KR20200062875A - Apparatus for estimating depth of self-discharging - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자가방전도 추정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 배터리를 자가방전 시키는 과정에서 효과적으로 배터리의 자가방전도를 추정할 수 있는 자가방전도 추정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a self-discharge estimation apparatus, and more particularly, to a self-discharge estimation apparatus capable of effectively estimating the self-discharge of a battery in the process of self-discharging a battery having one or more secondary cells.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, as demand for portable electronic products such as laptops, video cameras, and portable telephones has rapidly increased, and development of electric vehicles, energy storage batteries, robots, and satellites has started in earnest, high-performance secondary batteries capable of repeated charging and discharging Research is actively underway.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Currently commercialized secondary batteries include nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, nickel-zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among these, lithium secondary batteries are free of charge and discharge because they have little memory effect compared to nickel-based secondary batteries, The self-discharge rate is very low, and it is spotlighted for its high energy density.
배터리는 다양한 분야에서 이용되는데, 전기 구동 차량 또는 스마트 그리드 시스템과 같이 최근에 배터리가 많이 활용되는 분야는 큰 용량을 필요로 하는 경우가 많다. 배터리 팩의 용량을 증가하기 위해서는 이차 전지, 즉 배터리 셀 자체의 용량을 증가시키는 방법이 있을 수 있겠지만, 이 경우 용량 증대 효과가 크지 않고, 이차 전지의 크기 확장에 물리적 제한이 있으며 관리가 불편하다는 단점을 갖는다. 따라서, 통상적으로는 다수의 배터리 모듈이 직렬 및 병렬로 연결된 배터리 팩이 널리 이용된다.Batteries are used in a variety of fields, such as electric-powered vehicles or smart grid systems, in recent years, a field in which the battery is frequently used requires a large capacity. In order to increase the capacity of the battery pack, there may be a method of increasing the capacity of the secondary battery, that is, the battery cell itself, but in this case, the effect of increasing the capacity is not great, there is a physical limitation in expanding the size of the secondary battery, and the management is inconvenient. Have Therefore, a battery pack in which a plurality of battery modules are connected in series and in parallel is widely used.
일반적인 리튬 이온 배터리 셀은, 다공성의 양극 집전체 및 음극 집전체와 세퍼레이터가 서로 번갈아 가며 겹쳐진 형태로 이루어진 전극 조립체와, 상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 셀 외장재로 이루어져 있다. 이러한 배터리 셀은, 셀 외장재의 형태에 따라 캔(can)형 배터리 셀 혹은 파우치(pouch)형 배터리 셀로 구분되기도 한다.A typical lithium ion battery cell is composed of a porous positive electrode current collector, a negative electrode current collector, and an electrode assembly made of an overlapping form of a separator, and a cell exterior material accommodating the electrode assembly and electrolyte. These battery cells may be divided into can type battery cells or pouch type battery cells according to the shape of the cell exterior material.
한편, 최근 배터리와 관련하여 사회적으로 가장 큰 이슈가 되고 있는 것이 배터리의 안전성 문제이다. 노트북이나 휴대폰의 경우, 사용 인구가 급격히 증가하고 있고, 배터리의 폭발은 휴대용 전자제품의 파손을 가져올 뿐만 아니라 화재로 연결될 수 있다는 점에서 배터리의 안전성 확보가 시급하다. 따라서, 종래에는 배터리의 이상상태 감지 시 자가방전 전류를 차단하여 배터리의 안전성을 확보하는 다양한 보호 장치들이 사용되고 있다. On the other hand, the safety issue of the battery is the biggest social issue in recent years. In the case of a laptop or a mobile phone, the use of the population is rapidly increasing, and the explosion of the battery not only causes damage to portable electronic products, but can also lead to fire, so it is urgent to secure battery safety. Therefore, in the related art, various protection devices are used to secure the safety of the battery by blocking the self-discharge current when detecting an abnormal condition of the battery.
이러한 종래의 배터리 팩 보호 장치는 적어도 하나 이상의 배터리 셀로 이루어진 셀 어셈블리와 연결되고, 일반적으로 과충전, 과방전, 단락, 과전류 등의 이상 상태가 발생되었을 경우 배터리 팩을 보호하기 위해 자가방전 전류가 흐르는 선로를 비가역적으로 단선시켜 전류의 흐름을 차단하는 퓨즈와 자가방전 전류의 크기를 감지하기 위한 센스 저항(sense resistor)을 포함한다.Such a conventional battery pack protection device is connected to a cell assembly made of at least one battery cell, and generally, a line through which a self-discharge current flows to protect the battery pack when an abnormal condition such as overcharge, overdischarge, short circuit, or overcurrent occurs And a sense resistor for sensing the magnitude of the self-discharge current and a fuse to irreversibly disconnect the current flow.
또한, 종래의 배터리 팩 보호 장치는 자가방전 전류와 셀 어셈블리의 전압을 이용하여 셀 어셈블리의 내부 임피던스를 추정하고 내부 임피던스에 따른 셀 어셈블리의 노화도 데이터를 이용하여 셀 어셈블리의 노화도를 확인할 수 있다.In addition, the conventional battery pack protection device may estimate the internal impedance of the cell assembly using the self-discharge current and the voltage of the cell assembly, and check the aging degree of the cell assembly using the aging data of the cell assembly according to the internal impedance.
