KR20190093929A - Energy storage module capable of controlling output according to temperature and controlling method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an energy storage module capable of controlling output according to a temperature and a control method thereof. The energy storage module capable of controlling output according to the temperature of the present invention comprises: a super capacitor cell; a battery cell connected in parallel with the super capacitor cell the battery cell to measure a temperature and output a temperature detection signal; a heater disposed on one side of the battery cell and connected to the super capacitor cell or the battery cell to generate heat to protect the battery cell; a first switch connected in series with the super capacitor cell; a second switch connected in series with the battery cell; and a microcomputer activating the battery cell to output an output voltage of the battery cell by turning off the first switch and turning on the second switch when the temperature detection signal is received and compared with a setting range, controlling the heater to generate heat when the temperature is not in the setting range, and activating the super capacitor cell for the output voltage of the super capacitor cell to be output by turning on the first switch and turning off the second switch.

Description

온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈 및 그의 제어방법{Energy storage module capable of controlling output according to temperature and controlling method thereof}Energy storage module capable of controlling output according to temperature and its control method {Energy storage module capable of controlling output according to temperature and controlling method

본 발명은 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 특히 배터리에 슈퍼 커패시터를 병렬 연결한 후 각각을 온도에 따라 출력을 제어할 수 있는 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈 및 그의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage module capable of controlling output according to temperature, and a control method thereof. In particular, after the supercapacitor is connected to a battery in parallel, the energy can be controlled according to the temperature capable of controlling the output according to temperature. A storage module and a control method thereof.

리튬 이차 전지는 배터리로 사용되며, 배터리로 사용되는 리튬 이차 전지에 관련된 기술이 한국공개특허공보 제10-2008-0040049호(특허문헌 1)에 공개되어 있다. A lithium secondary battery is used as a battery, and a technology related to a lithium secondary battery used as a battery is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0040049 (Patent Document 1).

한국공개특허공보 제10-2008-0040049호는 리튬전지용 음극재 및 리튬전지에 관한 것으로, 리튬전지에 사용되는 리튬전지용 음극재는 1㎡/g 이상의 비표면적을 가지는 탄소질 음극 활성물질, 스티렌-부타디엔 고무(styrene butadiene rubber)로 이루어진 바인더 및 1 내지 1000㎚의 섬유직경을 가지는 탄소섬유를 함유하며, 음극재는 0.05 내지 20wt%의 탄소섬유 및 0.1 내지 6.0wt%의 스티렌-부타디엔 고무로 이루어진 바인더를 함유하고, 카복시메틸 셀룰로오를 0.3 내지 3 wt%로 더 함유한다.Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2008-0040049 relates to a negative electrode material for lithium batteries and a lithium battery, wherein the negative electrode material for lithium batteries used in lithium batteries is a carbonaceous negative electrode active material having a specific surface area of 1 m 2 / g or more, styrene-butadiene A binder made of styrene butadiene rubber and carbon fiber having a fiber diameter of 1 to 1000 nm, and the negative electrode material contains a binder made of 0.05 to 20 wt% carbon fiber and 0.1 to 6.0 wt% styrene-butadiene rubber And further contains 0.3 to 3 wt% of carboxymethyl cellulose.

한국공개특허공보 제10-2008-0040049호에 공개된 리튬전지 즉, 배터리는 충전 시 양극으로부터 리튬이 이온으로서 탈리하여 음극으로 이동하여 흡착되며, 방전 시에는 반대로 음극으로부터 양극으로 리튬 이온이 되돌아오는 구조를 갖고 있다. 이러한 배터리는 높은 에너지 밀도를 가지며, 높은 에너지 밀도는 주로 양극의 재료의 전위에 기인한다. 이와 같이 배터리는 설정 온도 즉, -20℃에서 60℃에서 동작이 가능하며, 설정 온도 이외에서 사용 시 쉽게 손상되어 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다. Lithium battery that is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2008-0040049, that is, the battery desorbs lithium as ions from the positive electrode during charging, moves to the negative electrode and is adsorbed. It has a structure. Such batteries have a high energy density, which is mainly due to the potential of the material of the anode. As such, the battery may be operated at a set temperature, that is, -20 ° C. to 60 ° C., and may have a problem in that performance may be degraded easily when used outside the set temperature.

한국공개특허공보 제10-2008-0040049호Korean Patent Publication No. 10-2008-0040049

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배터리에 슈퍼 커패시터를 병렬 연결한 후 각각을 온도에 따라 출력을 제어할 수 있는 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈 및 그의 제어방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems, and provides an energy storage module capable of controlling output according to a temperature and a control method thereof in which a super capacitor is connected in parallel to a battery and then the output can be controlled according to temperature. Is in.

본 발명의 다른 목적은 배터리에 슈퍼 커패시터를 병렬 연결한 후 각각을 온도에 따라 출력을 제어함으로써 온도에 따른 성능 저하를 방지할 수 있는 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈 및 그의 제어방법을 제공함에 있다. It is another object of the present invention to provide an energy storage module capable of controlling output according to temperature and a control method thereof, which can prevent a performance degradation due to temperature by connecting a super capacitor to a battery in parallel and controlling the output according to temperature. Is in.

본 발명의 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈은 슈퍼 커패시터 셀; 상기 슈퍼 커패시터 셀과 병렬로 연결되는 배터리 셀; 상기 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀에 연결되어 온도를 측정하여 온도감지신호를 출력하는 온도센서; 상기 배터리 셀의 일측에 배치되며 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀에 연결되어 열을 발생시켜 배터리 셀을 보호하는 히터(heater); 상기 슈퍼 커패시터 셀과 직렬로 연결되는 제1스위치; 상기 배터리 셀과 직렬로 연결되는 제2스위치; 및 상기 온도센서, 상기 히터, 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치와 각각 연결되어 온도센서로부터 온도감지신호가 수신되면 설정범위와 비교하여 설정범위이면 제1스위치를 오프(off)시키고 제2스위치를 온(on)시켜 배터리 셀의 출력전압이 출력되도록 배터리 셀을 활성화하며, 설정범위 이하이거나 이상이면 상기 히터가 발열되도록 제어하며 제1스위치를 온시키고 제2스위치를 오프시켜 슈퍼 커패시터 셀의 출력전압이 출력되도록 슈퍼 커패시터 셀을 활성화하는 마이콤을 포함하는 것을 특징으로 한다.Energy storage module capable of output control according to the temperature of the present invention is a super capacitor cell; A battery cell connected in parallel with the super capacitor cell; A temperature sensor connected to the super capacitor cell or the battery cell to measure a temperature and output a temperature detection signal; A heater disposed on one side of the battery cell and connected to a super capacitor cell or a battery cell to generate heat to protect the battery cell; A first switch connected in series with the super capacitor cell; A second switch connected in series with the battery cell; And a first switch connected to the temperature sensor, the heater, the first switch, and the second switch, when the temperature detection signal is received from the temperature sensor, when the setting range is compared with the setting range, the first switch is turned off and the second switch is turned off. Turn on to activate the battery cell so that the output voltage of the battery cell is output, and if it is below or above the set range, the heater is controlled to generate heat, and the first switch is turned on and the second switch is turned off to output the super capacitor cell. And a microcomputer activating the super capacitor cell to output the voltage.

