KR20200007573A

KR20200007573A - Apparatus for measuring battery

Info

Publication number: KR20200007573A
Application number: KR1020180081844A
Authority: KR
Inventors: 신진형; 신도형; 임지현
Original assignee: 임지현
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-01-22
Also published as: KR102125572B1

Abstract

The present invention relates to a battery measuring device, which comprises: a connector unit detachable from a terminal unit of a battery module; a processing unit measuring or analyzing a state of the battery module using the connector unit; and an interface unit displaying the measurement results or analysis results of the processing unit.

Description

Battery measuring device {APPARATUS FOR MEASURING BATTERY}

본 발명은 배터리 모듈의 각종 상태를 측정하는 배터리 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery measuring apparatus for measuring various states of a battery module.

배터리는 재충전이 가능하고 대용량화가 가능한 것으로, 대표적인 것으로 니켈카드뮴, 니켈수소 및 리튬이온전지 등이 있다. 이 중에서 리튬이온전지는 장수명, 고용량 등 우수한 특성으로 인하여 차세대 동력원으로 주목받고 있다. 이 중에서, 리튬 배터리는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용될 수 있다.Batteries are rechargeable and capable of large capacity, such as nickel cadmium, nickel hydrogen and lithium ion batteries. Among these, lithium ion batteries are attracting attention as next generation power sources due to their excellent characteristics such as long life and high capacity. Among these, the lithium battery may be used as a power source for portable electronic devices with an operating voltage of 3.6 V or more, or may be used in high-power hybrid vehicles by connecting several in series.

배터리가 방전되면, 배터리의 전력을 이용 중인 전자 기기 등의 동작이 멈추게 된다. 해당 전자 기기가 실시간 방송용 카메라와 같이 지속적인 전력 공급이 요구되는 경우 커다란 문제가 될 수 있다.When the battery is discharged, the operation of the electronic device using the power of the battery is stopped. If the electronic device requires a constant power supply such as a real-time broadcasting camera, it can be a big problem.

따라서, 전력 제공 효율이 높은 배터리에 대한 요구와 함께 배터리 상태 파악에 대한 요구가 존재한다.Therefore, there is a demand for battery status grasping along with a demand for a battery having high power providing efficiency.

한국등록특허공보 제0971343호에는 온도를 보상하여 회로에 흐르는 전류를 정확히 측정할 수 있는 전류측정 장치 및 배터리팩이 나타나 있다.Korean Patent Publication No. 0971343 shows a current measuring device and a battery pack capable of accurately measuring current flowing through a circuit by compensating for temperature.

한국등록특허공보 제0971343호Korean Registered Patent Publication No. 0971343

본 발명은 사용이 편리하고, 배터리의 상태를 세부적으로 측정할 수 있는 배터리 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a battery measuring device that is easy to use and can measure the state of the battery in detail.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.

본 발명의 배터리 측정 장치는 배터리 모듈의 단자부에 착탈되는 커넥터부; 상기 커넥터부를 이용해 상기 배터리 모듈의 상태를 측정하거나 분석하는 프로세싱부; 상기 프로세싱부의 측정 결과 또는 분석 결과가 표시되는 인터페이스부;를 포함할 수 있다.The battery measuring device of the present invention includes a connector portion detachable from the terminal portion of the battery module; A processing unit which measures or analyzes a state of the battery module using the connector unit; It may include; an interface unit for displaying the measurement results or analysis results of the processing unit.

본 발명의 배터리 측정 장치는 배터리에 착탈되는 커넥터부를 이용해 다양한 배터리의 상태를 쉽게 측정할 수 있다.The battery measuring device of the present invention can easily measure the state of various batteries using a connector unit detachable from the battery.

본 발명의 배터리 측정 장치는 휴대 가능한 가방 모양으로 형성될 수 있다. 따라서, 다양한 장소에서 배터리의 상태를 측정할 수 있다.The battery measuring device of the present invention may be formed in a portable bag shape. Therefore, the state of the battery can be measured at various places.

본 발명의 배터리 측정 장치는 배터리의 잔량, 노후화 등의 세부 정보를 측정할 수 있으며, 세부 정보의 측정이 어려운 배터리에 대해서도 출력 전압의 측정이 가능하다.The battery measuring apparatus of the present invention can measure detailed information such as remaining battery capacity, aging, etc., and can measure an output voltage even for a battery having difficult measurement of detailed information.

본 발명의 배터리 측정 장치는 배터리의 종류에 따라 다양한 측정 메뉴를 제공할 수 있다. 해당 측정 메뉴는 직관적이면서도 사용이 편리하게 형성될 수 있다.The battery measuring apparatus of the present invention may provide various measurement menus according to the type of battery. The measurement menu can be formed intuitively and conveniently.

본 발명의 배터리 측정 장치는 배터리의 각종 상태를 측정하는 외에도, 배터리에 탑재된 관리 모듈, 생성부 등의 이상 유무 역시 검사할 수 있다.In addition to measuring various states of the battery, the battery measuring apparatus of the present invention may also inspect whether there is an abnormality of a management module, a generation unit, or the like mounted on the battery.

도 1은 본 발명의 배터리 측정 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 가방 상태의 배터리 측정 장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 측정 상태의 배터리 측정 장치를 촬영한 사진이다.
도 4는 커넥터부에 배터리 모듈이 장착된 모습을 나타낸 사진이다.
도 5는 초기 메뉴를 나타낸 사진이다.
도 6은 일반 메뉴를 나타낸 사진이다.
도 7은 스마트 메뉴를 나타낸 사진이다.
도 8은 팩 스튜디오 메뉴를 나타낸 사진이다.
도 9는 펌웨어 메뉴를 나타낸 사진이다.
도 10은 수동 제어 메뉴를 나타낸 사진이다.
도 11은 에러 체크 메뉴를 나타낸 사진이다.
도 12는 퓨어 게이지 메뉴를 나타낸 사진이다.
도 13은 본 발명의 배터리 측정 장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 배터리 모듈을 나타낸 개략도이다.
도 15는 본 발명의 프로세싱부 또는 관리 모듈이 배터리 팩의 잔량을 측정하는 방법을 나타낸 그래프이다.
도 16은 스위칭부를 나타낸 개략도이다.
도 17은 본 발명의 배터리 측정 장치를 나타낸 블록도이다.1 is a schematic view showing a battery measuring apparatus of the present invention.
2 is a schematic view showing a battery measuring device in a bag state.
3 is a photograph of a battery measuring apparatus in a measuring state.
4 is a photograph showing a state in which a battery module is mounted in the connector unit.
5 is a photograph showing an initial menu.
6 is a photograph showing a general menu.
7 is a photograph showing a smart menu.
8 is a picture showing a pack studio menu.
9 is a picture showing a firmware menu.
10 is a photograph showing a manual control menu.
11 is a photograph showing an error check menu.
12 is a photograph showing a pure gauge menu.
13 is a flowchart illustrating the operation of the battery measuring apparatus of the present invention.
14 is a schematic view showing a battery module of the present invention.
15 is a graph illustrating a method of measuring the remaining amount of a battery pack by a processing unit or a management module of the present invention.
16 is a schematic view showing a switching unit.
17 is a block diagram showing a battery measuring apparatus of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms that are specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 배터리 측정 장치를 나타낸 개략도이다. 도 2는 가방 상태의 배터리 측정 장치를 나타낸 개략도이다. 도 3은 측정 상태의 배터리 측정 장치를 촬영한 사진이다.1 is a schematic view showing a battery measuring apparatus of the present invention. 2 is a schematic view showing a battery measuring device in a bag state. 3 is a photograph of a battery measuring apparatus in a measuring state.

도면에 도시된 배터리 측정 장치(300)는 커넥터부(390), 프로세싱부(350), 인터페이스부(380)를 포함할 수 있다.The battery measuring apparatus 300 illustrated in the drawing may include a connector unit 390, a processing unit 350, and an interface unit 380.

배터리 모듈(100)은 전자 기기 등 외부 부하에 기저장된 전력을 제공할 수 있다. 배터리 모듈에는 배터리 팩이 마련되고, 배터리 팩에는 전력이 저장되는 복수의 배터리 셀이 포함될 수 있다. 배터리 팩 또는 배터리 셀을 보호하기 위해 배터리 팩 또는 배터리 셀을 덮는 케이스가 마련되며, 케이스의 외면에는 배터리 팩 또는 배터리 셀에 전기적으로 연결된 단자부가 마련될 수 있다.The battery module 100 may provide pre-stored power to an external load such as an electronic device. The battery module may be provided with a battery pack, and the battery pack may include a plurality of battery cells in which power is stored. A case covering the battery pack or the battery cell is provided to protect the battery pack or the battery cell, and an outer surface of the case may be provided with a terminal part electrically connected to the battery pack or the battery cell.

