KR20210007663A - Battery module, battery management system and method - Google Patents

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KR20210007663A KR1020190084488A KR20190084488A KR20210007663A KR 20210007663 A KR20210007663 A KR 20210007663A KR 1020190084488 A KR1020190084488 A KR 1020190084488A KR 20190084488 A KR20190084488 A KR 20190084488A KR 20210007663 A KR20210007663 A KR 20210007663A
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Abstract

A cell balancing method of a battery system including a plurality of cells comprises the steps of: estimating a capacity deviation of each of the plurality of cells; determining a cell having a capacity deviation equal to or greater than a predetermined threshold value among the plurality of cells; performing primary cell balancing on cells having a capacity deviation greater than or equal to the threshold value; and performing secondary cell balancing on cells having a voltage greater than or equal to a predetermined threshold voltage among the plurality of cells when there is no cell with a capacity deviation equal to or greater than the threshold value or after the primary cell balancing is completed.

Description

배터리 모듈, 배터리 관리 시스템 및 방법{BATTERY MODULE, BATTERY MANAGEMENT SYSTEM AND METHOD}Battery module, battery management system and method {BATTERY MODULE, BATTERY MANAGEMENT SYSTEM AND METHOD}

본 개시는 배터리 모듈, 배터리 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a battery module, a battery management system and method.

리튬-이온 배터리는 고온에서 발화, 폭발 등의 위험이 있다. 이를 방지하기 위해서는, 리튬-이온 배터리에 연결된 외부 부하에 이한 외부 단락(external short) 상황에서도, 리튬-이온 배터리가 안전하게 관리되어야 할 필요가 있다.Lithium-ion batteries have a risk of ignition or explosion at high temperatures. In order to prevent this, it is necessary to safely manage the lithium-ion battery even in the case of an external short due to an external load connected to the lithium-ion battery.

이를 위해 종래 리튬-이온 배터리 모듈의 터미널 버스바에 노치(notch) 형상을 적용하여, 배터리로 인가되는 전류를 차단한다. 배터리 모듈이 소정 개수의 복수의 셀이 직렬 연결된 하나의 배터리 팩으로 구성된 경우, 노치 형상의 버스바를 사용하여 외부 단락에 의한 전류를 차단할 수 있다. 그러나, 배터리 모듈이 둘 이상의 배터리 팩으로 구성된 경우, 외부 단락에 의한 전류가 실질적으로 배터리 모듈의 동작 시 흐르는 전류 영역 대와 유사하여 노치 형상의 버스바를 적용할 수 없다.To this end, a notch shape is applied to a terminal bus bar of a conventional lithium-ion battery module to block current applied to the battery. When the battery module is composed of one battery pack in which a predetermined number of cells are connected in series, a current due to an external short circuit can be cut off using a notched bus bar. However, when the battery module is composed of two or more battery packs, the current due to the external short circuit is substantially similar to the current region that flows during operation of the battery module, and thus the notched busbar cannot be applied.

따라서, 둘 이상의 배터리 팩을 포함하는 배터리 모듈의 경우 외부 단락에 의한 전류로 고온에 도달하여 발화 및 폭발할 가능성이 매우 높다. Therefore, in the case of a battery module including two or more battery packs, there is a high possibility of ignition and explosion by reaching a high temperature due to a current caused by an external short circuit.

열적 안정성을 제공할 수 있는 버스 바를 포함하는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 모듈, 배터리 관리 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.A battery module including a bus bar capable of providing thermal stability, a battery module including the same, and a battery management system and method are provided.

