KR20200040581A - Battery system for vehicle and the control method of the same - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, a battery system for a vehicle comprises: a plurality of battery modules including one or more battery cells and electrically connected to each other; a switching device having four terminal units, connecting a first terminal unit and a second terminal unit to form a main route, and connecting a third terminal unit and a fourth terminal unit to form a bypass route, wherein the second terminal unit is connected to one end of the battery module, the fourth terminal unit is connected to the other end of the battery module, and the first terminal unit and the third terminal unit are connected to the other end of the other battery module; a sensing unit sensing the state of the battery module; and a control unit determining whether or not the battery module is broken according to the sensed state of the battery module, and controlling the switching device according to the failure of the battery module so as to control the plurality of battery modules to be electrically connected through the main route or bypass route. The battery system for a vehicle can improve driving stability.

Description

차량용 배터리 시스템 및 그 제어방법{BATTERY SYSTEM FOR VEHICLE AND THE CONTROL METHOD OF THE SAME}BATTERY SYSTEM FOR VEHICLE AND THE CONTROL METHOD OF THE SAME}

본 발명은 배터리 시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 시스템 중 특정 배터리 모듈에 이상이 발생한 경우, 해당 배터리 모듈을 차단하고 우회하여 나머지 정상적인 배터리 모듈로 배터리 시스템이 작동되도록 하는 배터리 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery system and a control method, and more specifically, when an abnormality occurs in a specific battery module among the battery systems, the battery system is blocked and bypassed to operate the battery system with the remaining normal battery modules. It relates to a control method.

일반적으로 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle), 전기자동차(EV: Electric Vehicle), 연료전지 자동차(FCEV: Fuel Cell Electric Vehicle) 등과 같은 차량은 기본적으로 전기모터를 구동하기 위한 배터리 시스템을 차량에 탑재하게 된다. 참고로, 연료전지 자동차는 통상의 배터리와는 다른 연료전지를 탑재하지만, 본원에서는 배터리시스템이라는 용어에 연료전지와 같이 화학적인 방법으로 전기를 공급하는 모든 장치를 포함하는 개념으로 사용하기로 한다.In general, a vehicle such as a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), an electric vehicle (EV), a fuel cell electric vehicle (FCEV), etc. Basically, a battery system for driving an electric motor is mounted in a vehicle. For reference, a fuel cell vehicle is equipped with a fuel cell different from a conventional battery, but in this application, the term battery system will be used as a concept including all devices that supply electricity in a chemical manner, such as a fuel cell.

이러한 배터리 시스템은 전기모터가 탑재된 자동차에서 없어서는 안 될 필수 구성이다. 한편, 종래의 배터리 시스템을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 배터리 모듈별로 차단용 스위치와 우회용 스위치가 설치되었으며, 차량의 충돌 또는 외력에 의해 배터리 시스템의 내부 배터리 모듈의 손상이 발생할 경우, 배터리 제어기에서 이를 감지하여 손상된 배터리 모듈을 전체 배터리 시스템 회로 구성에서 차단하고 우회 스위치를 작동시켜 우회 경로를 통해 정상적인 배터리 모듈만을 이용하여 전체 배터리 시스템이 작동되도록 하였다. 하지만, 종래 기술의 경우, 차단용과 우회용 두개의 스위치를 적용하기 때문에 두개의 스위치 중 한개의 스위치에서 고장이 발생하면 본래의 목적인 배터리 시스템 안정성을 확보하기 불가한 문제점이 있었다. 아울러, 두개의 스위치가 정상적인 동작을 하지 않을 경우 주행 중에 모터 측으로 전원이 공급되지 않기 때문에 특히, 고속 주행 시에는 승객이 안전사고에 노출될 수 있다는 문제점이 있었다.Such a battery system is an indispensable component in an automobile equipped with an electric motor. On the other hand, looking at the conventional battery system, as shown in Figure 1, each battery module has a switch for switching and a bypass switch installed, and when the damage to the internal battery module of the battery system due to collision or external force of the vehicle In this case, the battery controller detects this and blocks the damaged battery module from the entire battery system circuit configuration, and operates the bypass switch to operate the entire battery system using only the normal battery module through the bypass path. However, in the case of the prior art, since two switches for blocking and bypassing are applied, when a failure occurs in one of the two switches, there is a problem that it is impossible to secure battery system stability, which is an original purpose. In addition, when the two switches do not operate normally, there is a problem that passengers may be exposed to safety accidents, especially when driving at high speed, because power is not supplied to the motor side during driving.