하지만, 이러한 종래의 배터리 팩 보호 장치는 내부 임피던스를 추정하는 과정에서 셀 어셈블리를 특정 전압이상 방전시키거나 충전시켜야 하므로 내부 임피던스 추정을 위한 셀 어셈블리의 특정 전압 이상의 전압 변동이 발생하는 문제점이 있다.However, such a conventional battery pack protection device has a problem in that voltage fluctuations above a certain voltage of the cell assembly for estimating the internal impedance occur because the cell assembly must be discharged or charged over a certain voltage in the process of estimating the internal impedance.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 배경하에 창안된 것으로서, 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 배터리를 자가방전 시키는 과정에서 효과적으로 배터리의 자가방전도를 추정할 수 있는 자가방전도 추정 장치에 관한 것이다.The present invention was created under the background of the prior art as described above, and relates to a self-discharge estimation apparatus capable of effectively estimating self-discharge of a battery in a process of self-discharging a battery having one or more secondary cells.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by examples of the present invention. In addition, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations thereof.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치는, 셀 어셈블리로 자가방전 전류를 공급하는 충방전 경로상에 서로 직렬 연결된 충전 스위치와 방전 스위치를 구비하여 상기 셀 어셈블리를 자가방전 시켜 자가방전도를 추정하는 장치로서, 셀 어셈블리의 양단과 전기적으로 연결되어 상기 셀 어셈블리의 양단 전압을 측정하도록 구성된 전압 측정부; 상기 셀 어셈블리의 충방전 경로상에 구비된 전류 센서와 전기적으로 연결되어 상기 전류 센서로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 상기 충방전 경로를 흐르는 자가방전 전류를 측정하도록 구성된 전류 측정부; 상기 충방전 경로에 연결되어 상기 셀 어셈블리의 자가방전 전류가 흐르도록 구성된 자가방전 회로; 및 상기 전압 측정부 및 상기 전류 측정부 각각으로부터 상기 양단 전압의 값 및 상기 자가방전 전류의 값을 각각 수신하고, 상기 양단 전압의 값 및 상기 자가방전 전류의 값을 기초로 상기 셀 어셈블리의 내부 저항의 내부 저항값을 추정하고, 상기 내부 저항값과 기준 저항값을 기초로 상기 셀 어셈블리의 자가방전도를 추정하도록 구성된 프로세서 를 포함한다.The self-discharge estimation apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is provided with a charge switch and a discharge switch connected in series with each other on the charge-discharge path for supplying the self-discharge current to the cell assembly, the cell An apparatus for estimating self-discharge by self-discharging an assembly, comprising: a voltage measuring unit electrically connected to both ends of a cell assembly and configured to measure voltages at both ends of the cell assembly; A current measuring unit electrically connected to a current sensor provided on a charge/discharge path of the cell assembly and configured to measure a self-discharge current flowing through the charge/discharge path based on an electrical signal received from the current sensor; A self-discharge circuit connected to the charge-discharge path and configured to flow a self-discharge current of the cell assembly; And the values of the both ends voltage and the self-discharge current, respectively, from the voltage measurement section and the current measurement section, and the internal resistance of the cell assembly based on the values of the both ends voltage and the self-discharge current. And a processor configured to estimate the internal resistance value of and to estimate the self-discharge of the cell assembly based on the internal resistance value and the reference resistance value.
또한, 상기 자가방전 회로는, 상기 프로세서와 전기적으로 연결되어 상기 프로세서로부터 제어 명령을 수신하고, 상기 프로세서로부터 수신한 제어 명령을 기초로 상기 자가방전 회로를 개폐하도록 구성된 자가방전 스위치; 및 상기 자가방전 스위치 및 상기 셀 어셈블리와 전기적으로 연결되어 자가방전 유도전압을 출력하는 레귤레이터를 구비할 수 있다.In addition, the self-discharge circuit, the self-discharge switch is configured to be electrically connected to the processor to receive a control command from the processor, and open and close the self-discharge circuit based on the control command received from the processor; And a regulator that is electrically connected to the self-discharge switch and the cell assembly and outputs a self-discharge induction voltage.
또한, 상기 프로세서는, 상기 자가방전 유도전압의 값이 상기 양단 전압의 값 미만이되도록 상기 레귤레이터를 제어할 수 있다.Further, the processor may control the regulator such that the value of the self-discharge induction voltage is less than the value of the voltage across the terminals.
또한, 상기 자가방전 회로는, 일단이 상기 셀 어셈블리의 양극 단자에 전기적으로 직접 연결되고, 타단이 상기 셀 어셈블리의 음극 단자에 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.In addition, the self-discharge circuit may be configured such that one end is electrically connected directly to the positive terminal of the cell assembly, and the other end is electrically connected to the negative terminal of the cell assembly.
또한, 상기 자가방전 스위치와 상기 충방전 경로 상에 위치하는 충전 스위치는, 소스 단자, 게이트 단자 및 드레인 단자를 각각 구비하고, 상기 자가방전 스위치의 소스 단자는, 상기 충전 스위치의 소스 단자와 전기적으로 직접 연결되도록 구성될 수 있다.In addition, the self-discharge switch and the charge switch located on the charge-discharge path, each has a source terminal, a gate terminal and a drain terminal, and the source terminal of the self-discharge switch is electrically connected to the source terminal of the charge switch It can be configured to be directly connected.
상기 프로세서는, 상기 자가방전 전류가 상기 셀 어셈블리, 상기 자가방전 스위치 및 상기 레귤레이터를 순차적으로 흐르도록 상기 자가방전 스위치의 동작을 제어할 수 있다.The processor may control the operation of the self-discharge switch such that the self-discharge current flows sequentially through the cell assembly, the self-discharge switch, and the regulator.
상기 프로세서는, 상기 기준 저항값 대비 상기 내부 저항값의 비율을 이용하여 상기 셀 어셈블리의 자가방전도를 산출할 수 있다.The processor may calculate the self-discharge of the cell assembly using a ratio of the internal resistance value to the reference resistance value.