발명의 한 특징에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀, 및 상기 복수의 배터리 셀 중 인접한 두 배터리 셀을 연결하는 버스바를 복수개 포함한다. 상기 복수의 버스바 각각은, 상기 인접한 두 배터리 셀 중 하나의 음극에 연결되는 일단을 포함하는 제1 체결부, 상기 인접한 두 배터리 셀 중 다른 하나의 양극에 연결되는 일단을 포함하는 제2 체결부, 및 상기 제1 체결부의 타단 및 상기 제2 체결부의 타단 사이에 연결되는 가변 저항을 포함한다.A battery module according to an aspect of the present invention includes a plurality of battery cells and a plurality of busbars connecting two adjacent battery cells among the plurality of battery cells. Each of the plurality of busbars includes a first fastening part including one end connected to one negative electrode of the two adjacent battery cells, and a second fastening part including one end connected to the other positive electrode of the two adjacent battery cells And a variable resistor connected between the other end of the first fastening part and the other end of the second fastening part.

상기 가변 저항은, 상기 배터리 모듈을 포함하는 차량이 운전 중일 때와 상기 차량이 운전 중이지 않을 때 각각에 대해 다른 저항 값을 가질 수 있다.The variable resistance may have different resistance values for when the vehicle including the battery module is driving and when the vehicle is not driving.

상기 가변 저항은, 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에 연결된 제1 저항, 및 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에 직렬 연결된 제2 저항 및 스위칭 소자를 포함하고, 상기 차량이 운전 중이지 않을 때 상기 스위칭 소자가 턴 오프 되고, 상기 차량이 운전 중일 때 상기 스위칭 소자가 턴 온 될 수 있다.The variable resistor includes a first resistor connected between the first fastening part and the second fastening part, and a second resistor and a switching element connected in series between the first fastening part and the second fastening part, and the When the vehicle is not driving, the switching element may be turned off, and when the vehicle is driving, the switching element may be turned on.

발명의 다른 특징에 따른 차량에 적용된 배터리 모듈을 관리하는 시스템은, 복수의 배터리 셀, 및 상기 복수의 배터리 셀 중 인접한 두 배터리 셀을 연결하는 버스바를 복수개 포함하는 배터리 모듈, 및 상기 복수의 버스바 각각의 저항을 상기 차량의 운전 상태에 따라 다르게 제어하는 배터리 관리 시스템을 포함한다.A system for managing a battery module applied to a vehicle according to another aspect of the invention includes a battery module including a plurality of battery cells and a plurality of bus bars connecting two adjacent battery cells among the plurality of battery cells, and the plurality of bus bars And a battery management system that controls each resistance differently according to a driving state of the vehicle.

상기 배터리 관리 시스템은, 상기 복수의 버스바 각각의 저항 값을, 상기 차량이 운전 중일 때 보다 상기 차량이 운전 중이지 않을 때 높게 조절할 수 있다.The battery management system may adjust resistance values of each of the plurality of bus bars higher when the vehicle is not driving than when the vehicle is driving.

상기 복수의 버스바 각각은, 상기 인접한 두 배터리 셀 중 하나의 음극에 연결되는 일단을 포함하는 제1 체결부, 상기 인접한 두 배터리 셀 중 다른 하나의 양극에 연결되는 일단을 포함하는 제2 체결부, 및 상기 제1 체결부의 타단 및 상기 제2 체결부의 타단 사이에 연결되는 가변 저항을 포함할 수 있다.Each of the plurality of busbars includes a first fastening part including one end connected to one negative electrode of the two adjacent battery cells, and a second fastening part including one end connected to the other positive electrode of the two adjacent battery cells And a variable resistor connected between the other end of the first fastening part and the other end of the second fastening part.

상기 가변 저항은, 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에 연결된 제1 저항, 및 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에 직렬 연결된 제2 저항 및 스위칭 소자를 포함하고, 상기 차량이 운전 중이지 않을 때 상기 스위칭 소자가 턴 오프 되고, 상기 차량이 운전 중일 때 상기 스위칭 소자가 턴 온 될 수 있다.The variable resistor includes a first resistor connected between the first fastening part and the second fastening part, and a second resistor and a switching element connected in series between the first fastening part and the second fastening part, and the When the vehicle is not driving, the switching element may be turned off, and when the vehicle is driving, the switching element may be turned on.