본 발명의 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈의 제어방법은 에너지 저장 모듈의 내측의 온도를 측정하는 단계; 상기 온도가 측정되면 측정된 온도가 설정범위 이하인지를 확인하는 단계; 상기 측정된 온도가 설정범위 이하이면 슈퍼 커패시터 셀의 활성화시키고 배터리 셀의 비활성화시킨 상태에서 히터를 발열시켜 배터리 셀을 보호하는 단계; 상기 측정된 온도가 설정범위 이하가 아니면 설정범위인지를 확인하여 측정된 온도가 설정범위이면 슈퍼 커패시터 셀과 배터리 셀을 각각 활성화시키는 단계; 상기 측정된 온도가 설정범위가 아니면 설정범위 이상인지를 확인하는 단계; 상기 측정된 온도가 설정범위 이상이면 슈퍼 커패시터 셀을 활성화시키며 배터리 셀의 출력 요구시 배터리 셀을 활성화시키는 단계를 포함하며, 상기 측정된 온도가 설정범위 이하인지를 확인하여 설정범위 이하인지 확인하는 단계에서 온도의 설정범위는 - 20 내지 45℃이고, 상기 활성화는 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀이 각각 출력전압을 출력하는 상태이며, 상기 비활성화는 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀이 각각 출력전압을 출력하지 않는 상태를 나타내는 것을 특징으로 한다.The control method of the energy storage module capable of output control according to the temperature of the present invention includes the steps of measuring the temperature of the inside of the energy storage module; Confirming whether the measured temperature is below a set range when the temperature is measured; Protecting the battery cell by heating the heater while the supercapacitor cell is activated and the battery cell is deactivated when the measured temperature is less than the set range; Checking whether the measured temperature is less than or equal to a set range and activating a super capacitor cell and a battery cell if the measured temperature is a set range; Checking whether the measured temperature is not a set range or more than a set range; Activating the super capacitor cell when the measured temperature is above the set range and activating the battery cell when the output of the battery cell is required, and checking whether the measured temperature is below the set range by checking whether the measured temperature is below the set range. The setting range of the temperature is from -20 to 45 ℃, the activation is a state in which the super capacitor cell or the battery cell outputs the output voltage, the deactivation is a state in which the super capacitor cell or battery cell does not output the output voltage, respectively Characterized in that represents.

본 발명의 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈 및 그의 제어방법은 배터리에 슈퍼 커패시터를 병렬 연결한 후 각각을 온도에 따라 출력을 제어함으로써 온도에 따른 성능 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.An energy storage module and a control method thereof capable of controlling output according to a temperature of the present invention have an advantage of preventing performance deterioration according to temperature by connecting a supercapacitor to a battery in parallel and controlling the output according to temperature.

도 1은 본 발명의 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈의 회로도,
도 2는 도 1에 도시된 슈퍼 커패시터의 실시예를 나타낸 단면도,
도 3은 도 1에 도시된 배터리의 실시예를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈의 제어방법을 나타낸 흐름도.1 is a circuit diagram of an energy storage module capable of output control according to a temperature of the present invention;
2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the supercapacitor shown in FIG. 1;
3 is a cross-sectional view showing an embodiment of the battery shown in FIG.
Figure 4 is a flow chart showing a control method of the energy storage module capable of output control according to the temperature of the present invention.

이하, 본 발명의 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈 및 그의 제어방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of an energy storage module capable of controlling output according to the temperature of the present invention and a control method thereof will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1에서와 같이 본 발명의 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈은 온도센서(TH), 히터(heater)(HT), 제1스위치(SW1), 제2스위치(SW2), 슈퍼 커패시터 셀(10), 배터리 셀(20), 제1셀 밸런싱 회로(30), 제2셀 밸런싱 회로(40), 마이콤(50) 및 케이스(60)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, the energy storage module capable of controlling output according to the temperature of the present invention includes a temperature sensor TH, a heater HT, a first switch SW1, a second switch SW2, and a super capacitor cell. 10, a battery cell 20, a first cell balancing circuit 30, a second cell balancing circuit 40, a microcomputer 50, and a case 60.

슈퍼 커패시터 셀(10)은 배터리 셀(20)과 병렬로 배치되도록 단자(T1,T2)에 연결되며, 배터리 셀(20)은 슈퍼 커패시터 셀(10)과 병렬로 연결되어 단자(T1,T2)에 연결된다. 온도센서(TH)는 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)에 연결되어 온도를 측정하여 온도감지신호를 출력하며, 히터(HT)는 배터리 셀(20)의 일측에 배치되며 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)에 연결되어 열을 발생시켜 배터리 셀(20)을 보호한다. 제1스위치(SW1)는 슈퍼 커패시터 셀(10)과 직렬로 연결되며, 제2스위치(SW2)는 배터리 셀(20)과 직렬로 연결된다. 마이콤(50)은 온도센서(TH), 히터(HT), 제1스위치(SW1) 및 제2스위치(SW2)와 각각 연결되어 온도센서(TH)로부터 온도감지신호가 수신되면 설정범위와 비교하여 설정범위이면 제1스위치(SW1)를 오프(off)시키고 제2스위치(SW2)를 온(on)시켜 배터리 셀(20)의 출력전압이 출력되도록 배터리 셀(20)을 활성화하며, 설정범위 이하이거나 이상이면 히터(HT)가 발열되도록 제어하며 제1스위치(SW1)를 온시키고 제2스위치(SW2)를 오프시켜 슈퍼 커패시터 셀(10)의 출력전압이 출력되도록 슈퍼 커패시터 셀(10)을 활성화시킨다.The super capacitor cell 10 is connected to the terminals T1 and T2 to be disposed in parallel with the battery cell 20, and the battery cell 20 is connected to the super capacitor cell 10 in parallel to the terminals T1 and T2. Is connected to. The temperature sensor TH is connected to the super capacitor cell 10 or the battery cell 20 to measure a temperature and output a temperature sensing signal. The heater HT is disposed on one side of the battery cell 20 and is a super capacitor cell. It is connected to the (10) or the battery cell 20 to generate heat to protect the battery cell 20. The first switch SW1 is connected in series with the super capacitor cell 10, and the second switch SW2 is connected in series with the battery cell 20. The microcomputer 50 is connected to the temperature sensor TH, the heater HT, the first switch SW1 and the second switch SW2, respectively, and when the temperature detection signal is received from the temperature sensor TH, If the set range, the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on to activate the battery cell 20 so that the output voltage of the battery cell 20 is output. If it is or is abnormal, the heater HT is controlled to generate heat, and the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off to activate the super capacitor cell 10 so that the output voltage of the super capacitor cell 10 is output. Let's do it.

본 발명의 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration of the energy storage module capable of output control according to the temperature of the present invention in more detail as follows.

슈퍼 커패시터 셀(10)은 도 1에서와 같이 배터리 셀(20)과 병렬로 배치되도록 단자(T1,T2)에 연결되며, 전기 이중층 커패시터가 사용된다. 전기 이중층 커패시터가 사용되는 슈퍼 커패시터 셀(10)은 도 2에서와 같이 제1금속 포일(11), 제2금속 포일(12), 양극물질(13), 음극물질(14) 및 분리막(15)을 포함하여 구성된다. The super capacitor cell 10 is connected to the terminals T1 and T2 to be arranged in parallel with the battery cell 20 as shown in FIG. 1, and an electric double layer capacitor is used. The supercapacitor cell 10 in which the electric double layer capacitor is used includes the first metal foil 11, the second metal foil 12, the positive electrode material 13, the negative electrode material 14, and the separator 15 as shown in FIG. 2. It is configured to include.

