11a)와 상기 제1 배터리 셀(B1)의 양극 단자 사이에 연결된다. 제2 직렬 스위치(SS2)는 상기 제1 배터리 셀(B1)의 음극 단자와 상기 제2 배터리 셀(B2)의 양극 단자 사이에 연결된다. 제1 병렬 스위치(SP1)는 상기 제1 배터리 모듈(11)의 양극 단자(11a)와 상기 제1 배터리 셀(B1)의 음극 단자에 연결된다. 제2 병렬 스위치(SP2)는 상기 제1 배터리 셀(B1)의 음극 단자와 상기 제2 배터리 셀(B2)의 음극 단자에 연결된다.The first series switch SS1 is connected between the positive terminal of the
제어부(300)는 제1 배터리 셀(B1) 및 제2 배터리 셀(B2) 각각이 정상 상태인지 판정할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 제1 배터리 셀(B1) 및 제2 배터리 셀(B2)에 대한 판정의 결과를 기초로, 제1 직렬 스위치(SS1), 제2 직렬 스위치(SS2), 제1 병렬 스위치(SP1) 및 제2 병렬 스위치(SP2)의 동작 위치를 개별적으로 제어할 수 있다.The control unit 300 can determine whether the first battery cell B1 and the second battery cell B2 are in a normal state. The controller 300 also controls the first serial switch SS1, the second serial switch SS2, the first parallel switch SS2, and the second parallel switch SS2 based on the determination result of the first battery cell B1 and the second battery cell B2. The operating positions of the switch SP1 and the second parallel switch SP2 can be individually controlled.
제1 직렬 스위치(SS1)가 턴오프되고 제1 병렬 스위치(SP1)가 턴온된 경우, 제1 배터리 셀(B1)은 제1 배터리 모듈(11)로부터 전기적으로 분리된다. 반면, 제2 직렬 스위치(SS2)가 턴오프되고 제2 병렬 스위치(SP2)가 턴온된 경우, 제2 배터리 셀(B2)은 제1 배터리 모듈(11)로부터 전기적으로 분리된다.The first battery cell B1 is electrically disconnected from the
제2 셀 제거 회로는 제3 직렬 스위치(SS3), 제4 직렬 스위치(SS4), 제3 병렬 스위치(SP3) 및 제4 병렬 스위치(SP4)를 포함할 수 있다.The second cell removal circuit may include a third serial switch SS3, a fourth serial switch SS4, a third parallel switch SP3, and a fourth parallel switch SP4.
제3 직렬 스위치(SS3)는 상기 제2 배터리 모듈(12)의 양극 단자(12a)와 상기 제3 배터리 셀(B3)의 양극 단자 사이에 연결된다. 제4 직렬 스위치(SS4)는 상기 제3 배터리 셀(B3)의 음극 단자와 상기 제4 배터리 셀(B4)의 양극 단자 사이에 연결된다. 제3 병렬 스위치(SP3)는 상기 제2 배터리 모듈(12)의 양극 단자(12a)와 상기 제3 배터리 셀(B3)의 음극 단자에 연결된다. 제4 병렬 스위치(SP4)는 상기 제3 배터리 셀(B3)의 음극 단자와 상기 제4 배터리 셀(B4)의 음극 단자에 연결된다.The third serial switch SS3 is connected between the
제어부(300)는 제3 배터리 셀(B3) 및 제4 배터리 셀(B4) 각각이 정상 상태인지 판정할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 제3 배터리 셀(B3) 및 제4 배터리 셀(B4)에 대한 판정의 결과를 기초로, 제3 직렬 스위치(SS3), 제4 직렬 스위치(SS4), 제3 병렬 스위치(SP3) 및 제4 병렬 스위치(SP4)의 동작 위치를 개별적으로 제어할 수 있다.The controller 300 can determine whether each of the third battery cell B3 and the fourth battery cell B4 is in a normal state. The controller 300 also controls the third serial switch SS3, the fourth serial switch SS4 and the third parallel switch SS4 based on the result of the determination on the third battery cell B3 and the fourth battery cell B4. The operation positions of the switch SP3 and the fourth parallel switch SP4 can be individually controlled.
제3 직렬 스위치(SS3)가 턴오프되고 제3 병렬 스위치(SP3)가 턴온된 경우, 제3 배터리 셀(B3)은 제2 배터리 모듈(12)로부터 전기적으로 분리된다. 반면, 제4 직렬 스위치(SS4)가 턴오프되고 제4 병렬 스위치(SP4)가 턴온된 경우, 제4 배터리 셀(B4)은 제2 배터리 모듈(12)로부터 전기적으로 분리된다.The third battery cell B3 is electrically disconnected from the
도 6 내지 도 8은 도 5에 도시된 제1 셀 제거 회로 및 제2 셀 제거 회로의 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.FIGS. 6 to 8 are diagrams for explaining the operation of the first cell removing circuit and the second cell removing circuit shown in FIG.