발명의 또 다른 특징에 다른 복수의 배터리 셀, 및 상기 복수의 배터리 셀 중 인접한 두 배터리 셀을 연결하는 버스바를 복수개 포함하는 배터리 시스템을 관리하는 방법은, 상기 배터리 시스템을 포함하는 차량의 운전 정보를 수신하는 단계, 및 상기 차량의 운전 정보에 따라 상기 복수의 버스바의 저항을 다르게 제어하는 단계를 포함한다.In another aspect of the present invention, a method for managing a battery system including a plurality of battery cells and a plurality of bus bars connecting two adjacent battery cells among the plurality of battery cells includes driving information of a vehicle including the battery system. Receiving and controlling resistance of the plurality of bus bars differently according to driving information of the vehicle.

상기 차량의 운전 정보에 따라 상기 복수의 버스바의 저항을 다르게 제어하는 단계는, 상기 복수의 버스바 각각의 저항 값을, 상기 차량이 운전 중일 때 보다 상기 차량이 운전 중이지 않을 때 높게 조절하는 단계를 포함할 수 있다.The step of controlling the resistance of the plurality of busbars differently according to the driving information of the vehicle may include adjusting the resistance value of each of the plurality of busbars higher when the vehicle is not driving than when the vehicle is driving. It may include steps.

상기 차량의 운전 정보에 따라 상기 복수의 버스바의 저항을 다르게 제어하는 단계는, 상기 복수의 버스바 각각의 저항을 조절하는 신호를 상기 복수의 버스바 각각에 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.The controlling of the resistance of the plurality of busbars differently according to the driving information of the vehicle may further include transmitting a signal for adjusting resistance of each of the plurality of busbars to each of the plurality of busbars. .

열적 안정성을 제공할 수 있는 버스 바를 포함하는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 모듈, 배터리 관리 시스템 및 방법을 제공한다. A battery module including a bus bar capable of providing thermal stability, a battery module including the same, and a battery management system and method are provided.

도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 가변 저항을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 버스바의 저항을 조절하는 방법을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a battery system according to an embodiment.
2 is a diagram showing a variable resistor according to an embodiment.
3 is a diagram illustrating a method of adjusting resistance of a bus bar according to an exemplary embodiment.

본 발명의 일 실시예는, 차량을 운전 중일 때의 버스바의 저항과 차량을 운전하지 않을 때(이하, '비 운전시'라 함)의 버스바의 저항을 다르게 제어한다. 예를 들어, 비 운전시의 버스바의 저항이 운전 중의 버스바 저항보다 크다. According to an embodiment of the present invention, the resistance of the bus bar when the vehicle is being driven and the resistance of the bus bar when the vehicle is not driven (hereinafter, referred to as “non-driving”) are controlled differently. For example, the resistance of the busbar during non-driving is greater than the resistance of the busbar during driving.

일 실시예에 따른 버스바의 형상은 다른 구성과 연결되는 제1 체결부 및 제2 체결부, 그리고 가변 저항을 포함한다. 가변 저항은 차량의 운전 여부에 따라 달라지는데, 비 운전시의 가변 저항의 저항 값은 운전 중의 가변 저항의 저항 값보다 크다.The shape of the bus bar according to an embodiment includes a first fastening part and a second fastening part connected to other components, and a variable resistor. The variable resistance varies depending on whether the vehicle is driving, and the resistance value of the variable resistance during non-driving is greater than the resistance value of the variable resistance during driving.

이와 같은 기술적 특징으로부터 비 운전시에 발생하는 외부 단락에 의한 발화, 폭발 등 화재를 방지할 수 있다.From these technical features, it is possible to prevent fires such as ignition and explosion caused by external short circuits that occur during non-operation.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및/또는 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same and similar reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and/or "unit" for components used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not themselves have distinct meanings or roles. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include equivalents or substitutes.