KR 10-2013-0110386 AKR 10-2013-0110386 A

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 센싱된 배터리 모듈의 상태에 따라 배터리 모듈의 고장여부를 판단하며, 배터리 모듈의 고장여부에 따라 스위치 장치를 제어하여 복수의 배터리 모듈이 메인경로 또는 우회경로를 통해 전기적으로 연결되도록 차량용 배터리 시스템 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been devised to solve the above-described problems, and determines whether or not the battery module has failed according to the sensed state of the battery module, and controls a switch device according to whether the battery module has failed, so that a plurality of battery modules are main paths. Another object is to provide a vehicle battery system and a control method to be electrically connected through a bypass path.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 차량용 배터리 시스템은, 하나 이상의 배터리 셀을 포함하며, 서로 전기적으로 연결된 복수의 배터리 모듈; 네 개의 단자부를 가지며, 제1 단자부와 제2 단자부를 연결시켜 메인경로를 형성하고, 제3 단자부와 제4 단자부를 연결시켜 우회경로를 형성하되, 상기 제2 단자부는 상기 배터리 모듈의 일단에 연결되고, 상기 제4 단자부는 상기 배터리 모듈의 타단에 연결되며, 상기 제1 단자부 및 상기 제3 단자부는 다른 배터리 모듈의 타단에 연결되는 스위칭 장치; 상기 배터리 모듈의 상태를 센싱하는 센싱부; 및 상기 센싱된 배터리 모듈의 상태에 따라 상기 배터리 모듈의 고장여부를 판단하며, 상기 배터리 모듈의 고장여부에 따라 상기 스위치 장치를 제어하여 상기 복수의 배터리 모듈이 메인경로 또는 우회경로를 통해 전기적으로 연결되도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a vehicle battery system according to the present invention includes one or more battery cells, and a plurality of battery modules electrically connected to each other; It has four terminal parts, and the first terminal part and the second terminal part are connected to form a main path, and the third terminal part and the fourth terminal part are connected to form a bypass path, and the second terminal part is connected to one end of the battery module. A switching device connected to the other end of the battery module, and the first terminal part and the third terminal part connected to the other end of the other battery module; A sensing unit sensing a state of the battery module; And determining whether the battery module is faulty according to the sensed state of the battery module, and controlling the switch device according to the failure of the battery module to electrically connect the plurality of battery modules through a main path or a bypass path. It may include; a control unit to control as possible.

상기 스위치 장치는,The switch device,

내부공간이 형성된 케이스; 상기 케이스의 상단에 설치되며 작약을 포함하는 작약부; 상기 작약부의 하측에 설치되며 작약부가 동작하여 작약이 터질 시 발생하는 압력에 의해 하방으로 이동되는 플런저부; 중앙부 및 양 끝단부를 포함하며, 상기 중앙부는 상기 플런저부에 결합되고, 상기 양끝단부에 상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부가 형성된 메인버스바; 및 상기 메인버스바의 양 끝단부 하측에 설치되고, 상기 양 끝단부에 상기 제3단자부 및 상기 제4단자부가 형성된 우회버스바; 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.A case in which an internal space is formed; A peony part installed on the top of the case and including a peony; A plunger unit installed under the peony unit and moved downward by pressure generated when the peony unit operates to explode; A main bus bar including a central portion and both end portions, wherein the central portion is coupled to the plunger portion, and the first terminal portion and the second terminal portion are formed at both end portions; And a bypass bus bar installed at both ends of the main bus bar and having the third terminal and the fourth terminal at both ends. It may include at least one of.

상기 우회버스바에서 상기 제3 단자부 및 상기 제4 단자부는 상기 메인버스바의 중앙부의 길이만큼 이격되어 설치될 수 있다.In the bypass bus bar, the third terminal part and the fourth terminal part may be installed spaced apart by the length of the central portion of the main bus bar.

상기 제어부는 상기 배터리 모듈이 고장난 것으로 판단된 경우, 상기 작약부를 작동시켜 작약이 터지도록 할 수 있다.When it is determined that the battery module has failed, the controller may operate the peony unit to cause the peony to burst.

상기 제어부는, 복수의 배터리 모듈이 복수의 스위칭 장치와 연결되어 있는 경우에서 특정 배터리 모듈이 고장난 것으로 판단된 경우, 상기 특정 배터리 모듈의 일단에 제2 단자부가 연결된 스위치 장치의 작약부를 작동시켜 작약이 터지도록 할 수 있다.When it is determined that a specific battery module is broken when a plurality of battery modules are connected to a plurality of switching devices, the control unit operates a pecking unit of a switch device having a second terminal unit connected to one end of the specific battery module to obtain a peony. You can make it pop.

상기 메인버스바의 중앙부의 양 끝단에는 상기 작약부가 작동하여 작약이 터질 시 발생하는 압력에 의해 플런저부가 하방으로 이동할 시 상기 플런저부와 결합된 중앙부가 파단되도록 하는 노치가 형성될 수 있다.A notch may be formed at both ends of the central portion of the main bus bar to cause the central portion coupled with the plunger portion to break when the plunger portion moves downward due to the pressure generated when the peony portion operates and the peony explodes.

상기 우회버스바의 상기 제3 단자부 및 상기 제4 단자부는, 상기 작약이 터짐에 따라 메인버스바에서 파단된 중앙부가 하측으로 이동하여 정지할 시, 상기 중앙부의 양 끝단과 접촉되는 위치에 될 수 있다.The third terminal portion and the fourth terminal portion of the bypass bus bar may be in a position in contact with both ends of the central portion when the central portion broken at the main bus bar moves downward and stops as the peony explodes. have.

