KR20210001724A - 불량 배터리 셀 검출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은, 복수개의 배터리 셀, 배터리 팩을 제어하는 BMS를 포함하여 구성되며, 상기 BMS는, 배터리 팩을 구성하는 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량(SOC:State Of Charge)를 산출하는 충전용량 산출 모듈 및 상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전 용량을 기반으로 불량 배터리 셀을 검출하는 불량 배터리 셀 검출부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

불량 배터리 셀 검출 장치 및 방법{Apparatus and method for detecting poor battery cell}
본 발명은 배터리 팩을 구성하는 복수개의 배터리 셀 중에서 저전압 배터리 셀을 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
배터리 팩은 단일 배터리 셀을 용접하여 하우징에 담아 모듈을 조립 후 버스바 및 와이어로 연결하는 다수의 부품이 모여 이뤄지는 조립품이다. 이러한 배터리 팩은, 배터리 셀의 불량이 발생하는 경우가 종종 있다.
배터리 팩을 구성하는 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀에서 불량이 발생하면, 해당 배터리 셀은, 충전 또는 방전 시에 내부 저항(IR)의 변화가 심하게 발생하다.
즉, 충전 상태에서는 정상 배터리 셀보다 높은 전압이 형성되고, 방전 상태에서는 정상 배터리 셀보다 낮은 전압이 형성된다.
한편, 저전압 불량 배터리 셀이 발생하였음에도 불구하고, 계속해서 충전 또는 방전을 반복하여 수행하게 되면, 배터리 팩 전체의 출력이 저하되는 문제점이 있다.
특히, 배터리 팩이 복수개 연결되어 사용되는 ESS의 경우, 상술한 것과 같이 하나의 배터리 셀이 불량하여, 상기 하나의 불량 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 출력이 낮아지면, ESS의 다른 배터리 팩과 편차에 따라 ESS를 효율적으로 사용하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 계속해서 저전압 불량 배터리 셀을 충전 또는 방전하는 경우, 불량 배터리 셀에서 쇼트가 발생할 수도 있으며, 쇼트가 발생하는 경우, 발화 및 안전상에 문제가 발생할 수 있다.
종래에는 이러한 불량 배터리 셀을 검출하기 위해 셀 밸런싱을 수행 한 후, 낮은 전압을 가지는 배터리 셀을 검출하고 검출 회수를 카운트 하여 불량 셀을 검출하는 기술이 있었다.
그러나 종래 기술은 셀 밸런싱을 수행해야 되므로, 불량 배터리 셀을 검출하는데 시간이 오래 걸리고, 불량 배터리 셀의 경우, 셀 밸런싱을 수행하는 동안에도 문제가 발생할 수 있는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명은 배터리 밸런싱을 수행하지 않고도 불량 배터리 셀을 검출하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
한국공개특허공보 KR 1898006 B1
본 발명은 배터리 팩을 구성하는 복수개의 배터리 셀들 중에서 불량 배터리 셀을 검출하는 장치 및 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명은 배터리 셀 밸런싱을 수행하지 않고, 빠르고 안전하게 불량 배터리 셀을 검출하는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은, 복수개의 배터리 셀, 배터리 팩을 제어하는 BMS를 포함하여 구성되며, 상기 BMS는, 배터리 팩을 구성하는 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량(SOC:State Of Charge)를 산출하는 충전용량 산출 모듈 및 상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전 용량을 기반으로 불량 배터리 셀을 검출하는 불량 배터리 셀 검출부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 불량 배터리 셀 검출부는, 상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량의 평균 값을 산출하는 충전용량 평균 값 산출 모듈, 상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량 중에서 최소 충전용량 값 및 최대 충전용량 값을 검출하는 최소/최대 충전용량 값 검출 모듈, 상기 검출된 최소 충전용량 값 및 최대 충전용량 값이 상기 산출된 충전용량 평균 값과 소정의 오차 범위 이내인지를 확인하는 오차 검증 모듈, 상기 오차 검증 모듈의 오차 검증 결과, 상기 최소 충전용량 값이 평균 값과 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀을 검출하고, 상기 최대 충전용량 값이 평균 값과 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀을 검출하는 최소/최대 충전용량 배터리 셀 검출 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 충전용량 산출 모듈은, 상기 배터리 팩이 충전 또는 방전 종료 후, 소정의 레스트(rest) 시간이 지난 이후에, 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량을 반복하여 산출할 수 있다.