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.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a battery system according to an embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 시스템(1)는 배터리 모듈(2), 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)(3), 릴레이(30), 및 전류 센서(40)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the battery system 1 includes a battery module 2, a battery management system (BMS) 3, a relay 30, and a current sensor 40.

도 1에서 배터리 모듈(2)은 두 개의 배터리 팩(BP1, BP2)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 둘 이상의 배터리 팩을 포함할 수 있다. 아울러, 배터리 팩을 구성하는 배터리 셀의 개수가 부하에 전력을 공급하기에 충분한 경우 배터리 모듈(2)은 하나의 배터리 팩을 포함할 수도 있다. 또한, 도 1에서 두 개의 배터리 팩(BP1, BP2)이 직렬 연결되어 있으나, 병렬 연결될 수도 있고, 도 1에서 배터리 팩 각각에서 복수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 있으나, 병렬 연결 또는 직렬 및 병렬 연결되어 있을 수 있다. In FIG. 1, the battery module 2 is shown to include two battery packs BP1 and BP2, but the invention is not limited thereto and may include two or more battery packs. In addition, when the number of battery cells constituting the battery pack is sufficient to supply power to the load, the battery module 2 may include one battery pack. In addition, although two battery packs BP1 and BP2 are connected in series in FIG. 1, they may be connected in parallel, and in FIG. 1, a plurality of battery cells are connected in series in each battery pack, but they are connected in parallel or in series and in parallel. There may be.

즉, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 팩 및 배터리 셀 각각의 개수 및 연결 관계는 필요한 전원을 공급할 수 있도록 적절히 설계될 수 있다. 예를 들어, 적어도 두 개의 배터리 팩이 직렬 및/또는 병렬 연결되어 있을 수 있고, 각 배터리 팩에서 복수의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬 연결되어 있을 수 있으며, 도 1에 도시된 내용이 본 발명을 한정하지 않는다.That is, the number and connection relationship of each of the battery packs and battery cells constituting the battery module may be appropriately designed to supply necessary power. For example, at least two battery packs may be connected in series and/or in parallel, and a plurality of battery cells may be connected in series and/or in parallel in each battery pack, and the contents shown in FIG. Does not limit.

도 1에서는, 배터리 모듈(2)이 직렬 연결되어 있는 두 개의 배터리 팩(BP1, BP2)을 포함하고, 두 개의 배터리 팩(BP1, BP2) 각각은 직렬 연결된 복수의 배터리 셀(Cell1-Celln)을 포함하며, 배터리 시스템(1)의 두 출력단(OUT1, OUT2) 사이에 연결되어 있으며, 배터리 시스템(1)의 양극과 출력단(OUT1) 사이에 릴레이(30)가 연결되어 있고, 배터리 시스템(1)의 음극과 출력단(OUT2) 사이에 전류 센서(40)가 연결되어 있다. 도 1에 도시된 구성들 및 구성들 간의 연결 관계는 일 예로 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1에서는 중복되는 설명을 피하고 설명의 편의를 위해서, 두 개의 배터리 팩(BP1, BP2) 각각이 포함하는 복수의 배터리 셀에 대해서 동일한 도면 부호를 사용한다.In FIG. 1, the battery module 2 includes two battery packs BP1 and BP2 connected in series, and each of the two battery packs BP1 and BP2 includes a plurality of battery cells Cell1-Celln connected in series. It includes, and is connected between two output terminals (OUT1, OUT2) of the battery system (1), a relay (30) is connected between the positive terminal (OUT1) of the battery system (1), and the battery system (1) A current sensor 40 is connected between the cathode of and the output terminal OUT2. The configurations illustrated in FIG. 1 and the connection relationship between the components are as an example, and the invention is not limited thereto. In FIG. 1, the same reference numerals are used for a plurality of battery cells included in each of the two battery packs BP1 and BP2 for convenience of explanation and avoiding overlapping description.