상기 스위칭 장치는 상기 메인버스바를 통해 메인경로를 형성하여 배터리 모듈이 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.The switching device may form a main path through the main bus bar so that the battery module is electrically connected.

상기 제어부는, 복수의 배터리 모듈이 복수의 스위칭 장치와 연결되어 있는 경우에서 특정 배터리 모듈이 고장난 것으로 판단된 경우, 상기 특정 배터리 모듈의 일단에 제2 단자부가 연결된 스위치 장치의 작약부를 동작시켜 작약이 터지도록함으로써 상기 플런저부가 하방으로 이동하도록 하여 상기 메인버스바의 중앙부를 파단시키고, 파단된 중앙부가 우회버스바의 제3 단자부 및 제4 단자부와 연결되어 우회경로를 형성하도록 하여 상기 우회경로를 통해 배터리 모듈이 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.When it is determined that a specific battery module has failed in a case where a plurality of battery modules are connected to a plurality of switching devices, the control unit operates a pecking unit of a switch device having a second terminal unit connected to one end of the specific battery module. By causing the plunger to move downward, the central portion of the main bus bar is broken, and the broken central portion is connected to the third terminal portion and the fourth terminal portion of the bypass bus bar to form a bypass path through the bypass path. It is possible to make the battery module electrically connected.

상술한 다른 목적을 달성하기 위해 차량용 배터리 시스템을 이용한 차량용 배터리 시스템 제어방법은, 센싱부에서 복수의 배터리 모듈의 상태를 센싱하는 단계; 센싱된 배터리 모듈의 상태에 따라 배터리 모듈의 고장여부를 판단하는 단계; 및 배터리 모듈이 고장난 경우, 스위칭 장치를 제어하여 복수의 배터리 모듈이 메인경로 또는 우회경로를 통해 전기적으로 연결되도록 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.A vehicle battery system control method using a vehicle battery system in order to achieve the above-described other object includes: sensing states of a plurality of battery modules in a sensing unit; Determining whether the battery module is defective according to the sensed state of the battery module; And when the battery module fails, controlling a switching device to control a plurality of battery modules to be electrically connected through a main path or a bypass path.

본 발명에 따르면, 센싱된 배터리 모듈의 상태에 따라 배터리 모듈의 고장여부를 판단하며, 배터리 모듈의 고장여부에 따라 스위치 장치를 제어하여 복수의 배터리 모듈이 메인경로 또는 우회경로를 통해 전기적으로 연결되도록 함으로써, 배터리시스템의 전원 차단으로 인해 주행 불가와 같은 상황을 방지할 수 있고 주행 안전성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is determined whether or not the battery module is faulty according to the sensed state of the battery module, and a switch device is controlled according to whether the battery module is faulty so that a plurality of battery modules are electrically connected through a main path or a bypass path. By doing so, it is possible to prevent a situation such as impossibility of driving due to the power off of the battery system and improve driving safety.

도 1은 종래의 차량용 배터리 시스템에서 우회 스위치 및 차단 스위치가 각 배터리 모듈에 탑재된 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따란 차량용 배터리 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 시스템에서, 특정 배터리 모듈에 이상이 감지되는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 시스템에서, 특정 배터리 모듈에 이상이 감지되어, 스위치 장치가 작동하여 기존의 메인경로에서 우회경로로 연결되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 시스템에서, 스위치 장치의 작동을 통해 기존의 메인경로에서 우회경로로 연결되는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 시스템에서 스위치 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 시스템의 제어방법의 흐름을 나타내는 도면이다.
1 is a view showing that a bypass switch and a disconnect switch are mounted in each battery module in a conventional vehicle battery system.
2 is a view showing the configuration of a vehicle battery system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing that an abnormality is detected in a specific battery module in a vehicle battery system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a state in which an abnormality is detected in a specific battery module in a vehicle battery system according to an exemplary embodiment of the present invention, and a switch device is operated to connect a bypass path from an existing main path.
5 is a view schematically showing that the vehicle battery system according to an embodiment of the present invention is connected to a bypass path from an existing main path through the operation of a switch device.
6 is a view showing the configuration of a switch device in a vehicle battery system according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a flow of a control method of a vehicle battery system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 배터리 시스템 및 제어방법에 대해 살펴본다.Hereinafter, a vehicle battery system and a control method according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따란 차량용 배터리 시스템의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 특정 배터리 모듈에 이상이 감지되는 것을 나타내는 도면이며, 도 4는 특정 배터리 모듈에 이상이 감지되어, 스위치 장치가 작동하여 기존의 메인경로에서 우회경로로 연결되는 모습을 나타내는 도면이며, 도 5는 스위치 장치의 작동을 통해 기존의 메인경로에서 우회경로로 연결되는 것을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 6은 스위치 장치의 구성을 도시한 도면이다.2 is a view showing the configuration of a vehicle battery system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing that an abnormality is detected in a specific battery module, and FIG. 4 is an abnormality detected in a specific battery module, It is a diagram showing a state in which a switch device is operated to be connected to a bypass path from an existing main path, and FIG. 5 is a diagram schematically showing a connection from an existing main path to a bypass path through operation of the switch device, and FIG. 6 is It is a diagram showing the configuration of a switch device.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 시스템은, 배터리 모듈(100), 스위칭 장치(200), 센싱부(300) 및 제어부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, a vehicle battery system according to an embodiment of the present invention may include a battery module 100, a switching device 200, a sensing unit 300, and a control unit 400. .

