KR20190143181A - Apparatus for self-discharging battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 자가방전 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 배터리를 자가방전 시키는 과정에서 효과적으로 배터리를 자가방전 시킬 수 있는 배터리 자가방전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery self-discharge device, and more particularly, to a battery self-discharge device that can effectively self-discharge a battery in the process of self-discharge a battery having at least one secondary battery.
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 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, as the demand for portable electronic products such as notebooks, video cameras, portable telephones, etc. is rapidly increased, and development of electric vehicles, energy storage batteries, robots, satellites, and the like is in earnest, high-performance secondary batteries capable of repeatedly charging and discharging are possible. There is an active research on.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Commercially available secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, and thus are free of charge and discharge. The self-discharge rate is very low and the energy density is high.
배터리는 다양한 분야에서 이용되는데, 전기 구동 차량 또는 스마트 그리드 시스템과 같이 최근에 배터리가 많이 활용되는 분야는 큰 용량을 필요로 하는 경우가 많다. 배터리 팩의 용량을 증가하기 위해서는 이차 전지, 즉 배터리 셀 자체의 용량을 증가시키는 방법이 있을 수 있겠지만, 이 경우 용량 증대 효과가 크지 않고, 이차 전지의 크기 확장에 물리적 제한이 있으며 관리가 불편하다는 단점을 갖는다. 따라서, 통상적으로는 다수의 배터리 모듈이 직렬 및 병렬로 연결된 배터리 팩이 널리 이용된다.Batteries are used in various fields. In recent years, battery-intensive fields such as electric powered vehicles or smart grid systems often require large capacity. In order to increase the capacity of the battery pack, there may be a method of increasing the capacity of the secondary battery, that is, the battery cell itself. However, in this case, the capacity increase effect is not great, and there are physical limitations on the size expansion of the secondary battery and inconvenience of management. Has Thus, battery packs are typically widely used in which a plurality of battery modules are connected in series and in parallel.
일반적인 리튬 이온 배터리 셀은, 다공성의 양극 집전체 및 음극 집전체와 세퍼레이터가 서로 번갈아 가며 겹쳐진 형태로 이루어진 전극 조립체와, 상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 셀 외장재로 이루어져 있다. 이러한 배터리 셀은, 셀 외장재의 형태에 따라 캔(can)형 배터리 셀 혹은 파우치(pouch)형 배터리 셀로 구분되기도 한다.A typical lithium ion battery cell includes an electrode assembly having a porous positive electrode current collector, a negative electrode current collector, and a separator alternately overlapping each other, and a cell packaging material containing the electrode assembly and the electrolyte. Such battery cells may be classified into can type battery cells or pouch type battery cells, depending on the shape of the cell exterior material.
한편, 최근 배터리와 관련하여 사회적으로 가장 큰 이슈가 되고 있는 것이 배터리의 안전성 문제이다. 노트북이나 휴대폰의 경우, 사용 인구가 급격히 증가하고 있고, 배터리의 폭발은 휴대용 전자제품의 파손을 가져올 뿐만 아니라 화재로 연결될 수 있다는 점에서 배터리의 안전성 확보가 시급하다. 따라서, 종래에는 배터리의 이상상태 감지 시 충방전 전류를 차단하여 배터리의 안전성을 확보하는 다양한 보호 장치들이 사용되고 있다. On the other hand, recently, the biggest social issue with respect to the battery is the safety issue of the battery. In the case of laptops and mobile phones, the population of users is rapidly increasing, and it is urgent to ensure battery safety in that the explosion of the battery not only causes damage to portable electronic products but also leads to fire. Therefore, in the related art, various protection devices are used to secure the safety of the battery by blocking the charge / discharge current when detecting the abnormal state of the battery.
이러한 종래의 배터리 팩 보호 장치는 적어도 하나 이상의 배터리 셀로 이루어진 셀 어셈블리와 연결되고, 일반적으로 과충전, 과방전, 단락, 과전류 등의 이상 상태가 발생되었을 경우 배터리 팩을 보호하기 위해 충방전 전류가 흐르는 선로를 비가역적으로 단선시켜 전류의 흐름을 차단하는 퓨즈와 충방전 전류의 크기를 감지하기 위한 센스 저항(sense resistor)을 포함한다.Such a conventional battery pack protection device is connected to a cell assembly consisting of at least one battery cell, and in general, a line through which charge and discharge current flows to protect the battery pack when an abnormal condition such as overcharge, overdischarge, short circuit, or overcurrent occurs. It includes a fuse for irreversibly disconnecting the current to block the flow of current and a sense resistor for sensing the magnitude of the charge / discharge current.
하지만, 이러한 종래의 배터리 팩 보호 장치는 배터리 셀의 스웰링(swelling) 현상이 일어나는 경우 이를 제대로 감지할 수 없다. 만약, 배터리 셀의 스웰링 현상을 감지하여 충방전 전류를 차단하더라도 이미 배터리 셀의 스웰링 현상이 발생되어 배터리 셀 등이 파손될 수 있다.However, such a conventional battery pack protection device may not properly detect a swelling phenomenon of a battery cell. If the charging / discharging current is cut off by detecting the swelling of the battery cell, the swelling of the battery cell may already occur and the battery cell may be damaged.
여기서 셀의 스웰링 현상이란, 셀 내부의 압력이 급격히 증가하게 되어 캔이 부풀어 오르는 현상을 말한다. 이러한 스웰링 현상은 리튬 이온 배터리 셀 전극의 발열이나 발화로 인해 가스가 생성되거나, 또는 과전압에 의한 전해액의 분해로 인하여 가스가 생성되는 경우 등과 같이 주로 셀 내부의 가스 생성으로 인해 발생할 수 있다.Here, the swelling phenomenon of the cell refers to a phenomenon in which the pressure inside the cell increases rapidly and the can swells. Such swelling may occur mainly due to gas generation inside the cell, such as when gas is generated due to heat generation or ignition of the lithium ion battery cell electrode, or when gas is generated due to decomposition of the electrolyte by overvoltage.