커넥터부(390)는 배터리 모듈의 단자부에 착탈될 수 있다. 단자부에 마련된 단자에 물리적으로 접촉되는 커넥팅 핀이 커넥터부(390)에 마련될 수 있다.The connector unit 390 may be attached or detached to the terminal unit of the battery module. The connecting pin may be provided in the connector 390 to be in physical contact with the terminal provided in the terminal unit.

프로세싱부(350)는 커넥터부(390)를 이용해 배터리 모듈의 상태를 측정하거나 분석할 수 있다. 프로세싱부(350)는 커넥터부(390)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈이 커넥터부(390)에 장착되면, 프로세싱부(350)는 커넥터부(390), 배터리 모듈의 단자부를 거쳐 배터리 모듈의 배터리 셀 또는 배터리 팩에 전기적으로 연결될 수 있다.The processor 350 may measure or analyze a state of the battery module using the connector 390. The processing unit 350 may be electrically connected to the connector unit 390. Therefore, when the battery module is mounted in the connector unit 390, the processing unit 350 may be electrically connected to the battery cell or the battery pack of the battery module via the connector unit 390 and the terminal unit of the battery module.

배터리 모듈의 상태는 출력 전압, 출력 전류, 잔량(잔존 전류량), 노후화값, 충전 횟수, 온도, 충전 시간, 방전 시간 등의 배터리 상태 정보를 포함할 수 있다.The state of the battery module may include battery state information such as an output voltage, an output current, a residual amount (a residual current amount), an aging value, a number of charges, a temperature, a charge time, a discharge time, and the like.

배터리의 상태 정보는 배터리 모듈 자체적으로 측정되거나 파악될 수 있다. 이때, 프로세싱부(350)는 배터리 모듈로부터 배터리 상태 정보를 입수하고, 분석할 수 있다. 프로세싱부(350)는 배터리 모듈로부터 입수된 배터리 상태 정보를 그대로 인터페이스부(380)로 제공할 수 있다. 또는, 프로세싱부(350)는 해당 배터리 상태 정보를 수치화하거나 도표화해서 인터페이스부(380)로 제공할 수 있다. 프로세싱부(350)는 해당 배터리 상태 정보를 이용해서 배터리 모듈의 교체 시점 등과 같은 새로운 데이터를 생성할 수 있다.Status information of the battery may be measured or grasped by the battery module itself. In this case, the processor 350 may obtain and analyze battery state information from the battery module. The processing unit 350 may provide the battery state information obtained from the battery module to the interface unit 380 as it is. Alternatively, the processing unit 350 may provide the interface unit 380 by digitizing or charting the corresponding battery state information. The processing unit 350 may generate new data such as a replacement time of the battery module using the corresponding battery state information.

배터리 모듈 자체적으로 배터리 상태 정보를 파악하는 여부에 상관없이, 프로세싱부(350)는 배터리 상태 정보를 직접 측정할 수도 있다. 이 경우, 배터리 측정 장치에는 배터리 모듈의 전압 또는 전류를 측정하는 수단이 추가로 마련될 수 있다.Regardless of whether the battery module itself determines the battery state information, the processor 350 may directly measure the battery state information. In this case, the battery measuring device may be further provided with means for measuring the voltage or current of the battery module.

인터페이스부(380)는 프로세싱부(350)의 측정 결과 또는 분석 결과를 표시할 수 있다.The interface unit 380 may display a measurement result or an analysis result of the processing unit 350.

인터페이스부(380)는 각종 데이터가 시각적으로 표시되는 디스플레이를 포함할 수 있다. 또한, 인터페이스부(380)는 프로세싱부(350)에 의해 제공되는 각종 측정 메뉴 또는 분석 메뉴를 선택할 수 있는 입력 수단을 포함할 수 있다. 인터페이스부(380)는 디스플레이와 입력 수단이 일체로 형성된 터치 스크린인 것이 바람직하다.The interface unit 380 may include a display that visually displays various data. In addition, the interface unit 380 may include input means for selecting various measurement menus or analysis menus provided by the processing unit 350. The interface unit 380 is preferably a touch screen in which a display and an input unit are integrally formed.

커넥터부(390), 프로세싱부(350), 인터페이스부(380)의 보호 및 휴대성 개선을 위해, 서로 회동 가능하게 연결된 제1 부재(301) 및 제2 부재(302)가 마련될 수 있다.In order to improve the protection and portability of the connector 390, the processing unit 350, and the interface unit 380, the first member 301 and the second member 302 may be provided to be rotatably connected to each other.

제1 부재(301) 및 제2 부재(302)는 커넥터부(390), 프로세싱부(350), 인터페이스부(380)를 보호하는 커버가 될 수 있다.The first member 301 and the second member 302 may be covers to protect the connector 390, the processing unit 350, and the interface unit 380.

제1 부재(301)에 대면되는 제2 부재(302)의 일면에는 인터페이스부(380)가 설치될 수 있다.An interface unit 380 may be installed on one surface of the second member 302 facing the first member 301.

제2 부재(302)에 대면되는 제1 부재(301)의 일면에는 커넥터부(390), 전원 스위치(304), 리셋 스위치(306)가 설치될 수 있다.A connector portion 390, a power switch 304, and a reset switch 306 may be installed on one surface of the first member 301 facing the second member 302.

프로세싱부(350)는 제1 부재(301) 또는 제2 부재(302)에 내장될 수 있다.The processing unit 350 may be embedded in the first member 301 or the second member 302.

제1 부재(301) 또는 제2 부재(302)에는 외부 전원에 연결되는 콘센트(303)가 마련될 수 있다. 콘센트(303)를 통해 입력된 소스 전력은 제1 부재(301) 또는 제2 부재(302)에 내장된 정류기, 변압기, 레귤레이터, AC-DC 컨버터 등을 통해 프로세싱부(350)의 구동 전력, 인터페이스부(380)의 구동 전력으로 변환될 수 있다. 해당 구동 전력은 전원 스위치(304)의 조작에 따라 프로세싱부(350) 또는 인터페이스부(380)로 공급될 수 있다.The first member 301 or the second member 302 may be provided with an outlet 303 connected to an external power source. Source power input through the outlet 303 is the drive power of the processing unit 350 through the rectifier, transformer, regulator, AC-DC converter, etc. built in the first member 301 or the second member 302, interface The driving power of the unit 380 may be converted. The driving power may be supplied to the processing unit 350 or the interface unit 380 according to the operation of the power switch 304.

인터페이스부(380)와 커넥터부(390)가 서로 대면되도록 제1 부재(301)에 제2 부재(302)를 포개면, 도 2와 같이 제1 부재(301) 및 제2 부재(302)는 휴대 가능한 가방 상태가 될 수 있다. 가방 상태에서 커넥터부(390), 인터페이스부(380)는 외부로부터 밀폐되며 보호될 수 있다.When the second member 302 is superposed on the first member 301 so that the interface 380 and the connector 390 face each other, the first member 301 and the second member 302 as shown in FIG. It can be a portable bag. In the bag state, the connector unit 390 and the interface unit 380 may be sealed and protected from the outside.

제1 부재(301) 및 제2 부재(302)는 각각 육면체 형상으로 형성될 수 있다. 서로 포개어진 제1 부재(301) 및 제2 부재(302)에 의해 전체적으로 육면체 형상의 가방이 형성될 수 있다.The first member 301 and the second member 302 may be formed in a hexahedral shape, respectively. The bag having a hexahedron shape may be formed by the first member 301 and the second member 302 superposed on each other.

도 1과 같이 제1 부재(301)에 대해 제2 부재(302)를 펼치면, 가방이 열린 모습이 되며 커넥터부(390) 및 인터페이스부(380)가 외부에 노출된 측정 상태가 될 수 있다.As shown in FIG. 1, when the second member 302 is unfolded with respect to the first member 301, the bag may be opened, and the connector 390 and the interface 380 may be exposed to the outside.

제1 부재(301)의 단부 또는 제2 부재(302)의 단부에는 가방 상태를 유지시키는 버클 등의 록킹부(307)(locking)가 마련될 수 있다. 휴대성을 개선하기 위해, 제1 부재(301) 또는 제2 부재(302)에는 손잡이(305)가 형성될 수 있다.At the end of the first member 301 or at the end of the second member 302, a locking portion 307 such as a buckle for maintaining a bag state may be provided. In order to improve portability, a handle 305 may be formed in the first member 301 or the second member 302.

도 4는 커넥터부(390)에 배터리 모듈이 장착된 모습을 나타낸 사진이다.4 is a photograph showing a state in which a battery module is mounted in the connector unit 390.

제1 부재(301)와 제2 부재(302)가 펼쳐진 측정 상태에서, 외부에 노출된 커넥터부(390)에 배터리 모듈의 단자부가 장착될 수 있다.In a measurement state in which the first member 301 and the second member 302 are unfolded, the terminal unit of the battery module may be mounted on the connector unit 390 exposed to the outside.