제1금속 포일(11)은 일측이나 타측의 표면에 양극물질(13)이 도포되며, 제2금속 포일(12)은 제1금속 포일(11)과 이격되어 배치되며 일측이나 타측의 표면에 음극물질(14)이 도포된다. 제1금속 포일(11)이나 제2금속 포일(12)의 재질은 알루미늄이나 구리가 사용되며, 각각의 일측이나 타측의 표면에 양극물질(13)이나 음극물질(14)을 도포한다는 것은 제1금속 포일(11)이나 제2금속 포일(12)의 어느 한 면이나 양면에 양극물질(13)이나 음극물질(14)이 도포되는 것을 나타낸다. 분리막(15)은 제1금속 포일(11)과 제2금속 포일(12) 사이에 배치되어 양극물질(13)과 음극물질(14)이 서로 물리적으로 접촉되어 전기적으로 연결되는 것을 방지한다. 이와 같이 제1금속 포일(11)에 도포되는 양극물질(13)과 제2금속 포일(12)에 도포되는 음극물질(14)은 각각 활성탄이 사용되어 전기 이중층 커패시터를 구성하며, 이러한 전기 이중층 커패시터가 슈퍼 커패시터 셀(10)로 사용된다. The first metal foil 11 is coated with a positive electrode material 13 on one surface or the other side, the second metal foil 12 is disposed spaced apart from the first metal foil 11, the cathode on the surface of one side or the other side Material 14 is applied. As the material of the first metal foil 11 or the second metal foil 12, aluminum or copper is used, and the application of the positive electrode material 13 or the negative electrode material 14 to the surface of one side or the other side of the first metal foil 11 or the second metal foil 12 is performed by the first method. The positive electrode material 13 or the negative electrode material 14 is applied to one or both surfaces of the metal foil 11 and the second metal foil 12. The separator 15 is disposed between the first metal foil 11 and the second metal foil 12 to prevent the positive electrode material 13 and the negative electrode material 14 from being in physical contact with each other and electrically connected to each other. As described above, the anode material 13 applied to the first metal foil 11 and the cathode material 14 applied to the second metal foil 12 are each activated carbon to constitute an electric double layer capacitor. Is used as the super capacitor cell 10.

배터리 셀(20)은 도 1에서와 같이 슈퍼 커패시터 셀(10)과 병렬로 연결되어 단자(T1,T2)에 연결되며, 리튬 이차 배터리가 사용된다. 이러한 배터리 셀(20)은 도 3에서와 같이 제1금속 포일(21), 제2금속 포일(22), 양극물질(23), 음극물질(24) 및 분리막(25)을 포함하여 구성된다. The battery cell 20 is connected in parallel with the super capacitor cell 10 and connected to the terminals T1 and T2 as shown in FIG. 1, and a lithium secondary battery is used. The battery cell 20 includes a first metal foil 21, a second metal foil 22, a positive electrode material 23, a negative electrode material 24, and a separator 25 as shown in FIG. 3.

제1금속 포일(21)은 일측이나 타측의 표면에 양극물질(23)이 도포되며, 제2금속 포일(22)은 제2금속 포일(21)과 이격되어 배치되며 일측이나 타측의 표면에 음극물질(24)이 도포된다. 제1금속 포일(21)이나 제2금속 포일(22)의 재질은 알루미늄이나 구리가 사용되며, 각각의 일측이나 타측의 표면에 양극물질(23)이나 음극물질(24)을 도포한다는 것은 제1금속 포일(21)이나 제2금속 포일(22)의 어느 한 면이나 양면에 양극물질(23)이나 음극물질(24)이 도포되는 것을 나타낸다. The first metal foil 21 is coated with the positive electrode material 23 on one side or the other side, and the second metal foil 22 is disposed to be spaced apart from the second metal foil 21 and has a negative electrode on the surface of one side or the other side. Material 24 is applied. As the material of the first metal foil 21 or the second metal foil 22, aluminum or copper is used, and the application of the anode material 23 or the cathode material 24 to the surface of one side or the other side of the first metal foil 21 or the second metal foil 22 may be performed in the first embodiment. It shows that the positive electrode material 23 or the negative electrode material 24 is applied to one or both surfaces of the metal foil 21 and the second metal foil 22.

분리막(25)은 제1금속 포일(21)과 제2금속 포일(22) 사이에 배치되어 양극물질(23)과 음극물질(24)이 서로 물리적으로 접촉되어 전기적으로 연결되는 것을 방지한다. 이와 같이 제1금속 포일(21)에 도포되는 양극물질(23)과 제2금속 포일(22)에 도포되는 음극물질(24) 중 양극물질(23)은 활성탄, NMC(lithium nickel manganese cobalt), LCO(lithium cobalt oxide) 및 도전재를 혼합하여 형성되며, 음극물질(24)은 활성탄, LTO(lithium titanium oxide) 및 도전재를 혼합하여 형성된다. 여기서, 도전재는 카본 블랙(carbon black)이나 슈퍼 피(super-p) 중 하나가 사용된다.The separator 25 is disposed between the first metal foil 21 and the second metal foil 22 to prevent the positive electrode material 23 and the negative electrode material 24 from being in physical contact with each other and electrically connected to each other. As described above, the cathode material 23 of the cathode material 23 applied to the first metal foil 21 and the anode material 24 applied to the second metal foil 22 may include activated carbon, lithium nickel manganese cobalt (NMC), It is formed by mixing LCO (lithium cobalt oxide) and a conductive material, the negative electrode material 24 is formed by mixing activated carbon, lithium titanium oxide (LTO) and a conductive material. Here, the conductive material is either carbon black or super-p.

전술한 슈퍼 커패시터 셀(10)과 배터리 셀(20)은 서로 병렬로 연결되어 에너지 밀도가 5 내지 100Ah가 되도록 구성되고, 각각의 단위 전압은 서로 동일한 것이 사용되며, 단위 전압은 1.5 내지 2.8V(volts)인 것이 사용된다. 이러한 슈퍼 커패시터 셀(10)과 배터리 셀(20)은 서로 연결되어 에너지 밀도의 합이 100％가 되도록 설정되고, 에너지 밀도의 합이 100％ 중 슈퍼 커패시터 셀(10)의 에너지 밀도는 5 내지 30％이며 배터리 셀(20)의 에너지 밀도는 70 내지 95％가 되도록 구성되며, 슈퍼 커패시터 셀(10)은 -40℃에서 80℃에서 사용되며, 배터리 셀(20)은 -20℃에서 60℃에서 사용된다. The supercapacitor cell 10 and the battery cell 20 described above are configured to be connected in parallel to each other to have an energy density of 5 to 100 Ah, and each unit voltage is the same, and the unit voltage is 1.5 to 2.8 V ( volts) is used. The super capacitor cell 10 and the battery cell 20 are connected to each other so that the sum of the energy densities is 100%, and the energy density of the super capacitor cell 10 is 5 to 30 when the sum of the energy densities is 100%. % And the energy density of the battery cell 20 is 70 to 95%, the super capacitor cell 10 is used at -40 ℃ to 80 ℃, the battery cell 20 at -20 ℃ to 60 ℃ Used.