불량 배터리 셀 검출부는, 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 배터리 셀 및 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 배터리 셀에 대하여 검출된 회수를 카운트 하는 카운트 모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 불량 배터리 셀 검출부는, 상기 카운트 모듈에서 카운트 된 상기 최소 충전용량을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수 또는, 최대 충전용량을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 검출 회수 이상인 배터리 셀이 존재하는 경우, 상기 최소 충전용량을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 회수 이상인 배터리 셀 및 최대 충전용량을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 회수 이상인 배터리 셀을 불량 배터리 셀로 판단할 수 있다.
상기 배터리 팩은, 상기 불량 배터리 셀 검출부에서 불량으로 검출된 배터리 셀이 존재하는 경우, 외부로 알림 신호를 전송하는 알림부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 불량 셀 검출 방법은 BMS에서 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 충전용량을 산출하는 충전용량 산출 단계, 상기 BMS에서 산출된 복수개의 배터리 셀 각각의 충전 용량을 기반으로 불량 배터리 셀을 검출하는 불량 배터리 셀 검출 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 충전용량 산출 단계는, 상기 배터리 팩이 충전 또는 방전을 종료한 후, 소정의 시간 이후에 배터리 셀 각각의 충전용량을 산출할 수 있다.
상기 불량 배터리 셀 검출 단계는, 상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량의 평균 값을 산출하는 평균 값 산출 단계, 상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량 중에서 최소 충전용량 값 및 최대 충전용량 값을 검출하는 최소/최대 충전용량 값 검출 단계, 상기 검출된 최소 충전용량 값 및 최대 충전용량 값이 상기 산출된 충전용량의 평균 값과 소정의 오차 범위 이내인지를 확인하는 오차 검증 단계, 상기 오차 검증 단계 수행 결과, 상기 최소 충전용량 값이 평균 값과 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀을 검출하고, 상기 최대 충전용량 값이 평균 값과 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우 상기 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀을 검출하는 최소/최대 충전용량 배터리 셀 검출 단계, 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 배터리 셀 및 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 배터리 셀에 대하여 검출 회수를 카운트 하는 검출 회수 카운트 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 불량 배터리 셀 검출 단계는, 상기 충전용량 산출 단계, 평균 값 산출 단계, 최소/최대 충전용량 값 검출 단계, 오차 검증 단계, 최소/최대 충전용량 배터리 셀 검출 단계 및 검출 회수 카운트 단계를 소정의 시간 주기 간격으로 반복 수행한 후, 상기 검출 회수 카운트 단계에서 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출 회수 또는 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 회수 이상인 배터리 셀이 존재하는 경우, 해당 배터리 셀을 불량 배터리 셀로 판단할 수 있다.
상기 불량 배터리 셀 검출 단계는, 상기 검출 회수 카운트 단계에서, 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀 또는 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 검출 회수 이상인 배터리 셀이 존재하지 않는 경우, BMS는 배터리 팩을 구성하는 모든 배터리 셀이 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명은 불량 배터리 셀을 검출하는 장치로, 배터리 팩을 구성하는 배터리 셀 중에서 불량 배터리 셀을 조기에 검출할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 셀 밸런싱을 수행하지 않고 불량 배터리 셀을 검출함으로써, 불량 배터리 셀을 검출하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 셀 밸런싱을 수행하지 않고 불량 배터리 셀을 검출함으로써, 셀 밸런싱 과정에서 불량 배터리 셀에서 발화, 폭발 등과 같은 안전상의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 불량 배터리 셀을 조기에 검출함으로써, 불량 배터리 셀로 인해 배터리 팩의 출력이 낮아지는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 불량 배터리 셀을 조기에 검출함으로써, ESS를 구성하는 배터리 팩들 중 어느 하나의 팩에서 불량 배터리 셀이 발생하여 이로 인해 불량 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 출력이 낮아지고, ESS를 효율적으로 사용하지 못하는 상황을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 불량 배터리 셀 검출 방법을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은, 배터리 팩을 구성하는 복수개의 배터리 셀들 중에서 불량 배터리 셀을 검출할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 셀 밸런싱을 수행하지 않고, 배터리 팩이 충전 또는 방전이 종료되는 시점으로부터 소정의 시간 동안 레스트한 후, 산출되는 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량으로부터 불량 셀을 조기에 검출할 수 있다.