커넥터부(390)에 배터리 모듈이 장착되고, 전원 스위치(304)가 온(on)되면 프로세싱부(350)는 배터리 상태 정보를 측정하거나 분석하고, 그 결과값이 인터페이스부(380)를 통해 표시될 수 있다.When the battery module is mounted in the connector unit 390 and the power switch 304 is turned on, the processing unit 350 measures or analyzes the battery state information, and the result is displayed through the interface unit 380. Can be.

프로세싱부(350)에 의해 인터페이스부(380)에는 배터리 상태 정보와 관련된 각종 메뉴가 표시될 수 있다. 각종 메뉴는 프로세싱부(350)의 동작 모드와 연관될 수 있다.The interface unit 380 may display various menus related to the battery state information by the processing unit 350. Various menus may be associated with an operation mode of the processing unit 350.

프로세싱부(350)는 커넥터부(390)에 연결된 배터리 모듈의 종류에 따라 배터리 모듈의 출력 전압만을 측정하는 일반 모드, 배터리 모듈의 세부 정보를 분석하거나 측정하는 스마트 모드 중 하나로 동작할 수 있다.The processing unit 350 may operate in one of a general mode measuring only an output voltage of the battery module and a smart mode analyzing or measuring detailed information of the battery module according to the type of the battery module connected to the connector unit 390.

프로세싱부(350)는 배터리 모듈의 출력 전압, 출력 전류, 잔량(잔존 전류량), 노후화값, 충전 횟수, 온도, 충전 시간, 방전 시간 등의 세부 정보를 분석할 수 있다. 그러나, 배터리 모듈에 마련된 단자부에 충방전 단자만 존재하는 경우나 데이터 단자가 호환되지 않는 경우, 충방전 단자만을 이용해서 프로세싱부(350)가 파악할 수 있는 배터리 상태 정보는 제한적일 수밖에 없다.The processor 350 may analyze detailed information such as an output voltage, an output current, a residual amount (remaining current amount), an aging value, a number of charges, a temperature, a charge time, a discharge time, and the like of the battery module. However, when only the charge / discharge terminals exist in the terminal unit provided in the battery module or the data terminals are not compatible, the battery state information that the processing unit 350 can grasp using only the charge / discharge terminals is limited.

이 경우, 프로세싱부(350)는 단자부의 충방전 단자만을 이용해서 배터리 모듈의 출력 전압을 측정하는 일반 모드로 동작할 수 있다.In this case, the processing unit 350 may operate in a general mode in which the output voltage of the battery module is measured using only the charge / discharge terminals of the terminal unit.

단자부에 마련된 배터리 모듈의 데이터 단자 등을 통해 세부 배터리 상태 정보를 입수할 수 있는 경우, 프로세싱부(350)는 세부 정보를 측정하거나 분석할 수 있는 스마트 모드로 동작할 수 있다.When detailed battery state information is available through the data terminal of the battery module provided in the terminal unit, the processing unit 350 may operate in a smart mode capable of measuring or analyzing the detailed information.

프로세싱부(350)는 커넥터부(390)를 통해 배터리 모듈의 식별 정보를 입수할 수 있다. 일 예로, 배터리 모듈의 단자부에는 식별 정보 등을 제공하는 아이디(ID) 단자가 마련될 수 있다. 이때, 프로세싱부(350)는 아이디 단자를 통해 배터리 모듈의 식별 정보를 획득할 수 있다. 프로세싱부(350)는 식별 정보의 분석 결과에 따라 일반 모드와 스마트 모드 중 하나로 자동 동작할 수 있다.The processing unit 350 may obtain identification information of the battery module through the connector unit 390. For example, an ID terminal for providing identification information may be provided at a terminal of the battery module. In this case, the processing unit 350 may obtain identification information of the battery module through the ID terminal. The processing unit 350 may automatically operate in one of a normal mode and a smart mode according to the analysis result of the identification information.

프로세싱부(350)는 배터리 모듈의 측정 메뉴를 터치 스크린에 표시하며, 터치 스크린을 통해 선택된 선택 메뉴에 따라 배터리 모듈의 상태를 측정하거나 분석할 수 있다.The processing unit 350 displays the measurement menu of the battery module on the touch screen, and may measure or analyze the state of the battery module according to the selection menu selected through the touch screen.

스마트 모드에서 프로세싱부(350)는 배터리 모듈의 충방전 단자를 이용해 배터리 모듈의 상태를 측정하는 측정 모드, 배터리 모듈의 데이터 단자를 통해 입수된 배터리 상태 정보를 분석하는 분석 모드 중 적어도 하나로 동작할 수 있다.In the smart mode, the processing unit 350 may operate in at least one of a measurement mode for measuring the state of the battery module using the charge / discharge terminal of the battery module, and an analysis mode for analyzing battery state information obtained through the data terminal of the battery module. have.

배터리 모듈에서 자체적으로 측정된 배터리 상태 정보가 입수된 경우에도, 프로세싱부(350)는 측정 모드로 동작할 수 있다. 측정 모드를 통해 프로세싱부(350)는 배터리 모듈에서 자체적으로 측정된 배터리 상태 정보에 중복되는 배터리 상태 정보를 추가로 직접 획득할 수 있다.Even when the battery state information measured by the battery module itself is obtained, the processing unit 350 may operate in the measurement mode. Through the measurement mode, the processing unit 350 may further directly obtain battery state information overlapping the battery state information measured by the battery module.

일 예로, 배터리 모듈에는 배터리 상태를 자체적으로 측정하는 관리 모듈이 마련될 수 있다.For example, the battery module may be provided with a management module that measures the battery state by itself.

프로세싱부(350)는 배터리 모듈의 데이터 단자를 통해 관리 모듈의 측정값을 입수할 수 있다. 프로세싱부(350)는 배터리 모듈의 충방전 단자를 통해 배터리 상태 정보를 직접 측정할 수 있다. 프로세싱부(350)는 관리 모듈로부터 입수된 측정값과 직접 측정한 측정값의 비교를 통해 관리 모듈의 이상 유무를 검사할 수 있다. 검사 결과는 인터페이스부(380)를 통해 표시될 수 있다.The processor 350 may obtain the measured value of the management module through the data terminal of the battery module. The processor 350 may directly measure battery state information through the charge / discharge terminal of the battery module. The processing unit 350 may check whether there is an abnormality of the management module by comparing the measured value obtained directly from the management module with the measured value measured directly. The test result may be displayed through the interface unit 380.

도 5는 초기 메뉴를 나타낸 사진이다.5 is a photograph showing an initial menu.

전원 스위치(304)가 온(on)되면, 인터페이스부(380)에는 스마트 모드 'SMART ENG-PACK'와 일반 모드 'PCM ENG-PACK'을 선택할 수 있는 초기 메뉴 m1이 표시될 수 있다.When the power switch 304 is turned on, the interface unit 380 may display an initial menu m1 for selecting the smart mode 'SMART ENG-PACK' and the normal mode 'PCM ENG-PACK'.

도 6은 일반 메뉴를 나타낸 사진이다.6 is a photograph showing a general menu.

사용자에 의해 초기 메뉴 m1에서 일반 모드가 선택되면, 도 6과 같이 일반 메뉴 m9가 인터페이스부(380)에 표시될 수 있다.When the general mode is selected in the initial menu m1 by the user, the general menu m9 may be displayed on the interface unit 380 as shown in FIG. 6.

초기 메뉴에서 일반 모드가 선택되면, 프로세싱부(350)는 배터리 모듈의 충방전 단자를 통해 출력되는 출력 전압(방전 전압)을 측정할 수 있다. 측정 결과는 일반 메뉴에 '14.376V'처럼 표시될 수 있다.When the general mode is selected in the initial menu, the processing unit 350 may measure an output voltage (discharge voltage) output through the charge / discharge terminal of the battery module. The measurement result can be displayed as '14 .376V 'in the general menu.

도 7은 스마트 메뉴를 나타낸 사진이다.7 is a photograph showing a smart menu.

사용자에 의해 초기 메뉴 m1에서 스마트 모드가 선택되면, 도 7과 같이 스마트 메뉴 m2가 인터페이스부(380)에 표시될 수 있다.When the smart mode is selected in the initial menu m1 by the user, the smart menu m2 may be displayed on the interface unit 380 as shown in FIG. 7.

스마트 메뉴 m2는 배터리 모듈의 세부 정보를 획득할 수 있는 프로세싱부(350)의 스마트 모드에 연계될 수 있다.The smart menu m2 may be linked to the smart mode of the processing unit 350 that may acquire detailed information of the battery module.

스마트 메뉴 m2에는 선택 가능한 복수의 세부 선택 메뉴가 표시될 수 있다.A plurality of selectable detailed selection menus may be displayed on the smart menu m2.