상기 프로세서는, 상기 기준 저항값 대비 상기 내부 저항값의 비율이 높을수록 상기 셀 어셈블리의 자가방전도를 높게 산출할 수 있다.The processor may calculate the self-discharge of the cell assembly as the ratio of the reference resistance value to the internal resistance value is high.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS는, 본 발명에 따른 자가방전도 추정 장치를 포함한다.In addition, the BMS according to an embodiment of the present invention includes an apparatus for estimating self-discharge according to the present invention.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 자가방전도 추정 장치를 포함한다.In addition, the battery pack according to an embodiment of the present invention includes a self-discharge estimation apparatus according to the present invention.
본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리를 자가방전시켜 내부 저항값을 추정하고 추정된 내부저항값을 기초로 자가방전도를 추정함으로써 배터리의 퇴화 정도를 정확하게 환인할 수 있는 장점이 있다.According to an aspect of the present invention, there is an advantage in that the battery is self-discharged to estimate the internal resistance value and estimate the self-discharge rate based on the estimated internal resistance value, thereby accurately recognizing the deterioration degree of the battery.
특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 자가방전이 이루어지는 폐회로의 합성 저항을 최소화 함으로써, 자가방전도를 추정하기 위한 자가방전 과정에서 발생되는 발열을 감소시킬 수 있는 개선된 자가방전도 추정 장치가 제공될 수 있다.In particular, according to an embodiment of the present invention, an improved self-discharge estimation apparatus capable of reducing heat generated during a self-discharge process for estimating self-discharge by minimizing the synthetic resistance of a closed circuit in which self-discharge is performed Can be provided.
이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.In addition, the present invention may have various other effects, and other effects of the present invention may be understood by the following description, and may be more clearly understood by examples of the present invention.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 회로가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 전류가 흐르는 경로를 보여준다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전 회로가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전 전류가 흐르는 경로를 보여준다.The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and the present invention serves to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described below, and thus the present invention is described in such drawings. It should not be interpreted as being limited to.
1 is a diagram schematically showing a functional configuration of an apparatus for estimating self-discharge according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a configuration in which the self-discharge estimation apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a part of the battery pack.
3 is a view schematically showing a configuration in which a self-discharge circuit according to an embodiment of the present invention is connected to a part of a battery pack.
4 shows a path through which the self-discharge current flows according to an embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing a configuration in which the self-discharge estimation apparatus according to another embodiment of the present invention is connected to a part of the battery pack.
6 is a view schematically showing a configuration in which the self-discharge circuit according to another embodiment of the present invention is connected to a part of the battery pack.
7 shows a path through which the self-discharge current flows according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the specification and claims should not be interpreted as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor appropriately explains the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the embodiments and the drawings described in this specification are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention. It should be understood that there may be equivalents and variations.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판정되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In addition, in the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known structures or functions may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '프로세서'와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise specified. Also, terms such as'processor' described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.In addition, throughout the specification, when a part is "connected" to another part, it is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another element in between. Includes.
본 명세서에서, 이차 전지는, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 이차 전지로 간주될 수 있다. In the present specification, the secondary battery includes a negative terminal and a positive terminal, and means one independent cell that is physically separable. For example, one pouch-type lithium polymer cell may be considered as a secondary battery.
본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치(1)는, 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리(10)를 자가방전 시키는 장치일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치(1)는, 셀 어셈블리(10)의 자가방전 시 측정되는 셀 어셈블리(10)의 양단 전압의 값 및 자가방전 전류의 값을 기초로 셀 어셈블리(10)의 자가방전도를 추정하는 장치일 수 있다.The self-
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치(1)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(10)로 자가방전 전류를 공급하는 충방전 경로상에 서로 직렬 연결된 충전 스위치(30)와 방전 스위치(50)를 구비할 수 있다. For example, the self-
상기 충전 스위치(30)는, 셀 어셈블리(10)를 충전시키는 방향으로 전류가 흐르도록 충방전 경로를 개폐할 수 있다. 예를 들어, 충전 스위치(30)는, 셀 어셈블리(10)의 양극 단자와 배터리 팩의 양극 단자 사이의 충방전 경로 상에 위치하여 셀 어셈블리(10)를 충전시키는 방향으로 전류가 흐르도록 충방전 경로를 개폐할 수 있다.The
상기 방전 스위치(50)는, 셀 어셈블리(10)를 방전시키는 방향으로 전류가 흐르도록 충방전 경로를 개폐할 수 있다. 예를 들어, 방전 스위치(50)는, 셀 어셈블리(10)의 양극 단자와 배터리 팩의 양극 단자 사이의 충방전 경로 상에 위치하여 셀 어셈블리(10)를 방전시키는 방향으로 전류가 흐르도록 충방전 경로를 개폐할 수 있다.The