구체적으로, 배터리 모듈(100)은 하나 이상의 배터리 셀을 포함하여 구성될 수 있으며, 각 배터리 모듈(100)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 배터리 모듈(100)은 모터가 탑재된 차량의 경우, 해당 모터가 구동되도록 하는 에너지를 제공하는 역할을 하며, 전기모터 이외의 차량 전장부하들에 에너지를 제공할 수 있다.Specifically, the battery module 100 may include one or more battery cells, and each battery module 100 may be electrically connected to each other. Here, the battery module 100 serves to provide energy to drive the corresponding motor in the case of a vehicle equipped with a motor, and may provide energy to electric vehicle loads other than an electric motor.

스위칭 장치(200)는 네 개의 단자부를 가지며, 제1 단자부(241)와 제2 단자부(242)를 연결시켜 메인경로를 형성하고, 제3 단자부(251)와 제4 단자부(252)를 연결시켜 우회경로를 형성하되, 제2 단자부(242)는 배터리 모듈(100)의 일단에 연결되고, 제4 단자부(252)는 배터리 모듈(100)의 타단에 연결되며, 제1 단자부(241) 및 제3 단자부(251)는 다른 배터리 모듈의 타단에 연결될 수 있다. 도 2를 참조하여, 스위칭 장치(200a, 200b, 200c)와 배터리 모듈(100a, 100b, 100c)들 간의 연결관계를 설명하면, 스위칭 장치(200b)의 제2 단자부(242)는 배터리 모듈(100b)의 일단에 연결되고, 제4 단자부(252)는 배터리 모듈(100b)의 타단에 연결되며, 제1 단자부(241) 및 제3 단자부(251)는 다른 배터리 모듈(100a)의 타단에 연결될 수 있다. 다시 말해, 여기서 다른 배터리 모듈이란 복수의 배터리 모듈들 중에서 기준이 되는 배터리 모듈에 전기적으로 연결된 인접한 배터리 모듈을 의미할 수 있다.The switching device 200 has four terminal portions, and connects the first terminal portion 241 and the second terminal portion 242 to form a main path, and connects the third terminal portion 251 and the fourth terminal portion 252. Forming a bypass path, the second terminal portion 242 is connected to one end of the battery module 100, the fourth terminal portion 252 is connected to the other end of the battery module 100, the first terminal portion 241 and the first The 3 terminal unit 251 may be connected to the other end of the other battery module. Referring to FIG. 2, when a connection relationship between the switching devices 200a, 200b, 200c and the battery modules 100a, 100b, 100c is described, the second terminal 242 of the switching device 200b is a battery module 100b ), The fourth terminal portion 252 is connected to the other end of the battery module 100b, and the first terminal portion 241 and the third terminal portion 251 can be connected to the other end of the other battery module 100a. have. In other words, the other battery module may mean an adjacent battery module electrically connected to a reference battery module among a plurality of battery modules.

센싱부(300)는 배터리 모듈(100)의 상태를 센싱하는 역할을 한다. 여기서, 배터리 모듈(100)의 상태는 배터리 모듈(100)을 구성하는 배터리 셀의 전류, 전압, 충전상태 및 온도 등의 데이터일 수 있다. 도면에 구체적으로 도시하지는 않았으나, 실시예에 따라, 센싱부(300)는 배터리 셀의 전류를 측정하는 전류측정부, 전압을 측정하는 전압측정부 및 온도를 측정하는 온도측정부 등을 포함하여 구성될 수 있다. 아울러, 센싱부(300)는 센싱된 배터리 모듈(100)의 상태 데이터를 제어부(400)에 전달할 수 있다.The sensing unit 300 serves to sense the state of the battery module 100. Here, the state of the battery module 100 may be data such as current, voltage, charge state and temperature of the battery cells constituting the battery module 100. Although not specifically shown in the drawings, according to an embodiment, the sensing unit 300 includes a current measuring unit for measuring the current of the battery cell, a voltage measuring unit for measuring the voltage, and a temperature measuring unit for measuring the temperature. Can be. In addition, the sensing unit 300 may transmit state data of the sensed battery module 100 to the control unit 400.