릴레이(30)는 배터리 시스템(1)과 외부 장치 간의 전기적 연결을 제어한다. 릴레이(30)가 온 되면, 배터리 시스템(1)과 외부 장치가 전기적으로 연결되어 충전 또는 방전이 수행되고, 릴레이(30)가 오프 되면, 배터리 시스템(1)와 외부 장치가 전기적으로 분리된다. 외부 장치는 부하 또는 충전기일 수 있다.The relay 30 controls the electrical connection between the battery system 1 and an external device. When the relay 30 is turned on, the battery system 1 and the external device are electrically connected to perform charging or discharging. When the relay 30 is turned off, the battery system 1 and the external device are electrically separated. The external device can be a load or a charger.

전류 센서(40)는 배터리 모듈(2)와 외부 장치간 전류 경로에 직렬 연결되어 있다. 전류 센서(40)는 배터리 모듈(2)에 흐르는 전류 즉, 충전 전류 및 방전 전류를 측정하고, 측정 결과를 BMS(3)에 전달할 수 있다.The current sensor 40 is connected in series to the current path between the battery module 2 and the external device. The current sensor 40 may measure a current flowing through the battery module 2, that is, a charging current and a discharge current, and transmit the measurement result to the BMS 3.

BMS(3)는, 셀 모니터링 IC(10)및 메인 제어 회로(20)를 포함한다. The BMS 3 includes a cell monitoring IC 10 and a main control circuit 20.

셀 모니터링 IC(10)는 복수의 셀(Cell1-Celln) 각각의 양극 및 음극에 전기적으로 연결되어, 셀 전압을 측정한다. 전류 센서(40)에 의해 측정된 전류(이하, 배터리 전류라 함) 값은 셀 모니터링 IC(10)로 전달될 수 있다. 셀 모니터링 IC(10)는 측정된 셀 전압 및 배터리 전류에 대한 정보를 메인 제어 회로(20)에 전달한다. The cell monitoring IC 10 is electrically connected to an anode and a cathode of each of a plurality of cells Cell1-Celln to measure a cell voltage. The current (hereinafter referred to as battery current) value measured by the current sensor 40 may be transferred to the cell monitoring IC 10. The cell monitoring IC 10 transmits information on the measured cell voltage and battery current to the main control circuit 20.

메인 제어 회로(20)는 셀 모니터링 IC(10)로부터 전달되는 복수의 셀 전압 및 배터리 전류에 기초하여 복수의 셀 각각의 상태를 판단할 수 있다. 메인 제어 회로(20)는 판단된 상태에 기초하여 배터리 모듈(2)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 제어 회로(20)는 충전 및 방전 시의 릴레이의 온/오프를 제어하고, 셀 밸런싱이 필요한 셀을 검출하여 셀 밸런싱 동작을 제어할 수 있다. The main control circuit 20 may determine the states of each of the plurality of cells based on the plurality of cell voltages and battery currents transmitted from the cell monitoring IC 10. The main control circuit 20 may control the battery module 2 based on the determined state. For example, the main control circuit 20 may control on/off of a relay during charging and discharging, and may control a cell balancing operation by detecting a cell requiring cell balancing.

또한, 메인 제어 회로(20)는 차량의 운전을 제어하는 장치 예를 들어, ECU(Electronic Control UNIT, 100)로부터 차량의 운전 상태에 대한 정보(이하, 운전 상태 정보, OSI)를 수신하고, 운전 상태 정보(OSI)에 따라 복수의 버스바(BB1-BB9) 각각의 가변 저항을 조절하는 가변 저항 제어 신호(RCS)를 생성할 수 있다. 가변 저항 제어 신호(RCS)는 복수의 버스바(BB1-BB9) 각각의 가변 저항(11)에 전달되고, 가변 저항(11)은 가변 저항 제어 신호(RCS)에 따라 그 저항 값이 변경될 수 있다.In addition, the main control circuit 20 receives information on the driving state of the vehicle (hereinafter referred to as driving state information, OSI) from a device that controls the driving of the vehicle, for example, an electronic control unit (ECU) 100, A variable resistance control signal RCS for adjusting the variable resistance of each of the plurality of bus bars BB1 to BB9 may be generated according to the state information OSI. The variable resistance control signal RCS is transmitted to the variable resistor 11 of each of the plurality of bus bars BB1-BB9, and the variable resistance 11 may change its resistance value according to the variable resistance control signal RCS. have.