일 예로, 스마트 메뉴 m2에는 팩 스튜디오 선택 메뉴 s21, 펌웨어 선택 메뉴 s22, 수동 제어 선택 메뉴 s23, 에러 체크 선택 메뉴 s24, 퓨어 게이지 선택 메뉴 s25, 시스템 리셋 선택 메뉴 s26 등이 포함될 수 있다. 시스템 리셋 선택 메뉴 s26가 선택되면, 시스템이 초기화될 수 있다.For example, the smart menu m2 may include a pack studio selection menu s21, a firmware selection menu s22, a manual control selection menu s23, an error check selection menu s24, a pure gauge selection menu s25, and a system reset selection menu s26. When the system reset selection menu s26 is selected, the system can be initialized.

도 8은 팩 스튜디오 메뉴를 나타낸 사진이다.8 is a picture showing a pack studio menu.

스마트 메뉴 m2에서 팩 스튜디오 선택 메뉴 s21이 선택되면, 도 8의 팩 스튜디오 메뉴 m21이 인터페이스부(380)에 표시될 수 있다.When the pack studio selection menu s21 is selected in the smart menu m2, the pack studio menu m21 of FIG. 8 may be displayed on the interface unit 380.

팩 스튜디오 메뉴 m21에는 배터리 셀의 온도, 배터리 팩의 전압, 충방전 단자를 통해 배터리 모듈로부터 방전되는 방전 전류, 충방전 단자를 통해 배터리 모듈을 충전하는 충전 전류, 배터리 팩의 충전 용량, 배터리 팩의 충전 횟수, 배터리 팩의 전력 효율, 방전 시간, 충전 시간, 현재 충전 상태 등의 배터리 상태 정보가 표시될 수 있다. 이때, 배터리 상태 정보는 프로세싱부(350)에 의해 직접 측정되거나 배터리 모듈로부터 획득될 수 있다.The pack studio menu m21 includes the battery cell temperature, the voltage of the battery pack, the discharge current discharged from the battery module through the charge and discharge terminals, the charge current to charge the battery module through the charge and discharge terminals, the charge capacity of the battery pack, Battery state information such as the number of charges, the power efficiency of the battery pack, the discharge time, the charge time, and the current charge state may be displayed. In this case, the battery state information may be directly measured by the processing unit 350 or obtained from the battery module.

도 9는 펌웨어 메뉴를 나타낸 사진이다.9 is a picture showing a firmware menu.

스마트 메뉴 m2에서 펌웨어 선택 메뉴 s22가 선택되면, 프로세싱부(350)에 의해 도 9의 펌웨어 메뉴 m22가 인터페이스부(380)에 표시될 수 있다.When the firmware selection menu s22 is selected in the smart menu m2, the firmware menu m22 of FIG. 9 may be displayed on the interface unit 380 by the processing unit 350.

펌웨어 메뉴 m22에는 배터리 모듈에 실장된 펌웨어에 대한 업데이트, 수정을 수행할 수 있는 각종 선택 메뉴가 마련될 수 있다. 펌웨어 메뉴 m22를 이용하면, 배터리 팩에 대한 개별 펌웨어가 가능하다.The firmware menu m22 may be provided with various selection menus for updating or modifying firmware mounted on the battery module. Using the firmware menu m22, separate firmware for the battery pack is possible.

도 10은 수동 제어 메뉴를 나타낸 사진이다.10 is a photograph showing a manual control menu.

스마트 메뉴 m2에서 수동 제어 선택 메뉴 s23이 선택되면, 프로세싱부(350)에 의해 도 10의 수동 제어 메뉴 m23이 표시될 수 있다. 수동 제어 메뉴 m23을 이용하면, 배터리 팩에 대한 펌웨어 테스트 및 배터리 모듈에 마련된 보호 모듈에 대한 개별 테스트가 가능하다.When the manual control selection menu s23 is selected in the smart menu m2, the manual control menu m23 of FIG. 10 may be displayed by the processing unit 350. The manual control menu m23 allows firmware testing of the battery pack and individual testing of the protection module provided in the battery module.

도 11은 에러 체크 메뉴를 나타낸 사진이다.11 is a photograph showing an error check menu.

스마트 메뉴 m2에서 에러 체크 선택 메뉴 s24가 선택되면, 도 11의 에러 체크 메뉴 m24가 인터페이스부(380)에 표시될 수 있다. 에러 체크 메뉴 m24를 이용하면, 배터리 팩의 정상 동작 유무 및 고장 원인을 파악할 수 있다.When the error check selection menu s24 is selected in the smart menu m2, the error check menu m24 of FIG. 11 may be displayed on the interface unit 380. Using the error check menu m24, it is possible to determine whether the battery pack is operating normally and the cause of the failure.

도 12는 퓨어 게이지 메뉴를 나타낸 사진이다.12 is a photograph showing a pure gauge menu.

스마트 메뉴 m2에서 퓨어 게이지 선택 메뉴 s25가 선택되면, 프로세싱부(350)에 의해 도 12의 퓨어 게이지 메뉴 m25가 인터페이스부(380)에 표시될 수 있다. 퓨어 게이지 메뉴 m25를 이용하면, 배터리 팩에 포함된 배터리 셀 각각의 전압, 온도를 확인할 수 있다.When the pure gauge selection menu s25 is selected in the smart menu m2, the pure gauge menu m25 of FIG. 12 may be displayed on the interface unit 380 by the processing unit 350. The pure gauge menu m25 can be used to check the voltage and temperature of each battery cell included in the battery pack.

도 13은 본 발명의 배터리 측정 장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.13 is a flowchart illustrating the operation of the battery measuring apparatus of the present invention.

배터리 모듈이 커넥터부(390)에 연결되고 전원 스위치(304)가 온(on)되면, 프로세싱부(350)는 초기 메뉴 m1을 인터페이스부(380)에 표시할 수 있다.When the battery module is connected to the connector unit 390 and the power switch 304 is turned on, the processing unit 350 may display the initial menu m1 on the interface unit 380.

초기 메뉴 m1에서 일반 모드가 선택되면(S 570), 프로세싱부(350)는 배터리 모듈의 출력 전압을 측정하고 인터페이스부(380)에 표시할 수 있다(S 580).When the general mode is selected in the initial menu m1 (S 570), the processing unit 350 may measure the output voltage of the battery module and display the output voltage on the interface unit 380 (S 580).

초기 메뉴 m1에서 스마트 모드가 선택되면(S 510), 프로세싱부(350)는 다양한 기능을 선택할 수 있는 스마트 메뉴 m2를 인터페이스부(380)에 표시할 수 있다(S 520).When the smart mode is selected in the initial menu m1 (S 510), the processing unit 350 may display the smart menu m2 for selecting various functions on the interface unit 380 (S520).

스마트 메뉴 m2에 포함된 각종 선택 메뉴가 선택되면, 프로세싱부(350)는 해당 선택 메뉴에 따라 배터리 모듈을 측정 또는 분석할 수 있다(S 530). 그리고, 프로세싱부(350)는 해당 선택 메뉴에 대응되는 세부 메뉴, '팩 스튜디오', '펌웨어', '수동 제어', '에러 체크', '퓨어 게이지', '시스템 리셋'에 측정값 또는 분석값을 표시할 수 있다(S 540).When various selection menus included in the smart menu m2 are selected, the processing unit 350 may measure or analyze the battery module according to the corresponding selection menu in operation S 530. In addition, the processing unit 350 measures or analyzes a detailed menu corresponding to the selected menu, 'pack studio', 'firmware', 'manual control', 'error check', 'pure gauge' and 'system reset'. The value may be displayed (S540).

배터리 모듈에 내장된 복수의 배터리 팩 또는 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 측정값, 온도 측정값 등은 배터리 모듈 자체적으로 측정된 것일 수 있다. 따라서, 인터페이스부(380)를 통해 표시되는 배터리 모듈의 세부 정보 중 적어도 일부는 배터리 모듈로부터 입력받아야만 한다. 해당 세부 정보를 배터리 측정 장치로 제공하기 위해 배터리 모듈은 특수한 구조를 가질 수 있다.Voltage measurement values, temperature measurement values, etc. for each of the plurality of battery packs or the plurality of battery cells built in the battery module may be measured by the battery module itself. Therefore, at least some of the detailed information of the battery module displayed through the interface unit 380 must be input from the battery module. The battery module may have a special structure to provide the detailed information to the battery measuring device.

도 14는 본 발명의 배터리 모듈을 나타낸 개략도이다. 도 15는 본 발명의 프로세싱부 또는 관리 모듈(150)이 배터리 팩(110)의 잔량을 측정하는 방법을 나타낸 그래프이다. 도 16은 스위칭부(113)를 나타낸 개략도이다.14 is a schematic view showing a battery module of the present invention. 15 is a graph illustrating a method of measuring the remaining amount of the battery pack 110 by the processing unit or the management module 150 of the present invention. 16 is a schematic diagram illustrating the switching unit 113.