온도센서(TH)는 도 1에서와 같이 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)에 연결되어 온도를 측정하여 온도감지신호를 발생하여 마이콤(50)으로 출력하며, 서미스터(thermistor)가 사용된다. 서미스터가 사용되는 온도센서(TH)는 케이스(60)의 내측에 배치되며, 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)과 저항(Rt)으로 연결되어 각각으로부터 전원을 공급받아 활성화되어 온도에 따라 저항을 변화시킴에 의해 발생되는 온도감지신호를 마이콤(50)으로 출력한다. 즉, 온도센서(TH)는 마이콤(슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20) 중 어느 하나로부터 출력되는 출력전압을 수신받아 주변 온도에 따른 저항을 변화시켜 온도감지신호를 발생하여 출력한다. The temperature sensor TH is connected to the super capacitor cell 10 or the battery cell 20 as shown in FIG. 1 to generate a temperature sensing signal by measuring the temperature and output the signal to the microcomputer 50, which is used by a thermistor. do. The temperature sensor TH, in which the thermistor is used, is disposed inside the case 60 and is connected to the super capacitor cell 10 or the battery cell 20 by a resistor Rt, and is supplied with power from each of them to activate the temperature. Accordingly, the temperature detection signal generated by changing the resistance is output to the microcomputer 50. That is, the temperature sensor TH receives an output voltage output from either the microcomputer (the super capacitor cell 10 or the battery cell 20), changes the resistance according to the ambient temperature, and generates and outputs a temperature sensing signal.

히터(HT)는 도 1에서와 같이 케이스(60)의 내측에서 배터리 셀(20)의 일측에 위치되도록 배치되며 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)에 FET(field effect transistor)(Q3)를 개재하여 연결되어 열을 발생시켜 배터리 셀(20)을 보호한다. 이러한 히터(HT)는 공지된 기술이 적용되며, 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20) 중 어느 하나로부터 출력되는 출력전압을 공급받아 발열되어 배터리 셀(20)을 보호한다. 즉, 히터(HT)는 배터리 셀(20)이 정상 동작이 가능한 - 20℃이하 이면 마이콤(50)의 제어에 의해 FET(Q3)가 온됨에 의해 활성화되어 발열되며, 발열되는 열에 의해 배터리 셀(20)의 온도를 높여 배터리 셀(20)을 보호하게 된다. 여기서, 히터(HT)는 설정범위 즉, - 20℃이하에서 슈퍼 커패시터 셀(10)이 출력전압이 출력되는 활성상태이며, 배터리 셀(20)이 출력전압이 출력되지 않은 비활성화 상태이면 슈퍼 커패시터 셀(10)로부터 출력되는 출력전압에 의해 구동되어 발열되며, 이 열에 의해 배터리 셀(20)을 보호하게 된다. The heater HT is disposed to be located at one side of the battery cell 20 inside the case 60 as shown in FIG. 1, and has a field effect transistor (FET) Q3 in the super capacitor cell 10 or the battery cell 20. Is connected via a heat generating device to protect the battery cell 20 by generating heat. The heater HT is a well-known technique is applied, and receives the output voltage output from any one of the super capacitor cell 10 or the battery cell 20 is heated to protect the battery cell 20. That is, the heater HT is activated by the FET Q3 is turned on under the control of the microcomputer 50 when the battery cell 20 is normally operated at or below -20 ° C., and generates heat, and generates the battery cell by the heat generated. The temperature of 20 is increased to protect the battery cell 20. Here, the heater HT is an active state in which the super capacitor cell 10 outputs an output voltage within a set range, that is, -20 ° C. or less, and the super capacitor cell is in an inactive state in which the battery cell 20 is not outputted. It is driven by the output voltage output from 10 and generates heat, thereby protecting the battery cell 20.

제1스위치(SW1)는 도 1에서와 같이 슈퍼 커패시터 셀(10)과 직렬로 연결되어 마이콤(50)의 제어에 의해 온(on)/오프(off)되어 슈퍼 커패시터 셀(10)을 활성 및 비활성화 상태를 만든다. 예를 들어 제1스위치(SW1)는 마이콤(50)의 제어에 의해 온되는 경우에 슈퍼 커패시터 셀(10)의 출력전압이 단자(T1,T2)를 통해 출력되도록 하는 활성화 상태가 되며, 오프되는 경우에 슈퍼 커패시터 셀(10)의 출력전압이 출력되지않도록 한다. 이러한 제1스위치(SW1)는 FET가 사용된다. As shown in FIG. 1, the first switch SW1 is connected in series with the super capacitor cell 10 to be turned on / off under the control of the microcomputer 50 to activate the super capacitor cell 10. Create an inactive state. For example, when the first switch SW1 is turned on under the control of the microcomputer 50, the first switch SW1 is activated to output the output voltage of the super capacitor cell 10 through the terminals T1 and T2. In this case, the output voltage of the super capacitor cell 10 is not output. The first switch SW1 uses a FET.

제2스위치(SW2)는 도 1에서와 같이 배터리 셀(20)과 직렬로 연결되어 마이콤(50)의 제어에 의해 온/오프되어 배터리 셀(20))을 활성 및 비활성화 상태를 만든다. 예를 들어 제2스위치(SW2)는 마이콤(50)의 제어에 의해 온되는 경우에 배터리 셀(20)의 출력전압이 단자(T1,T2)를 통해 출력되도록 하는 활성화 상태가 되며, 오프되는 경우에 배터리 셀(20)의 출력전압이 출력되지않도록 한다. 이러한 제1스위치(SW1)는 FET가 사용된다. As shown in FIG. 1, the second switch SW2 is connected in series with the battery cell 20 to be turned on and off under the control of the microcomputer 50 to make the battery cell 20 active and inactive. For example, when the second switch SW2 is turned on under the control of the microcomputer 50, the second switch SW2 is activated to output the output voltage of the battery cell 20 through the terminals T1 and T2. The output voltage of the battery cell 20 is not output. The first switch SW1 uses a FET.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 에너지 저장 모듈은 제1셀 밸런싱 회로(30), 제2셀 밸런싱 회로(40) 및 케이스(60)가 더 포함되어 구성된다. The energy storage module of the present invention having such a configuration further includes a first cell balancing circuit 30, a second cell balancing circuit 40, and a case 60.

제1셀 밸런싱 회로(30)는 도 1에서와 같이 케이스(60)의 내측에 배치되며 슈퍼 커패시터 셀(10)과 병렬로 연결되어 마이콤(50)의 제어에 의해 슈퍼 커패시터 셀(10)의 출력전압이 기준전압보다 높으면 온되어 활성화된다. 제2셀 밸런싱 회로(40)는 케이스(60)의 내측에 배치되며 배터리 셀(20)과 병렬로 연결되어 마이콤(50)의 제어에 의해 배터리 셀(20)의 출력전압이 기준전압보다 높으면 온되어 활성화된다. 여기서, 기준전압은 슈퍼 커패시터 셀(10)과 배터리 셀(20)의 각각의 단위 전압이며, 단위 전압은 1.5 내지 2.8V인 것이 사용된다.The first cell balancing circuit 30 is disposed inside the case 60 as shown in FIG. 1 and connected in parallel with the super capacitor cell 10 to output the super capacitor cell 10 under the control of the microcomputer 50. If the voltage is higher than the reference voltage, it is turned on and activated. The second cell balancing circuit 40 is disposed inside the case 60 and is connected to the battery cell 20 in parallel to be turned on when the output voltage of the battery cell 20 is higher than the reference voltage under the control of the microcomputer 50. Is activated. Here, the reference voltage is a unit voltage of each of the super capacitor cell 10 and the battery cell 20, and a unit voltage of 1.5 to 2.8V is used.