도 2는 일 실시예에 따른 가변 저항을 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing a variable resistor according to an embodiment.

도 2에 도시된 가변 저항은 발명을 설명하기 위한 일 예로서, 메인 제어 회로(20)로부터 전송되는 가변 저항 제어 신호(RCS)에 따라 저항 값이 변경될 수 있는 다양한 변형 예가 일 실시예에 적용될 수 있다.The variable resistor shown in FIG. 2 is an example for explaining the invention, and various modified examples in which the resistance value can be changed according to the variable resistance control signal RCS transmitted from the main control circuit 20 are applied to an embodiment. I can.

도 2에 도시된 바와 같이, 가변 저항(11)은 제1 단자(RT1) 및 제2 단자(RT2) 사이에 병렬 연결되어 있는 두 개의 저항(R1, R2) 및 저항(R2)과 제2 단자(RT2) 사이에 연결되어 있는 스위칭 소자(SW1)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the variable resistor 11 includes two resistors R1 and R2 connected in parallel between the first terminal RT1 and the second terminal RT2, and the resistor R2 and the second terminal. It includes a switching element (SW1) connected between the (RT2).

스위칭 소자(SW1)는 가변 저항 제어 신호(RCS)에 따라 온/오프 하고, 스위칭 소자(SW1)가 온 되면, 저항(R1)과 저항(R2)가 병렬 연결되어 가변 저항(11)의 전체 저항 값이 낮아진다. 예를 들어, 저항(R1)의 저항 값과 저항(R2)의 저항 값 간의 비가10000:1인 경우, 비 운전시의 버스바(BB1-BB9) 각각의 저항 값(10000)이, 운전 중의 버스바(BB1-BB9)의 저항 값(약 1)보다 10000배 가까이 크다. 따라서, 비 운전시 외부 단락에 의한 전류에 의해 배터리 모듈(2)에 발화, 폭발 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.The switching element SW1 is turned on/off according to the variable resistance control signal RCS, and when the switching element SW1 is turned on, the resistor R1 and the resistor R2 are connected in parallel, so that the total resistance of the variable resistor 11 The value decreases. For example, if the ratio between the resistance value of the resistance R1 and the resistance value of the resistance R2 is 10000:1, the resistance value 10000 of each of the bus bars BB1-BB9 during non-operation is It is nearly 10000 times larger than the resistance value (about 1) of the bars (BB1-BB9). Accordingly, it is possible to prevent ignition or explosion in the battery module 2 due to current caused by an external short circuit during non-operation.

도 2에서는 저항(R1)에 대하여 병렬 연결된 하나의 저항(R2) 및 스위칭 소자(SW1)이 도시되어 있으나, 복수의 저항 및 스위칭 소자가 도 2에 도시된 바와 같이 병렬 연결될 경우, 가변 저항(11)의 전체 저항 값이 더 낮아질 수 있다. 이와 같은 방식을 통해, 설계에 적합한 저항 값으로 가변 저항(11)이 구현될 수 있다.In FIG. 2, one resistor R2 and a switching element SW1 connected in parallel with respect to the resistor R1 are shown, but when a plurality of resistors and switching elements are connected in parallel as shown in FIG. 2, the variable resistor 11 The total resistance value of) can be lowered. Through this method, the variable resistor 11 may be implemented with a resistance value suitable for design.

아울러, 도 2에 도시된 바와 같이, 가변 저항(11)의 제1 단자(RT1)는 제1 체결부(12)에 연결되어 있고, 가변 저항(11)의 제2 단자(RT2)는 제2 체결부(13)에 연결되어 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the first terminal RT1 of the variable resistor 11 is connected to the first fastening part 12, and the second terminal RT2 of the variable resistor 11 is a second terminal. It is connected to the fastening part 13.