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치(1)에서는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 충전 스위치(30)의 일단이 셀 어셈블리(10)의 양극 단자와 직접 연결되고 방전 스위치(50)의 일단이 배터리 팩의 양극 단자(+)와 직접 연결되도록 충전 스위치(30)와 방전 스위치(50)가 직렬 연결될 수 있다.For example, in the self-
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스위치(30) 및 방전 스위치(50)는, 게이트, 드레인 및 소스 단자를 구비한 FET(Field Effect Transistor)소자로서, 게이트 단자와 소스 단자 사이에 인가된 전압에 따른 채널 형성 여부에 의해 온 되거나 오프 될 수 있다. 일 예로, 상기 FET소자는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다.For example, the
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing a functional configuration of a self-discharge estimation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a self-discharge estimation apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a diagram schematically showing a configuration connected to.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치(1)는, 전압 측정부(200), 전류 측정부(300), 온도 측정부(400), 자가방전 회로(100) 및 프로세서(500)를 포함한다.1 and 2, the self-
상기 전압 측정부(200)는, 셀 어셈블리(10)의 양단과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 전압 측정부(200)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 셀 어셈블리(10)의 양단과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.The
또한, 전압 측정부(200)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압을 측정하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 전압 측정부(200)는, 셀 어셈블리(10)의 양단으로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 셀 어셈블리(10)의 양단 전압을 측정할 수 있다. 전압 측정부(200)는, 셀 어셈블리(10)의 양극 단자 및 셀 어셈블리(10)의 음극 단자와 각각 연결되어 셀 어셈블리(10)의 양단 전압을 측정할 수 있다.In addition, the
바람직하게는, 전압 측정부(200)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전압 측정부(200)는, 프로세서(500)의 통제 하에 시간 간격을 두고 셀 어셈블리(10)의 양극 단자와 셀 어셈블리(10)의 음극 단자 사이의 전위차를 측정하고 측정된 전압의 크기를 나타내는 신호를 프로세서(500)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 전압 측정부(200)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 전압 측정 회로를 이용하여 구현될 수 있다. Preferably, the
상기 전류 측정부(300)는, 셀 어셈블리(10)와 연결된 충방전 경로상에 구비된 전류 센서(70)와 전기적으로 연결되어, 전류 센서(70)로부터 전기적 신호를 수신할 수 있다. 또한, 전류 측정부(300)는, 전류 센서(70)로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 충방전 경로를 흐르는 자가방전 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.The
예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정부(300)는, 전류 센서(70)의 양단과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 전류 센서(70)는, 셀 어셈블리(10)의 음극 단자와 배터리 팩의 음극 단자 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전류 측정부(300)는, 전류 센서(70)의 양단 전압을 측정하고, 전류 센서(70)의 양단 전압을 기초로 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 예를 들어, 전류 측정부(300)는, 전류 센서(70)의 저항값과 전류 센서(70)의 양단 전압을 기초로 옴의 법칙을 이용하여 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정할 수 있다.For example, as shown in the configuration of FIG. 2, the
바람직하게는, 전류 측정부(300)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전류 측정부(300)는, 프로세서(500)의 통제하에 시간 간격을 두고 셀 어셈블리(10)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 반복 측정하고 측정된 전류의 크기를 나타내는 신호를 프로세서(500)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 전류 센서(70)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 홀 센서 또는 센스 저항을 이용하여 구현될 수 있다. Preferably, the
상기 자가방전 회로(100)는, 셀 어셈블리(10)의 자가방전 전류가 흐르도록 구성될 수 있다. 또한, 자가방전 회로(100)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 일단과 타단이 충방전 경로에 연결되며, 특히, 일단이 셀 어셈블리(10)의 양극 단자에 전기적으로 직접 연결되고, 타단이 셀 어셈블리(10)의 음극 단자에 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.The self-
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 회로(100)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 스위치(110) 및 레귤레이터(120)를 구비할 수 있다.Preferably, the self-
상기 자가방전 스위치(110)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 자가방전 스위치(110)는, 프로세서(500)로부터 제어 명령을 수신하고, 프로세서(500)로부터 수신한 제어 명령을 기초로 자가방전 회로(100)를 개폐할 수 있다.The self-
상기 레귤레이터(120)는, 자가방전 스위치(110) 및 셀 어셈블리(10)와 전기적으로 연결되어 자가방전 유도전압을 출력할 수 있다.The
여기서, 자가방전 유도전압은 셀 어셈블리(10)가 자가방전되도록 유도하는 전압일 수 있으며, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압의 값 미만의 전압일 수 있다.Here, the self-discharge induction voltage may be a voltage that induces the
예를 들어, 상기 레귤레이터(120)가 출력 가능한 전압의 값이 2V 내지 10V이고, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압의 값이 6V인 경우, 레귤레이터(120)는, 출력 가능한 전압의 값 중에서 양단 전압의 값 미만인 2V 이상 6V 미만의 전압의 값인 자가방전 유도전압을 출력할 수 있다.For example, when the value of the voltage that can be output by the
이에 따라, 셀 어셈블리(10)의 충방전 경로와 자가방전 회로(100)에는 자가방전 유도전압의 값과 양단 전압의 값 간의 차이에 의한 자가방전 전류가 흐를 수 있다. Accordingly, the self-discharge current due to the difference between the value of the self-discharge induced voltage and the voltage of both ends may flow in the charge/discharge path and the self-
이러한, 상기 레귤레이터(120)의 동작은 프로세서(500)의 제어 명령에 따라 제어될 수 있다.The operation of the
상기 프로세서(500)는, 전압 측정부(200) 및 전류 측정부(300)와 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 전기적으로 각각 연결될 수 있다. 또한, 프로세서(500)는, 전압 측정부(200) 및 전류 측정부(300)로부터 셀 어셈블리(10)의 양단 전압의 값 및 자가방전 전류의 값을 각각 수신할 수 있다.The
또한, 프로세서(500)는, 전압 측정부(200) 및 전류 측정부(300)로부터 수신한 셀 어셈블리(10)의 양단 전압의 값과 자가방전 전류의 값을 기초로 셀 어셈블리(10)의 내부 저항(Rz)의 내부 저항값을 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압의 값과 자가방전 전류의 값을 기초로 옴의 법칙을 이용하여 셀 어셈블리(10)의 내부 저항(Rz)의 내부 저항값을 연산할 수 있다.In addition, the
즉, 상기 프로세서(500)는, 레귤레이터(120)가 양단 전압의 값 미만의 전압인 자가방전 유도전압을 출력하도록 레귤레이터(120)를 제어하고, 이로 인해, 충방전 경로를 흐르는 자가방전 전류의 값 및 자가방전 유도전압의 값과 양단 전압의 값 간의 차이를 기초로 옴의 법칙을 이용하여 셀 어셈블리(10)의 내부 저항(Rz)의 내부 저항값을 연산할 수 있다.That is, the
상기 프로세서(500)는, 추정된 내부 저항값과 기준 저항값을 기초로 셀 어셈블리(10)의 자가방전도를 추정할 수 있다.The
보다 구체적으로, 상기 프로세서(500)는, 기준 저항값 대비 내부 저항값의 비율을 이용하여 자가방전도를 산출할 수 있다. 여기서, 기준 저항값은 퇴화가 발생하지 않은 셀 어셈블리(10)의 내부 저항(Rz)의 저항값일 수 있다.More specifically, the
즉, 상기 프로세서(500)는 셀 어셈블리(10)의 퇴화로 인해 증가된 내부 저항(Rz)의 내부 저항값의 기준 저항값 대비 증가율을 자가방전도로 산출할 수 있다.That is, the
이에 따라, 상기 프로세서(500)는, 기준 저항값 대비 내부 저항(Rz)의 내부 저항값의 비율이 높을수록 상기 셀 어셈블리의 자가방전도를 높게 산출할 수 있다.Accordingly, the higher the ratio of the internal resistance value of the internal resistance Rz to the reference resistance value, the higher the self-discharge of the cell assembly may be.
