KR20180057232A - Method for preventing over-charging of battery management system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기 에너지를 이용하는 장치에 사용될 수 있는 배터리의 과충전을 방지하는 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차 및 전기 자동차에서 사용되는 고전압 배터리의 과충전을 방지하기 위한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for preventing overcharging of a battery which can be used in an apparatus using electric energy. Specifically, the present invention relates to a technique for preventing overcharging of a high voltage battery used in a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, and an electric vehicle.
최근 고전압의 배터리를 사용하는 산업기기, 가정기기 및 자동차 등 다양한 장치가 등장하고 있으며 특히 자동차 기술분야에서는 고전압 배터리 사용이 더욱 활발해지고 있다.In recent years, various devices such as industrial devices, home appliances and automobiles using high-voltage batteries have appeared, and especially in the field of automobile technology, the use of high-voltage batteries is becoming more active.
가솔린이나 중유 등의 화석연료를 주연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기오염 등 공해발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서 최근에는 공해발생을 줄이기 위하여, 전기자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.Automobiles that use internal combustion engines that use fossil fuels such as gasoline or heavy oil as the main fuel have a serious impact on pollution such as air pollution. Therefore, in recent years, efforts have been made to develop an electric vehicle or a hybrid vehicle in order to reduce pollution.
전기자동차(EV; Electric Vehicle)는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말한다. 즉, 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 자동차를 구동시키는 전기자동차는 가솔린 자동차보다 먼저 개발되었으나, 배터리의 무거운 중량 및 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화되지 못하다가 최근 에너지 및 환경 문제가 심각해지면서 1990년대부터 실용화를 위한 연구가 시작되었다.Electric vehicles (EVs) are cars that do not use petroleum fuels and engines but that use electric batteries and electric motors. In other words, although an electric vehicle that drives a car by rotating an electric motor that is stored in a battery has been developed before a gasoline car, it has not been put into practical use due to problems such as a heavy weight of a battery and a time required for charging. Recently, And research for commercialization began in the 1990s.
한편, 최근 배터리 기술이 비약적으로 발전하면서 전기자동차 및 화석연료와 전기에너지를 적응적으로 사용하는 하이브리드 자동차(HEV)가 상용화되고 있다.On the other hand, hybrid technology (HEV) that uses electric vehicles, fossil fuels and electric energy adaptively is being commercialized as battery technology has been developed remarkably.
HEV는 가솔린과 전기를 함께 동력원으로 사용하기 때문에 연비 개선 및 배기가스 저감 측면에서 긍정적인 평가를 받고 있다. 이러한 HEV도 가솔린 자동차와의 가격 차이를 어떻게 극복하느냐가 관건으로서, 2차 전지 탑재량을 전기자동차의 1/3수준까지 낮출 수 있어 완전한 전기 자동차로 진화하는 중간 역할을 할 것으로 기대되고 있다.Since HEV uses both gasoline and electricity as power sources, it is receiving positive reviews in terms of fuel efficiency improvement and emission reduction. It is expected that HEV will play an intermediate role in evolving into a full electric vehicle because it is important to overcome the price difference with gasoline automobile by reducing the amount of secondary battery to one third of that of electric cars.
이러한 전기 에너지를 이용하는 HEV 및 EV 자동차는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지(cell)가 하나의 팩(pack)으로 형성된 배터리를 주동력원으로 이용하기 때문에 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 작은 장점이 있다.Since HEV and EV vehicles using such electric energy use a battery in which a plurality of rechargeable secondary cells are packed as a main power source, there is no exhaust gas and noise is small. have.
이와 같이 전기 에너지를 이용하는 자동차는 배터리의 성능이 자동차의 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 각 전지 셀의 전압, 전체 배터리의 전압 및 전류 등을 측정하여 각 전지 셀의 충방전을 효율적으로 관리할 뿐만 아니라, 각 전지 셀을 센싱하는 셀 센싱 IC의 상태를 모니터링하여 해당 셀의 안정적인 컨트롤이 가능한 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)이 절실히 요구되는 실정이다.Since the performance of a battery using the electric energy directly affects the performance of the vehicle, it is necessary to measure the voltage of each battery cell, the voltage and current of the entire battery, and to efficiently manage charge and discharge of each battery cell However, a battery management system (BMS) is required to monitor the state of a cell sensing IC that senses each battery cell, thereby enabling stable control of the corresponding cell.