이와 같은 셀 스웰링 현상은, 배터리 팩의 폭발을 야기할 수 있어 배터리 팩과 배터리 팩이 부착된 장치를 파괴하는 것은 물론 인명 피해를 유발시킬 수도 있다. 또한, 셀 외장재의 파손으로 셀 내부의 전해액이 유출되어 단락이나 감전, 화재와 같은 추가적인 피해를 발생시킬 수도 있다. 특히, 하이브리드 차량이나 전기 차량과 같이 고전압 배터리가 사용되는 경우에는, 이러한 피해 상황은 더욱 심각하게 발생할 수 있다.Such a cell swelling phenomenon may cause an explosion of the battery pack, which may destroy the battery pack and the device to which the battery pack is attached, and may also cause personal injury. In addition, breakage of the cell exterior material may cause leakage of electrolyte inside the cell, which may cause additional damage such as a short circuit, an electric shock, and a fire. In particular, when a high voltage battery is used, such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, this damage situation may occur more seriously.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 배경하에 창안된 것으로서, 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 배터리를 자가방전 시키는 과정에서 효과적으로 배터리를 자가방전 시킬 수 있는 개선된 배터리 자가방전 장치에 관한 것이다.The present invention has been made under the background of the prior art, and relates to an improved battery self-discharge device capable of effectively self-discharging a battery in a process of self-discharging a battery having one or more secondary cells.
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 can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치는, 셀 어셈블리로 충방전 전류를 공급하는 충방전 경로상에 서로 직렬 연결된 충전 스위치와 방전 스위치를 구비하여 상기 셀 어셈블리를 자가방전 시키는 장치로서, 상기 셀 어셈블리의 양단과 전기적으로 연결되어 상기 셀 어셈블리의 양단 전압을 측정하도록 구성된 전압 측정부; 상기 충방전 경로상에 구비된 전류 센서와 전기적으로 연결되어 상기 전류 센서로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 상기 충방전 경로를 흐르는 충방전 전류를 측정하도록 구성된 전류 측정부; 상기 셀 어셈블리에 인접하여 상기 셀 어셈블리의 측정 온도를 측정하도록 구성된 온도 측정부; 일단이 상기 충방전 경로에 연결되고 타단이 접지에 연결되어 상기 셀 어셈블리의 자가방전 전류가 흐르도록 구성된 자가방전 회로; 및 상기 전압 측정부, 상기 전류 측정부 및 상기 온도 측정부로부터 상기 양단 전압의 값, 상기 충방전 전류의 값 및 상기 측정 온도의 값을 각각 수신하고, 상기 양단 전압의 값과 상기 충방전 전류의 값을 기초로 상기 셀 어셈블리의 저항값을 연산하며, 연산된 상기 저항값과 상기 측정 온도의 값을 기초로 상기 자가방전 회로를 통해 상기 셀 어셈블리를 자가방전 시키도록 구성된 프로세서를 포함한다.Battery self-discharge device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the cell assembly having a charge switch and a discharge switch connected in series on a charge and discharge path for supplying charge and discharge current to the cell assembly; An apparatus for self-discharging, the apparatus comprising: a voltage measurer electrically connected to both ends of the cell assembly and configured to measure voltages at both ends of the cell assembly; A current measurement unit electrically connected to a current sensor provided on the charge / discharge path and configured to measure charge / discharge current flowing through the charge / discharge path based on an electrical signal received from the current sensor; A temperature measuring unit configured to measure a measurement temperature of the cell assembly adjacent to the cell assembly; A self-discharge circuit having one end connected to the charge / discharge path and the other end connected to the ground such that a self-discharge current of the cell assembly flows; And receiving the value of the voltage at both ends, the value of the charging and discharging current, and the value of the measured temperature from the voltage measuring unit, the current measuring unit, and the temperature measuring unit, respectively. And a processor configured to calculate a resistance value of the cell assembly based on a value, and to self-discharge the cell assembly through the self-discharge circuit based on the calculated value of the resistance value and the measured temperature.
또한, 상기 자가방전 회로는, 상기 프로세서와 전기적으로 연결되어 상기 프로세서로부터 제어 명령을 수신하고, 상기 프로세서로부터 수신한 제어 명령을 기초로 상기 자가방전 회로를 개폐하도록 구성된 자가방전 스위치; 및 상기 자가방전 스위치와 상기 접지 사이에 위치하여 상기 자가방전 전류를 소모시키도록 구성된 자가방전 저항을 구비할 수 있다.The self-discharge circuit may further include a self-discharge switch electrically connected to the processor to receive a control command from the processor and to open and close the self-discharge circuit based on the control command received from the processor; And a self discharge resistor disposed between the self discharge switch and the ground to consume the self discharge current.
또한, 상기 자가방전 회로는, 상기 자가방전 회로의 일단이 상기 셀 어셈블리의 양극 단자에 전기적으로 직접 연결되도록 구성될 수 있다.In addition, the self-discharge circuit may be configured such that one end of the self-discharge circuit is electrically connected directly to the positive terminal of the cell assembly.
또한, 상기 자가방전 스위치 및 상기 충전 스위치는, 소스 단자, 게이트 단자 및 드레인 단자를 각각 구비하고, 상기 자가방전 스위치의 소스 단자는, 상기 충전 스위치의 소스 단자와 전기적으로 직접 연결되도록 구성될 수 있다.The self-discharge switch and the charge switch may include a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal, respectively, and the source terminal of the self discharge switch may be configured to be electrically connected directly to the source terminal of the charge switch. .
또한, 상기 프로세서는, 상기 자가방전 전류가 상기 셀 어셈블리, 상기 자가방전 스위치 및 상기 자가방전 저항을 순차적으로 흐르도록 상기 자가방전 스위치의 동작을 제어할 수 있다.The processor may control the operation of the self discharge switch such that the self discharge current flows sequentially through the cell assembly, the self discharge switch, and the self discharge resistor.
또한, 상기 자가방전 회로는, 상기 자가방전 회로의 일단이 상기 충전 스위치와 상기 방전 스위치 사이에 전기적으로 직접 연결되도록 구성될 수 있다.In addition, the self-discharge circuit may be configured such that one end of the self-discharge circuit is electrically connected directly between the charge switch and the discharge switch.