제어부(400)는 센싱된 배터리 모듈의 상태에 따라 배터리 모듈의 고장여부를 판단하며, 배터리 모듈의 고장여부에 따라 스위치 장치를 제어하여 복수의 배터리 모듈이 메인경로 또는 우회경로를 통해 전기적으로 연결되도록 제어할 수 있다. 아울러 제어부(400)는 배터리 모듈이 고장난 것으로 판단된 경우, 스위칭 장치(200)의 작약부(220)를 작동시켜 작약이 터지도록 할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(400)는, 복수의 배터리 모듈이 복수의 스위칭 장치와 연결되어 있는 경우에서 특정 배터리 모듈이 고장난 것으로 판단된 경우, 특정 배터리 모듈의 일단에 제2 단자부가 연결된 스위치 장치의 작약부를 작동시켜 작약이 터지도록 할 수 있다. 제어부(400)를 통해 배터리 모듈의 고장 여부에 따라 스위치 장치가 제어되어 복수의 배터리 모듈이 메인경로 또는 우회경로를 통해 전기적으로 연결되는 것에 대해서는 추후 도 3 내지 도 4를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.The control unit 400 determines whether the battery module has a failure according to the sensed state of the battery module, and controls a switch device according to whether the battery module has a failure so that a plurality of battery modules are electrically connected through a main path or a bypass path. Can be controlled. In addition, when it is determined that the battery module is broken, the control unit 400 may operate the peony unit 220 of the switching device 200 to cause the peony to burst. More specifically, when it is determined that a specific battery module has failed in a case where a plurality of battery modules are connected to a plurality of switching devices, the control unit 400 may perform a contract of a switch device in which a second terminal unit is connected to one end of the specific battery module. You can activate the wealth to make the peony burst. The switch device is controlled according to the failure of the battery module through the control unit 400 so that the plurality of battery modules are electrically connected through the main path or the bypass path will be described in more detail through FIGS. 3 to 4 later. .

제어부(400)에서 배터리 모듈의 고장 여부에 따라 스위치 장치가 제어되어 복수의 배터리 모듈이 메인경로 또는 우회경로를 통해 전기적으로 연결되는 것을 설명하기 위해서는 스위칭 장치(200)의 구조에 대해 이해할 필요가 있는데, 도 6을 참조하여 스위칭 장치(200)를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 6에 도시된 바와 같이, 스위칭 장치(200)는 내부공간이 형성된 케이스(210), 케이스(210)의 상단에 설치되며 작약을 포함하는 작약부(220), 작약부의 하측에 설치되며 작약부가 동작하여 작약이 터질 시 발생하는 압력에 의해 하방으로 이동하는 플런저부(230), 중앙부 및 양 끝단부를 포함하는 메인버스바(240), 메인버스바의 양 끝단부 하측에 설치되는 우회버스바(250)를 포함하여 구성될 수 있다.It is necessary to understand the structure of the switching device 200 in order to explain that the control unit 400 controls the switch device according to the failure of the battery module to electrically connect the plurality of battery modules through the main path or the bypass path. Referring to FIG. 6, the switching device 200 will be described in detail as follows. As shown in Figure 6, the switching device 200 is installed on the top of the case 210, the case 210, the inner space is formed, the peony part 220 including the peony, the peony part is installed on the lower side and the peony part By operation, when the peony explodes, the main bus bar 240 including a plunger portion 230, a central portion, and both end portions moving downward by the pressure generated when the peony bursts, and a bypass bus bar installed at both ends of the main bus bar ( 250).

여기서, 메인버스바(240)의 중앙부(243)는 플런저부(230) 결합되고, 메인버스바(240)의 양 끝단부에 제1 단자부(241) 및 제2 단자부(242)가 형성될 수 있다. 또한, 메인버스바(240)의 중앙부(243)의 양 끝단에는 작약부(220)가 작동하여 작약이 터질 수 발생하는 압력에 의해 플런저부(230)가 하방으로 이동할 시, 플런저부(230)와 결합된 중앙부(243)가 파단되도록 하는 노치(244)가 형성될 수 있다.Here, the central portion 243 of the main bus bar 240 is coupled to the plunger portion 230, the first terminal portion 241 and the second terminal portion 242 may be formed at both ends of the main bus bar 240 have. In addition, at both ends of the central portion 243 of the main bus bar 240, when the plunger unit 230 moves downward due to pressure generated by the peony unit 220 operating and the peony unit may explode, the plunger unit 230 A notch 244 may be formed so that the central portion 243 coupled with the rupture.

아울러, 메인버스바(240)의 양 끝단부 하측에는 우회버스바(250)의 제3 단자부(251) 및 제4 단자부(252)가 형성될 수 있다. 이때, 우회버스바(250)에서 제3 단자부(251) 및 제4 단자부(252)는 메인버스바(240)의 중앙부(243)의 길이만큼 이격되어 설치될 수 있다. 또한, 우회버스바(250)의 제3 단자부(251) 및 제4 단자부(252)는 작약이 터짐에 따라 메인버스바(240)에서 파단된 중앙부가(243) 플런저부(230)와 함께 하측으로 이동하되 플런저부(230)의 하면이 케이스(210)의 하면과 맞닿아 정지할 시, 중앙부(243)의 양 끝단과 접촉되는 위치에 설치될 수 있다.In addition, the third terminal portion 251 and the fourth terminal portion 252 of the bypass bus bar 250 may be formed below both ends of the main bus bar 240. At this time, the third terminal portion 251 and the fourth terminal portion 252 in the bypass bus bar 250 may be installed spaced apart by the length of the central portion 243 of the main bus bar 240. In addition, the third terminal portion 251 and the fourth terminal portion 252 of the bypass bus bar 250 are lowered together with the plunger portion 230, the central portion 243 broken at the main bus bar 240 as the peony explodes. When moving to but when the lower surface of the plunger 230 comes into contact with the lower surface of the case 210 and stops, it may be installed at a position in contact with both ends of the central portion 243.