배터리 모듈(100)은 배터리 팩(110), 케이스(130), 관리 모듈(150)을 포함할 수 있다.The battery module 100 may include a battery pack 110, a case 130, and a management module 150.

배터리 팩(110)은 복수의 배터리 셀(111)을 포함할 수 있다. 배터리 셀(111)은 전력이 저장되는 최소 단위일 수 있다. 복수의 배터리 셀(111)은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.The battery pack 110 may include a plurality of battery cells 111. The battery cell 111 may be a minimum unit in which power is stored. The plurality of battery cells 111 may be connected in series or in parallel.

케이스(130)에는 배터리 팩(110)이 수납될 수 있다. 배터리 팩(110)을 보호하기 위해 케이스(130)의 내부에는 밀폐된 공간이 형성되고, 해당 밀폐 공간에 배터리 팩(110)이 수납될 수 있다. 케이스(130)에는 외부 부하(외부 전기 기기)에 전기적으로 연결되는 단자부(190)가 마련될 수 있다.The battery pack 110 may be stored in the case 130. In order to protect the battery pack 110, a sealed space is formed inside the case 130, and the battery pack 110 may be stored in the sealed space. The case 130 may be provided with a terminal unit 190 electrically connected to an external load (external electric device).

관리 모듈(150)은 케이스(130)에 수납되며, 배터리 셀(111) 및 배터리 팩(110) 중 적어도 하나를 자가 관리할 수 있다.The management module 150 may be accommodated in the case 130 and may self-manage at least one of the battery cell 111 and the battery pack 110.

일 예로, 관리 모듈(150)은 배터리 팩(110)의 잔량(잔존 전류량)을 측정하거나, 배터리 셀(111)을 밸런싱시키거나, 배터리 팩(110)의 노후화를 측정할 수 있다. 케이스(130)에는 배터리 팩(110)의 잔량 및 배터리 팩(110)의 노후화 정보가 표시되는 표시부(180)가 마련될 수 있다. 표시부는 LCD, 발광 다이오드, LED 디스플레이 등을 포함할 수 있다.For example, the management module 150 may measure the remaining amount (remaining current amount) of the battery pack 110, balance the battery cells 111, or measure the aging of the battery pack 110. The case 130 may be provided with a display unit 180 displaying the remaining amount of the battery pack 110 and the aging information of the battery pack 110. The display unit may include an LCD, a light emitting diode, an LED display, and the like.

배터리 팩(110)의 잔량을 정확하게 측정하기 위해, 생성부(250), 전압 측정부(210), 전류 측정부(230)가 마련될 수 있다. 생성부(250), 전압 측정부(210), 전류 측정부(230)는 케이스(130) 외부에 마련되거나, 케이스(130) 내부에 마련될 수 있다. 자가 진단을 위해 생성부(250), 전압 측정부(210), 전류 측정부(230)는 관리 모듈(150)과 함께 케이스(130)에 수납되는 것이 좋다.In order to accurately measure the remaining amount of the battery pack 110, the generation unit 250, the voltage measuring unit 210, and the current measuring unit 230 may be provided. The generation unit 250, the voltage measuring unit 210, and the current measuring unit 230 may be provided outside the case 130 or may be provided inside the case 130. The generator 250, the voltage measurer 210, and the current measurer 230 may be stored in the case 130 together with the management module 150 for self diagnosis.

생성부(250)는 클록(clock) 신호를 생성하는 오실레이터 등을 포함할 수 있다. 클록 신호는 일정한 간격을 갖는 전자적 펄스를 나타낼 수 있다.The generation unit 250 may include an oscillator or the like for generating a clock signal. The clock signal may represent electronic pulses with constant intervals.

전압 측정부(210)는 배터리 팩(110)의 출력 전압(방전 전압)을 측정할 수 있다.The voltage measuring unit 210 may measure an output voltage (discharge voltage) of the battery pack 110.

전류 측정부(230)는 배터리 팩(110)의 출력 전류(방전 전류)를 측정할 수 있다.The current measuring unit 230 may measure the output current (discharge current) of the battery pack 110.

관리 모듈(150)은 클록 신호, 출력 전압, 출력 전류를 이용해서 배터리 팩(110)의 잔량을 측정할 수 있다.The management module 150 may measure the remaining amount of the battery pack 110 by using a clock signal, an output voltage, and an output current.

케이스(130)의 외면에 형성된 단자부(190)에는 충방전 단자(191), 데이터 단자(193), 클록 단자(195)가 마련될 수 있다. 이외에도 제조 업체 정보를 제공하고, 모델/부품번호를 제공하는 아이디(ID) 단자가 추가로 마련될 수 있다.The terminal unit 190 formed on the outer surface of the case 130 may be provided with a charge and discharge terminal 191, a data terminal 193, a clock terminal 195. In addition, an ID terminal for providing manufacturer information and providing a model / part number may be further provided.

충방전 단자(191)는 배터리 셀(111)을 충전하는 충전 전력을 외부 전원으로부터 공급받거나, 배터리 셀(111)에 충전된 전력을 외부 부하로 제공할 수 있다. 도면에는 충방전 단자(191)를 하나만 나타냈으나, 실제로는 양극 단자, 음극 단자를 포함해서 2개 이상 형성될 수 있다.The charge / discharge terminal 191 may receive a charging power for charging the battery cell 111 from an external power source, or may provide power charged in the battery cell 111 to an external load. Although only one charge / discharge terminal 191 is shown in the drawing, in practice, two or more may be formed including a positive terminal and a negative terminal.

데이터 단자(193)는 관리 모듈(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 관리 모듈(150)은 배터리 팩(110)의 잔량, 노후화 정도, 측정된 출력 전압값, 측정된 출력 전류값 등을 데이터 단자(193)로 제공할 수 있다.The data terminal 193 may be electrically connected to the management module 150. The management module 150 may provide the remaining amount of the battery pack 110, the degree of aging, the measured output voltage value, the measured output current value, and the like to the data terminal 193.

클록 단자(195)는 생성부(250)에 전기적으로 연결될 수 있다. 클록 단자(195)에는 생성부(250)의 클록 신호가 인가될 수 있다.The clock terminal 195 may be electrically connected to the generator 250. The clock signal of the generator 250 may be applied to the clock terminal 195.

전류 측정부(230)는 전압 측정부(210)에 의해 측정된 출력 전압이 제1 설정값 1st로부터 제2 설정값 2nd까지 감소되는 측정 구간동안 출력 전류를 측정할 수 있다.The current measuring unit 230 may measure the output current during the measurement period in which the output voltage measured by the voltage measuring unit 210 decreases from the first set value 1st to the second set value 2nd.

관리 모듈(150)은 클록 신호를 이용해서 측정 구간의 시점 t1으로부터 종점 t2까지의 경과 시간 m을 파악할 수 있다.The management module 150 may determine the elapsed time m from the start point t1 to the end point t2 of the measurement section using the clock signal.

관리 모듈(150)은 경과 시간 m과 전류 측정부(230)에서 측정된 출력 전류를 이용해서 방전된 전류량을 산출할 수 있다.The management module 150 may calculate the amount of discharged current using the elapsed time m and the output current measured by the current measuring unit 230.

방전된 전류량은 소위, 배터리 사용량에 해당하는 것으로 그 상태 그대로 표시부(180)로 제공될 수 있다. 이 경우, 표시부(180)에는 사용량이 표시될 수 있다.The amount of discharged current corresponds to so-called battery usage and may be provided to the display unit 180 as it is. In this case, the usage amount may be displayed on the display unit 180.

관리 모듈(150)은 방전된 전류량을 총 충전 용량에서 감산해서 배터리팩의 잔량을 산출하고 표시부(180)에 제공할 수도 있다. 이 경우, 표시부(180)에는 배터리팩의 잔존 전류량이 표시될 수 있다. 클록 신호, 전압 측정값 및 전류 측정값을 모두 이용하는 관리 모듈(150)에 따르면, 1% 이내의 오차로 정밀하게 배터리 잔량(SOC)을 측정할 수 있다.The management module 150 may calculate the remaining amount of the battery pack by subtracting the discharged current amount from the total charging capacity and provide it to the display unit 180. In this case, the remaining amount of current of the battery pack may be displayed on the display unit 180. According to the management module 150 that uses the clock signal, the voltage measurement value, and the current measurement value, the battery residual amount (SOC) can be accurately measured with an error within 1%.

본 발명의 배터리 모듈에는 배터리 셀(111)을 보호하는 보호 모듈(170)이 마련될 수 있다.The battery module of the present invention may be provided with a protection module 170 to protect the battery cell 111.