한편, 배터리 셀은 장기간 사용으로 열화되는 경우, 동일한 충전 전압을 가하여도 정상적인 배터리 셀에 비해 과충전될 수 있다. 따라서, 배터리 관리 시스템에는 배터리 셀이 과충전된 경우 충전을 중단시키는 과충전 방지 장치가 필수적으로 요구된다. 과충전 방지 장치는 일반적으로 배터리 셀의 전압이 과충전 기준값 이상의 값을 갖게 되는 경우, 배터리 셀을 과충전으로 판단하여 배터리 셀과 부하간 연결된 스위치를 오프시킴으로써 배터리 셀의 과충전을 방지한다.On the other hand, when the battery cell deteriorates due to long-term use, it can be overcharged compared to a normal battery cell even when the same charging voltage is applied. Thus, the battery management system is essentially required to have an overcharge protection device that stops charging when the battery cell is overcharged. In general, when the voltage of the battery cell becomes equal to or higher than the overcharge reference value, the overcharge protection device determines that the battery cell is overcharged and turns off the switch connected between the battery cell and the load, thereby preventing overcharging of the battery cell.
이때, 배터리 셀과 배터리 관리 시스템을 연결하는 라인이 단선된 경우, 단선된 라인과 연결된 배터리 셀의 전압이 상기 과충전 기준값을 초과하는 전압인 Full-scale 전압으로 측정될 수 있다. 이 경우, 과충전 방지 장치는 단선된 라인과 연결된 배터리 셀이 과충전된 것으로 오판하는 문제가 발생할 수 있다.At this time, when the line connecting the battery cell and the battery management system is disconnected, the voltage of the battery cell connected to the disconnected line may be measured as a full-scale voltage which is a voltage exceeding the overcharge reference value. In this case, the overcharge prevention device may cause a problem that the battery cell connected to the disconnected line is overcharged and is mistaken.
본 발명은 배터리 셀의 과충전 판단 전 단선 진단을 선행적으로 수행하여, 과충전 판단의 오류를 방지하는 데 목적이 있다.An object of the present invention is to prevent the occurrence of an overcharge judgment by preliminarily performing a disconnection diagnosis prior to overcharge determination of a battery cell.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법은 복수의 배터리 셀 각각과 일단이 연결되고 타단이 스위치를 통해 접지와 각각 연결되는 전류 소스를 포함하는 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법에 있어서, 상기 전류 소스를 스위치를 통해 턴온시키는 턴온 단계; 상기 턴온 단계에서 턴온된 전류 소스의 일단과 연결된 배터리 셀의 전압을 측정하는 측정 단계; 상기 측정 단계에서 측정한 배터리 셀의 전압을 정상 범위 전압과 비교하여 상기 배터리 셀과 연결된 라인의 단선을 진단하는 진단 단계; 상기 전류 소스를 스위치를 통해 턴오프시키는 턴오프 단계; 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 복수의 배터리 셀의 과충전 여부를 판단하는 과충전 판단 단계를 포함하고, 상기 진단 단계에서 진단 결과 상기 배터리 셀과 연결된 라인이 단선된 경우, 상기 과충전 판단 단계는 상기 단선된 라인과 연결된 배터리 셀의 과충전 여부 판단을 하지 않는 것을 특징으로 한다.The overcharge prevention method of a battery management system according to an embodiment of the present invention includes a current source having one end connected to each of a plurality of battery cells and the other end connected to a ground through a switch, Turning on the current source through a switch; A measuring step of measuring a voltage of a battery cell connected to one end of a current source turned on in the turn-on step; A diagnosis step of comparing a voltage of the battery cell measured in the measuring step with a normal range voltage to diagnose a disconnection of a line connected to the battery cell; Turning off the current source through a switch; And an overcharge determination step of determining whether the plurality of battery cells are overcharged by comparing a voltage of each of the plurality of battery cells with a reference voltage, and when a line connected to the battery cell is disconnected as a result of the diagnosis in the diagnosis step, And the overcharge determination step does not determine whether the battery cell connected to the disconnected line is overcharged.