도 6은 제1 내지 제4 배터리 셀(B1~B4)이 모두 정상 상태로 판정된 경우, 제1 셀 제거 회로 및 제2 셀 제거 회로에 의해 수행되는 동작을 보여준다.6 shows operations performed by the first cell cancellation circuit and the second cell cancellation circuit when all the first to fourth battery cells B1 to B4 are determined to be in a normal state.
도 6을 참조하면, 제어부(300)는 제1 내지 제4 직렬 스위치(SS1~SS4)를 모두 턴온할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 제1 내지 제4 병렬 스위치(SP1~SP4)를 모두 턴오프할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제4 배터리 셀(B1~B4)들 간의 직렬 연결이 이루어질 수 있다. 결과적으로, 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 제어부(300)에 의해 제1 비상 스위치(131) 및 제2 비상 스위치(141)가 턴오프되고, 제1 메인 스위치(111) 및 제2 메인 스위치(121)의 턴온이 허용된다.Referring to FIG. 6, the controller 300 may turn on all of the first to fourth serial switches SS1 to SS4. Also, the controller 300 may turn off all of the first to fourth parallel switches SP1 to SP4. Thus, the series connection between the first to fourth battery cells B1 to B4 can be achieved. As a result, as described above with reference to FIG. 2, the
도 7은 제1 배터리 셀(B1)만이 비정상 상태로 판정된 경우, 제1 셀 제거 회로 및 제2 셀 제거 회로에 의해 수행되는 동작을 보여준다. 즉, 도 7은 제2 내지 제4 배터리 셀(B2~B4)이 정상 상태이고, 제1 배터리 셀(B1)은 비정상 상태인 경우를 예시한다.7 shows operations performed by the first cell cancellation circuit and the second cell cancellation circuit when only the first battery cell B1 is determined to be in an abnormal state. That is, FIG. 7 illustrates a case where the second to fourth battery cells B2 to B4 are in a normal state and the first battery cell B1 is in an abnormal state.
도 7을 참조하면, 제어부(300)는 상기 제1 직렬 스위치(SS1) 및 상기 제2 병렬 스위치(SP2)를 턴오프하고, 상기 제2 직렬 스위치(SS2) 및 상기 제1 병렬 스위치(SP1)를 턴온할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 상기 제3 직렬 스위치(SS3) 및 상기 제4 직렬 스위치(SS4)를 턴온하고, 상기 제3 병렬 스위치(SP3) 및 상기 제4 병렬 스위치(SP4)를 턴오프할 수 있다.7, the controller 300 turns off the first serial switch SS1 and the second parallel switch SP2 and turns on the second serial switch SS2 and the first parallel switch SP1, Can be turned on. The controller 300 may also turn on the third and fourth serial switches SS3 and SS4 and turn off the third and fourth parallel switches SP3 and SP4. have.
이에 따라, 배터리 팩(10)으로부터 제1 배터리 셀(B1)이 전기적으로 분리되어, 제2 내지 제4 배터리 셀(B2~B4)들 간의 직렬 연결이 이루어질 수 있다.Accordingly, the first battery cell B1 is electrically disconnected from the
도 8은 제2 및 제3 배터리 셀(B2, B3)만이 비정상 상태로 판정된 경우, 제1 셀 제거 회로 및 제2 셀 제거 회로에 의해 수행되는 동작을 보여준다. 즉, 도 8은 제1 및 제4 배터리 셀(B4)이 정상 상태이고, 제2 배터리 셀(B2) 및 제3 배터리 셀(B3)은 비정상 상태인 경우를 예시한다.8 shows operations performed by the first cell cancellation circuit and the second cell cancellation circuit when only the second and third battery cells B2 and B3 are determined to be in an abnormal state. That is, FIG. 8 illustrates a case where the first and fourth battery cells B4 are in a normal state and the second battery cell B2 and the third battery cell B3 are in an abnormal state.
도 8을 참조하면, 제어부(300)는 상기 제1 직렬 스위치(SS1) 및 상기 제2 병렬 스위치(SP2)를 턴온하고, 상기 제2 직렬 스위치(SS2) 및 상기 제1 병렬 스위치(SP1)를 턴오프할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 상기 제3 직렬 스위치(SS3) 및 상기 제4 병렬 스위치(SP4)를 턴오프하고, 상기 제3 병렬 스위치(SP3) 및 상기 제4 직렬 스위치(SS4)를 턴온할 수 있다.8, the controller 300 turns on the first serial switch SS1 and the second parallel switch SP2 and turns on the second serial switch SS2 and the first parallel switch SP1 Can be turned off. The controller 300 may also turn off the third and fourth parallel switches SS3 and SP4 and turn on the third and fourth serial switches SP3 and SS4. have.