마이콤(50)의 제어에 의해 활성화되는 제1셀 밸런싱 회로(30)와 제2셀 밸런싱 회로(40)의 상세한 구성은 각각 도 1에서와 같이 제1FET(Q1), 제2FET(Q2) 및 방전저항(Rh)을 포함하여 구성된다. Detailed configurations of the first cell balancing circuit 30 and the second cell balancing circuit 40 activated by the control of the microcomputer 50 are as shown in FIG. 1, respectively, as shown in FIG. 1. It is comprised including the resistor Rh.

제1FET(Q1)는 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)의 각각의 일측에 연결되며, 제2FET(Q2)는 제1FET(Q1)와 병렬로 배치되어 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)의 각각 타측에 연결되어 각각 마이콤(50)에 의해 제어되어 온됨에 의해 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)의 각각의 출력전압이 제1셀 밸런싱 회로(30), 제2셀 밸런싱 회로(40)로 출력되도록 한다. 방전저항(Rh)은 제1FET(Q1)나 제2FET(Q2)에 연결되어 마이콤(50)의 제어에 의해 제1FET(Q1)나 제2FET(Q2)가 온되는 경우에 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)에서 각각 출력되는 출력전압이 방전저항(Rh)으로 출력되도록 하여 슈퍼 커패시터 셀(10)과 배터리 셀(20) 사이의 전압차를 보정하게 된다. 즉, 제1FET(Q1)나 제2FET(Q2)는 각각 마이콤(50)에 의해 온되어 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)의 각각의 출력전압이 방전저항(Rh)으로 출력되도록 하여 전압차를 보정한다. 여기서, 제1FET(Q1)나 제2FET(Q2)는 각각 마이콤(50)에 의해 제1FET(Q1)나 제2FET(Q2)가 온됨에 의해 제1셀 밸런싱 회로(30)와 제2셀 밸런싱 회로(40)가 된다. 또한, 마이콤(50)은 슈퍼 커패시터 셀(10)과 배터리 셀(20)의 각각의 출력단 즉, 각각의 일측과 타측에 연결되어 각각으로부터 출력되는 출력전압은 수신받아 미리 저장된 기준전압과 비교하여 제1FET(Q1)나 제2FET(Q2)를 각각 온/오프시킨다. The first FET Q1 is connected to one side of each of the super capacitor cell 10 or the battery cell 20, and the second FET Q2 is disposed in parallel with the first FET Q1 so that the super capacitor cell 10 or the battery is connected. The output voltage of each of the super capacitor cell 10 or the battery cell 20 is controlled by the microcomputer 50 by being connected to the other side of the cell 20 and controlled by the microcomputer 50, respectively. Output to the two-cell balancing circuit 40. The discharge resistor Rh is connected to the first FET Q1 or the second FET Q2 so that the supercapacitor cell 10 is turned on when the first FET Q1 or the second FET Q2 is turned on under the control of the microcomputer 50. Alternatively, the output voltages output from the battery cells 20 are output to the discharge resistor Rh, thereby correcting the voltage difference between the super capacitor cell 10 and the battery cells 20. That is, the first FET Q1 or the second FET Q2 is turned on by the microcomputer 50 so that the respective output voltages of the super capacitor cell 10 or the battery cell 20 are output to the discharge resistor Rh. Correct the voltage difference. Here, the first FET Q1 or the second FET Q2 is the first cell balancing circuit 30 and the second cell balancing circuit by turning on the first FET Q1 or the second FET Q2 by the microcomputer 50, respectively. (40). In addition, the microcomputer 50 is connected to each of the output terminals of the super capacitor cell 10 and the battery cell 20, that is, the output voltages output from each of the one side and the other side of the super capacitor cell 10 and the battery cell 20. The 1FET Q1 and the second FET Q2 are turned on / off, respectively.

마이콤(50)은 온도센서(TH), 히터(HT), 제1스위치(SW1) 및 제2스위치(SW2)와 각각 연결되어 온도센서(TH)로부터 온도감지신호가 수신되면 미리 설정되어 저장된 설정범위와 비교하여 설정범위이면 제1스위치(SW1)를 오프(off)시키고 제2스위치(SW2)를 온(on)시켜 배터리 셀(20)의 출력전압이 출력되도록 배터리 셀(20)을 활성화한다. 마이콤(50)은 온도감신호가 설정범위 이하이거나 이상이면 히터(HT)가 발열되도록 제어하며, 제1스위치(SW1)를 온시키고 제2스위치(SW2)를 오프시켜 슈퍼 커패시터 셀(10)의 출력전압이 출력되도록 슈퍼 커패시터 셀(10)을 활성화시킨다. 마이콤(50)은 또한, 슈퍼 커패시터 셀(10) 및 배터리 셀(20)에 각각 연결되어 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)의 출력전압을 각각 감지하여 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)의 출력전압이 기준전압보다 높으면 제1셀 밸런싱 회로(30)이나 제1셀 밸런싱 회로(30)를 온시켜 전압편차를 조정한다.The microcomputer 50 is connected to the temperature sensor TH, the heater HT, the first switch SW1, and the second switch SW2, respectively, and is preset when the temperature detection signal is received from the temperature sensor TH. If the set range is compared with the range, the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on to activate the battery cell 20 to output the output voltage of the battery cell 20. . The microcomputer 50 controls the heater HT to generate heat when the temperature sensing signal is less than or equal to the set range, and turns on the first switch SW1 and turns off the second switch SW2 to turn off the supercapacitor cell 10. The super capacitor cell 10 is activated to output the output voltage. The microcomputer 50 is also connected to the super capacitor cell 10 and the battery cell 20, respectively, and senses the output voltage of the super capacitor cell 10 or the battery cell 20, respectively. If the output voltage of the cell 20 is higher than the reference voltage, the voltage deviation is adjusted by turning on the first cell balancing circuit 30 or the first cell balancing circuit 30.

케이스(60)는 도 1에서와 같이 점선으로 도시 하였으며, 사각형이나 원통형 케이스가 사용되고, 내측의 일측에 슈퍼 커패시터 셀(10)이 배치되며, 내측의 타측에 슈퍼 커패시터 셀(10)과 병렬로 연결되는 배터리 셀(20)이 배치된다. 이러한 케이스(60)는 내측에 슈퍼 커패시터 셀(10)과 배터리 셀(20) 사이에 위치되도록 온도센서(TH)가 배치되고, 배터리 셀(20)과 인접되도록 히터(HT)가 배치되며 슈퍼 커패시터 셀(10)과 배터리 셀(20)에 각각 연결된 제1스위치(SW1)와 제2스위치(SW2)가 배치되며, 제1스위치(SW1)와 제2스위치(SW2)와 연결된 마이콤(50)이 배치된다. Case 60 is shown as a dotted line as shown in Figure 1, a rectangular or cylindrical case is used, the super capacitor cell 10 is disposed on one side of the inside, and connected in parallel with the super capacitor cell 10 on the other side of the inside The battery cell 20 is disposed. In the case 60, the temperature sensor TH is disposed to be positioned between the super capacitor cell 10 and the battery cell 20, and the heater HT is disposed to be adjacent to the battery cell 20, and the super capacitor is disposed inside the case 60. The first switch SW1 and the second switch SW2 connected to the cell 10 and the battery cell 20 are disposed, and the microcomputer 50 connected to the first switch SW1 and the second switch SW2 is disposed. Is placed.