또한, 상기 자가방전 스위치 및 상기 충전 스위치는, 소스 단자, 게이트 단자 및 드레인 단자를 각각 구비하고, 상기 자가방전 스위치의 소스 단자는, 상기 충전 스위치의 드레인 단자와 전기적으로 직접 연결되도록 구성될 수 있다.The self-discharge switch and the charge switch may include a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal, respectively, and the source terminal of the self discharge switch may be configured to be electrically connected directly to the drain terminal of the charge switch. .
또한, 상기 프로세서는, 상기 자가방전 전류가 상기 셀 어셈블리, 상기 충전 스위치, 상기 자가방전 스위치 및 상기 자가방전 저항을 순차적으로 흐르도록 상기 충전 스위치와 상기 자가방전 스위치의 동작을 제어할 수 있다.The processor may control operations of the charge switch and the self discharge switch such that the self discharge current flows sequentially through the cell assembly, the charge switch, the self discharge switch, and the self discharge resistor.
또한, 상기 프로세서는, 상기 셀 어셈블리의 저항값이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 자가방전 회로를 통해 상기 셀 어셈블리를 자가방전 시키도록 구성될 수 있다.The processor may be configured to self-discharge the cell assembly through the self-discharge circuit when the resistance value of the cell assembly exceeds a preset threshold.
또한, 상기 프로세서는, 상기 셀 어셈블리의 측정 온도가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 자가방전 회로를 통해 상기 셀 어셈블리를 자가방전 시키도록 구성될 수 있다.The processor may be configured to self-discharge the cell assembly through the self-discharge circuit when the measured temperature of the cell assembly exceeds a preset threshold.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS는, 본 발명에 따른 배터리 자가방전 장치를 포함한다.In addition, the BMS according to an embodiment of the present invention includes a battery self discharge device according to the present invention.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 자가방전 장치를 포함한다.In addition, the battery pack according to an embodiment of the present invention includes a battery self discharge device according to the present invention.
본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리의 저항 및 온도를 기초로 효과적으로 배터리를 자가방전 시킴으로써 배터리의 스웰링 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.According to an aspect of the invention, there is an advantage that can prevent the swelling of the battery by effectively self-discharge the battery based on the resistance and temperature of the battery.
특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 자가방전이 이루어지는 폐회로의 합성 저항을 최소화 함으로써, 자가방전에 의해 발생되는 발열을 감소시킬 수 있는 개선된 배터리 자가방전 장치가 제공될 수 있다.In particular, according to one embodiment of the present invention, by minimizing the synthesis resistance of the closed circuit is a self-discharge, there can be provided an improved battery self-discharge device that can reduce the heat generated by the self-discharge.
이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.In addition to the present invention may have a variety of other effects, these other effects of the present invention can be understood by the following description, it will be more clearly understood by the embodiments of the present invention.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 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 자가방전 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 회로가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 전류가 흐르는 경로를 보여준다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전 회로가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전 전류가 흐르는 경로를 보여준다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.
1 is a view schematically showing the functional configuration of a battery self-discharge device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a battery self-discharge device according to an embodiment of the present invention is connected to a partial configuration of a battery pack.
3 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a self-discharge circuit according to an embodiment of the present invention is connected to some components of a battery pack.
4 shows a path through which a self-discharge current flows according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a battery self-discharge device according to another embodiment of the present invention is connected to some components of a battery pack.
6 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a self-discharge circuit according to another embodiment of the present invention is connected to a partial configuration of a battery pack.
7 illustrates a path through which a self-discharge current flows according to another embodiment of the present invention.
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 안 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 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판정되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
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 '프로세서'와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated. In addition, the term 'processor' described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in 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 part is "connected" to another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another element in between. Include.
본 명세서에서, 이차 전지는, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 이차 전지로 간주될 수 있다. In the present specification, the secondary battery means one independent cell having a negative electrode terminal and a positive electrode terminal and physically separable. For example, one pouch type lithium polymer cell may be regarded as a secondary battery.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치(1)는, 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리(10)를 자가방전 시키는 장치일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치(1)는, 고온 또는 고전압에 의한 셀 어셈블리(10)의 스웰링 현상을 방지하기 위해 자가방전을 통해 셀 어셈블리(10)의 전압을 조절하는 장치일 수 있다.Battery self-