종래의 불량 셀(저전압 셀)을 검출하는 방법은, 먼저 셀 밸런싱을 수행하여 배터리 셀들의 전압이 일정하게 설정한 후 저전압 셀을 검출하는 방법으로 진행되므로, 불량 셀이라 할지라도, 정상 셀과의 전압 편차가 작아 검출되지 않거나 불량이 심해진 후에 늦게 검출될 수 있다. 이러한 경우, 배터리 팩의 발화, 폭발 등의 안전사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 종래에 불량 셀 검출 방은, 밸런싱을 수행한 후, 불량 셀을 검출하므로, 불량 셀을 검출하는데 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위해 셀 밸런싱을 수행하지 않고 불량 배터리 셀을 검출함으로써, 불량 배터리 셀 검출시 소용되는 시간을 줄일 수 있고, 불량 배터리 셀을 조기에 검출함으로써, 불량 배터리 셀을 계속하여 사용하여 발생할 수 있는 배터리 팩의 발화, 폭발 등의 안전사고를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 구성을 나타낸 도면이다.
이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩을 설명한다.
상기 배터리 팩(100)은, 복수개의 배터리 셀(110), 배터리 팩을 제어하는 BMS(120)를 포함하여 구성되며, 상기 BMS(120)는, 배터리 팩을 구성하는 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량(SOC:State Of Charge)를 산출하는 충전용량 산출 모듈(130) 및 상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전 용량을 기반으로 불량 배터리 셀을 검출하는 불량 배터리 셀 검출부(140)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 불량 배터리 셀 검출부(140)는, 상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량의 평균 값을 산출하는 충전용량 평균 값 산출 모듈(141), 상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량 중에서 최소 충전용량 값 및 최대 충전용량 값을 검출하는 최소/최대 충전용량 값 검출 모듈(142), 상기 검출된 최소 충전용량 값 및 최대 충전용량 값이 상기 산출된 충전용량 평균 값과 소정의 오차 범위 이내의 값인지를 확인하는 오차 검증 모듈(143), 상기 오차 검증 모듈의 오차 검증 결과, 상기 최소 충전용량 값이 평균 값과 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀을 검출하고, 상기 최대 충전용량 값이 평균 값과 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀을 검출하는 최소/최대 충전 용량 배터리 셀 검출 모듈(144)을 포함하여 구성된다.
상기 오차 검증 모듈(143)은, 배터리 셀의 SOC를 산출하는 과정에서 발생하는 오차에 의해 정상 배터리 셀인데도 불구하고, 불량 배터리 셀로 잘못 판단되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 정상적인 배터리 셀이라도, 배터리 셀들이 충전 또는 방전을 종료하고, 소정의 레스트 시간을 가진 후에도, 배터리 셀들 간에 약간의 전압 및 전류의 차이가 존재할 수도 있고, 배터리 셀의 전압 및 전류를 측정하는 측정 장치에서도 오차가 발생할 수 있다.
예를 들어, 배터리 셀들의 평균 충전용량이 10인데, 최대 충전용량 값이 10.1인 경우에는 앞서 설명한 바와 같이 배터리 셀들간에 존재하는 약간의 전압 및 전류 차이 또는 측정 장치에 의해 발생할 수 있는 오차 범위 이내이므로, 평균 충전용량보다 큰 충전용량을 가졌지만 정상 상태인 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
따라서, 오차 검증 모듈을 사용함으로써, 정상 배터리 셀이 불량 배터리 셀로 오판되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 불량 배터리 셀 검출부(140)는, 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 배터리 셀 및 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 배터리 셀에 대하여 검출된 회수를 카운트 하는 카운트 모듈(145)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 불량 배터리 셀 검출부(140)는, 상기 카운트 모듈(145)에서 카운트 된 상기 최소 충전용량을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수 또는, 최대 충전용량을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 검출 회수 이상인 배터리 셀이 존재하는 경우, 상기 최소 충전용량을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 회수 이상인 배터리 셀 및 최대 충전용량을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 회수 이상인 배터리 셀을 불량 배터리 셀로 판단한다. 이러한 판단의 근거는, 불량 배터리 셀인 경우에는 충전 또는 방전을 종료하고 소정의 레스트 시간을 가진 후, 충전용량을 산출하면, 정상 배터리 셀(평균 충전용량)보다 충전용량이 크게 높거나 낮은 차이를 보이기 때문이다. 따라서, 반복적으로 최대 충전용량 또는 최소 충전용량으로 검출되는 셀은 불량 배터리 셀일 가능성이 높다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은, 상기 불량 배터리 셀 검출부에서 불량으로 검출된 배터리 셀이 존재하는 경우, 외부로 알림 신호를 전송하는 알림부(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은, 불량 배터리 셀 검출부에서 불량으로 검출된 배터리 셀이 존재하는 경우, 해당 배터리 셀만을 전기적으로 분리하거나 또는 해당 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈(배터리 팩)전체를 전기적으로 분리하여 배터리 팩의 발화, 폭발 등의 안전사고를 방지할 수 있다.