다시 말해, 도 5를 참조하면, 스위칭 장치(200)는 배터리 모듈이 정상인 경우, 메인버스바(240)를 통해 메인경로를 형성하여 복수의 배터리 모듈이 전기적으로 연결되도록 할 수 있으며, 특정 배터리 모듈이 고장난 경우, 제3 단자부(251), 메인버스바에서 파단된 중앙부(243) 및 제4 단자부(252)를 통해 우회경로를 형성하여, 고장난 특정 배터리 모듈을 제외한 나머지 배터리 모듈이 우회경로를 통해 서로 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.In other words, referring to FIG. 5, when the battery module is normal, the switching device 200 may form a main path through the main bus bar 240 so that a plurality of battery modules are electrically connected, and a specific battery module When this failure occurs, a bypass path is formed through the third terminal portion 251, the central portion 243 broken from the main bus bar, and the fourth terminal portion 252, so that the remaining battery modules other than the specific battery module that is broken through the bypass path It can be made to be electrically connected to each other.

한편, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 시스템에서, 특정 배터리 모듈에 이상이 감지되는 것을 나타내는 도면이며, 도 4는 특정 배터리 모듈에 이상이 감지되어, 스위치가 작동하여 기존의 메인경로에서 우회경로로 연결되는 모습을 나타내는 도면이다.On the other hand, Figure 3 is a vehicle battery system according to an embodiment of the present invention, a diagram showing that an abnormality is detected in a specific battery module, Figure 4 is an abnormality is detected in a specific battery module, the switch operates to the existing main It is a diagram that shows the path leading to a bypass path.

앞서 설명한 바와 같이, 제어부(400)는 센싱부(300)에서 센싱된 배터리 모듈(100)의 상태 정보를 전달받고, 전달된 상태 정보를 데이터베이스(미도시)에 기 저장되어 있는 정보와 비교하여 배터리 모듈(100)의 고장여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 센싱된 배터리 셀의 전류가 사전 설정된 기준 전류 값의 오차범위 밖인 경우, 해당 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈이 고장이라고 판단할 수 있다. 아울러, 센싱된 배터리의 전압 및 온도가 사전 설정된 기준 값의 오차 범위 밖인 경우, 해당 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈이 고장이라고 판단할 수 있다.As described above, the control unit 400 receives status information of the battery module 100 sensed by the sensing unit 300 and compares the transferred status information with information stored in a database (not shown) to compare the battery It is possible to determine whether the module 100 has failed. For example, when the current of the sensed battery cell is outside the error range of the preset reference current value, it may be determined that the battery module including the battery cell is defective. In addition, when the voltage and temperature of the sensed battery are outside an error range of a preset reference value, it may be determined that the battery module including the corresponding battery cell is defective.

이처럼, 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(400)에서 복수의 배터리 모듈이 복수의 스위칭 장치와 연결되어 있는 경우에서 특정 배터리 모듈(100b)이 고장난 것으로 판단된 경우, 특정 배터리 모듈(100b)의 일단에 제2 단자부(242)가 연결된 스위치 장치(200b)의 작약부(210)를 동작시켜 작약이 터지도록 함으로써, 플런저부(230)가 하방으로 이동하도록 하여 메인버스바(240)의 중앙부(243)를 파단시키고, 파단된 중앙부가 우회버스바(250)의 제3 단자부(251) 및 제4 단자부(252)와 연결되어 우회경로를 형성하도록 하여 도 4에 도시된 바와 같이 해당 우회경로를 통해 나머지 배터리 모듈이 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. As shown in FIG. 3, when it is determined that the specific battery module 100b has failed in the case where the plurality of battery modules are connected to the plurality of switching devices in the control unit 400, the specific battery module 100b By operating the peony unit 210 of the switch device 200b to which the second terminal unit 242 is connected at one time so that the peony explodes, the plunger unit 230 moves downwards, thereby causing the central portion of the main bus bar 240 ( 243) is broken, and the broken central portion is connected to the third terminal portion 251 and the fourth terminal portion 252 of the bypass bus bar 250 to form a bypass path, thereby showing the corresponding bypass path as shown in FIG. This allows the remaining battery modules to be electrically connected.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 시스템의 제어방법의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 시스템의 제어방법은, 센싱부에서 복수의 배터리 모듈의 상태를 센싱하는 단계; 센싱된 배터리 모듈의 상태에 따라 배터리 모듈의 고장여부를 판단하는 단계 및 배터리 모듈이 고장난 경우, 스위칭 장치를 제어하여 복수의 배터리 모듈이 메인경로 또는 우회경로를 통해 서로 전기적으로 연결되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 아울러, 배터리 모듈이 고장나지 않은 경우에는, 센싱부에서 복수의 배터리 모듈의 상태를 지속적으로 센싱하여 센싱된 정보를 제어부로 전달하고, 제어부에서 배터리 모듈의 고장여부를 모니터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.7 is a view showing a flow of a control method of a vehicle battery system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, a control method of a vehicle battery system according to an embodiment of the present invention includes sensing a state of a plurality of battery modules by a sensing unit; Determining whether the battery module is faulty according to the sensed state of the battery module and controlling the switching device to control the plurality of battery modules to be electrically connected to each other through a main path or a bypass path when the battery module is broken. It can contain. In addition, if the battery module is not broken, the sensing unit may further include the step of continuously sensing the states of the plurality of battery modules to transmit the sensed information to the control unit, and monitoring whether the battery module is defective by the control unit. have.