일 실시예에 있어서, 상기 진단 단계는 상기 측정 단계에서 측정한 배터리 셀의 전압이 정상 범위 전압을 벗어나는 경우, 상기 배터리 셀과 연결된 라인이 단선된 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the diagnosing step diagnoses that a line connected to the battery cell is disconnected when the voltage of the battery cell measured in the measuring step deviates from the normal range voltage.
일 실시예에 있어서, 상기 진단 단계에서 진단 결과 상기 배터리 셀과 연결된 라인이 단선된 경우, 상기 단선된 라인의 위치를 저장하는 저장 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, when the line connected to the battery cell is disconnected as a result of the diagnosis in the diagnosis step, a storage step of storing the position of the disconnected line may be further included.
일 실시예에 있어서, 상기 과충전 판단 단계는 상기 복수의 배터리 셀 중 임의의 배터리 셀의 전압이 상기 기준 전압을 초과하는 경우, 상기 복수의 배터리 셀이 과충전되었다고 판단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the overcharge determination step determines that the plurality of battery cells are overcharged when the voltage of any one of the plurality of battery cells exceeds the reference voltage.
일 실시예에 있어서, 상기 과충전 판단 단계는 상기 복수의 배터리 셀 중 임의의 배터리 셀의 전압이 상기 기준 전압을 소정 시간 이상 초과하는 경우, 상기 복수의 배터리 셀이 과충전되었다고 판단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the overcharge determination step determines that the plurality of battery cells are overcharged when the voltage of any one of the plurality of battery cells exceeds the reference voltage for a predetermined time or more.
일 실시예에 있어서, 상기 과충전 판단 단계에서 상기 복수의 배터리 셀이 과충전되었다고 판단한 경우, 상기 복수의 배터리 셀과 차량에 구비된 부하간의 연결을 차단하여 상기 복수의 배터리 셀의 과충전을 방지하는 과충전 방지 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, in the overcharge determination step, when it is determined that the plurality of battery cells are overcharged, a connection between the plurality of battery cells and a load provided in the vehicle is cut off to prevent overcharging of the plurality of battery cells Step < / RTI >
일 실시예에 있어서, 상기 과충전 방지 단계는 상기 차량의 시동을 오프시키는 시동 오프 신호가 입력될 때까지 상기 복수의 배터리 셀과 상기 부하간의 연결의 차단을 유지시키는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the overcharge protection step may include interrupting a connection between the plurality of battery cells and the load until a start-off signal for turning off the vehicle is input.
일 실시예에 있어서, 상기 차량의 시동을 오프시키는 시동 오프 신호가 입력된 경우, 상기 복수의 배터리 셀과 상기 부하간을 연결시키는 리셋 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the method may further include a reset step of connecting the plurality of battery cells and the load when a start-off signal for turning off the vehicle is input.
일 실시예에 있어서,상기 과충전 판단 단계에서 상기 복수의 배터리 셀이 과충전되었다고 판단한 경우, 사용자에게 경고하는 경고 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the method may further include a warning step of warning the user if the plurality of battery cells are determined to be overcharged in the overcharge determination step.
본 발명은 배터리 셀과 연결된 라인의 단선 진단을 수행한 후, 배터리 셀의 과충전 여부를 판단한다.The present invention performs disconnection diagnosis of a line connected to a battery cell, and then determines whether the battery cell is overcharged.
이에 따라, 단선된 라인과 연결된 배터리 셀의 과충전 여부 판단을 수행하지 않게 된다.Thus, it is not possible to determine whether the battery cell connected to the disconnected line is overcharged.
따라서, 본 발명은 배터리 셀 과충전 판단의 정확도를 향상시키는 효과가 있다.Therefore, the present invention has the effect of improving the accuracy of battery cell overcharge judgment.