한편, 상기 프로세서(500)는, 자가방전도가 기준 자가방전도를 초과하면 셀 어셈블리(10)가 과퇴화된 것으로 판단할 수 있다. 이후, 상기 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)가 과퇴화된 것으로 판단되면 후술되는 BMS로 경고 신호를 출력할 수 있다.On the other hand, the
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30)는, 게이트 단자, 소스 단자 및 드레인 단자를 구비하는 FET일 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(500)는, 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30) 각각의 게이트 단자 및 소스 단자 사이에 인가되는 전압을 직간접적으로 제어하는 제어신호를 출력하여 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30) 각각의 채널 형성 여부를 제어할 수 있고, 그에 따라 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30) 각각의 온 오프 동작을 제어할 수 있다.Preferably, the self-
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치(1)는, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 메모리 디바이스(600)를 더 포함할 수 있다.Preferably, the self-
상기 메모리 디바이스(600)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(600)는, 자가방전 스위치(110), 충전 스위치(30) 및 방전 스위치(50)를 제어하기 위해 필요한 정보를 미리 저장할 수 있다.The
한편, 프로세서(500)는, 상술한 바와 같은 동작을 수행하기 위해, 당업계에 알려진 프로세서(500), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀 및/또는 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함하는 형태로 구현될 수 있다.On the other hand, the
한편, 메모리 디바이스(600)는, 정보를 기록하고 소거할 수 있는 저장 매체라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 메모리 디바이스(600)는, RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체일 수 있다. 메모리 디바이스(600)는, 또한 프로세서(500)에 의해 각각 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 프로세서(500)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 메모리 디바이스(600)는, 또한 프로세서(500)가 각각 수행하는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거 및/또는 전송할 수 있다. On the other hand, the
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 회로가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 전류가 흐르는 경로를 보여준다.3 is a diagram schematically showing a configuration in which a self-discharge circuit according to an embodiment of the present invention is connected to a part of a battery pack, and FIG. 4 is a path through which the self-discharge current flows according to an embodiment of the present invention. Shows.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치는, 셀 어셈블리(10)와 레귤레이터(120)를 연결하는 폐회로를 구성할 수 있다. 보다 구체적으로, 자가방전도 추정 장치는, 도 2 및 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(10)로부터 자가방전 스위치(110)를 지나 레귤레이터(120)로 연결되는 전기적 폐회로를 구성할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, the self-discharge estimation apparatus according to an embodiment of the present invention may constitute a closed circuit connecting the
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 자가방전 스위치(110) 및 상기 충전 스위치(30)는, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 소스 단자(LS, CS), 게이트 단자(LG, CG) 및 드레인 단자(LD, CD)를 각각 구비할 수 있다.The self-
상기 자가방전 스위치(110) 및 상기 충전 스위치(30)는, 자가방전 회로(100) 및 충방전 경로 상에 각각 구비되어 선택적으로 온 또는 오프 될 수 있다. 여기서, 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30)는, 게이트, 드레인 및 소스 단자를 구비한 FET(Field Effect Transistor)소자로서, 게이트 단자와 소스 단자 사이에 인가된 전압에 따른 채널 형성 여부에 의해 온 되거나 오프 될 수 있다. 일 예로, 상기 FET소자는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다.The self-
또한, 자가방전 스위치(110) 및 충전 스위치(30)에는, 각각 기생다이오드(111, 31)가 구비될 수 있다. 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 스위치(110)와 충전 스위치(30)에 각각 기생다이오드(111, 31)가 구비될 경우, 자가방전 스위치(110)와 충전 스위치(30)는, FET 본체(112, 32)와 기생다이오드(111, 31)로 구분될 수 있다. 여기서, 기생다이오드(111, 31)는, FET 본체(112, 32)와 병렬로 연결된 다이오드로서, 일 방향으로 정류를 도통시키는 정류작용을 할 수 있다.In addition, the self-
한편, 도 3의 실시예에서, 충전 스위치(30)는, N형 MOSFET으로 구현되어 있고, 자가방전 스위치(110)는, P형 MOSFET으로 구현되어 있는데, 충전 스위치(30) 및 자가방전 스위치(110)가 각각 N형 MOSFET과 P형 MOSFET에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, in the embodiment of Figure 3, the charging
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전 스위치(110)의 소스 단자(LS)는, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 충전 스위치(30)의 소스 단자(CS)와 전기적으로 직접 연결되도록 구성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치는, 셀 어셈블리(10), 자가방전 스위치(110) 및 레귤레이터(120) 만으로 구성된 폐회로를 구성할 수 있다. 여기서, 상기 폐회로에는, 자가방전 전류가 흐를 수 있다. Preferably, the source terminal LS of the self-