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치(1)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(10)로 충방전 전류를 공급하는 충방전 경로상에 서로 직렬 연결된 충전 스위치(30)와 방전 스위치(50)를 구비할 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치(1)는, 서로 병렬 연결된 복수의 충전 스위치(30)를 구비할 수 있다. 또한, 배터리 자가방전 장치(1)는, 서로 병렬 연결된 복수의 방전 스위치(50)를 구비할 수 있다.For example, the battery self-
상기 충전 스위치(30)는, 셀 어셈블리(10)를 충전시키는 방향으로 전류가 흐르도록 충방전 경로를 개폐할 수 있다. 예를 들어, 충전 스위치(30)는, 셀 어셈블리(10)의 양극 단자와 배터리 팩의 양극 단자 사이의 충방전 경로 상에 위치하여 셀 어셈블리(10)를 충전시키는 방향으로 전류가 흐르도록 충방전 경로를 개폐할 수 있다.The
상기 방전 스위치(50)는, 셀 어셈블리(10)를 방전시키는 방향으로 전류가 흐르도록 충방전 경로를 개폐할 수 있다. 예를 들어, 방전 스위치(50)는, 셀 어셈블리(10)의 양극 단자와 배터리 팩의 양극 단자 사이의 충방전 경로 상에 위치하여 셀 어셈블리(10)를 방전시키는 방향으로 전류가 흐르도록 충방전 경로를 개폐할 수 있다.The
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치에서는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 충전 스위치(30)의 일단이 셀 어셈블리(10)의 양극 단자와 직접 연결되고 방전 스위치(50)의 일단이 배터리 팩의 양극 단자와 직접 연결되도록 충전 스위치(30)와 방전 스위치(50)가 직렬 연결될 수 있다.For example, in the battery self-discharge device according to an embodiment of the present invention, as shown in the configuration of FIG. 2, one end of the
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스위치(30) 및 방전 스위치(50)는, 게이트, 드레인 및 소스 단자를 구비한 FET(Field Effect Transistor)소자로서, 게이트 단자와 소스 단자 사이에 인가된 전압에 따른 채널 형성 여부에 의해 온 되거나 오프 될 수 있다. 일 예로, 상기 FET소자는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다.For example, the
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing a functional configuration of a battery self-discharge device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a battery self-discharge device according to an embodiment of the present invention is connected to a part of the battery pack It is a figure which shows schematic structure.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치(1)는, 전압 측정부(200), 전류 측정부(300), 온도 측정부(400), 자가방전 회로(100) 및 프로세서(500)를 포함한다.1 and 2, a battery
상기 전압 측정부(200)는, 셀 어셈블리(10)의 양단과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 전압 측정부(200)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 셀 어셈블리(10)의 양단과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.The
또한, 전압 측정부(200)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압을 측정하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 전압 측정부(200)는, 셀 어셈블리(10)의 양단으로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 셀 어셈블리(10)의 양단 전압을 측정할 수 있다. 전압 측정부(200)는, 셀 어셈블리(10)의 양극 단자 및 셀 어셈블리(10)의 음극 단자와 각각 연결되어 셀 어셈블리(10)의 양단 전압을 측정할 수 있다.In addition, the
바람직하게는, 전압 측정부(200)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전압 측정부(200)는, 프로세서(500)의 통제 하에 시간 간격을 두고 셀 어셈블리(10)의 양극 단자와 셀 어셈블리(10)의 음극 단자 사이의 전위차를 측정하고 측정된 전압의 크기를 나타내는 신호를 프로세서(500)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 전압 측정부(200)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 전압 측정 회로를 이용하여 구현될 수 있다. Preferably, the
상기 전류 측정부(300)는, 셀 어셈블리(10)와 연결된 충방전 경로상에 구비된 전류 센서(70)와 전기적으로 연결되어, 전류 센서(70)로부터 전기적 신호를 수신할 수 있다. 또한, 전류 측정부(300)는, 전류 센서(70)로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 충방전 경로를 흐르는 충방전 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.The
예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정부(300)는, 전류 센서(70)의 양단과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 전류 센서(70)는, 셀 어셈블리(10)의 음극 단자와 배터리 팩의 음극 단자 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전류 측정부(300)는, 전류 센서(70)의 양단 전압을 측정하고, 전류 센서(70)의 양단 전압을 기초로 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 예를 들어, 전류 측정부(300)는, 전류 센서(70)의 저항값과 전류 센서(70)의 양단 전압을 기초로 옴의 법칙을 이용하여 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정할 수 있다.For example, as shown in the configuration of FIG. 2, the
바람직하게는, 전류 측정부(300)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전류 측정부(300)는, 프로세서(500)의 통제하에 시간 간격을 두고 셀 어셈블리(10)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 반복 측정하고 측정된 전류의 크기를 나타내는 신호를 프로세서(500)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 전류 센서(70)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 홀 센서 또는 센스 저항을 이용하여 구현될 수 있다. Preferably, the
상기 온도 측정부(400)는, 셀 어셈블리(10)에 인접하여 셀 어셈블리(10)의 측정 온도를 측정할 수 있다. 또한, 온도 측정부(400)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 셀 어셈블리(10)에 인접하여 셀 어셈블리(10)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또는, 온도 측정부(400)는, 셀 어셈블리(10)에 장착되어 셀 어셈블리(10)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 온도 측정부(400)는, 셀 어셈블리(10)의 온도를 측정할 수 있다.The
바람직하게는, 상기 온도 측정부(400)는, BMS(Battery Management System)의 집적 회로 기판 상에 장착될 수 있다. 특히, 온도 측정부(400)는, 집적 회로 기판 상에 부착될 수 있다. 이를 테면, 온도 측정부(400)는 집적 회로 기판 상에 숄더링된 형태로 장착되는 NTC 써미스터(Negative Temperature Coefficient thermistor)일 수 있다.Preferably, the
바람직하게는, 온도 측정부(400)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(500)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 온도 측정부(400)는, 시간 간격을 두고 셀 어셈블리(10)의 온도를 반복 측정하고 측정된 온도의 크기를 나타내는 신호를 프로세서(500)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 온도 측정부(400)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 열전대(thermocouple)를 이용하여 구현될 수 있다.Preferably, the
상기 자가방전 회로(100)는, 셀 어셈블리(10)의 자가방전 전류가 흐르도록 구성될 수 있다. 또한, 자가방전 회로(100)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 일단이 충방전 경로에 연결되고 타단이 BMS의 접지(G)에 연결되어 셀 어셈블리(10)의 자가방전 전류가 흐르도록 구성될 수 있다.The self-
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 회로(100)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 스위치(110) 및 자가방전 저항(130)을 구비할 수 있다.Preferably, the self-
상기 자가방전 스위치(110)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 자가방전 스위치(110)는, 프로세서(500)로부터 제어 명령을 수신하고, 프로세서(500)로부터 수신한 제어 명령을 기초로 자가방전 회로(100)를 개폐할 수 있다.The
상기 자가방전 저항(130)은, 자가방전 전류를 소모시키는 저항일 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 저항(130)은, 자가방전 스위치(110)와 BMS의 접지(G) 사이에 위치하여 자가방전 전류를 소모시키도록 구성될 수 있다.The
상기 프로세서(500)는, 전압 측정부(200), 전류 측정부(300) 및 온도 측정부(400)와 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 전기적으로 각각 연결될 수 있다. 또한, 프로세서(500)는, 전압 측정부(200), 전류 측정부(300) 및 온도 측정부(400)로부터 셀 어셈블리(10)의 양단 전압의 값, 충방전 전류의 값 및 셀 어셈블리(10)의 측정 온도의 값을 각각 수신할 수 있다.The