이에 따라, 배터리 팩(10)으로부터 제2 및 제3 배터리 셀(B2, B3)이 전기적으로 분리되어, 제1 및 제4 배터리 셀(B1, B4) 간의 직렬 연결이 이루어질 수 있다.Accordingly, the second and third battery cells B2 and B3 are electrically disconnected from the
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 회로(30)의 기능적 구성을 보여주는 블록도이다. 도 5와 비교할 때, 전력 공급 회로(30)는 제1 셀 제거 회로 및 제2 셀 제거 회로가 각각 제3 셀 제거 회로 및 제4 셀 제거 회로로 대체된다는 점에서만 상이하므로, 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조 부호를 부여하고, 제3 셀 제거 회로 및 제4 셀 제거 회로를 중심으로 설명하기로 한다.9 is a block diagram showing the functional configuration of the
도 9를 참조하면, 제3 셀 제거 회로는 복수의 스위치(SS5, SS6, SP5, SP6)를 포함하고, 제1 배터리 모듈(11)에 포함된 복수의 배터리 셀들(B1, B2) 중 적어도 하나를 제1 배터리 모듈(11)로부터 선택적으로 분리 가능하도록 구성될 수 있다. 이때, 제3 셀 제거 회로는 제어부(300)로부터 제공되는 신호를 기초로, 제1 배터리 모듈(11)에 포함된 비정상 상태의 배터리 셀만을 분리할 수 있다.9, the third cell removing circuit includes a plurality of switches SS5, SS6, SP5, and SP6, and at least one of the plurality of battery cells B1 and B2 included in the
또한, 제4 셀 제거 회로는 복수의 스위치(SS7, SS8, SP7, SP8)를 포함하고, 제2 배터리 모듈(12)에 포함된 복수의 배터리 셀들(B3, B4) 중 적어도 하나를 제2 배터리 모듈(12)로부터 선택적으로 분리 가능하도록 구성될 수 있다. 이때, 제4 셀 제거 회로는 제어부(300)로부터 제공되는 신호를 기초로, 제2 배터리 모듈(12)에 포함된 비정상 상태의 배터리 셀만을 분리할 수 있다.The fourth cell removing circuit includes a plurality of switches SS7, SS8, SP7 and SP8 and at least one of the plurality of battery cells B3 and B4 included in the
제어부(300)는 제3 셀 제거 회로에 포함되는 복수의 스위치(SS5, SS6, SP5, SP6)를 개별적으로 제어할 수 있고, 제4 셀 제거 회로에 포함되는 복수의 스위치(SS7, SS8, SP7, SP8)를 개별적으로 제어할 수 있다.The control unit 300 can individually control the plurality of switches SS5, SS6, SP5, and SP6 included in the third cell cancellation circuit, and the plurality of switches SS7, SS8, and SP7 , SP8) can be individually controlled.
제3 셀 제거 회로는 제5 직렬 스위치(SS5), 제6 직렬 스위치(SS6), 제5 병렬 스위치(SP5) 및 제6 병렬 스위치(SP6)를 포함할 수 있다.The third cell removal circuit may include a fifth serial switch SS5, a sixth serial switch SS6, a fifth parallel switch SP5 and a sixth parallel switch SP6.
제5 직렬 스위치(SS5)는 제1 배터리 셀(B1)의 음극 단자와 상기 제2 배터리 셀(B2)의 양극 단자의 사이에 연결된다. 제6 직렬 스위치(SS6)는 제2 배터리 셀(B2)의 음극 단자와 상기 제1 배터리 모듈(11)의 음극 단자(11b)의 사이에 연결된다. 제5 병렬 스위치(SP5)는 제1 배터리 모듈(11)의 양극 단자(11a)와 상기 제2 배터리 셀(B2)의 양극 단자에 연결된다. 제6 병렬 스위치(SP6)는 제2 배터리 셀(B2)의 양극 단자와 상기 제1 배터리 모듈(11)의 음극 단자(11b)에 연결된다.The fifth serial switch SS5 is connected between the negative terminal of the first battery cell B1 and the positive terminal of the second battery cell B2. The sixth serial switch SS6 is connected between the negative terminal of the second battery cell B2 and the
제어부(300)는 제1 배터리 셀(B1) 및 제2 배터리 셀(B2) 각각이 정상 상태에 있는지에 대한 판정의 결과를 기초로, 제5 직렬 스위치(SS5), 제6 직렬 스위치(SS6), 제5 병렬 스위치(SP5) 및 제6 병렬 스위치(SP6)의 동작 위치를 개별적으로 제어할 수 있다.The control unit 300 controls the fifth serial switch SS5 and the sixth serial switch SS6 based on the result of the determination as to whether the first battery cell B1 and the second battery cell B2 are in a normal state, , The fifth parallel switch (SP5), and the sixth parallel switch (SP6) can be individually controlled.