전술한 구성을 갖는 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈의 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Referring to the accompanying drawings, the control method of the energy storage module capable of output control according to the temperature having the above-described configuration is as follows.

도 4에서와 같이 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈의 제어방법은 먼저, 에너지 저장 모듈의 내측의 온도를 측정 즉, 온도센서(TH)를 이용해 에너지 저장 모듈의 케이스(60)의 내측의 온도를 측정한다(S10). As shown in FIG. 4, the control method of the energy storage module capable of controlling the output according to the temperature first measures the temperature of the inner side of the energy storage module, that is, the inside of the case 60 of the energy storage module using the temperature sensor TH. Measure the temperature (S10).

온도가 측정되면 측정된 온도가 설정범위 이하인지를 확인한다(S20). 예를 들어, 온도센서(TH)에서 케이스(60)의 내측의 온도를 측정하여 온도감지신호를 발생하여 출력하면 이를 마이콤(50)에서 수신받아 미리 저장된 온도범위인 설정범위와 비교한다. 마이콤(50)은 비교 결과, 측정된 온도가 설정범위 이하인지를 확인한다. 여기서, 온도의 설정범위는 - 20 내지 45℃이며 미리 설정되어 마이콤(50)에 저장된다. When the temperature is measured, check whether the measured temperature is below the set range (S20). For example, when the temperature sensor TH measures the temperature inside the case 60 and generates and outputs a temperature sensing signal, it is received by the microcomputer 50 and compared with a preset range which is a previously stored temperature range. As a result of the comparison, the microcomputer 50 checks whether the measured temperature is less than or equal to the set range. Here, the set range of the temperature is -20 to 45 ℃ and is set in advance and stored in the microcomputer 50.

측정된 온도가 설정범위 이하이면 슈퍼 커패시터 셀(10)의 활성화시키고 배터리 셀(20)의 비활성화시킨 상태에서 히터(HT)를 발열시켜 배터리 셀(20)을 보호한다(S30). 즉, 마이콤(50)은 온도감지신호에 따른 온도가 설정범위 이하이면 제1스위치(SW1)를 온시켜 슈퍼 커패시터 셀(10)의 활성화시키고 제2스위치(SW2)를 오프시켜 배터리 셀(20)의 비활성화시킨 상태에서 히터(HT)를 발열시켜 배터리 셀(20)이 정상적으로 동작할 수 있는 온도로 가열한다. 여기서, 히터(HT)는 FET(Q3)를 마이콤(50)이 온시키면 FET(Q3)를 활성화된 슈퍼 커패시터 셀(10)로부터 출력되는 출력전압에 의해 가열된다. 마이콤(50)은 FET(Q3)의 온/오프를 제어하여 히터(HT)가 적정한 온도로 가열되도록 한다. 여기서, 활성화는 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)이 각각 출력전압을 출력하는 상태이며, 비활성화는 슈퍼 커패시터 셀(10)이나 배터리 셀(20)이 각각 출력전압을 출력하지 않는 상태를 나타낸다.When the measured temperature is less than or equal to the set range, the heater HT is heated while the super capacitor cell 10 is activated and the battery cell 20 is deactivated, thereby protecting the battery cell 20 (S30). That is, when the temperature according to the temperature detection signal is less than the set range, the microcomputer 50 turns on the first switch SW1 to activate the super capacitor cell 10 and turns off the second switch SW2 to turn off the battery cell 20. The heater HT is heated in a deactivated state to heat the battery cell 20 to a temperature at which the battery 20 can operate normally. Here, the heater HT is heated by the output voltage output from the super capacitor cell 10 that activates the FET Q3 when the microcomputer 50 turns on the FET Q3. The microcomputer 50 controls the on / off of the FET Q3 so that the heater HT is heated to an appropriate temperature. Here, the activation is a state in which the super capacitor cell 10 or the battery cell 20 outputs an output voltage, and the deactivation is a state in which the super capacitor cell 10 or the battery cell 20 does not output an output voltage, respectively. Indicates.

측정된 온도가 설정범위 이하가 아니면 설정범위인지를 확인하여 측정된 온도가 설정범위이면 슈퍼 커패시터 셀(10)과 배터리 셀(20)을 각각 활성화시킨다(S40). 보다 구체적으로는 먼저, 측정된 온도가 설정범위 이하가 아니면 측정된 온도가 - 20 내지 45℃인지를 확인한다(S41). 측정된 온도가 - 20 내지 45℃이면 배터리 셀(20)을 활성화시키고 순간 고출력 요구시 슈퍼 커패시터 셀(10)을 활성화시킨다(S42). 측정된 온도가 - 20 내지 45℃가 아니면 측정된 온도가 45 내지 60℃인지를 확인한다(S43). 측정된 온도가 45 내지 60℃이면 슈퍼 커패시터 셀(10)과 배터리 셀(20)을 모두 활성화시킨다(S44). 즉, 마이콤(50)은 측정된 온도가 설정범위 이하가 아니면 측정된 온도가 - 20 내지 45℃인지를 확인하고, 측정된 온도가 - 20 내지 45℃이면 배터리 셀(20)을 활성화시키고 순간 고출력 요구시 슈퍼 커패시터 셀(10)을 활성화시킨다. 마이콤(50)은 또한, 측정된 온도가 - 20 내지 45℃가 아니면 측정된 온도가 45 내지 60℃인지를 확인한 후 측정된 온도가 45 내지 60℃이면 슈퍼 커패시터 셀(10)과 배터리 셀(20)을 모두 활성화시킨다.If the measured temperature is not below the set range, the controller checks whether the measured temperature is the set range and activates the super capacitor cell 10 and the battery cell 20 when the measured temperature is the set range (S40). More specifically, first, if the measured temperature is not below the set range, it is checked whether the measured temperature is -20 to 45 ° C (S41). When the measured temperature is -20 to 45 ° C, the battery cell 20 is activated and the super capacitor cell 10 is activated at the moment of high power demand (S42). If the measured temperature is not 20 to 45 ℃ to determine whether the measured temperature is 45 to 60 ℃ (S43). When the measured temperature is 45 to 60 ° C., both the super capacitor cell 10 and the battery cell 20 are activated (S44). That is, the microcomputer 50 checks whether the measured temperature is -20 to 45 ° C. if the measured temperature is not lower than the set range. If the measured temperature is -20 to 45 ° C., the battery cell 20 is activated and the instantaneous high power is output. Activate super capacitor cell 10 on demand. The microcomputer 50 also checks whether the measured temperature is 45 to 60 ° C if the measured temperature is not -20 to 45 ° C, and then if the measured temperature is 45 to 60 ° C, the super capacitor cell 10 and the battery cell 20 ) Are all activated.

측정된 온도가 설정범위가 아니면 설정범위 이상인지를 확인한다(S50). 측정된 온도가 설정범위 이상이면 슈퍼 커패시터 셀(10)을 활성화시키며 배터리 셀(20)의 출력 요구시 배터리 셀(20)을 활성화시킨다(S60). 즉, 마이콤(50)은 측정된 온도가 설정범위가 아니면 설정범위 이상인지를 확인한 후 측정된 온도가 설정범위 이상이면 슈퍼 커패시터 셀(10)을 활성화시키며 배터리 셀(20)의 출력 요구시 배터리 셀(20)을 활성화시킨다. 예를 들어, 마이콤(50)은 측정된 온도가 설정범위 이상이면 슈퍼 커패시터 셀(10)을 활성화시킨 상태에서 슈퍼 커패시터 셀(10)의 출력과 배터리 셀(20)의 출력이 함께 요구되는 상태이면 배터리 셀(20)을 활성화시키도록 제어하게 된다. If the measured temperature is not the set range, check whether the set range is greater than the set range (S50). If the measured temperature is greater than or equal to the set range, the super capacitor cell 10 is activated, and when the output of the battery cell 20 is requested, the battery cell 20 is activated (S60). That is, the microcomputer 50 checks whether the measured temperature is not the set range or more than the set range, and activates the super capacitor cell 10 if the measured temperature is more than the set range. Activate (20). For example, if the measured temperature is greater than or equal to the set range, and the output of the super capacitor cell 10 and the output of the battery cell 20 are both required when the super capacitor cell 10 is activated. The battery cell 20 is controlled to be activated.