더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(500)는, 도 4의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 전류가 셀 어셈블리(10), 자가방전 스위치(110) 및 레귤레이터(120)를 순차적으로 흐르도록 자가방전 스위치(110)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치는, 셀 어셈블리(10), 자가방전 스위치(110) 및 레귤레이터(120) 만으로 구성된 폐회로를 구성할 수 있다. 여기서, 프로세서(500)는, 자가방전 스위치(110)를 턴 온 시켜 자가방전 전류가 흐르도록 할 수 있다. 보다 구체적으로, 자가방전 전류는, 셀 어셈블리(10), 자가방전 스위치(110)의 FET 본체(112), 레귤레이터(120)를 순차적으로 흐를 수 있다. More preferably, the
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 본 실시예에서는, 앞선 실시예에 대한 설명이 유사하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하도록 한다.5 is a view schematically showing a configuration in which the self-discharge estimation apparatus according to another embodiment of the present invention is connected to a part of the battery pack. In addition, in this embodiment, detailed descriptions of parts to which the description of the preceding embodiment can be similarly applied will be omitted, and parts with differences will be mainly described.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치는, 자가방전 회로(100')를 포함할 수 있다. 1 and 5, an apparatus for estimating self-discharge according to another embodiment of the present invention may include a self-
상기 자가방전 회로(100')는, 셀 어셈블리(10)의 자가방전 전류가 흐르도록 구성될 수 있다. 또한, 자가방전 회로(100')는, 도 5의 구성에 도시된 바와 같이, 일단이 충방전 경로에 연결되고 타단이 BMS의 접지(G)에 연결되어 셀 어셈블리(10)의 자가방전 전류가 흐르도록 구성될 수 있다.The self-
바람직하게는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전 회로(100')는, 도 5의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 스위치(110) 및 자가방전 저항(130)을 구비할 수 있다.Preferably, the self-discharge circuit 100' according to another embodiment of the present invention may include a self-
상기 자가방전 스위치(110)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 자가방전 스위치(110)는, 프로세서(500)로부터 제어 명령을 수신하고, 프로세서(500)로부터 수신한 제어 명령을 기초로 자가방전 회로(100')를 개폐할 수 있다.The self-
상기 자가방전 저항(130)은, 자가방전 전류를 소모시키는 저항일 수 있다. 예를 들어, 도 5의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 저항(130)은, 자가방전 스위치(110)와 BMS의 접지(G) 사이에 위치하여 자가방전 전류를 소모시키도록 구성될 수 있다.The self-
상기 프로세서(500)는, 전압 측정부(200) 및 전류 측정부(300)로부터 수신한 셀 어셈블리(10)의 양단 전압의 값과 자가방전 전류의 값 그리고 자가방전 저항(130)의 방전 저항값을 기초로 셀 어셈블리(10)의 내부 저항(Rz)의 내부 저항값을 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(500)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압의 값, 자가방전 전류의 값 및 방전 저항값을을 기초로 옴의 법칙을 이용하여 셀 어셈블리(10)의 내부 저항(Rz)의 내부 저항값을 연산할 수 있다.The
상기 프로세서(500)는 일 실시예와 동일하게 추정된 내부 저항값을 기초로 셀 어셈블리(10)의 자가방전도를 추정하고, 과퇴화를 판단할 수 있다.The
바람직하게는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전 회로(100')는, 도 5의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 회로(100')의 일단이 셀 어셈블리(10)의 양극 단자에 전기적으로 직접 연결되도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 자가방전 회로(100')는, 도 5의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 회로(100')의 일단이 셀 어셈블리(10)의 양극 단자와 충전 스위치(30)의 일단 사이에 직접 연결되도록 구성될 수 있다. 또한, 자가방전 회로(100')의 타단은, BMS의 접지(G)에 직접 연결될 수 있다.Preferably, in the self-discharge circuit 100' according to another embodiment of the present invention, as shown in the configuration of FIG. 5, one end of the self-discharge circuit 100' is connected to the positive terminal of the
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전 회로가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 7는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전 전류가 흐르는 경로를 보여준다.6 is a diagram schematically showing a configuration in which a self-discharge circuit according to another embodiment of the present invention is connected to a part of a battery pack, and FIG. 7 is a path through which a self-discharge current flows according to another embodiment of the present invention. Shows.