제5 직렬 스위치(SS5)가 턴오프되고 제5 병렬 스위치(SP5)가 턴온되는 경우, 제1 배터리 셀(B1)은 제1 배터리 모듈(11)로부터 전기적으로 분리된다. 반면, 제6 직렬 스위치(SS6)가 턴오프되고 제6 병렬 스위치(SP6)가 턴온된 경우, 제2 배터리 셀(B2)은 제1 배터리 모듈(11)로부터 전기적으로 분리된다.The first battery cell B1 is electrically disconnected from the
제4 셀 제거 회로는 제7 직렬 스위치(SS7), 제8 직렬 스위치(SS8), 제7 병렬 스위치(SP7) 및 제8 병렬 스위치(SP8)를 포함할 수 있다.The fourth cell removal circuit may include a seventh serial switch SS7, an eighth serial switch SS8, a seventh parallel switch SP7, and an eighth parallel switch SP8.
제7 직렬 스위치(SS7)는 제3 배터리 셀(B3)의 음극 단자와 상기 제4 배터리 셀(B4)의 양극 단자의 사이에 연결된다. 제8 직렬 스위치(SS8)는 제4 배터리 셀(B4)의 음극 단자와 상기 제2 배터리 모듈(12)의 음극 단자(12b)의 사이에 연결된다. 제7 병렬 스위치(SP7)는 제2 배터리 모듈(12)의 양극 단자와 상기 제4 배터리 셀(B4)의 양극 단자에 연결된다. 제8 병렬 스위치(SP8)는 제4 배터리 셀(B4)의 양극 단자와 상기 제2 배터리 모듈(12)의 음극 단자(12b)에 연결된다.The seventh series switch SS7 is connected between the negative terminal of the third battery cell B3 and the positive terminal of the fourth battery cell B4. The eighth serial switch SS8 is connected between the negative terminal of the fourth battery cell B4 and the
제어부(300)는 제3 배터리 셀(B3) 및 제4 배터리 셀(B4) 각각이 정상 상태에 있는지에 대한 판정의 결과를 기초로, 제7 직렬 스위치(SS7), 제8 직렬 스위치(SS8), 제7 병렬 스위치(SP7) 및 제8 병렬 스위치(SP8)의 동작 위치를 개별적으로 제어할 수 있다.The control unit 300 controls the seventh serial switch SS7 and the eighth serial switch SS8 based on the result of the determination as to whether the third battery cell B3 and the fourth battery cell B4 are in the normal state, The seventh parallel switch SP7 and the eighth parallel switch SP8 can be individually controlled.
제7 직렬 스위치(SS7)가 턴오프되고 제7 병렬 스위치(SP7)가 턴온되는 경우, 제3 배터리 셀(B3)은 제2 배터리 모듈(12)로부터 전기적으로 분리된다. 반면, 제8 직렬 스위치(SS8)가 턴오프되고 제8 병렬 스위치(SP8)가 턴온되는 경우, 제4 배터리 셀(B4)은 제2 배터리 모듈(12)로부터 전기적으로 분리된다.The third battery cell B3 is electrically disconnected from the
도 10 및 도 11은 도 9에 도시된 제3 셀 제거 회로 및 제4 셀 제거 회로의 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.FIGS. 10 and 11 are diagrams referred to explain the operation of the third cell removing circuit and the fourth cell removing circuit shown in FIG.
도 10은 제2 배터리 셀(B2)만이 비정상 상태로 판정된 경우, 제3 셀 제거 회로 및 제4 셀 제거 회로에 의해 수행되는 동작을 보여준다. 즉, 도 11은 제1, 제3 및 제4 배터리 셀(B1, B3, B4)이 정상 상태이고, 제2 배터리 셀(B2)은 비정상 상태인 경우를 예시한다.10 shows operations performed by the third cell cancellation circuit and the fourth cell cancellation circuit when only the second battery cell B2 is determined to be in an abnormal state. 11 illustrates a case where the first, third, and fourth battery cells B1, B3, and B4 are in a normal state and the second battery cell B2 is in an abnormal state.
도 10을 참조하면, 제어부(300)는 상기 제5 직렬 스위치(SS5) 및 상기 제6 병렬 스위치(SP6)를 턴온하고, 상기 제6 직렬 스위치(SS6) 및 상기 제5 병렬 스위치(SP5)를 턴오프할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 상기 제7 직렬 스위치(SS7) 및 상기 제8 직렬 스위치(SS8)를 턴온하고, 상기 제7 병렬 스위치(SP7) 및 상기 제8 병렬 스위치(SP8)를 턴오프할 수 있다.10, the controller 300 turns on the fifth serial switch SS5 and the sixth parallel switch SP6 and turns on the sixth serial switch SS6 and the fifth parallel switch SP5 Can be turned off. The controller 300 may also turn on the seventh and eighth serial switches SS7 and SS8 and turn off the seventh and eighth parallel switches SP7 and SP8. have.