또한, 프로세서(500)는, 전압 측정부(200) 및 전류 측정부(300)로부터 수신한 셀 어셈블리(10)의 양단 전압의 값과 충방전 전류의 값을 기초로 셀 어셈블리(10)의 저항값을 연산할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압의 값과 충방전 전류의 값을 기초로 옴의 법칙을 이용하여 셀 어셈블리(10)의 저항값을 연산할 수 있다.The
또한, 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)의 저항값과 셀 어셈블리(10)의 측정 온도의 값을 기초로 자가방전 회로(100)를 통해 셀 어셈블리(10)를 자가방전 시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)의 저항값을 기초로 자가방전 스위치(110)의 동작을 제어하여 자가방전 회로(100)를 통해 셀 어셈블리(10)를 자가방전 시킬 수 있다. 또는, 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)의 저항값을 기초로 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30)의 동작을 제어하여 자가방전 회로(100)를 통해 셀 어셈블리(10)를 자가방전 시킬 수 있다.In addition, the
또한, 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)의 측정 온도의 값을 기초로 자가방전 스위치(110)의 동작을 제어하여 자가방전 회로(100)를 통해 셀 어셈블리(10)를 자가방전 시킬 수 있다. 또는, 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)의 측정 온도의 값을 기초로 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30)의 동작을 제어하여 자가방전 회로(100)를 통해 셀 어셈블리(10)를 자가방전 시킬 수 있다.In addition, the
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30)는, 게이트 단자, 소스 단자 및 드레인 단자를 구비하는 FET일 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(500)는, 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30) 각각의 게이트 단자 및 소스 단자 사이에 인가되는 전압을 직간접적으로 제어하는 제어신호를 출력하여 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30) 각각의 채널 형성 여부를 제어할 수 있고, 그에 따라 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30) 각각의 온 오프 동작을 제어할 수 있다.Preferably, the self-
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치(1)는, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 메모리 디바이스(600)를 더 포함할 수 있다.Preferably, the battery self-
상기 메모리 디바이스(600)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(600)는, 자가방전 스위치(110), 충전 스위치(30) 및 방전 스위치(50)를 제어하기 위해 필요한 정보를 미리 저장할 수 있다.The
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 회로(100)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 회로(100)의 일단이 셀 어셈블리(10)의 양극 단자에 전기적으로 직접 연결되도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 자가방전 회로(100)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 회로(100)의 일단이 셀 어셈블리(10)의 양극 단자와 충전 스위치(30)의 일단 사이에 직접 연결되도록 구성될 수 있다. 또한, 자가방전 회로(100)의 타단은, BMS의 접지(G)에 직접 연결될 수 있다.Preferably, in the self-
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)의 저항값이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 자가방전 회로(100)를 통해 셀 어셈블리(10)를 자가방전 시킬 수 있다. 예를 들어, 셀 어셈블리(10)의 저항값이 큰 경우에는 셀 어셈블리(10)에 스웰링(Swelling) 현상이 발생하여 셀 어셈블리(10)의 성능이 저하될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)의 스웰링 현상을 방지하기 위해 셀 어셈블리(10)의 저항값이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30) 중 적어도 하나의 동작을 제어하여 자가방전 회로(100)를 통해 셀 어셈블리(10)를 자가방전 시킬 수 있다. 여기서, 셀 어셈블리(10)의 저항값에 대한 임계값은 메모리 디바이스(600)에 미리 저장될 수 있다.Preferably, the
또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)의 측정 온도가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 자가방전 회로(100)를 통해 셀 어셈블리(10)를 자가방전 시킬 수 있다. 예를 들어, 셀 어셈블리(10)의 측정 온도가 큰 경우에는 셀 어셈블리(10)에 스웰링(Swelling) 현상이 발생하여 셀 어셈블리(10)의 성능이 저하될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)의 스웰링 현상을 방지하기 위해 셀 어셈블리(10)의 측정 온도가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30) 중 적어도 하나의 동작을 제어하여 자가방전 회로(100)를 통해 셀 어셈블리(10)를 자가방전 시킬 수 있다. 여기서, 셀 어셈블리(10)의 측정 온도에 대한 임계값은 메모리 디바이스(600)에 미리 저장될 수 있다.Further, preferably, the
한편, 프로세서(500)는, 상술한 바와 같은 동작을 수행하기 위해, 당업계에 알려진 프로세서(500), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀 및/또는 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함하는 형태로 구현될 수 있다.Meanwhile, the
한편, 메모리 디바이스(600)는, 정보를 기록하고 소거할 수 있는 저장 매체라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 메모리 디바이스(600)는, RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체일 수 있다. 메모리 디바이스(600)는, 또한 프로세서(500)에 의해 각각 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 프로세서(500)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 메모리 디바이스(600)는, 또한 프로세서(500)가 각각 수행하는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거 및/또는 전송할 수 있다. On the other hand, the
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 회로가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 전류가 흐르는 경로를 보여준다.3 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a self-discharge circuit according to an embodiment of the present invention is connected to a partial configuration of a battery pack, and FIG. 4 is a path through which a self-discharge current flows according to an embodiment of the present invention. Shows.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치는, 셀 어셈블리(10)와 자가방전 저항(130)을 연결하는 폐회로를 구성할 수 있다. 보다 구체적으로, 배터리 자가방전 장치는, 도 2 및 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, BMS의 접지(G)를 연결점으로 하여 셀 어셈블리(10)로부터 자가방전 스위치(110)를 지나 자가방전 저항(130)으로 연결되는 전기적 폐회로를 구성할 수 있다.3 and 4, the battery self discharge device according to an embodiment of the present invention may form a closed circuit connecting the
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 자가방전 스위치(110) 및 상기 충전 스위치(30)는, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 소스 단자(LS, CS), 게이트 단자(LG, CG) 및 드레인 단자(LD, CD)를 각각 구비할 수 있다.The self-
상기 자가방전 스위치(110) 및 상기 충전 스위치(30)는, 자가방전 회로(100) 및 충방전 경로 상에 각각 구비되어 선택적으로 온 또는 오프 될 수 있다. 여기서, 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30)는, 게이트, 드레인 및 소스 단자를 구비한 FET(Field Effect Transistor)소자로서, 게이트 단자와 소스 단자 사이에 인가된 전압에 따른 채널 형성 여부에 의해 온 되거나 오프 될 수 있다. 일 예로, 상기 FET소자는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다.The
또한, 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30)에는, 각각 기생다이오드(111, 31)가 구비될 수 있다. 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 스위치(110)와 충전 스위치(30)에 각각 기생다이오드(111, 31)가 구비될 경우, 자가방전 스위치(110)와 충전 스위치(30)는, FET 본체(112, 32)와 기생다이오드(111, 31)로 구분될 수 있다. 여기서, 기생다이오드(111, 31)는, FET 본체(112, 32)와 병렬로 연결된 다이오드로서, 일 방향으로 정류를 도통시키는 정류작용을 할 수 있다.In addition, the self-
한편, 도 3의 실시예에서, 충전 스위치(30)는, N형 MOSFET으로 구현되어 있고, 자가방전 스위치(110)는, P형 MOSFET으로 구현되어 있는데, 충전 스위치(30) 및 자가방전 스위치(110)가 각각 N형 MOSFET과 P형 MOSFET에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, in the embodiment of FIG. 3, the