이상에서 설명한 바와 같이 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈 및 그의 제어방법은 배터리에 슈퍼 커패시터를 병렬 연결한 후 각각을 온도에 따라 마이콤으로 출력을 제어함으로써 온도에 따른 성능 저하를 방지할 수 있게 된다. As described above, the energy storage module and its control method capable of controlling output according to temperature can prevent the performance deterioration according to temperature by connecting a super capacitor to the battery in parallel and controlling the output with a microcomputer according to the temperature. do.

본 발명의 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈 및 그의 제어방법은 에너지 저장 모듈의 제조산업 분야에 적용할 수 있다.The energy storage module and its control method capable of output control according to the temperature of the present invention can be applied to the manufacturing industry of the energy storage module.

TH: 온도센서 HT: 히터
SW1: 제1스위치 SW2: 제2스위치
10: .슈퍼 커패시터 셀 20: 배터리 셀
30: 제1셀 밸런싱 회로 40: 제2셀 밸런싱 회로
50: 마이콤 60: 케이스TH: Temperature sensor HT: Heater
SW1: first switch SW2: second switch
10: super capacitor cell 20: battery cell
30: first cell balancing circuit 40: second cell balancing circuit
50: micom 60: case

Claims (8)

슈퍼 커패시터 셀;
상기 슈퍼 커패시터 셀과 병렬로 연결되는 배터리 셀;
상기 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀에 연결되어 온도를 측정하여 온도감지신호를 출력하는 온도센서;
상기 배터리 셀의 일측에 배치되며 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀에 연결되어 열을 발생시켜 배터리 셀을 보호하는 히터(heater);
상기 슈퍼 커패시터 셀과 직렬로 연결되는 제1스위치;
상기 배터리 셀과 직렬로 연결되는 제2스위치; 및
상기 온도센서, 상기 히터, 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치와 각각 연결되어 온도센서로부터 온도감지신호가 수신되면 설정범위와 비교하여 설정범위이면 제1스위치를 오프(off)시키고 제2스위치를 온(on)시켜 배터리 셀의 출력전압이 출력되도록 배터리 셀을 활성화하며, 설정범위 이하이거나 이상이면 상기 히터가 발열되도록 제어하며 제1스위치를 온시키고 제2스위치를 오프시켜 슈퍼 커패시터 셀의 출력전압이 출력되도록 슈퍼 커패시터 셀을 활성화하는 마이콤을 포함하는 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈.Super capacitor cells;
A battery cell connected in parallel with the super capacitor cell;
A temperature sensor connected to the super capacitor cell or the battery cell to measure a temperature and output a temperature detection signal;
A heater disposed on one side of the battery cell and connected to a super capacitor cell or a battery cell to generate heat to protect the battery cell;
A first switch connected in series with the super capacitor cell;
A second switch connected in series with the battery cell; And
The temperature sensor, the heater, the first switch and the second switch are respectively connected to the temperature sensor signal received from the temperature sensor when compared to the set range, the first switch is turned off (off) and the second switch is turned off Activates the battery cell so that the output voltage of the battery cell is output by turning it on, and controls the heater to generate heat when it is below or above the set range, turns on the first switch, and turns off the second switch to turn off the output voltage of the super capacitor cell. Energy storage module capable of output control according to temperature, including a microcomputer to activate the super capacitor cell so that it is output. 제1항에 있어서,
상기 에너지 저장 모듈은 제1셀 밸런싱 회로, 제2셀 밸런싱 회로 및 케이스가 포함되고,
상기 제1셀 밸런싱 회로는 상기 케이스의 내측에 배치되며 슈퍼 커패시터 셀과 병렬로 연결되고, 상기 제2셀 밸런싱 회로는 상기 케이스의 내측에 배치되며 배터리 셀과 병렬로 연결되며, 상기 케이스는 내측의 일측에 상기 슈퍼 커패시터 셀이 배치되고, 내측의 타측에 슈퍼 커패시터 셀과 병렬로 연결되는 상기 배터리 셀이 배치되며, 내측에 슈퍼 커패시터 셀과 배터리 셀 사이에 위치되도록 온도센서가 배치되고 배터리 셀과 인접되도록 히터가 배치되며 슈퍼 커패시터 셀과 배터리 셀에 각각 연결된 제1스위치와 제2스위치가 배치되며 상기 제1스위치와 제2스위치와 연결된 마이콤이 배치되며,
상기 마이콤은 상기 슈퍼 커패시터 셀 및 상기 배터리 셀에 각각 연결되어 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀의 출력전압을 각각 감지하여 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀의 출력전압이 기준전압보다 높으면 상기 제1셀 밸런싱 회로이나 상기 제1셀 밸런싱 회로를 온시켜 전압편차를 조정하는 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈. The method of claim 1,
The energy storage module includes a first cell balancing circuit, a second cell balancing circuit and a case,
The first cell balancing circuit is disposed inside the case and connected in parallel with the super capacitor cell. The second cell balancing circuit is disposed inside the case and connected in parallel with the battery cell. The super capacitor cell is disposed on one side, and the battery cell connected in parallel with the super capacitor cell is disposed on the other side of the inner side, and a temperature sensor is disposed on the inner side so as to be positioned between the super capacitor cell and the battery cell and adjacent to the battery cell. The heater is disposed so that the first switch and the second switch connected to the super capacitor cell and the battery cell are disposed, and the microcomputer connected to the first switch and the second switch is disposed.
The microcomputer is connected to the super capacitor cell and the battery cell, respectively, and detects an output voltage of the super capacitor cell or the battery cell, respectively, and if the output voltage of the super capacitor cell or the battery cell is higher than a reference voltage, the first cell balancing circuit or the An energy storage module capable of controlling output according to a temperature of adjusting a voltage deviation by turning on a first cell balancing circuit. 제2항에 있어서,
상기 제1셀 밸런싱 회로와 상기 제2셀 밸런싱 회로는 각각 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀의 각각의 일측에 연결되는 제1FET(field effect transistor);
상기 제1FET와 병렬로 배치되어 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀의 각각 타측에 연결되는 제2FET; 및
상기 제1FET나 제2FET에 연결되어 방전저항을 포함하며,
상기 제1FET나 상기 제2FET는 각각 마이콤에 의해 온되어 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀의 각각의 출력전압이 상기 방전저항으로 출력되도록 하는 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈.The method of claim 2,
The first cell balancing circuit and the second cell balancing circuit each include: a first FET (field effect transistor) connected to each side of the super capacitor cell or the battery cell;
A second FET disposed in parallel with the first FET and connected to the other side of the super capacitor cell or the battery cell; And
A discharge resistor connected to the first FET or the second FET;