도 6 및 도 7를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치는, 셀 어셈블리(10)와 자가방전 저항(130)을 연결하는 폐회로를 구성할 수 있다. 보다 구체적으로, 자가방전도 추정 장치는, 도 5 및 도 6의 구성에 도시된 바와 같이, BMS의 접지(G)를 연결점으로 하여 셀 어셈블리(10)로부터 자가방전 스위치(110)를 지나 자가방전 저항(130)으로 연결되는 전기적 폐회로를 구성할 수 있다.6 and 7, the self-discharge estimation apparatus according to another embodiment of the present invention may constitute a closed circuit connecting the
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 자가방전 스위치(110) 및 상기 충전 스위치(30)는, 도 6의 구성에 도시된 바와 같이, 소스 단자(LS, CS), 게이트 단자(LG, CG) 및 드레인 단자(LD, CD)를 각각 구비할 수 있다.The self-
상기 자가방전 스위치(110) 및 상기 충전 스위치(30)는, 자가방전 회로(100') 및 충방전 경로 상에 각각 구비되어 선택적으로 온 또는 오프 될 수 있다. The self-
바람직하게는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전 스위치(110)의 소스 단자(LS)는, 도 6의 구성에 도시된 바와 같이, 충전 스위치(30)의 소스 단자(CS)와 전기적으로 직접 연결되도록 구성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치는, 셀 어셈블리(10), 자가방전 스위치(110) 및 자가방전 저항(130) 만으로 구성된 폐회로를 구성할 수 있다. 여기서, 상기 폐회로에는, 자가방전 전류가 흐를 수 있다. Preferably, the source terminal LS of the self-
또한, 이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치는, 자가방전 전류가 지나는 소자의 수를 최소화 하여 폐회로의 합성 저항을 최소화함으로써 자가방전에 의해 발생되는 발열을 최소화 할 수 있다. In addition, through this configuration, the self-discharge estimation apparatus according to another embodiment of the present invention minimizes the heat generated by self-discharge by minimizing the number of elements through which the self-discharge current passes, thereby minimizing the synthetic resistance of the closed circuit. can do.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로세서(500)는, 도 7의 구성에 도시된 바와 같이, 자가방전 전류가 셀 어셈블리(10), 자가방전 스위치(110) 및 자가방전 저항(130)을 순차적으로 흐르도록 자가방전 스위치(110)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 7를 함께 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가방전도 추정 장치는, 셀 어셈블리(10), 자가방전 스위치(110) 및 자가방전 저항(130) 만으로 구성된 폐회로를 구성할 수 있다. 여기서, 프로세서(500)는, 자가방전 스위치(110)를 턴 온 시켜 자가방전 전류가 흐르도록 할 수 있다. 보다 구체적으로, 자가방전 전류는, 셀 어셈블리(10), 자가방전 스위치(110)의 FET 본체(112), 자가방전 저항(130) 및 접지(G)를 순차적으로 흐를 수 있다. More preferably, the
본 발명에 따른 자가방전도 추정 장치는, BMS에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 본 발명에 따른 자가방전도 추정 장치를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 본 발명에 따른 자가방전도 추정 장치의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 자가방전도 추정 장치의 프로세서(500) 및 메모리 디바이스(600)는, BMS(Battery Management System)의 구성요소로서 구현될 수 있다. The self-discharge estimation apparatus according to the present invention can be applied to a BMS. That is, the BMS according to the present invention may include the self-discharge estimation device according to the present invention described above. In this configuration, at least a portion of each component of the self-discharge estimation apparatus according to the present invention may be implemented by supplementing or adding a function of a configuration included in a conventional BMS. For example, the
또한, 본 발명에 따른 자가방전도 추정 장치는, 배터리 팩에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명에 따른 자가방전도 추정 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 팩은, 하나 이상의 이차 전지, 상기 자가방전도 추정 장치, 전장품(BMS나 릴레이, 퓨즈 등 구비) 및 케이스 등을 포함할 수 있다.In addition, the self-discharge estimation apparatus according to the present invention may be provided in the battery pack. That is, the battery pack according to the present invention may include the self-discharge estimation device according to the present invention described above. Here, the battery pack may include one or more secondary cells, the self-discharge estimation device, electronic products (including BMS, relays, fuses, etc.) and a case.
또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 프로세서는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리 장치에 저장되고 프로세서에 의해 실행될 수 있다.Further, when the control logic is implemented in software, the processor may be implemented as a set of program modules. At this time, the program module may be stored in the memory device and executed by the processor.
또한, 프로세서의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록 매체는, ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기 코드 체계는 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.Further, at least one of the various control logics of the processor is combined, and the combined control logics are written in a computer-readable code system, so that the computer-readable accessibility is not limited. As an example, the recording medium includes at least one or more selected from the group including ROM, RAM, registers, CD-ROM, magnetic tape, hard disk, floppy disk, and optical data recording device. In addition, the code system may be distributed and stored on a networked computer and executed. In addition, functional programs, codes and segments for implementing the combined control logics can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention pertains.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by a limited number of embodiments and drawings, the present invention is not limited by this, and the technical idea of the present invention and the following will be described by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the equivalent scope of the claims to be described.
한편, 본 명세서에서 '메모리 디바이스' 및 '프로세서' 등과 같은 용어가 사용되었으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 분리될 수 있거나 물리적으로 분리되어야 하는 구성요소를 나타내는 것은 아니라는 점은 당업자에게 자명하다.On the other hand, although terms such as'memory device' and'processor' are used in the present specification, this refers to a logical configuration unit and does not necessarily indicate a component that may or may not be physically separated. Is self-evident.
1, 1': 자가방전도 추정 장치
10: 셀 어셈블리
Rz: 내부 저항
30: 충전 스위치
31: 기생다이오드
32: FET 본체
50: 방전 스위치
70: 전류 센서
100, 100': 자가방전 회로
110: 자가방전 스위치
111: 기생다이오드
112: FET 본체
120: 레귤레이터
130: 자가방전 저항
200: 전압 측정부
300: 전류 측정부
500: 프로세서
600: 메모리 디바이스
G: 접지
CD: 드레인 단자
CS: 소스 단자
CG: 게이트 단자
LD: 드레인 단자
LS: 소스 단자
LG: 게이트 단자1, 1': self-discharge estimation device
10: Cell assembly
Rz: internal resistance
30: charge switch
31: parasitic diode
32: FET body
50: discharge switch
70: current sensor
100, 100': self-discharge circuit
110: self-discharge switch
111: parasitic diode
112: FET body
120: regulator
130: self-discharge resistance
200: voltage measuring unit
300: current measuring unit
500: processor
600: memory device
G: ground
CD: Drain terminal
CS: Source terminal
CG: gate terminal
LD: Drain terminal
LS: Source terminal
LG: Gate terminal
Claims (10)
상기 셀 어셈블리의 충방전 경로상에 구비된 전류 센서와 전기적으로 연결되어 상기 전류 센서로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 상기 충방전 경로를 흐르는 자가방전 전류를 측정하도록 구성된 전류 측정부;
상기 충방전 경로에 연결되어 상기 셀 어셈블리의 자가방전 전류가 흐르도록 구성된 자가방전 회로; 및
상기 전압 측정부 및 상기 전류 측정부 각각으로부터 상기 양단 전압의 값 및 상기 자가방전 전류의 값을 각각 수신하고, 상기 양단 전압의 값 및 상기 자가방전 전류의 값을 기초로 상기 셀 어셈블리의 내부 저항의 내부 저항값을 추정하고, 상기 내부 저항값과 기준 저항값을 기초로 상기 셀 어셈블리의 자가방전도를 추정하도록 구성된 프로세서
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가방전도 추정 장치.