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 스위치(110)의 소스 단자(LS)는, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 충전 스위치(30)의 소스 단자(CS)와 전기적으로 직접 연결되도록 구성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치는, 셀 어셈블리(10), 자가방전 스위치(110) 및 자가방전 저항(130) 만으로 구성된 폐회로를 구성할 수 있다. 여기서, 상기 폐회로에는, 자가방전 전류가 흐를 수 있다. Preferably, the source terminal LS of the self-
또한, 이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치는, 자가방전 전류가 지나는 소자의 수를 최소화 하여 폐회로의 합성 저항을 최소화함으로써 자가방전에 의해 발생되는 발열을 최소화 할 수 있다. 예컨대, 도 6의 실시예와 비교할 때, 도 3의 실시예에서는 자가방전 전류가 충전 스위치의 기생 다이오드를 경유하지 않아 발열을 최소화 할 수 있다.In addition, through such a configuration, the battery self-discharge device according to an embodiment of the present invention can minimize the number of elements through which the self-discharge current passes, thereby minimizing the synthesis resistance of the closed circuit to minimize the heat generated by the self-discharge. Can be. For example, compared with the embodiment of FIG. 6, in the embodiment of FIG. 3, the self-discharge current does not pass through the parasitic diode of the charge switch, thereby minimizing heat generation.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(500)는, 도 4의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 전류가 셀 어셈블리(10), 자가방전 스위치(110) 및 자가방전 저항(130)을 순차적으로 흐르도록 자가방전 스위치(110)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치는, 셀 어셈블리(10), 자가방전 스위치(110) 및 자가방전 저항(130) 만으로 구성된 폐회로를 구성할 수 있다. 여기서, 프로세서(500)는, 자가방전 스위치(110)를 턴 온 시켜 자가방전 전류가 흐르도록 할 수 있다. 보다 구체적으로, 자가방전 전류는, 셀 어셈블리(10), 자가방전 스위치(110)의 FET 본체(112), 자가방전 저항(130) 및 접지(G)를 순차적으로 흐를 수 있다. More preferably, the
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 본 실시예에서는, 앞선 실시예에 대한 설명이 유사하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하도록 한다.FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a battery self-discharge device according to another embodiment of the present invention is connected to some components of a battery pack. In addition, in the present embodiment, a detailed description of parts to which the description of the above embodiments can be similarly applied will be omitted, and description will be given focusing on differences.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치는, 자가방전 회로(100)를 포함할 수 있다. 1 and 5, a battery self discharge device according to an embodiment of the present invention may include a
상기 자가방전 회로(100)는, 셀 어셈블리(10)의 자가방전 전류가 흐르도록 구성될 수 있다. 또한, 자가방전 회로(100)는, 도 5의 구성에 도시된 바와 같이, 일단이 충방전 경로에 연결되고 타단이 BMS의 접지(G)에 연결되어 셀 어셈블리(10)의 자가방전 전류가 흐르도록 구성될 수 있다.The self-
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 회로(100)는, 도 5의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 회로(100)의 일단이 충전 스위치(30)와 방전 스위치(50) 사이에 전기적으로 직접 연결되도록 구성될 수 있다.Preferably, in the self-
이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치는, 충전 스위치(30)와 자가방전 스위치(110)의 동작을 제어하여 셀 어셈블리(10)를 자가방전 시킬 수 있다. 여기서, 자가방전 전류는, 셀 어셈블리(10), 충전 스위치(30), 자가방전 스위치(110), 자가방전 저항(130) 및 접지(G)를 경유하여 흐를 수 있다.Through such a configuration, the battery self-discharge device according to an embodiment of the present invention may control the operation of the
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전 회로가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전 전류가 흐르는 경로를 보여준다. 또한, 본 실시예에서는, 앞선 실시예에 대한 설명이 유사하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하도록 한다.6 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a self-discharge circuit according to another embodiment of the present invention is connected to some components of a battery pack, and FIG. 7 is a path through which a self-discharge current flows according to another embodiment of the present invention. Shows. In addition, in the present embodiment, a detailed description of parts to which the description of the above embodiments can be similarly applied will be omitted, and description will be given focusing on differences.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치는, 셀 어셈블리(10)와 자가방전 저항(130)을 연결하는 폐회로를 구성할 수 있다. 보다 구체적으로, 배터리 자가방전 장치는, 도 6 및 도 7의 구성에 도시된 바와 같이, BMS의 접지(G)를 연결점으로 하여 셀 어셈블리(10)로부터 충전 스위치(30)와 자가방전 스위치(110)를 지나 자가방전 저항(130)으로 연결되는 전기적 폐회로를 구성할 수 있다.6 and 7, the battery self discharge device according to an embodiment of the present invention may configure a closed circuit connecting the
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 스위치(110)의 소스 단자(LS)는, 도 6 및 도 7의 구성에 도시된 바와 같이, 충전 스위치(30)의 드레인 단자(CD)와 전기적으로 직접 연결되도록 구성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치는, 셀 어셈블리(10), 충전 스위치(30), 자가방전 스위치(110) 및 자가방전 저항(130) 만으로 구성된 폐회로를 구성할 수 있다. 여기서, 상기 폐회로에는, 자가방전 전류가 흐를 수 있다.Preferably, the source terminal LS of the self-
더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(500)는, 도 7의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 전류가 셀 어셈블리(10), 충전 스위치(30), 자가방전 스위치(110) 및 자가방전 저항(130)을 순차적으로 흐르도록 충전 스위치(30)와 자가방전 스위치(110)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치는, 셀 어셈블리(10), 충전 스위치(30), 자가방전 스위치(110) 및 자가방전 저항(130) 만으로 구성된 폐회로를 구성할 수 있다. 여기서, 프로세서(500)는, 충전 스위치(30)는 턴 오프 시키고 자가방전 스위치(110)는 턴 온 시켜, 자가방전 전류가 흐르도록 할 수 있다. 보다 구체적으로, 자가방전 전류는, 셀 어셈블리(10), 충전 스위치(30)의 기생 다이오드(31), 자가방전 스위치(110)의 FET 본체(112), 자가방전 저항(130) 및 접지(G)를 순차적으로 흐를 수 있다.More preferably, the
이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 자가방전 장치는, 셀 어셈블리의 온도 또는 저항을 기초로 스위치를 제어하여 셀 어셈블리를 자가방전 시킴으로써 효과적으로 셀 어셈블리의 스웰링 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.Through such a configuration, the battery self-discharge device according to an embodiment of the present invention can effectively prevent the swelling of the cell assembly by controlling the switch based on the temperature or resistance of the cell assembly to self-discharge the cell assembly. It has an effect.