도 1은 배터리 관리 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법에서 단선을 진단하는 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법에서 과충전 여부를 판단하는 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram of a battery management system.
FIG. 2 is a flowchart sequentially illustrating a process of diagnosing disconnection in the overcharge prevention method of the battery management system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart sequentially illustrating a process of determining overcharge in the overcharge prevention method of the battery management system according to the embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of techniques which are well known in the technical field to which the present invention belongs and which are not directly related to the present invention are not described. This is for the sake of clarity of the present invention without omitting the unnecessary explanation.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법이 적용되는 배터리 관리 시스템의 구성에 대해 설명한다.Hereinafter, a configuration of a battery management system to which an overcharge prevention method of a battery management system according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
도 1은 배터리 관리 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a battery management system.
도 1을 참조하면, 배터리 관리 시스템(200)은 전원부(220), 다이오드(230), 전류 소스(240), 커패시터(250), 측정부(270), 진단부(280) 및 과충전 방지부(290)를 포함한다. 여기서, 배터리 관리 시스템(200)은 최하위 커패시터(C0) 및 기설정된 전압을 가지는 전원(260)과 일단이 연결된 최하위 전류 소스(AC)를 더 포함할 수 있다.1, the
이때, 도 1에서는 배터리 셀의 개수를 5개로 한정하여 도시하였다. 그러나 배터리 셀의 개수는 이보다 적거나 많을 수 있으며, 경우에 따라서는 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈로 구성될 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 배터리 셀의 개수를 도 1에 도시한 5개로 전제하여 설명한다.In this case, the number of battery cells is limited to five in FIG. However, the number of battery cells may be smaller or larger, and in some cases, it may be composed of a plurality of battery modules including a plurality of battery cells. Hereinafter, for convenience of explanation, the number of battery cells is assumed to be five as shown in Fig.
한편, 제어기(210)는 전원부(220), 다이오드(230), 전류 소스(240), 측정부(270), 진단부(280) 및 과충전 방지부(290)를 포함한다. 제어기(210)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5) 각각의 충방전 상태를 모니터링한다. 또한, 제어기(210)는 모니터링된 충방전 상태에 따라 필요시 셀 밸런싱을 수행할 수 있다.The
전원부(220)는 제어 회로(210)에 전원을 공급하고, 배터리 모듈의 최상위 배터리 셀에서 분기된 라인 및 다이오드(230)의 최상위 다이오드와 연결된다.The
다이오드(230)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5) 각각에서 분기된 라인마다 연결되어 있다.The
전류 소스(240)는 제1 내지 제5 전류 소스(CS1 내지 CS5)로 이루어질 수 있다. 전류 소스(240)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5) 각각과 일단이 연결되고, 타단이 스위치를 통해 접지와 각각 연결된다.The
커패시터(250)는 제1 내지 제5 커패시터(C1, C2, C3, C4, C5)를 포함하고, 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5) 각각과 일단이 연결되고 타단이 접지와 연결된다. 커패시터(C1, C2, C3, C4, C5)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5) 각각에서 인가된 전압에 의해 충전된다. 전류 소스(240)가 각각 턴온되면 해당 커패시터가 충전된 전하가 전류 소스(240)를 통해 방전된다.The
한편, 배터리 관리 시스템(200)은 최하위 커패시터(C0) 및 기설정된 전압을 가지는 전원(260)과 일단이 연결된 최하위 전류 소스를 더 포함할 수 있다. 이때, 최하위 커패시터(C0)는 최하위 배터리 셀의 음극 단자와 연결된다. 또한, 최하위 전류 소스(AC)는 기설정된 전압(예컨대, 5V)을 가지는 전원과 일단이 연결되고, 최하위 배터리 셀과 스위치를 통해 타단이 연결된다.Meanwhile, the
측정부(270)는 전류 소스(240)와 연결된 스위치를 제어하여, 전류 소스(240)를 턴온 또는 턴오프시킨다. 측정부(270)는 전류 소스(240)를 턴온시키고, 턴온된 전류 소스의 일단과 연결된 배터리 셀의 전압을 측정한다.The
진단부(280)는 측정부(270)에서 측정한 배터리 셀의 전압을 정상 범위 전압과 비교하여 상기 배터리 셀과 연결된 라인의 단선을 진단한다.The