이에 따라, 배터리 팩(10)으로부터 제2 배터리 셀(B2)이 전기적으로 분리되어, 제1, 제3 및 제4 배터리 셀(B1, B3, B4)들 간의 직렬 연결이 이루어질 수 있다.Accordingly, the second battery cell B2 is electrically disconnected from the
도 11은 제1 및 제4 배터리 셀(B1, B4)만이 비정상 상태로 판정된 경우, 제3 셀 제거 회로 및 제4 셀 제거 회로에 의해 수행되는 동작을 보여준다. 즉, 도 11은 제1 및 제4 배터리 셀(B1, B4)이 비정상 상태이고, 제2 배터리 셀(B2) 및 제3 배터리 셀(B3)은 정상 상태인 경우를 예시한다.11 shows operations performed by the third cell cancellation circuit and the fourth cell cancellation circuit when only the first and fourth battery cells B1 and B4 are determined to be in an abnormal state. 11 illustrates a case where the first and fourth battery cells B1 and B4 are in an abnormal state and the second battery cell B2 and the third battery cell B3 are in a normal state.
도 11을 참조하면, 제어부(300)는 상기 제5 직렬 스위치(SS5) 및 상기 제6 병렬 스위치(SP6)를 턴오프하고, 상기 제6 직렬 스위치(SS6) 및 상기 제5 병렬 스위치(SP5)를 턴온할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 상기 제7 직렬 스위치(SS7) 및 상기 제8 병렬 스위치(SP8)를 턴온하고, 상기 제7 병렬 스위치(SP7) 및 상기 제8 직렬 스위치(SS8)를 턴오프할 수 있다.11, the controller 300 turns off the fifth serial switch SS5 and the sixth parallel switch SP6 and turns on the sixth serial switch SS6 and the fifth parallel switch SP5, Can be turned on. The controller 300 may also turn on the seventh and eighth parallel switches SS7 and SP8 and turn off the seventh and eighth serial switches SP7 and SS8. have.
이에 따라, 배터리 팩(10)으로부터 제1 및 제4 배터리 셀(B1, B4)이 전기적으로 분리되어, 제2 및 제3 배터리 셀(B2, B3) 간의 직렬 연결이 이루어질 수 있다.Accordingly, the first and fourth battery cells B1 and B4 are electrically disconnected from the
도 7, 도 8, 도 10 및 도 11을 참조하여 전술한 실시예들에 따른 전력 공급 회로(30)는, 배터리 팩(10)에 포함된 복수의 배터리 셀들(B1~B4) 중 일부의 배터리 셀이 비정상 상태로 판정되고, 나머지 배터리 셀은 정상 상태로 판정된 경우, 정상 상태로 판정된 배터리 셀만을 이용하여 부하(20)에 대한 전력 공급이 가능하다는 장점이 있다.The
일 구현예에 따르면, 배터리 팩(10)에 포함된 배터리 셀들(B1~B4)이 모두 비정상 상태인 경우, 제어부(300)는 배터리 셀들(B1~B4) 중 비정상 레벨이 상대적으로 낮은 소정 개수의 배터리 셀들만을 이용하여, 부하(20)에 대한 전력 공급을 유지할 수도 있다. According to one embodiment, when all of the battery cells B1 to B4 included in the
한편, 도 1 내지 도 11에는 배터리 팩(10)와 전력 공급 회로(30)가 서로 별개인 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 전력 공급 회로(30)은 배터리 팩(10)에 포함될 수도 있다.Although the
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatus and method but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, The embodiments can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.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 to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to be illustrative, The present invention is not limited to the drawings, but all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.
1: 전기 자동차
10: 배터리 팩
20: 부하
30: 전력 공급 회로
110: 제1 메인 전력 라인
120: 제2 메인 전력 라인
130: 제1 서브 전력 라인
140: 제2 서브 전력 라인
111: 제1 메인 스위치
121: 제2 메인 스위치
131: 제1 비상 스위치
141: 제2 비상 스위치
150: 프리차지 회로
151: 프리차지 스위치
152: 프리차지 저항
SS1~SS8: 제1 내지 제8 직렬 스위치
SP1~SP8: 제1 내지 제8 병렬 스위치
200: 센싱부
300: 제어부
310: 제1 제어모듈
320: 제2 제어모듈
330: 메모리1: Electric vehicle
10: Battery pack
20: Load
30: power supply circuit
110: first main power line
120: Second main power line
130: first sub power line
140: second sub power line
111: first main switch
121: second main switch
131: first emergency switch
141: second emergency switch
150: precharge circuit
151: Precharge switch
152: pre-charge resistance
SS1 to SS8: First to eighth serial switches
SP1 to SP8: First to eighth parallel switches
200: sensing unit
300:
310: first control module
320: second control module
330: Memory
Claims (13)
상기 제1 배터리 모듈의 양극 단자와 부하의 양극 단자를 연결하는 제1 메인 전력 라인을 통한 전류 경로를 개폐하는 제1 메인 스위치;
상기 제2 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 부하의 양극 단자를 연결하는 제1 서브 전력 라인을 통한 전류 경로를 개폐하는 제1 비상 스위치; 및
상기 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈 각각이 정상 상태인지 판정하고, 상기 제1 메인 스위치 및 상기 제1 비상 스위치를 개별적으로 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 제1 배터리 모듈에 포함된 모든 배터리 셀들이 정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제1 메인 스위치의 턴온을 허용하면서 상기 제1 비상 스위치를 턴오프하고,
상기 제1 배터리 모듈에 포함된 모든 배터리 셀들이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제1 메인 스위치를 턴오프하고 상기 제1 비상 스위치의 턴온을 허용하되,
상기 제1 배터리 모듈은,
서로 직렬 연결 가능하도록 구성된 제1 배터리 셀 및 제2 배터리 셀을 포함하고,
상기 제2 배터리 모듈은,
서로 직렬 연결 가능하도록 구성된 제3 배터리 셀 및 제4 배터리 셀을 포함하는, 전력 공급 회로.A power supply circuit for a battery pack including a first battery module and a second battery module configured to be capable of mutual serial connection,
A first main switch for opening and closing a current path through a first main power line connecting a positive terminal of the first battery module and a positive terminal of the load;