본 발명에 따른 배터리 자가방전 장치는, BMS에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 본 발명에 따른 배터리 자가방전 장치를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 본 발명에 따른 배터리 자가방전 장치의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 배터리 자가방전 장치의 프로세서(500) 및 메모리 디바이스(600)는, BMS(Battery Management System)의 구성요소로서 구현될 수 있다. The battery self discharge device according to the present invention can be applied to a BMS. That is, the BMS according to the present invention may include the battery self-discharge device according to the present invention described above. In such a configuration, at least some of the components of the battery self-discharge device according to the present invention may be implemented by supplementing or adding a function of the configuration included in the conventional BMS. For example, the
또한, 본 발명에 따른 배터리 자가방전 장치는, 배터리 팩에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명에 따른 배터리 자가방전 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 팩은, 하나 이상의 이차 전지, 상기 배터리 자가방전 장치, 전장품(BMS나 릴레이, 퓨즈 등 구비) 및 케이스 등을 포함할 수 있다.In addition, the battery self-discharge device according to the present invention may be provided in a battery pack. That is, the battery pack according to the present invention may include the battery self-discharge device according to the present invention described above. Here, the battery pack may include at least one secondary battery, the battery self-discharge device, an electronic device (with a BMS, a relay, a fuse, etc.), a case, and the like.
또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 프로세서는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리 장치에 저장되고 프로세서에 의해 실행될 수 있다.In addition, when the control logic is implemented in software, the processor may be implemented in a set of program modules. In this case, the program module may be stored in the memory device and executed by the processor.
또한, 프로세서의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록 매체는, ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기 코드 체계는 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.In addition, various control logics of the processor may be combined with at least one, and the combined control logics are not limited in kind as long as they are written in a computer readable code system and accessible to the computer. In one example, the recording medium includes at least one selected from the group consisting of a ROM, a RAM, a register, a CD-ROM, a magnetic tape, a hard disk, a floppy disk, and an optical data recording device. In addition, the code system may be distributed and stored and executed in a networked computer. In addition, functional programs, code, and segments for implementing the combined control logics can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention pertains.
이상과 같이, 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.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims to be described.
한편, 본 명세서에서 '메모리 디바이스' 및 '프로세서' 등과 같은 용어가 사용되었으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 분리될 수 있거나 물리적으로 분리되어야 하는 구성요소를 나타내는 것은 아니라는 점은 당업자에게 자명하다.Meanwhile, terms such as 'memory device' and 'processor' are used in the present specification. However, the term 'memory device' and 'processor' are used to refer to a logical unit, and are not necessarily referring to components that may be physically separated or physically separated. Self-explanatory
1: 배터리 자가방전 장치
10: 셀 어셈블리
30: 충전 스위치
31: 기생다이오드
32: FET 본체
50: 방전 스위치
70: 전류 센서
100: 자가방전 회로
110: 자가방전 스위치
111: 기생다이오드
112: FET 본체
130: 자가방전 저항
200: 전압 측정부
300: 전류 측정부
400: 온도 측정부
500: 프로세서
600: 메모리 디바이스
G: 접지
CD: 드레인 단자
CS: 소스 단자
CG: 게이트 단자
LD: 드레인 단자
LS: 소스 단자
LG: 게이트 단자1: battery self-discharge device
10: cell assembly
30: charge switch
31: Parasitic Diode
32: FET body
50: discharge switch
70: current sensor
100: self-discharge circuit
110: self discharge switch
111: parasitic diodes
112: FET main body
130: self discharge resistance
200: voltage measuring unit
300: current measuring unit
400: temperature measuring unit
500: processor
600: memory device
G: ground
CD: drain terminal
CS: source jack
CG: gate terminal
LD: drain terminal
LS: Source terminal
LG: gate terminal
Claims (12)
상기 셀 어셈블리의 양단과 전기적으로 연결되어 상기 셀 어셈블리의 양단 전압을 측정하도록 구성된 전압 측정부;
상기 충방전 경로상에 구비된 전류 센서와 전기적으로 연결되어 상기 전류 센서로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 상기 충방전 경로를 흐르는 충방전 전류를 측정하도록 구성된 전류 측정부;
상기 셀 어셈블리에 인접하여 상기 셀 어셈블리의 측정 온도를 측정하도록 구성된 온도 측정부;
일단이 상기 충방전 경로에 연결되고 타단이 접지에 연결되어 상기 셀 어셈블리의 자가방전 전류가 흐르도록 구성된 자가방전 회로; 및
상기 전압 측정부, 상기 전류 측정부 및 상기 온도 측정부로부터 상기 양단 전압의 값, 상기 충방전 전류의 값 및 상기 측정 온도의 값을 각각 수신하고, 상기 양단 전압의 값과 상기 충방전 전류의 값을 기초로 상기 셀 어셈블리의 저항값을 연산하며, 연산된 상기 저항값과 상기 측정 온도의 값을 기초로 상기 자가방전 회로를 통해 상기 셀 어셈블리를 자가방전 시키도록 구성된 프로세서
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 자가방전 장치.