A voltage measuring unit electrically connected to both ends of the cell assembly and configured to measure voltages at both ends of the cell assembly;
A current measuring unit electrically connected to a current sensor provided on a charge/discharge path of the cell assembly and configured to measure a self-discharge current flowing through the charge/discharge path based on an electrical signal received from the current sensor;
A self-discharge circuit connected to the charge-discharge path and configured to flow a self-discharge current of the cell assembly; And
The voltage measurement unit and the current measurement unit receive the value of the both ends voltage and the self-discharge current from each, respectively, and based on the value of the both ends voltage and the self-discharge current value of the internal resistance of the cell assembly A processor configured to estimate an internal resistance value and estimate the self-discharge of the cell assembly based on the internal resistance value and a reference resistance value
Self-discharge estimation apparatus comprising a.
상기 자가방전 회로는,
상기 프로세서와 전기적으로 연결되어 상기 프로세서로부터 제어 명령을 수신하고, 상기 프로세서로부터 수신한 제어 명령을 기초로 상기 자가방전 회로를 개폐하도록 구성된 자가방전 스위치; 및
상기 자가방전 스위치 및 상기 셀 어셈블리와 전기적으로 연결되어 자가방전 유도전압을 출력하는 레귤레이터
를 구비하는 것을 특징으로 하는 자가방전도 추정 장치.
According to claim 1,
The self-discharge circuit,
A self-discharge switch electrically connected to the processor to receive a control command from the processor and to open and close the self-discharge circuit based on the control command received from the processor; And
A regulator that is electrically connected to the self-discharge switch and the cell assembly to output a self-discharge induction voltage.
Self-discharge estimation apparatus characterized in that it comprises a.
상기 프로세서는, 상기 자가방전 유도전압의 값이 상기 양단 전압의 값 미만이되도록 상기 레귤레이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 자가방전도 추정 장치.
According to claim 2,
And the processor controls the regulator so that the value of the self-discharge induction voltage is less than the value of the voltage at both ends.
상기 자가방전 회로는, 일단이 상기 셀 어셈블리의 양극 단자에 전기적으로 직접 연결되고, 타단이 상기 셀 어셈블리의 음극 단자에 전기적으로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자가방전도 추정 장치.
According to claim 2,
The self-discharge circuit is self-discharge estimation device, characterized in that one end is electrically connected to the positive terminal of the cell assembly, the other end is electrically connected to the negative terminal of the cell assembly.
상기 자가방전 스위치와 상기 충방전 경로 상에 위치하는 충방전 스위치 및 상기 충전 스위치는, 소스 단자, 게이트 단자 및 드레인 단자를 각각 구비하고,
상기 자가방전 스위치의 소스 단자는, 상기 충전 스위치의 소스 단자와 전기적으로 직접 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자가방전도 추정 장치.
The method of claim 4,
The self-discharge switch and the charge-discharge switch and the charge switch located on the charge-discharge path have a source terminal, a gate terminal, and a drain terminal, respectively.
The source terminal of the self-discharge switch, the self-discharge estimation apparatus, characterized in that configured to be electrically connected directly to the source terminal of the charging switch.
상기 프로세서는, 상기 자가방전 전류가 상기 셀 어셈블리, 상기 자가방전 스위치 및 상기 레귤레이터를 순차적으로 흐르도록 상기 자가방전 스위치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 자가방전도 추정 장치.
The method of claim 5,
And the processor controls the operation of the self-discharge switch so that the self-discharge current flows sequentially through the cell assembly, the self-discharge switch, and the regulator.
상기 프로세서는,
상기 기준 저항값 대비 상기 내부 저항값의 비율을 이용하여 상기 셀 어셈블리의 자가방전도를 산출하는 것을 특징으로 하는 자가방전도 추정 장치.
According to claim 1,
The processor,
A self-discharge estimation apparatus for calculating the self-discharge of the cell assembly using a ratio of the reference resistance value to the internal resistance value.
상기 프로세서는,
상기 기준 저항값 대비 상기 내부 저항값의 비율이 높을수록 상기 셀 어셈블리의 자가방전도를 높게 산출하는 것을 특징으로 하는 자가방전도 추정 장치.
The method of claim 7,
The processor,
The higher the ratio of the internal resistance value to the reference resistance value, the higher the self-discharge conductivity of the cell assembly.
A BMS comprising the self-discharge estimation apparatus according to any one of claims 1 to 8.
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---|---|---|---|
KR1020180148796A KR20200062875A (en) | 2018-11-27 | 2018-11-27 | Apparatus for estimating depth of self-discharging |
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WO2023068693A1 (en) * | 2021-10-18 | 2023-04-27 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery self-discharge current measurement device and operation method thereof |
KR102634121B1 (en) * | 2023-08-14 | 2024-02-06 | 주식회사 이브이링크 | Apparatus and method for controlling polarity short for battery complete discharge |
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KR102634121B1 (en) * | 2023-08-14 | 2024-02-06 | 주식회사 이브이링크 | Apparatus and method for controlling polarity short for battery complete discharge |
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