보호 모듈(170)은 배터리 셀(111)을 보호하기 위해 설정 이벤트가 감지되면, 보호 모드를 발동할 수 있다.The protection module 170 may activate a protection mode when a setting event is detected to protect the battery cell 111.

일 예로, 배터리 팩(110)을 급속 충전하는 경우를 가정한다. 급속 충전 기기에 단자부(190)의 충방전 단자(191)를 연결하면, 고전류, 고전압의 전력이 배터리 팩(110)으로 입력되고 배터리 팩(110)이 신속하게 충전될 수 있다. 그러나, 고전력에 의해 배터리 셀(111)이 훼손될 가능성이 높다. 배터리 셀(111)의 훼손을 방지하고 수명 감소를 억제하기 위해 보호 모듈(170)은 배터리 셀(111)의 충전 전력이 설정값을 만족하면, 배터리 팩(110)으로 입력되는 전류 또는 전압을 강제로 낮출 수 있다. 또는, 보호 모듈(170)은 배터리 셀(111)의 온도가 설정값을 만족하면, 배터리 셀(111)에 대한 충전을 중단시킬 수 있다. 또는, 보호 모듈(170)은 배터리 셀(111)이 완충되면, 배터리 셀(111)에 대한 충전 전력 공급을 중단시킬 수 있다. 또는, 보호 모듈(170)은 배터리 셀(111)의 완전 방전을 방지하기 위해, 배터리 셀(111)의 잔량이 설정 하한값을 만족하면 방전을 중단시킬 수 있다.As an example, it is assumed that the battery pack 110 is rapidly charged. When the charge / discharge terminal 191 of the terminal unit 190 is connected to the quick charging device, high current and high voltage power may be input to the battery pack 110, and the battery pack 110 may be quickly charged. However, there is a high possibility that the battery cell 111 is damaged by the high power. In order to prevent the battery cell 111 from being damaged and to reduce the lifespan, the protection module 170 forces a current or voltage input to the battery pack 110 when the charging power of the battery cell 111 satisfies a set value. Can be lowered. Alternatively, when the temperature of the battery cell 111 satisfies a set value, the protection module 170 may stop charging the battery cell 111. Alternatively, when the battery cell 111 is fully charged, the protection module 170 may stop supplying charging power to the battery cell 111. Alternatively, the protection module 170 may stop the discharge when the remaining amount of the battery cell 111 satisfies the set lower limit value in order to prevent the full discharge of the battery cell 111.

이와 같이, 충전 전력을 강제로 낮추거나, 충전 또는 방전을 중단하는 보호 모듈(170)의 동작이 보호 모드에 해당할 수 있다.As such, an operation of the protection module 170 forcibly lowering the charging power or stopping the charging or discharging may correspond to the protection mode.

이때, 보호 모듈(170)은 복수의 배터리 셀(111) 중 전압이 가장 높거나 가장 낮은 임계 배터리 셀(111)을 기준으로 보호 모드를 발동할 수 있다. 보호 모듈(170)에 의해 발동된 보호 모드는 모든 배터리 셀(111)에 공통적으로 적용될 수 있다.In this case, the protection module 170 may activate the protection mode based on the threshold battery cell 111 having the highest or lowest voltage among the plurality of battery cells 111. The protection mode triggered by the protection module 170 may be applied to all battery cells 111 in common.

이때, 각 배터리 셀(111) 간의 전압 편차로 인한 문제가 발생될 수 있다.In this case, a problem may occur due to a voltage deviation between the battery cells 111.

배터리 셀(111) 간의 전압 편차가 발생하면, 보호 모듈(170)은 방전시 가장 전압이 낮은 임계 배터리 셀(111)을 기준으로 보호 모드를 발동시킬 수 있다. 이 경우, 나머지 배터리 셀(111)은 방전 가능한 잔량이 충분함에도 불구하고, 임계 배터리 셀(111)과 함께 재충전을 받게 된다. 결국, 배터리 팩(110) 전체적으로 방전 효율성이 낮아질 수 있다.When a voltage deviation occurs between the battery cells 111, the protection module 170 may activate the protection mode based on the threshold battery cell 111 having the lowest voltage during discharge. In this case, the remaining battery cells 111 may be recharged together with the critical battery cells 111 even though the remaining amount of discharge is sufficient. As a result, the discharge efficiency of the battery pack 110 as a whole may be lowered.

또한, 보호 모듈(170)은 충전시 가장 전압이 높은 임계 배터리 셀(111)을 기준으로 보호 모드를 발동시킬 수 있다. 이 경우, 나머지 배터리 셀(111)이 100% 완충되지 못한 상태에서 충전 전력의 공급이 차단된다. 결국, 배터리 팩(110) 전체적으로 충전 효율성이 낮아질 수 있다.In addition, the protection module 170 may trigger the protection mode based on the threshold battery cell 111 having the highest voltage during charging. In this case, the supply of charging power is cut off while the remaining battery cells 111 are not 100% fully charged. As a result, the charging efficiency of the battery pack 110 as a whole may be lowered.

배터리 셀(111) 간의 전압 편차가 존재하면, 충방전 효율이 회수를 거듭할수록 저하될 수 있다. 그 결과, 충방전 주기가 점점 짧아지며, 반복된 충방전으로 인한 스트레스에 의해 배터리 셀(111)의 수명이 짧아질 수 있다.If there is a voltage deviation between the battery cells 111, the charge and discharge efficiency may decrease as the number of times repeated. As a result, the charge / discharge cycle becomes shorter, and the life of the battery cell 111 may be shortened by the stress caused by repeated charge and discharge.

본 발명의 배터리 모듈에는 각 배터리 셀(111)의 전압을 측정하는 셀 측정부(270), 임계 배터리 셀(111)의 전압을 기준으로 복수의 배터리 셀(111)을 함께 보호하는 보호 모듈(170), 배터리 셀(111)의 바이패스(bypass) 여부를 스위칭하는 스위칭부(113)가 마련될 수 있다.The battery module of the present invention includes a protection module 170 that protects the plurality of battery cells 111 together based on the voltage of the cell measuring unit 270 and the threshold battery cell 111 that measure the voltage of each battery cell 111. ), A switching unit 113 for switching the bypass of the battery cell 111 may be provided.

관리 모듈(150)은 셀 측정부(270) 및 스위칭부(113)를 이용해서 복수의 배터리 셀(111)의 전압이 균일해지도록 피드백 제어할 수 있다. 관리 모듈(150)에 의한 피드백 제어에 의해 각 배터리 셀(111) 간의 전압 편차가 제거되므로, 배터리 팩(110) 전체의 충방전 효율이 개선되고 수명이 개선될 수 있다.The management module 150 may control the feedback to make the voltages of the plurality of battery cells 111 uniform by using the cell measuring unit 270 and the switching unit 113. Since the voltage deviation between the respective battery cells 111 is removed by the feedback control by the management module 150, the charging and discharging efficiency of the entire battery pack 110 may be improved and the life may be improved.

관리 모듈(150)은 다른 배터리 셀(111)보다 전압이 설정값 이상으로 높은 특정 배터리 셀(111)을 파악할 수 있다.The management module 150 may identify the specific battery cell 111 whose voltage is higher than a set value higher than other battery cells 111.

배터리 셀(111)을 충전시키는 충전 전류가 공급되면, 관리 모듈(150)은 전압이 상대적으로 높은 특정 배터리 셀(111)에 대한 충전 전류의 공급을 바이패스시킬 수 있다. 바이패스로 인해 특정 배터리 셀(111)에는 충전 전류가 공급되지 않고, 다른 배터리 셀(111)에는 충전 전류가 공급된다. 그 결과, 특정 배터리 셀(111)의 전압은 다른 배터리 셀(111)의 전압과 균일해질 수 있다.When a charging current for charging the battery cell 111 is supplied, the management module 150 may bypass the supply of the charging current to the specific battery cell 111 having a relatively high voltage. Due to the bypass, the charging current is not supplied to the specific battery cell 111, and the charging current is supplied to the other battery cell 111. As a result, the voltage of the specific battery cell 111 may be uniform with the voltage of the other battery cell 111.

각 배터리 셀(111)마다 충전 전류를 공급하는 연결 라인 및 배터리 셀(111)에 대해 충전 전류를 바이패스시키는 바이패스 라인(119)이 마련될 수 있다. 스위칭부(113)는 관리 모듈(150)의 제어에 의해 연결 라인 및 바이패스 라인(119)을 충전 전류의 공급 단자에 선택적으로 연결시킬 수 있다.Each battery cell 111 may be provided with a connection line for supplying a charging current and a bypass line 119 for bypassing the charging current with respect to the battery cell 111. The switching unit 113 may selectively connect the connection line and the bypass line 119 to the supply terminal of the charging current under the control of the management module 150.