구체적으로, 진단부(280)는 측정부(270)에서 측정한 배터리 셀의 전압이 상기 정상 범위 전압을 벗어나는 경우, 측정부(270)에서 측정한 배터리 셀과 연결된 라인이 단선된 것으로 진단한다. 상기 정상 범위 전압은 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)의 정격 전압이 5 V인 경우, 0 V ~ 5 V 범위의 전압을 의미할 수 있다.Specifically, when the voltage of the battery cell measured by the measuring
특정 라인에 단선이 발생한 경우, 단선이 발생한 라인과 연결된 배터리 셀의 전압은 0 V 또는 5 V로 측정된다. 구체적으로, 단선이 발생한 라인의 아래쪽 배터리 셀의 전압은 0 V, 단선이 발생한 라인의 위쪽 배터리 셀의 전압은 5 V로 측정된다. 이때, 단선이 발생한 라인의 위쪽 배터리 셀은 단선에 의해 전압이 5 V로 측정되는 것이나, 후술할 바와 같이 과충전 기준 전압보다 큰 값이므로, 과충전 방지부(290)가 과충전으로 오판하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 단선이 발생한 라인의 위쪽 배터리 셀은 과충전 판단을 하지 않도록 할 필요가 있다.If a disconnection occurs on a specific line, the voltage of the battery cell connected to the line where the disconnection occurred is measured as 0 V or 5 V. Specifically, the voltage of the battery cell at the lower side of the line where the disconnection occurred is 0 V, and the voltage of the battery cell at the upper side of the line where the disconnection occurred is measured at 5V. At this time, since the upper battery cell of the line where the disconnection has occurred is measured at a voltage of 5 V by disconnection, but is larger than the overcharge reference voltage as will be described later, there is a possibility that the overcharging
진단부(280)는 측정부(270)에서 측정한 배터리 셀과 연결된 라인이 단선된 것으로 진단한 경우, 상기 단선된 라인의 위치를 저장할 수 있다. 이는 과충전 방지부(290)에서 단선된 라인과 연결된 배터리 셀의 과충전 판단을 하지 않게 하기 위함이다.The
과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5) 각각의 전압을 기준 전압과 비교하여 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)의 과충전 여부를 판단한다. The
이때, 과충전 방지부(290)는 선행적으로 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5) 중 단선된 라인과 연결된 배터리 셀이 있는지 확인한다. 과충전 방지부(290)는 확인 결과 단선된 라인과 연결된 배터리 셀이 있는 경우, 단선된 라인과 연결된 배터리 셀의 과충전 여부는 판단하지 않는다. 이하에서는, 과충전 방지부(290)에서 단선되지 않은 라인과 연결된 배터리 셀의 과충전 여부를 판단하는 것에 대해 설명한다.At this time, the
구체적으로, 과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5) 중 임의의 배터리 셀의 전압이 상기 기준 전압을 초과하는 경우, 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)이 과충전되었다고 판단한다.More specifically, when the voltage of any of the plurality of battery cells CV1, CV2, CV3, CV4, and CV5 exceeds the reference voltage, the
예를 들어, 제1 배터리 셀(CV1)의 전압이 4.375 V이고, 상기 기준 전압이 4.6 V인 경우, 과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)은 과충전 되었다고 판단하지 않는다. 그러나, 제1 배터리 셀(CV1)의 전압이 4.65 V이고, 상기 기준 전압이 4.6 V인 경우, 과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)이 과충전 되었다고 판단한다.For example, when the voltage of the first battery cell CV1 is 4.375 V and the reference voltage is 4.6 V, the
또한, 과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5) 중 임의의 배터리 셀의 전압이 상기 기준 전압을 소정 시간 이상 초과하는 경우, 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)이 과충전되었다고 판단할 수 있다.When the voltage of any of the plurality of battery cells CV1, CV2, CV3, CV4, and CV5 exceeds the reference voltage for a predetermined time or longer, the
예를 들어, 25ms 주기로 배터리 전압을 측정하고, 상기 소정 시간이 250ms인 경우, 제1 배터리 셀(CV1)의 전압이 10번 연속 상기 기준 전압을 초과하는 것으로 측정되면 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)이 과충전 되었다고 판단할 수 있다.For example, if the battery voltage is measured at 25 ms intervals and the predetermined time is 250 ms, if the voltage of the first battery cell CV1 is measured to exceed the reference voltage for 10 consecutive times, a plurality of battery cells CV1 and CV2 , CV3, CV4, CV5) are overcharged.