본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 시스템의 제어방법의 각 단계에서의 기술적 특징은 앞서 설명한 차량용 배터리 시스템의 세부 구성의 기술적 특징과 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Technical features of each step of the control method of the vehicle battery system according to an embodiment of the present invention are the same as those of the detailed configuration of the detailed configuration of the vehicle battery system described above, and thus detailed description thereof will be omitted.

100: 배터리 모듈 200: 스위칭 장치
210: 케이스 220: 작약부
230: 플런저부 240: 메인버스바
241: 제1 단자부 242: 제2 단자부
243: 중앙부 244: 노치
250: 우회버스바 251: 제3 단자부
252: 제4 단자부 300: 센싱부
400: 제어부
10: 배터리 시스템 11,12,13: 배터리 모듈
14: ECU 15,16,17: 우회경로 스위치
18,19,20: 우회경로 21,22,23: 차단 스위치
24; 메인 파워 전달경로
100: battery module 200: switching device
210: case 220: peony
230: plunger unit 240: main bus bar
241: first terminal portion 242: second terminal portion
243: central 244: notch
250: bypass bus bar 251: third terminal
252: fourth terminal portion 300: sensing portion
400: control
10: battery system 11,12,13: battery module
14: ECU 15,16,17: Bypass switch
18, 19, 20: bypass path 21, 22, 23: disconnect switch
24; Main power transmission path

Claims (10)