일 예로, 배터리 팩(110)을 형성하는 복수의 배터리 셀(111)은 직렬로 연결될 수 있다.For example, the plurality of battery cells 111 forming the battery pack 110 may be connected in series.

이때, 특정 배터리 셀(111) ②의 양(+) 단자는 연결 라인에 의해 이전 배터리 셀(111) ①의 음(-) 단자에 전기적으로 연결될 수 있다. 특정 배터리 셀(111) ②의 음 단자는 연결 라인에 의해 다음 배터리 셀(111) ③의 양 단자에 전기적으로 연결될 수 있다.In this case, the positive terminal of the specific battery cell 111 ② may be electrically connected to the negative terminal of the previous battery cell 111 ① by a connection line. The negative terminal of the specific battery cell 111 ② may be electrically connected to the positive terminal of the next battery cell 111 ③ by a connection line.

이때, 스위칭부(113)는 각 연결 라인의 사이에 배치될 수 있다.In this case, the switching unit 113 may be disposed between each connection line.

스위칭부(113)는 제1 단자 a, 제2 단자 b, 제3 단자 c를 포함할 수 있다.The switching unit 113 may include a first terminal a, a second terminal b, and a third terminal c.

제1 단자 a는 이전 배터리 셀(111)의 음 단자에 연결될 수 있다.The first terminal a may be connected to the negative terminal of the previous battery cell 111.

제2 단자 b는 특정 배터리 셀(111)의 양 단자에 연결될 수 있다.The second terminal b may be connected to both terminals of the specific battery cell 111.

제3 단자 c는 특정 배터리 셀(111)의 음 단자에 연결될 수 있다. 제3 단자 c와 특정 배터리 셀(111)의 음 단자를 연결하는 라인이 바이패스 라인(119)에 해당할 수 있다.The third terminal c may be connected to the negative terminal of the specific battery cell 111. The line connecting the third terminal c and the negative terminal of the specific battery cell 111 may correspond to the bypass line 119.

제1 단자 a는 관리 모듈(150)에 의해 제2 단자 b와 제3 단자 c 중 하나에 선택적으로 연결될 수 있다.The first terminal a may be selectively connected to one of the second terminal b and the third terminal c by the management module 150.

제1 단자 a가 제2 단자 b에 연결되면, 특정 배터리 셀(111)은 충전 전류를 공급받을 수 있다. 만약, 제1 단자 a가 제3 단자 c에 연결되면, 특정 배터리 셀(111)은 충전 전류를 공급받지 못하고 바이패스된다.When the first terminal a is connected to the second terminal b, the specific battery cell 111 may receive a charging current. If the first terminal a is connected to the third terminal c, the specific battery cell 111 is bypassed without receiving a charging current.

배터리 팩(110)의 노후화를 측정하기 위해, 관리 모듈(150)은 배터리 팩(110)의 초기 충전 용량을 저장할 수 있다. 이후, 배터리 팩(110)이 사용되면, 관리 모듈(150)은 지속적으로 배터리 팩(110)의 실충전 용량을 파악할 수 있다.In order to measure the aging of the battery pack 110, the management module 150 may store the initial charging capacity of the battery pack 110. Thereafter, when the battery pack 110 is used, the management module 150 may continuously determine the actual charging capacity of the battery pack 110.

관리 모듈(150)은 초기 충전 용량과 실충전 용량의 비교를 통해 배터리 팩(110)의 노후화 레벨을 산출할 수 있다.The management module 150 may calculate an aging level of the battery pack 110 by comparing the initial charging capacity with the actual charging capacity.

노후화 레벨의 산출에 생성부(250), 전압 측정부(210), 전류 측정부(230)가 이용될 수 있다.The generation unit 250, the voltage measuring unit 210, and the current measuring unit 230 may be used to calculate the aging level.

잔량 산출과 유사하게, 전류 측정부(230)는 전압 측정부(210)에 의해 측정된 출력 전압이 제1 설정값으로부터 제2 설정값까지 감소되는 측정 구간동안 출력 전류를 측정할 수 있다.Similar to the remaining amount calculation, the current measuring unit 230 may measure the output current during the measurement period in which the output voltage measured by the voltage measuring unit 210 decreases from the first set value to the second set value.

관리 모듈(150)은 클록 신호를 이용해서 경과 시간 m을 파악하고, 경과 시간 m과 전류 측정부(230)에서 측정된 출력 전류를 이용해서 방전된 전류량을 산출할 수 있다.The management module 150 may determine the elapsed time m using the clock signal, and calculate the amount of discharged current using the elapsed time m and the output current measured by the current measuring unit 230.

관리 모듈(150)은 초기 산출된 초기 전류량을 저장할 수 있다.The management module 150 may store the initial calculated initial current amount.

관리 모듈(150)은 지속적으로 배터리 팩(110)의 실전류량을 산출하며, 산출된 실전류량과 초기 전류량의 비교를 통해 배터리 팩(110)의 노후화 상태를 산출할 수 있다.The management module 150 continuously calculates an actual current amount of the battery pack 110 and calculates an aging state of the battery pack 110 by comparing the calculated actual current amount with the initial current amount.

관리 모듈(150)에 의해 산출된 노후화 상태 또는 노후화 레벨은 표시부(180)를 통해 표시되고, 사용자는 표시부(180)를 통해 배터리 모듈의 교체 시점을 예측할 수 있다.An aging state or an aging level calculated by the management module 150 may be displayed through the display unit 180, and the user may predict a replacement time of the battery module through the display unit 180.

케이스(130) 내부에는 과충전 보호 회로, 과방전 보호 회로, 충전 과전류 보호 회로, 방전 과전류 보호 회로, 2차 방전 과전류 보호 회로, 단락 보호 회로, 온도 보호회로, 충전 시간 보호 회로 등이 실장될 수 있다. 해당 회로들은 케이스(130)에 수납되는 메인 보드 상에 함께 탑재될 수 있다.In the case 130, an overcharge protection circuit, an overdischarge protection circuit, a charge overcurrent protection circuit, a discharge overcurrent protection circuit, a secondary discharge overcurrent protection circuit, a short circuit protection circuit, a temperature protection circuit, a charge time protection circuit, and the like may be mounted. . The circuits may be mounted together on the main board accommodated in the case 130.

배터리 팩(110)의 출력단에 직렬로 연결된 제1 보호부(161) 및 제1 보호부(161)에 직렬로 연결된 제2 보호부(162)가 마련될 수 있다. 제2 보호부(162)는 케이스(130)에 마련된 충방전 단자(191)에 연결될 수 있다.The first protection part 161 connected in series to the output terminal of the battery pack 110 and the second protection part 162 connected in series to the first protection part 161 may be provided. The second protective part 162 may be connected to the charge / discharge terminal 191 provided in the case 130.

제1 보호부(161) 및 제2 보호부(162)는 배터리 모듀를 사용하는 외부 기기(외부 부하)의 훼손을 방지하기 위한 것으로, 방전 과전류를 차단할 수 있다. 다시 말해, 제1 보호부(161) 및 제2 보호부(162)는 배터리 팩(110)의 출력 전류(방전 전류)가 설정값을 넘으면, 외부 부하에 대한 배터리 팩(110)의 방전을 차단할 수 있다.The first protection unit 161 and the second protection unit 162 are for preventing damage to an external device (external load) using a battery mod, and may block a discharge overcurrent. In other words, when the output current (discharge current) of the battery pack 110 exceeds a set value, the first protection unit 161 and the second protection unit 162 may block the discharge of the battery pack 110 to the external load. Can be.

제1 보호부(161) 및 제2 보호부(162)는 배터리 팩(110)의 출력단과 충방전 단자(191) 사이에서 직렬 연결될 수 있다. 따라서, 둘 중 어느 하나가 고장나더라도, 정상 동작하는 나머지 하나에 의해 배터리 팩(110)의 방전이 차단되고, 방전 과전류로부터 외부 부하가 확실하게 보호될 수 있다.The first protection part 161 and the second protection part 162 may be connected in series between the output terminal of the battery pack 110 and the charge / discharge terminal 191. Therefore, even if either one of them fails, the discharge of the battery pack 110 is interrupted by the remaining one in normal operation, and the external load can be reliably protected from the discharge overcurrent.

도 17은 본 발명의 배터리 측정 장치를 나타낸 블록도이다.17 is a block diagram showing a battery measuring apparatus of the present invention.

커넥터부(390)에는 제1 커넥팅 핀(391), 제2 커넥팅 핀(393), 제3 커넥팅 핀(395)이 마련될 수 있다.The connector 390 may be provided with a first connecting pin 391, a second connecting pin 393, and a third connecting pin 395.