과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)이 과충전되었다고 판단한 경우, 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)과 차량에 구비된 부하간의 연결을 차단하여 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)의 과충전을 방지한다. 이는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)과 상기 부하간을 연결하는 스위치를 오프시키는 것을 의미할 수 있다.When the
이때, 과충전 방지부(290)는 상기 차량의 시동을 오프시키는 시동 오프 신호가 입력될 때까지 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)과 상기 부하간의 연결의 차단을 유지시킬 수 있다. 이는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)과 상기 부하간을 연결하는 스위치를 오프 상태로 유지시키는 것을 의미할 수 있다. 이에 따라, 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)의 과충전에 따른 위험을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.At this time, the
한편, 과충전 방지부(290)는 상기 시동 오프 신호가 입력된 경우, 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)과 상기 부하간을 다시 연결시킬 수 있다. 이는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)과 상기 부하간을 연결하는 스위치를 온 시키는 것을 의미할 수 있다.On the other hand, when the start-off signal is inputted, the
또는, 과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)이 과충전되었다고 판단한 경우, 사용자에게 경고할 수 있다. 예를 들어, 차량에 구비된 AVN에 경고 메세지를 띄우거나 경고음을 울리는 형태를 상정할 수 있다.Alternatively, the
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법에 대해 설명한다. 이때, 도 1을 참조하여 설명한 부분과 중복되는 부분은 설명을 생략한다.Hereinafter, an overcharge prevention method of the battery management system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. Here, the description of the parts overlapping with those described with reference to FIG. 1 will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법에서 단선을 진단하는 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart sequentially illustrating a process of diagnosing disconnection in the overcharge prevention method of the battery management system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 먼저, 측정부(270)는 전류 소스(240)를 턴온시킨다(S10). 이때, 측정부(270)는 제1 전류 소스(CS1)부터 제5 전류 소스(CS5)까지 순차적으로 턴온시킨다. 즉, 제1 전류 소스(CS1)를 턴온시켜 단선 진단 후, 제2 전류 소스(CS2)를 턴온시켜 단선 진단하고, 이를 제5 전류 소스(CS5)를 턴온시킬 때까지 반복한다.Referring to FIG. 2, first, the measuring
이후, 측정부(270)는 턴온된 전류 소스와 연결된 배터리 셀의 전압을 측정한다(S20).Then, the measuring
이후, 진단부(280)는 S20 단계에서 측정한 배터리 셀의 전압을 정상 범위 전압과 비교한다(S30).Thereafter, the
이후, 진단부(280)는 S30 단계에서 비교 결과 S20 단계에서 측정한 배터리 셀의 전압이 정상 범위 전압을 벗어나는 경우, S20 단계에서 측정한 배터리 셀과 연결된 라인이 단선된 것으로 진단한다(S40).If the voltage of the battery cell measured in the comparison result S20 in step S30 is out of the normal range voltage, the
이후, 진단부(280)는 S40 단계에서 단선으로 진단한 라인의 위치를 저장한다(S50).Thereafter, the
이후, 측정부(270)는 턴온된 전류 소스를 턴오프시킨다(S60).Thereafter, the measuring
이후, 진단부(280)는 모든 라인의 단선을 진단하였는지 확인한다(S70). 확인 결과 모든 라인의 단선 진단이 되지 않은 경우, 상기 S10 단계 내지 S60 단계를 반복한다. 예를 들어, 제1 배터리 셀(CV1)과 연결된 라인의 단선을 진단한 경우, 제2 배터리 셀(CV2)과 연결된 라인의 단선을 진단하고, 이를 제5 배터리 셀(CV5)과 연결된 라인의 단선을 진단할 때까지 반복한다.Then, the
한편, S70 단계에서 확인 결과 모든 라인의 단선 진단이 이루어진 경우, 과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)이 과충전 여부를 판단한다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 후술한다.On the other hand, if it is determined in step S70 that the disconnection diagnosis of all the lines has been performed, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법에서 과충전 여부를 판단하는 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart sequentially illustrating a process of determining overcharge in the overcharge prevention method of the battery management system according to the embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 먼저, 과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)과 각각 연결된 라인 중 단선이 된 라인이 있는지 확인한다(S81). 이는 진단부(280)에 저장된 단선으로 진단한 라인의 위치를 통해 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, first, the