And the first FET or the second FET may be turned on by a microcomputer to control output of the super capacitor cell or the battery cell to the discharge resistor. 제1항에 있어서,
상기 슈퍼 커패시터 셀과 상기 배터리 셀은 서로 병렬로 연결되어 에너지 밀도가 5 내지 100Ah가 되도록 구성되고, 각각의 단위 전압은 서로 동일한 것이 사용되며, 상기 단위 전압은 1.5 내지 2.8V(volts)인 것이 사용되는 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈.The method of claim 1,
The supercapacitor cell and the battery cell are connected in parallel to each other so that the energy density is 5 to 100 Ah, and each unit voltage is the same, and the unit voltage is 1.5 to 2.8 V (volts). Energy storage module that can control the output according to the temperature. 제1항에 있어서,
상기 슈퍼 커패시터 셀과 상기 배터리 셀은 서로 연결되어 에너지 밀도의 합이 100％가 되도록 설정되고, 상기 에너지 밀도의 합이 100％ 중 슈퍼 커패시터 셀의 에너지 밀도는 5 내지 30％이며 배터리 셀의 에너지 밀도는 70 내지 95％가 되도록 구성되며, 상기 슈퍼 커패시터 셀은 -40℃~80℃에서 사용되며, 상기 배터리 셀은 -20℃~60℃에서 사용되는 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈.The method of claim 1,
The super capacitor cell and the battery cell are connected to each other so that the sum of the energy densities is 100%, and the energy density of the super capacitor cell is 5 to 30% and the energy density of the battery cell is 100% of the sum of the energy densities. Is configured to be 70 to 95%, the super capacitor cell is used at -40 ℃ ~ 80 ℃, the battery cell is an energy storage module capable of output control according to the temperature used at -20 ℃ ~ 60 ℃. 제1항에 있어서,
상기 슈퍼 커패시터 셀과 상기 배터리 셀은 각각 일측이나 타측의 표면에 양극물질이 도포된 제1금속 포일;
상기 제1금속 포일과 이격되어 배치되며 일측이나 타측의 표면에 음극물질이 도포된 제2금속 포일; 및
상기 제1금속 포일과 상기 제2금속 포일 사이에 배치되는 분리막을 포함하며,
상기 슈퍼 커패시터 셀의 제1금속 포일에 도포되는 양극물질과 제2금속 포일에 도포되는 음극물질은 각각 활성탄이 사용되며, 상기 배터리 셀의 상기 제1금속 포일에 도포되는 양극물질은 활성탄, NMC(lithium nickel manganese cobalt), LCO(lithium cobalt oxide) 및 도전재를 혼합하여 형성되며 상기 제2금속 포일에 도포되는 음극물질은 활성탄, LTO(lithium titanium oxide) 및 도전재를 혼합하여 형성되며, 상기 도전재는 카본 블랙(carbon black)이나 슈퍼 피(super-p) 중 하나가 사용되는 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈.The method of claim 1,
The super capacitor cell and the battery cell may each include a first metal foil having a cathode material coated on one or another surface thereof;
A second metal foil disposed spaced apart from the first metal foil and coated with a negative electrode material on a surface of one side or the other side; And
A separator disposed between the first metal foil and the second metal foil,
Activated carbon is used for the positive electrode material applied to the first metal foil and the second metal foil of the super capacitor cell, respectively, and the positive electrode material applied to the first metal foil of the battery cell is activated carbon, NMC ( It is formed by mixing lithium nickel manganese cobalt (LCO), lithium cobalt oxide (LCO) and a conductive material and the negative electrode material applied to the second metal foil is formed by mixing activated carbon, lithium titanium oxide (LTO) and a conductive material, the conductive Ash is an energy storage module that can control output depending on the temperature at which either carbon black or super-p is used. 에너지 저장 모듈의 내측의 온도를 측정하는 단계;
상기 온도가 측정되면 측정된 온도가 설정범위 이하인지를 확인하는 단계;
상기 측정된 온도가 설정범위 이하이면 슈퍼 커패시터 셀의 활성화시키고 배터리 셀의 비활성화시킨 상태에서 히터를 발열시켜 배터리 셀을 보호하는 단계;
상기 측정된 온도가 설정범위 이하가 아니면 설정범위인지를 확인하여 측정된 온도가 설정범위이면 슈퍼 커패시터 셀과 배터리 셀을 각각 활성화시키는 단계;
상기 측정된 온도가 설정범위가 아니면 설정범위 이상인지를 확인하는 단계;
상기 측정된 온도가 설정범위 이상이면 슈퍼 커패시터 셀을 활성화시키며 배터리 셀의 출력 요구시 배터리 셀을 활성화시키는 단계를 포함하며,
상기 측정된 온도가 설정범위 이하인지를 확인하여 설정범위 이하인지 확인하는 단계에서 온도의 설정범위는 - 20 내지 45℃이고, 상기 활성화는 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀이 각각 출력전압을 출력하는 상태이며, 상기 비활성화는 슈퍼 커패시터 셀이나 배터리 셀이 각각 출력전압을 출력하지 않는 상태를 나타내는 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈의 제어방법.Measuring a temperature inside the energy storage module;
Confirming whether the measured temperature is below a set range when the temperature is measured;
Protecting the battery cell by heating the heater while the supercapacitor cell is activated and the battery cell is deactivated when the measured temperature is less than the set range;
Checking whether the measured temperature is less than or equal to a set range and activating a super capacitor cell and a battery cell if the measured temperature is a set range;
Checking whether the measured temperature is not a set range or more than a set range;
Activating the super capacitor cell when the measured temperature is above a set range and activating the battery cell upon request of the output of the battery cell,
In the step of checking whether the measured temperature is less than or equal to the setting range, the setting range of the temperature is -20 to 45 ° C, and the activation is a state in which the super capacitor cell or the battery cell outputs the output voltage, respectively. The deactivation is a control method of an energy storage module capable of output control according to a temperature indicating a state in which a super capacitor cell or a battery cell does not output an output voltage, respectively. 제7항에 있어서,
상기 측정된 온도가 설정범위이면 슈퍼 커패시터 셀과 배터리 셀의 동작을 활성화시키는 단계는
상기 측정된 온도가 설정범위 이하가 아니면 측정된 온도가 - 20 내지 45℃인지를 확인하는 단계;
상기 측정된 온도가 - 20 내지 45℃이면 배터리 셀을 활성화시키고 순간 고출력 요구시 슈퍼 커패시터 셀을 활성화시키는 단계;
상기 측정된 온도가 - 20 내지 45℃가 아니면 측정된 온도가 45 내지 60℃인지를 확인하는 단계; 및
상기 측정된 온도가 45 내지 60℃이면 슈퍼 커패시터 셀과 배터리 셀을 모두 활성화시키는 단계를 포함하는 온도에 따른 출력 제어가 가능한 에너지 저장 모듈의 제어방법.The method of claim 7, wherein
If the measured temperature is a set range, activating the operation of the super capacitor cell and the battery cell
Checking whether the measured temperature is -20 to 45 ° C. if the measured temperature is not below a set range;
Activating a battery cell when the measured temperature is -20 to 45 ° C. and activating a super capacitor cell upon an instant high power request;
Checking whether the measured temperature is 45 to 60 ° C. if the measured temperature is not −20 to 45 ° C .; And
When the measured temperature is 45 to 60 ℃ control method of the energy storage module capable of output control according to the temperature comprising the step of activating both the super capacitor cell and the battery cell.
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