하나 이상의 배터리 셀을 포함하며, 서로 전기적으로 연결된 복수의 배터리 모듈;
네 개의 단자부를 가지며, 제1 단자부와 제2 단자부를 연결시켜 메인경로를 형성하고, 제3 단자부와 제4 단자부를 연결시켜 우회경로를 형성하되, 상기 제2 단자부는 상기 배터리 모듈의 일단에 연결되고, 상기 제4 단자부는 상기 배터리 모듈의 타단에 연결되며, 상기 제1 단자부 및 상기 제3 단자부는 다른 배터리 모듈의 타단에 연결되는 스위칭 장치;
상기 배터리 모듈의 상태를 센싱하는 센싱부; 및
상기 센싱된 배터리 모듈의 상태에 따라 상기 배터리 모듈의 고장여부를 판단하며, 상기 배터리 모듈의 고장여부에 따라 상기 스위치 장치를 제어하여 상기 복수의 배터리 모듈이 메인경로 또는 우회경로를 통해 전기적으로 연결되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 차량용 배터리 시스템.
A plurality of battery modules including one or more battery cells and electrically connected to each other;
It has four terminal parts, and the first terminal part and the second terminal part are connected to form a main path, and the third terminal part and the fourth terminal part are connected to form a bypass path, and the second terminal part is connected to one end of the battery module. A switching device connected to the other end of the battery module, and the first terminal part and the third terminal part connected to the other end of the other battery module;
A sensing unit sensing a state of the battery module; And
It is determined whether the battery module is defective according to the sensed state of the battery module, and the switch device is controlled according to the failure of the battery module so that the plurality of battery modules are electrically connected through a main path or a bypass path. A vehicle battery system comprising a control unit for controlling.
청구항 1에 있어서, 상기 스위치 장치는,
내부공간이 형성된 케이스;
상기 케이스의 상단에 설치되며 작약을 포함하는 작약부;
상기 작약부의 하측에 설치되며 작약부가 동작하여 작약이 터질 시 발생하는 압력에 의해 하방으로 이동되는 플런저부;
중앙부 및 양 끝단부를 포함하며, 상기 중앙부는 상기 플런저부에 결합되고, 상기 양끝단부에 상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부가 형성된 메인버스바; 및
상기 메인버스바의 양 끝단부 하측에 설치되고, 상기 양 끝단부에 상기 제3단자부 및 상기 제4단자부가 형성된 우회버스바; 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 시스템.
The method according to claim 1, The switch device,
A case in which an internal space is formed;
A peony part installed on the top of the case and including a peony;
A plunger unit installed under the peony unit and moved downward by pressure generated when the peony unit operates to explode;
A main bus bar including a central portion and both end portions, wherein the central portion is coupled to the plunger portion, and the first terminal portion and the second terminal portion are formed at both end portions; And
A bypass bus bar installed at both ends of the main bus bar and having the third terminal and the fourth terminal at both ends; Vehicle battery system comprising at least one of the.
청구항 2에 있어서,
상기 우회버스바에서 상기 제3 단자부 및 상기 제4 단자부는 상기 메인버스바의 중앙부의 길이만큼 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 시스템.
The method according to claim 2,
In the bypass bus bar, the third terminal part and the fourth terminal part are spaced apart by the length of the central portion of the main bus bar, the vehicle battery system.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부는 상기 배터리 모듈이 고장난 것으로 판단된 경우, 상기 작약부를 작동시켜 작약이 터지도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 시스템.
The method according to claim 2,
The controller, if it is determined that the battery module is broken, the vehicle battery system, characterized in that to operate the peony to explode the peony.
청구항 4에 있어서,
상기 제어부는, 복수의 배터리 모듈이 복수의 스위칭 장치와 연결되어 있는 경우에서 특정 배터리 모듈이 고장난 것으로 판단된 경우, 상기 특정 배터리 모듈의 일단에 제2 단자부가 연결된 스위치 장치의 작약부를 작동시켜 작약이 터지도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 시스템.
The method according to claim 4,
When it is determined that a specific battery module is broken when a plurality of battery modules are connected to a plurality of switching devices, the control unit operates a pecking unit of a switch device having a second terminal unit connected to one end of the specific battery module to obtain a peony. Vehicle battery system characterized in that to pop.
청구항 2에 있어서,
상기 메인버스바의 중앙부의 양 끝단에는 상기 작약부가 작동하여 작약이 터질 시 발생하는 압력에 의해 플런저부가 하방으로 이동할 시 상기 플런저부와 결합된 중앙부가 파단되도록 하는 노치가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 시스템.
The method according to claim 2,
A vehicle battery characterized in that notches are formed at both ends of the central portion of the main bus bar to cause the central portion combined with the plunger portion to break when the plunger portion moves downward due to the pressure generated when the peony portion operates and the peony is exploded. system.
청구항 6에 있어서,
상기 우회버스바의 상기 제3 단자부 및 상기 제4 단자부는, 상기 작약이 터짐에 따라 메인버스바에서 파단된 중앙부가 하측으로 이동하여 정지할 시, 상기 중앙부의 양 끝단과 접촉되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 시스템.
The method according to claim 6,
The third terminal portion and the fourth terminal portion of the bypass bus bar are installed at a position where the center portion broken at the main bus bar moves downward and stops when the peony explodes, in contact with both ends of the central portion. Vehicle battery system characterized in that.
청구항 2에 있어서,
상기 스위칭 장치는 상기 메인버스바를 통해 메인경로를 형성하여 배터리 모듈이 전기적으로 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 시스템.
The method according to claim 2,
The switching device forms a main path through the main bus bar so that the battery module is electrically connected to the vehicle battery system.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부는, 복수의 배터리 모듈이 복수의 스위칭 장치와 연결되어 있는 경우에서 특정 배터리 모듈이 고장난 것으로 판단된 경우, 상기 특정 배터리 모듈의 일단에 제2 단자부가 연결된 스위치 장치의 작약부를 동작시켜 작약이 터지도록함으로써 상기 플런저부가 하방으로 이동하도록 하여 상기 메인버스바의 중앙부를 파단시키고, 파단된 중앙부가 우회버스바의 제3 단자부 및 제4 단자부와 연결되어 우회경로를 형성하도록 하여 상기 우회경로를 통해 배터리 모듈이 전기적으로 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 시스템.
The method according to claim 2,
When it is determined that a specific battery module has failed in a case where a plurality of battery modules are connected to a plurality of switching devices, the control unit operates a pecking unit of a switch device having a second terminal unit connected to one end of the specific battery module. By causing the plunger to move downward, the central portion of the main bus bar is broken, and the broken central portion is connected to the third terminal portion and the fourth terminal portion of the bypass bus bar to form a bypass path through the bypass path. Vehicle battery system characterized in that the battery module to be electrically connected.
청구항 1의 차량용 배터리 시스템을 이용한 차량용 배터리 시스템 제어방법은,
센싱부에서 복수의 배터리 모듈의 상태를 센싱하는 단계;
센싱된 배터리 모듈의 상태에 따라 배터리 모듈의 고장여부를 판단하는 단계; 및
배터리 모듈이 고장난 경우, 스위칭 장치를 제어하여 복수의 배터리 모듈이 메인경로 또는 우회경로를 통해 전기적으로 연결되도록 제어하는 단계;를 포함하는 차량용 배터리 시스템 제어방법.
Method for controlling a vehicle battery system using the vehicle battery system of claim 1,
Sensing the states of the plurality of battery modules in the sensing unit;
Determining whether the battery module is defective according to the sensed state of the battery module; And
Controlling a switching device to control a plurality of battery modules to be electrically connected through a main path or a bypass path by controlling the switching device when the battery module fails.
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