이후, 과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5) 중 단선된 라인과 연결된 배터리 셀을 확인한다(S82). 이는, 과충전 방지부(290)에서 단선된 라인과 연결된 배터리 셀의 과충전 여부를 판단하지 않기 위함이다.Thereafter, the
이후, 과충전 방지부(290)는 S82 단계에서 확인된 단선되지 않은 라인과 연결된 배터리 셀의 전압이 기준 전압을 초과하는지 판단한다(S83). 이때, 과충전 방지부(29)는 S82 단계에서 확인된 단선되지 않은 라인과 연결된 배터리 셀의 전압이 상기 기준 전압을 소정 시간 이상 초과하는지 판단할 수 있다.Thereafter, the
이후, 과충전 방지부(290)는 S83 단계에서 판단 결과, 단선되지 않은 라인과 연결된 배터리 셀의 전압이 기준 전압을 초과하는 경우, 상기 배터리 셀을 과충전되었다고 판단한다(S84). 이때, 과충전 방지부(290)는 S83 단계에서 판단 결과, 확인된 단선되지 않은 라인과 연결된 배터리 셀의 전압이 상기 기준 전압을 소정 시간 이상 초과하는 경우, 상기 배터리 셀을 과충전 되었다고 판단할 수 있다.If it is determined in step S83 that the voltage of the battery cell connected to the unconnected line exceeds the reference voltage, the
이후, 과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)과 차량에 구비된 부하간의 연결을 차단하여 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)의 과충전을 방지한다(S85). 이때, 과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)과 상기 부하간의 연결의 차단을 상기 차량의 시동을 오프시키는 시동 오프 신호가 입력될 때까지 유지시킬 수 있다. 한편, 과충전 방지부(290)는 상기 시동 오프 신호가 입력된 경우, 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)과 상기 부하를 다시 연결시킬 수 있다.The
또한, 과충전 방지부(290)는 복수의 배터리 셀(CV1,CV2,CV3,CV4,CV5)이 과충전 되었음을 사용자에게 경고한다(S86).The
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present specification Should be interpreted.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is not intended to limit the scope. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
200: 배터리 관리 시스템(BMS)
210: 제어기
220: 전원부
230: 다이오드
240: 전류 소스
250: 커패시터
260: 전원
270: 측정부
280: 진단부
290: 과충전 방지부200: Battery Management System (BMS)
210:
220:
230: Diode
240: current source
250: Capacitor
260: Power supply
270:
280:
290: Overcharge prevention part
Claims (9)
상기 전류 소스를 스위치를 통해 턴온시키는 턴온 단계;
상기 턴온 단계에서 턴온된 전류 소스의 일단과 연결된 배터리 셀의 전압을 측정하는 측정 단계;
상기 측정 단계에서 측정한 배터리 셀의 전압을 정상 범위 전압과 비교하여 상기 배터리 셀과 연결된 라인의 단선을 진단하는 진단 단계;
상기 전류 소스를 스위치를 통해 턴오프시키는 턴오프 단계; 및
상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 복수의 배터리 셀의 과충전 여부를 판단하는 과충전 판단 단계를 포함하고,
상기 진단 단계에서 진단 결과 상기 배터리 셀과 연결된 라인이 단선된 경우, 상기 과충전 판단 단계는 상기 단선된 라인과 연결된 배터리 셀의 과충전 여부 판단을 하지 않는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법.A method of preventing overcharging of a battery management system including a current source having one end connected to each of a plurality of battery cells and the other end connected to a ground via a switch,
Turning on the current source through a switch;
A measuring step of measuring a voltage of a battery cell connected to one end of a current source turned on in the turn-on step;
A diagnosis step of comparing a voltage of the battery cell measured in the measuring step with a normal range voltage to diagnose a disconnection of a line connected to the battery cell;
Turning off the current source through a switch; And
And an overcharge determination step of comparing the voltage of each of the plurality of battery cells with a reference voltage to determine whether the plurality of battery cells are overcharged,
Wherein when the line connected to the battery cell is disconnected as a result of the diagnosis in the diagnosis step, the overcharge determination step does not determine whether the battery cell connected to the disconnected line is overcharged.