2. 본 발명의 실시 예에 따른 불량 배터리 셀 검출 방법.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 불량 배터리 셀 검출 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 불량 배터리 셀 검출 방법을 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 불량 배터리 셀 검출 방법은, BMS에서 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 충전용량을 산출하는 충전용량 산출 단계(S100) 및 상기 BMS에서 산출된 복수개의 배터리 셀 각각의 충전 용량을 기반으로 불량 배터리 셀을 검출하는 불량 배터리 셀 검출 단계(S200 내지 S900)를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 충전용량 산출 단계(S100)는, 상기 배터리 팩이 충전 또는 방전을 종료한 후, 소정의 레스트(rest) 시간 이후에 배터리 셀 각각의 충전용량을 산출한다.
한편, 상기 불량 배터리 셀 검출 단계는, 상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량의 평균 값을 산출하는 평균 값 산출 단계(S200), 상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량 중에서 최소 충전용량 값 및 최대 충전용량 값을 검출하는 최소/최대 충전용량 값 검출 단계(S300), 상기 검출된 최소 충전용량 값 및 최대 충전용량 값이 상기 산출된 충전용량의 평균 값과 소정의 오차 범위 이내인지를 확인하는 오차 검증 단계(S400), 상기 오차 검증 단계 수행 결과, 상기 최소 충전용량 값이 평균 값과 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀을 검출하고, 상기 최대 충전용량 값이 평균 값과 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우 상기 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀을 검출하는 최소/최대 충전용량 배터리 셀 검출 단계(S500) 및 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 배터리 셀 및 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 배터리 셀에 대하여 검출 회수를 카운트 하는 검출 회수 카운트 단계(S600)를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 불량 배터리 셀 검출 단계는, 상기 충전용량 산출 단계(S100), 평균 값 산출 단계(S200), 최소/최대 충전용량 값 검출 단계(S300), 오차 검증 단계(S400), 최소/최대 충전용량 배터리 셀 검출 단계(S500) 및 검출 회수 카운트 단계(S600)를 소정의 시간 주기 간격으로 반복 수행한 후, 상기 검출 회수 카운트 단계(S600)에서 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출 회수 또는 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 회수 이상인 배터리 셀이 존재하는 경우(S700), 해당 배터리 셀을 불량 배터리 셀로 판단(S800)한다.
한편, 상기 검출 회수 카운트 단계(S600)에서, 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀 또는 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 검출 회수 이상인 배터리 셀이 존재하지 않는 경우, BMS는 배터리 팩을 구성하는 모든 배터리 셀이 정상 상태인 것으로 판단(S900)한다.
한편, 불량 배터리 셀로 판단되는 배터리 셀이 존재하는 경우, 알림을 통해 불량 배터리 셀이 있음을 사용자에게 알릴 수 있다.