A first emergency switch for opening and closing a current path through a first sub power line connecting a positive terminal of the second battery module and a positive terminal of the load; And
And a controller for determining whether each of the first battery module and the second battery module is in a normal state and individually controlling the first main switch and the first emergency switch,
Wherein,
Wherein when it is determined that all the battery cells included in the first battery module are in a normal state, the first emergency switch is turned off while allowing the first main switch to turn on,
Wherein when it is determined that all the battery cells included in the first battery module are in an abnormal state, the first main switch is turned off and the first emergency switch is turned on,
The first battery module includes:
A first battery cell and a second battery cell configured to be connectable in series with each other,
The second battery module includes:
A third battery cell and a fourth battery cell configured to be capable of series connection with each other.
상기 제2 배터리 모듈의 음극 단자와 상기 부하의 음극 단자를 연결하는 제2 메인 전력 라인을 통한 전류 경로를 개폐하는 제2 메인 스위치; 및
상기 제1 배터리 모듈의 음극 단자와 상기 부하의 음극 단자를 연결하는 제2 서브 전력 라인을 통한 전류 경로를 개폐하는 제2 비상 스위치;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제2 배터리 모듈에 포함된 모든 배터리 셀들이 정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제2 메인 스위치의 턴온을 허용하면서 상기 제2 비상 스위치를 턴오프하고,
상기 제2 배터리 모듈에 포함된 모든 배터리 셀들이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제2 메인 스위치를 턴오프하고 상기 제2 비상 스위치의 턴온을 허용하는, 전력 공급 회로.The method according to claim 1,
A second main switch for opening / closing a current path through a second main power line connecting a negative terminal of the second battery module and a negative terminal of the load; And
And a second emergency switch for opening and closing a current path through a second sub power line connecting the negative terminal of the first battery module and the negative terminal of the load,
Wherein,
Wherein when it is determined that all the battery cells included in the second battery module are in a normal state, the second emergency switch is turned off while allowing the second main switch to turn on,
And turns off the second main switch and allows the second emergency switch to turn on if all battery cells included in the second battery module are determined to be in an abnormal state.
복수의 스위치를 포함하고, 상기 제1 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 중 적어도 하나를 상기 제1 배터리 모듈로부터 선택적으로 분리 가능하도록 구성된 제1 셀 제거 회로; 및
복수의 스위치를 포함하고, 상기 제2 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 중 적어도 하나를 상기 제2 배터리 모듈로부터 선택적으로 분리 가능하도록 구성된 제2 셀 제거 회로;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 셀 제거 회로에 포함된 복수의 스위치와 상기 제2 셀 제거 회로에 포함된 복수의 스위치를 개별적으로 제어하는, 전력 공급 회로.The method according to claim 1,
A first cell cancellation circuit including a plurality of switches, configured to be capable of selectively separating at least one of a plurality of battery cells included in the first battery module from the first battery module; And
And a second cell cancellation circuit including a plurality of switches and configured to selectively disconnect at least one of a plurality of battery cells included in the second battery module from the second battery module,
Wherein,
Wherein the plurality of switches included in the first cell cancellation circuit and the plurality of switches included in the second cell cancellation circuit are separately controlled.
상기 제1 셀 제거 회로는,
상기 제1 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 제1 배터리 셀의 양극 단자 사이에 연결되는 제1 직렬 스위치;
상기 제1 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제2 배터리 셀의 양극 단자 사이에 연결되는 제2 직렬 스위치;
상기 제1 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 제1 배터리 셀의 음극 단자에 연결되는 제1 병렬 스위치; 및
상기 제1 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제2 배터리 셀의 음극 단자에 연결되는 제2 병렬 스위치;를 포함하는, 전력 공급 회로.The method of claim 3,
The first cell cancellation circuit includes:
A first serial switch connected between a positive terminal of the first battery module and a positive terminal of the first battery cell;
A second serial switch connected between a negative terminal of the first battery cell and a positive terminal of the second battery cell;
A first parallel switch connected to a positive terminal of the first battery module and a negative terminal of the first battery cell; And
And a second parallel switch connected to the negative terminal of the first battery cell and the negative terminal of the second battery cell.