An apparatus for self-discharging the cell assembly, comprising a charge switch and a discharge switch connected in series with each other on a charge / discharge path for supplying charge / discharge current to a cell assembly.
A voltage measurer electrically connected to both ends of the cell assembly and configured to measure a voltage at both ends of the cell assembly;
A current measurement unit electrically connected to a current sensor provided on the charge / discharge path and configured to measure charge / discharge current flowing through the charge / discharge path based on an electrical signal received from the current sensor;
A temperature measuring unit configured to measure a measurement temperature of the cell assembly adjacent to the cell assembly;
A self-discharge circuit having one end connected to the charge / discharge path and the other end connected to the ground such that a self-discharge current of the cell assembly flows; And
Receive the value of the voltage between the both ends, the value of the charging and discharging current and the value of the measured temperature from the voltage measuring unit, the current measuring unit and the temperature measuring unit, respectively, A processor configured to calculate a resistance value of the cell assembly, and to self-discharge the cell assembly through the self-discharge circuit based on the calculated value of the resistance and the measured temperature.
Battery self-discharge device comprising a.
상기 자가방전 회로는,
상기 프로세서와 전기적으로 연결되어 상기 프로세서로부터 제어 명령을 수신하고, 상기 프로세서로부터 수신한 제어 명령을 기초로 상기 자가방전 회로를 개폐하도록 구성된 자가방전 스위치; 및
상기 자가방전 스위치와 상기 접지 사이에 위치하여 상기 자가방전 전류를 소모시키도록 구성된 자가방전 저항
을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 자가방전 장치.
The method of claim 1,
The self-discharge circuit,
A self discharge switch electrically connected to the processor, the self discharge switch configured to receive a control command from the processor and to open and close the self discharge circuit based on the control command received from the processor; And
A self discharge resistor configured to consume the self discharge current located between the self discharge switch and the ground;
Battery self-discharge device characterized in that it comprises a.
상기 자가방전 회로는, 상기 자가방전 회로의 일단이 상기 셀 어셈블리의 양극 단자에 전기적으로 직접 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 자가방전 장치.
The method of claim 2,
Wherein the self-discharge circuit is configured such that one end of the self-discharge circuit is electrically connected directly to the positive terminal of the cell assembly.
상기 자가방전 스위치 및 상기 충전 스위치는, 소스 단자, 게이트 단자 및 드레인 단자를 각각 구비하고,
상기 자가방전 스위치의 소스 단자는, 상기 충전 스위치의 소스 단자와 전기적으로 직접 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 자가방전 장치.
The method of claim 3,
The self discharge switch and the charge switch each include a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal,
The source terminal of the self-discharge switch, the battery self-discharge device, characterized in that configured to be electrically connected directly to the source terminal of the charge switch.
상기 프로세서는, 상기 자가방전 전류가 상기 셀 어셈블리, 상기 자가방전 스위치 및 상기 자가방전 저항을 순차적으로 흐르도록 상기 자가방전 스위치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 자가방전 장치.
The method of claim 4, wherein
And the processor controls an operation of the self discharge switch such that the self discharge current flows sequentially through the cell assembly, the self discharge switch, and the self discharge resistor.
상기 자가방전 회로는, 상기 자가방전 회로의 일단이 상기 충전 스위치와 상기 방전 스위치 사이에 전기적으로 직접 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 자가방전 장치.
The method of claim 2,
And the self-discharge circuit is configured such that one end of the self-discharge circuit is electrically connected directly between the charge switch and the discharge switch.
상기 자가방전 스위치 및 상기 충전 스위치는, 소스 단자, 게이트 단자 및 드레인 단자를 각각 구비하고,
상기 자가방전 스위치의 소스 단자는, 상기 충전 스위치의 드레인 단자와 전기적으로 직접 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 자가방전 장치.
The method of claim 6,
The self discharge switch and the charge switch each include a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal,
The source terminal of the self-discharge switch, the battery self-discharge device, characterized in that configured to be directly connected to the drain terminal of the charge switch.
상기 프로세서는, 상기 자가방전 전류가 상기 셀 어셈블리, 상기 충전 스위치, 상기 자가방전 스위치 및 상기 자가방전 저항을 순차적으로 흐르도록 상기 충전 스위치와 상기 자가방전 스위치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 자가방전 장치.
The method of claim 7, wherein
The processor may control an operation of the charge switch and the self discharge switch such that the self discharge current flows sequentially through the cell assembly, the charge switch, the self discharge switch, and the self discharge resistor. Discharge device.
상기 프로세서는, 상기 셀 어셈블리의 저항값이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 자가방전 회로를 통해 상기 셀 어셈블리를 자가방전 시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 자가방전 장치.
The method of claim 1,
And the processor is configured to self-discharge the cell assembly through the self-discharge circuit when the resistance value of the cell assembly exceeds a preset threshold.
상기 프로세서는, 상기 셀 어셈블리의 측정 온도가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 자가방전 회로를 통해 상기 셀 어셈블리를 자가방전 시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 자가방전 장치.
The method of claim 1,
And the processor is configured to self-discharge the cell assembly through the self-discharge circuit when the measured temperature of the cell assembly exceeds a preset threshold.
BMS comprising a battery self-discharge device according to any one of claims 1 to 10.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180070808A KR20190143181A (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Apparatus for self-discharging battery |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021208457A1 (en) * | 2020-04-17 | 2021-10-21 | 深圳易马达科技有限公司 | Battery power supply device |
WO2022211474A1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 삼성전자 주식회사 | Safety function using housing of battery |
-
2018
- 2018-06-20 KR KR1020180070808A patent/KR20190143181A/en not_active Application Discontinuation
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WO2021208457A1 (en) * | 2020-04-17 | 2021-10-21 | 深圳易马达科技有限公司 | Battery power supply device |
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