배터리 모듈의 단자부가 커넥터부(390)에 장착되면, 제1 커넥팅 핀(391)은 배터리 모듈의 충방전 단자에 연결될 수 있다. 제2 커넥팅 핀(393)은 배터리 모듈의 데이터 단자에 연결될 수 있다. 제3 커넥팅 핀(395)은 배터리 모듈의 클록 단자에 연결될 수 있다.When the terminal unit of the battery module is mounted on the connector unit 390, the first connecting pin 391 may be connected to the charge / discharge terminal of the battery module. The second connecting pin 393 may be connected to the data terminal of the battery module. The third connecting pin 395 may be connected to the clock terminal of the battery module.

제1 커넥팅 핀(391)의 전압을 측정하는 제1 측정부(310), 제1 커넥팅 핀(391)의 전류를 측정하는 제2 측정부(330)가 마련될 수 있다.The first measuring unit 310 measuring the voltage of the first connecting pin 391 and the second measuring unit 330 measuring the current of the first connecting pin 391 may be provided.

제1 측정부(310)에서 측정된 전압값 및 제2 측정부(330)에서 측정된 전압값은 프로세싱부(350)로 제공될 수 있다.The voltage value measured by the first measuring unit 310 and the voltage value measured by the second measuring unit 330 may be provided to the processing unit 350.

프로세싱부(350)는 제1 측정부(310)에서 측정된 전압값을 이용해서 배터리 모듈의 출력 전압을 파악할 수 있다.The processor 350 may determine the output voltage of the battery module by using the voltage value measured by the first measurer 310.

배터리 측정 장치에는 클록(clock) 신호를 생성하는 클록부가 마련될 수 있다. 해당 클록 신호는 프로세싱부(350)로 입력될 수 있다.The battery measuring device may be provided with a clock unit for generating a clock signal. The clock signal may be input to the processing unit 350.

프로세싱부(350)는 클록 단자를 통해 입수된 배터리 모듈의 클록 신호와 클록부의 클록 신호를 비교할 수 있다. 프로세싱부(350)는 클록 신호의 비교 결과를 이용해서 배터리 모듈에 마련된 클록 신호 생성부의 오류를 검사할 수 있다.The processor 350 may compare the clock signal of the battery module obtained through the clock terminal with the clock signal of the clock unit. The processor 350 may check an error of the clock signal generator provided in the battery module by using the comparison result of the clock signals.

프로세싱부(350)는 클록부의 클록 신호 또는 클록 단자로부터 입수된 배터리 모듈의 클록 신호를 이용해서 배터리 모듈의 잔존 전류량을 정확하게 측정할 수 있다.The processing unit 350 may accurately measure the amount of remaining current of the battery module using the clock signal of the clock unit or the clock signal of the battery module obtained from the clock terminal.

도 15에 나타낸 것처럼, 제2 측정부(330)는 제1 측정부(310)에 의해 측정된 전압값이 제1 설정값으로부터 제2 설정값까지 감소되는 측정 구간동안 제1 커넥팅 핀(391)의 전류를 측정할 수 있다.As illustrated in FIG. 15, the second measuring unit 330 may include the first connecting pin 391 during the measurement period in which the voltage value measured by the first measuring unit 310 decreases from the first setting value to the second setting value. Current can be measured.

프로세싱부(350)는 클록 신호를 이용해서 측정 구간의 시점으로부터 종점까지의 경과 시간 m을 파악할 수 있다. 프로세싱부(350)는 경과 시간 m과 제2 측정부(330)에서 측정된 전류값을 이용해서 배터리 모듈의 방전된 전류량을 산출할 수 있다.The processing unit 350 may determine the elapsed time m from the start point to the end point of the measurement section using the clock signal. The processor 350 may calculate the amount of discharged current of the battery module by using the elapsed time m and the current value measured by the second measurement unit 330.

한편, 본 발명의 배터리 측정 장치에는 프로세싱부(350)에 의해 파악된 측정 결과 또는 분석 결과를 외부 단말기에 무선으로 전송하는 통신부(360)가 마련될 수 있다.On the other hand, the battery measuring apparatus of the present invention may be provided with a communication unit 360 for wirelessly transmitting the measurement result or analysis result identified by the processing unit 350 to an external terminal.

통신부(360)에 따르면, 사용자는 배터리 측정 장치에 마련된 인터페이스부(380) 대신 외부 단말기를 통해 각종 배터리 상태 정보를 확인할 수 있다.According to the communication unit 360, the user may check various battery state information through an external terminal instead of the interface unit 380 provided in the battery measuring device.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments of the present invention are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the following claims.

100...배터리 모듈 110...배터리 팩
111...배터리 셀 113...스위칭부
119...바이패스 라인 130...케이스
150...관리 모듈 161...제1 보호부
162...제2 보호부 170...보호 모듈
180...표시부 190...단자부
191...충방전 단자 193...데이터 단자
195...클록 단자 210...전압 측정부
230...전류 측정부 250...생성부
270...셀 측정부 300...배터리 측정 장치
301...제1 부재 302...제2 부재
303...콘센트 304...전원 스위치
305...손잡이 306...리셋 스위치
307...록킹부 310...제1 측정부
330...제2 측정부 350...프로세싱부
360...통신부 380...인터페이스부
390...커넥터부 391...제1 커넥팅 핀
393...제2 커넥팅 핀 395...제3 커넥팅 핀100 ... battery module 110 ... battery pack
111 ... battery cell 113 ... switching part
119 ... Bypass Line 130 ... Case
150 ... Management module 161 ... First protective part
162 2nd protection part 170 ... protection module
180 ... Display section 190 ... Terminal section
191 ... Charge and discharge terminals 193 ... Data terminals
195 ... clock terminal 210 ... voltage measurement section
230 ... current measuring unit 250 ... generating unit
270 ... cell measuring unit 300 ... battery measuring unit
301 ... first member 302 ... second member
303 ... outlet 304 ... power switch
305 ... Handle 306 ... Reset Switch
307 ... locking part 310 ... first measuring part
330 ... 2nd measuring section 350 ... processing section
360 Communication Unit 380 Interface Unit
390 ... Connector 391 ... First connecting pin
393 ... 2nd connecting pin 395 ... 3rd connecting pin

Claims

A connector unit detachable from the terminal unit of the battery module;
A processing unit which measures or analyzes a state of the battery module using the connector unit;
An interface unit for displaying a measurement result or an analysis result of the processing unit;
Battery measuring device comprising a.

The method of claim 1,
A first member and a second member rotatably connected to each other are provided,
The interface part is installed on one surface of the second member facing the first member,
The connector part is provided on one surface of the first member facing the second member,
When the second member is superimposed on the first member, the first member and the second member are in a portable bag state.
When the second member is unfolded with respect to the first member, the connector and the interface unit are in a measurement state in which the outside is exposed.

The method of claim 2,
At the end of the first member or the end of the second member is provided with a locking portion for maintaining the bag state,
The battery measuring device having a handle formed on the first member or the second member.

The method of claim 1,
And the processing unit operates in one of a general mode measuring only an output voltage of the battery module and a smart mode analyzing or measuring detailed information of the battery module according to a type of the battery module connected to the connector.

The method of claim 4, wherein
And the processing unit obtains identification information of the battery module through the connector, and automatically operates in one of the normal mode and the smart mode according to an analysis result of the identification information.

The method of claim 1,
The interface unit includes a touch screen,
And the processing unit displays a measurement menu of the battery module on the touch screen, and measures or analyzes a state of the battery module according to a selection menu selected through the touch screen.

The method of claim 1,
And the processing unit operates in at least one of a measurement mode for measuring a state of the battery module using a charge / discharge terminal of the battery module, and an analysis mode for analyzing battery state information obtained through a data terminal of the battery module.

The method of claim 1,
The battery module is provided with a management module for measuring the battery state itself,
The processing unit obtains the measurement value of the management module through the data terminal of the battery module,
The processing unit directly measures the battery state information through the charge and discharge terminal of the battery module,
The processing unit is a battery measuring device for checking the abnormality of the management module by comparing the measured value obtained directly from the measured value obtained from the management module.

The method of claim 1,
A first measuring unit for measuring the voltage of the battery module mounted on the connector unit, a second measuring unit for measuring the current of the battery module is provided,
The processing unit obtains a clock signal from the battery module,
The second measuring unit measures the current value during the measurement interval in which the voltage value measured by the first measuring unit is reduced from the first set value to the second set value,
The processing unit detects the elapsed time from the start point of the measurement section to the end point using the clock signal, and calculates the amount of discharged current of the battery module using the elapsed time and the current value measured by the second measurement unit. Battery measuring device.

The method of claim 9,
The clock unit for generating a clock signal itself is provided,
And the processing unit compares a clock signal obtained from the battery module with a clock signal of the clock unit, and checks an error of a clock signal generator provided in the battery module using a comparison result.

The method of claim 1,
And a communication unit configured to wirelessly transmit a measurement result or an analysis result grasped by the processing unit to an external terminal.