상기 제어부는,
상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀 중 상기 제1 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제1 직렬 스위치 및 상기 제2 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제2 직렬 스위치 및 상기 제1 병렬 스위치를 턴온하며,
상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀 중 상기 제2 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제2 직렬 스위치 및 상기 제1 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제1 직렬 스위치 및 상기 제2 병렬 스위치를 턴온하는, 전력 공급 회로.5. The method of claim 4,
Wherein,
Wherein when it is determined that only the first battery cell among the first battery cell and the second battery cell is in an abnormal state, the first serial switch and the second parallel switch are turned off, and the second serial switch and the first Turning on the parallel switch,
Wherein when it is determined that only the second battery cell among the first battery cell and the second battery cell is in an abnormal state, the second serial switch and the first parallel switch are turned off, and the first serial switch and the second A power supply circuit for turning on a parallel switch.
상기 제2 셀 제거 회로는,
상기 제2 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 제3 배터리 셀의 양극 단자 사이에 연결되는 제3 직렬 스위치;
상기 제3 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제4 배터리 셀의 양극 단자 사이에 연결되는 제4 직렬 스위치;
상기 제2 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 제3 배터리 셀의 음극 단자에 연결되는 제3 병렬 스위치; 및
상기 제3 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제4 배터리 셀의 음극 단자에 연결되는 제4 병렬 스위치;를 포함하는, 전력 공급 회로.The method of claim 3,
Wherein the second cell cancellation circuit comprises:
A third serial switch connected between the positive terminal of the second battery module and the positive terminal of the third battery cell;
A fourth serial switch connected between a negative terminal of the third battery cell and a positive terminal of the fourth battery cell;
A third parallel switch connected to the positive terminal of the second battery module and the negative terminal of the third battery cell; And
And a fourth parallel switch connected to the negative terminal of the third battery cell and the negative terminal of the fourth battery cell.
상기 제어부는,
상기 제3 배터리 셀 및 상기 제4 배터리 셀 중 상기 제3 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제3 직렬 스위치 및 상기 제4 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제4 직렬 스위치 및 상기 제3 병렬 스위치를 턴온하며,
상기 제3 배터리 셀 및 상기 제4 배터리 셀 중 상기 제4 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제4 직렬 스위치 및 상기 제3 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제3 직렬 스위치 및 상기 제4 병렬 스위치를 턴온하는, 전력 공급 회로.The method according to claim 6,
Wherein,
The third serial switch and the fourth parallel switch are turned off when it is determined that only the third battery cell among the third battery cell and the fourth battery cell is in an abnormal state, Turning on the parallel switch,
The fourth serial switch and the third parallel switch are turned off when it is determined that only the fourth battery cell among the third battery cell and the fourth battery cell is in an abnormal state, A power supply circuit for turning on a parallel switch.
상기 제1 셀 제거 회로는,
상기 제1 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제2 배터리 셀의 양극 단자의 사이에 연결되는 제5 직렬 스위치;
상기 제2 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제1 배터리 모듈의 음극 단자의 사이에 연결되는 제6 직렬 스위치;
상기 제1 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 제2 배터리 셀의 양극 단자에 연결되는 제5 병렬 스위치; 및
상기 제2 배터리 셀의 양극 단자와 상기 제1 배터리 모듈의 음극 단자에 연결되는 제6 병렬 스위치;를 포함하는, 전력 공급 회로.The method of claim 3,
The first cell cancellation circuit includes:
A fifth serial switch connected between a negative terminal of the first battery cell and a positive terminal of the second battery cell;
A sixth serial switch connected between the negative terminal of the second battery cell and the negative terminal of the first battery module;
A fifth parallel switch connected to the positive terminal of the first battery module and the positive terminal of the second battery cell; And
And a sixth parallel switch connected to the positive terminal of the second battery cell and the negative terminal of the first battery module.
상기 제어부는,
상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀 중 상기 제1 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제5 직렬 스위치 및 상기 제6 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제6 직렬 스위치 및 상기 제5 병렬 스위치를 턴온하며,
상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀 중 상기 제2 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제6 직렬 스위치 및 상기 제5 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제5 직렬 스위치 및 상기 제6 병렬 스위치를 턴온하는, 전력 공급 회로.9. The method of claim 8,
Wherein,
And turns off the fifth serial switch and the sixth parallel switch when it is determined that only the first battery cell among the first battery cell and the second battery cell is in an abnormal state, Turning on the parallel switch,
And turns off the sixth serial switch and the fifth parallel switch when it is determined that only the second battery cell among the first battery cell and the second battery cell is in an abnormal state, A power supply circuit for turning on a parallel switch.