또한, 불량 배터리 셀로 판단된 배터리 셀만을 전기적으로 분리하거나, 또는 불량 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈(배터리 팩) 전체를 전기적으로 분리할 수도 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 배터리 팩
110 : 배터리 셀
120 : BMS
130 : 충전용량 산출 모듈
140 : 불량 배터리 셀 검출부
141 : 충전용량 평균 값 산출 모듈
142 : 최소/최대 충전용량 값 검출 모듈
143 : 오차 검증 모듈
144 : 최소/최대 충전용량 배터리 셀 검출 모듈
145 : 카운트 모듈
150 : 알림부

Claims (11)

  1. 복수개의 배터리 셀로 구성되는 배터리 팩에 있어서,
    상기 배터리 팩은,
    배터리 팩을 제어하는 BMS;
    를 포함하여 구성되며,
    상기 BMS는,
    배터리 팩을 구성하는 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량(SOC:State Of Charge)를 산출하는 충전용량 산출 모듈; 및
    상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전 용량을 기반으로 불량 배터리 셀을 검출하는 불량 배터리 셀 검출부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 불량 배터리 셀 검출부는,
    상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량의 평균 값을 산출하는 충전용량 평균 값 산출 모듈;
    상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량 중에서 최소 충전용량 값 및 최대 충전용량 값을 검출하는 최소/최대 충전용량 값 검출 모듈;
    상기 검출된 최소 충전용량 값 및 최대 충전용량 값이 상기 산출된 충전용량 평균 값과 소정의 오차 범위 이내인지를 확인하는 오차 검증 모듈;
    상기 오차 검증 모듈의 오차 검증 결과,
    상기 최소 충전용량 값이 평균 값과 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀을 검출하고, 상기 최대 충전용량 값이 평균 값과 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀을 검출하는 최소/최대 충전용량 배터리 셀 검출 모듈;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전용량 산출 모듈은,
    상기 배터리 팩이 충전 또는 방전 종료 후, 소정의 레스트(rest) 시간이 지난 이후에, 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량을 반복하여 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 청구항 3에 있어서,
    불량 배터리 셀 검출부는,
    최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 배터리 셀 및 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 배터리 셀에 대하여 검출된 회수를 카운트 하는 카운트 모듈을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 불량 배터리 셀 검출부는,
    상기 카운트 모듈에서 카운트 된 상기 최소 충전용량을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수 또는, 최대 충전용량을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 검출 회수 이상인 배터리 셀이 존재하는 경우,
    상기 최소 충전용량을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 회수 이상인 배터리 셀 및 최대 충전용량을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 회수 이상인 배터리 셀을 불량 배터리 셀로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 팩은,
    상기 불량 배터리 셀 검출부에서 불량으로 검출된 배터리 셀이 존재하는 경우, 외부로 알림 신호를 전송하는 알림부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 복수개의 배터리 셀로 구성되는 배터리 팩에서 불량 배터리 셀을 검출하는 방법에 있어서,
    BMS에서 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 충전용량을 산출하는 충전용량 산출 단계;
    상기 BMS에서 산출된 복수개의 배터리 셀 각각의 충전 용량을 기반으로 불량 배터리 셀을 검출하는 불량 배터리 셀 검출 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불량 배터리 셀 검출 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 충전용량 산출 단계는,
    상기 배터리 팩이 충전 또는 방전을 종료한 후, 소정의 시간 이후에 배터리 셀 각각의 충전용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 불량 배터리 셀 검출 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 불량 배터리 셀 검출 단계는,
    상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량의 평균 값을 산출하는 평균 값 산출 단계;
    상기 산출된 복수개의 배터리 셀들 각각의 충전용량 중에서 최소 충전용량 값 및 최대 충전용량 값을 검출하는 최소/최대 충전용량 값 검출 단계;
    상기 검출된 최소 충전용량 값 및 최대 충전용량 값이 상기 산출된 충전용량의 평균 값과 소정의 오차 범위 이내인지를 확인하는 오차 검증 단계;
    상기 오차 검증 단계 수행 결과,
    상기 최소 충전용량 값이 평균 값과 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀을 검출하고, 상기 최대 충전용량 값이 평균 값과 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우 상기 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀을 검출하는 최소/최대 충전용량 배터리 셀 검출 단계;
    상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 배터리 셀 및 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 배터리 셀에 대하여 검출 회수를 카운트 하는 검출 회수 카운트 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불량 배터리 셀 검출 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 불량 배터리 셀 검출 단계는,
    상기 충전용량 산출 단계, 평균 값 산출 단계, 최소/최대 충전용량 값 검출 단계, 오차 검증 단계, 최소/최대 충전용량 배터리 셀 검출 단계 및 검출 회수 카운트 단계를 소정의 시간 주기 간격으로 반복 수행한 후,
    상기 검출 회수 카운트 단계에서 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출 회수 또는 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 회수 이상인 배터리 셀이 존재하는 경우, 해당 배터리 셀을 불량 배터리 셀로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 불량 배터리 셀 검출 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 불량 배터리 셀 검출 단계는,
    상기 검출 회수 카운트 단계에서, 상기 최소 충전용량 값을 가지는 배터리 셀 또는 최대 충전용량 값을 가지는 배터리 셀로 검출된 회수가 소정의 검출 회수 이상인 배터리 셀이 존재하지 않는 경우,
    BMS는 배터리 팩을 구성하는 모든 배터리 셀이 정상 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 불량 배터리 셀 검출 방법.
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