상기 진단 단계는 상기 측정 단계에서 측정한 배터리 셀의 전압이 정상 범위 전압을 벗어나는 경우, 상기 배터리 셀과 연결된 라인이 단선된 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법.The method according to claim 1,
Wherein the diagnosing step diagnoses that the line connected to the battery cell is disconnected when the voltage of the battery cell measured in the measuring step deviates from the normal range voltage.
상기 진단 단계에서 진단 결과 상기 배터리 셀과 연결된 라인이 단선된 경우, 상기 단선된 라인의 위치를 저장하는 저장 단계를 더 포함하는 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법.The method according to claim 1,
And storing the position of the disconnected line when the line connected to the battery cell is disconnected as a result of the diagnosis in the diagnosing step.
상기 과충전 판단 단계는 상기 복수의 배터리 셀 중 임의의 배터리 셀의 전압이 상기 기준 전압을 초과하는 경우, 상기 복수의 배터리 셀이 과충전되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법.The method according to claim 1,
Wherein the overcharge determination step determines that the plurality of battery cells are overcharged when a voltage of any one of the plurality of battery cells exceeds the reference voltage.
상기 과충전 판단 단계는 상기 복수의 배터리 셀 중 임의의 배터리 셀의 전압이 상기 기준 전압을 소정 시간 이상 초과하는 경우, 상기 복수의 배터리 셀이 과충전되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the overcharge determining step determines that the plurality of battery cells are overcharged when the voltage of any one of the plurality of battery cells exceeds the reference voltage for a predetermined time or longer. .
상기 과충전 판단 단계에서 상기 복수의 배터리 셀이 과충전되었다고 판단한 경우, 상기 복수의 배터리 셀과 차량에 구비된 부하간의 연결을 차단하여 상기 복수의 배터리 셀의 과충전을 방지하는 과충전 방지 단계를 더 포함하는 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법.5. The method of claim 4,
Further comprising an overcharge protection step of preventing overcharging of the plurality of battery cells by interrupting a connection between the plurality of battery cells and a load provided in the vehicle when it is determined in the overcharge determination step that the plurality of battery cells are overcharged, A method of preventing overcharge of a management system.
상기 과충전 방지 단계는 상기 차량의 시동을 오프시키는 시동 오프 신호가 입력될 때까지 상기 복수의 배터리 셀과 상기 부하간의 연결의 차단을 유지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법.The method according to claim 6,
Wherein the overcharge protection step maintains the cutoff of connection between the plurality of battery cells and the load until a start-off signal for turning off the vehicle is input.
상기 차량의 시동을 오프시키는 시동 오프 신호가 입력된 경우, 상기 복수의 배터리 셀과 상기 부하간을 연결시키는 리셋 단계를 더 포함하는 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법.The method according to claim 6,
Further comprising a reset step of connecting the plurality of battery cells and the load when a start-off signal for turning off the vehicle is input.
상기 과충전 판단 단계에서 상기 복수의 배터리 셀이 과충전되었다고 판단한 경우, 사용자에게 경고하는 경고 단계를 더 포함하는 배터리 관리 시스템의 과충전 방지 방법.5. The method of claim 4,
Further comprising a warning step of warning the user if the plurality of battery cells are determined to be overcharged in the overcharge determination step.
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