상기 제2 셀 제거 회로는,
상기 제3 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제4 배터리 셀의 양극 단자의 사이에 연결되는 제7 직렬 스위치;
상기 제4 배터리 셀의 음극 단자와 상기 제2 배터리 모듈의 음극 단자의 사이에 연결되는 제8 직렬 스위치;
상기 제2 배터리 모듈의 양극 단자와 상기 제4 배터리 셀의 양극 단자에 연결되는 제7 병렬 스위치; 및
상기 제4 배터리 셀의 양극 단자와 상기 제2 배터리 모듈의 음극 단자에 연결되는 제8 병렬 스위치;를 포함하는, 전력 공급 회로.The method of claim 3,
Wherein the second cell cancellation circuit comprises:
A seventh serial switch connected between the negative terminal of the third battery cell and the positive terminal of the fourth battery cell;
An eighth serial switch connected between the negative terminal of the fourth battery cell and the negative terminal of the second battery module;
A seventh parallel switch connected to the positive terminal of the second battery module and the positive terminal of the fourth battery cell; And
And an eighth parallel switch connected to the positive terminal of the fourth battery cell and the negative terminal of the second battery module.
상기 제어부는,
상기 제3 배터리 셀 및 상기 제4 배터리 셀 중 상기 제3 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제7 직렬 스위치 및 상기 제8 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제8 직렬 스위치 및 상기 제7 병렬 스위치를 턴온하며,
상기 제3 배터리 셀 및 상기 제4 배터리 셀 중 상기 제4 배터리 셀만이 비정상 상태인 것으로 판정되면, 상기 제8 직렬 스위치 및 상기 제7 병렬 스위치를 턴오프하고, 상기 제7 직렬 스위치 및 상기 제8 병렬 스위치를 턴온하는, 전력 공급 회로.11. The method of claim 10,
Wherein,
And turns off the seventh serial switch and the eighth parallel switch when it is determined that only the third battery cell among the third battery cell and the fourth battery cell is in an abnormal state and turns on the eighth serial switch and the seventh Turning on the parallel switch,
And turns off the eighth serial switch and the seventh parallel switch when it is determined that only the fourth battery cell out of the third battery cell and the fourth battery cell is in an abnormal state and turns on the seventh serial switch and the eighth A power supply circuit for turning on a parallel switch.
를 포함하는, 배터리 팩.A power supply circuit according to any one of claims 1 to 11;
.
을 포함하는, 전기 자동차.The battery pack according to claim 12,
The electric vehicle.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019221368A1 (en) * | 2018-05-15 | 2019-11-21 | 주식회사 엘지화학 | Device, battery system, and method for controlling main battery and sub battery |
WO2020036427A1 (en) * | 2018-08-13 | 2020-02-20 | 주식회사 엘지화학 | Switch control device |
KR102339032B1 (en) * | 2021-07-23 | 2021-12-14 | 주식회사 엠디엠 | Bi-directional charger circuit |
KR102341490B1 (en) * | 2021-05-21 | 2021-12-21 | (주)오르다 | High power power bank with power switch |
WO2023149673A1 (en) * | 2022-02-03 | 2023-08-10 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Device and method for managing battery |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012150086A (en) * | 2011-01-21 | 2012-08-09 | Nec Corp | Assembled battery system designing method and apparatus for the same |
KR20130053262A (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | 주식회사 엘지화학 | Power supplying apparatus for electronic device |
KR20160012108A (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-02 | 디자인 플럭스 테크놀로지스, 엘엘씨 | Method and apparatus for creating a dynamically reconfigurable energy storage device |
-
2016
- 2016-09-05 KR KR1020160113901A patent/KR102610269B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012150086A (en) * | 2011-01-21 | 2012-08-09 | Nec Corp | Assembled battery system designing method and apparatus for the same |
KR20130053262A (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | 주식회사 엘지화학 | Power supplying apparatus for electronic device |
KR20160012108A (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-02 | 디자인 플럭스 테크놀로지스, 엘엘씨 | Method and apparatus for creating a dynamically reconfigurable energy storage device |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019221368A1 (en) * | 2018-05-15 | 2019-11-21 | 주식회사 엘지화학 | Device, battery system, and method for controlling main battery and sub battery |
US11054477B2 (en) | 2018-05-15 | 2021-07-06 | Lg Chem, Ltd. | Apparatus, battery system and method for controlling main battery and sub battery |
WO2020036427A1 (en) * | 2018-08-13 | 2020-02-20 | 주식회사 엘지화학 | Switch control device |
US11072257B2 (en) | 2018-08-13 | 2021-07-27 | Lg Chem, Ltd. | Switch control apparatus |
KR102341490B1 (en) * | 2021-05-21 | 2021-12-21 | (주)오르다 | High power power bank with power switch |
KR102339032B1 (en) * | 2021-07-23 | 2021-12-14 | 주식회사 엠디엠 | Bi-directional charger circuit |
WO2023149673A1 (en) * | 2022-02-03 | 2023-08-10 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Device and method for managing battery |
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Publication number | Publication date |
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