제1 체결부(12) 및 제2 체결부(13)는 가변 저항(11)과 대응하는 배터리 셀의 양극 또는 음극과 체결될 뿐만 아니라, 배터리 시스템(1)을 구성하는 배선과 체결될 수 있다. 이 때, 배선은 배터리 모듈(2)과 배터리 시스템(1)의 구성 요소 간의 연결을 위한 배선으로, 예를 들어, 도 1에 도시된 도면 부호 14-16의 배선일 수 있다. 도 1에서는, 설명의 편의를 위해 복수의 버스바(BB1-BB9) 각각의 제1 체결부, 가변 저항, 및 제2 체결부는 동일한 도면 부호 '12', '11', 및 '13'을 사용하여 도시하였다. The first fastening part 12 and the second fastening part 13 may be fastened with a positive or negative electrode of a battery cell corresponding to the variable resistor 11, and may be fastened with wiring constituting the battery system 1. . In this case, the wiring is a wiring for connection between the battery module 2 and the constituent elements of the battery system 1, and may be, for example, a wiring of 14-16 shown in FIG. 1. In FIG. 1, the first fastening part, the variable resistor, and the second fastening part of each of the plurality of bus bars BB1-BB9 use the same reference numerals '12', '11', and '13' for convenience of description. Shown.

도 1에서, 버스바(BB1)는 릴레이(30)와 배터리 팩(BP1)의 배터리 셀(Cell1)의 양극을 연결하는 구성으로, 버스바(BB1)의 제1 체결부(12)는 배선(14)에 연결되어 있고, 버스바(BB1)의 제2 체결부(13)는 배터리 팩(BP1)의 배터리 셀(Cell1)의 양극에 연결되어 있다. In FIG. 1, the bus bar BB1 is configured to connect the relay 30 and the positive electrode of the battery cell Cell1 of the battery pack BP1, and the first fastening part 12 of the bus bar BB1 is a wiring ( 14), and the second fastening part 13 of the bus bar BB1 is connected to the positive electrode of the battery cell Cell1 of the battery pack BP1.

버스바(BB2-BB8) 각각은 인접하는 두 배터리 셀을 연결하는 구성으로, 버스바(BB2-BB8) 각각의 제1 체결부(12)는 인접하는 배터리 셀(Cell1, Cell2, Celln-1 중 대응하는 하나)의 음극에 연결되어 있고, 버스바(BB2-BB8) 각각의 제2 체결부(13)는 인접하는 배터리 셀(Cell2, Cell3, Celln 중 대응하는 하나)의 양극에 연결되어 있다. Each busbar (BB2-BB8) is configured to connect two adjacent battery cells, and the first connection part 12 of each busbar (BB2-BB8) is one of the adjacent battery cells (Cell1, Cell2, Celln-1). It is connected to the negative electrode of the corresponding one), and the second fastening part 13 of each of the bus bars BB2-BB8 is connected to the positive electrode of an adjacent battery cell (corresponding one of Cell2, Cell3, and Celln).

버스바(BB9)는 전류 센서(40)와 배터리 팩(BP2)의 배터리 셀(Celln)의 음극을 연결하는 구성으로, 버스바(BB9)의 제1 체결부(12)는 배터리 팩(BP2)의 배터리 셀(Celln)의 음극에 연결되어 있고, 버스바(BB9)의 제2 체결부(13)는 배선(16)에 연결되어 있다. The bus bar BB9 is configured to connect the current sensor 40 and the negative electrode of the battery cell cell of the battery pack BP2, and the first fastening part 12 of the bus bar BB9 is the battery pack BP2. Is connected to the negative electrode of the battery cell Celln, and the second fastening part 13 of the bus bar BB9 is connected to the wiring 16.

도 3은 일 실시예에 따른 버스바의 저항을 조절하는 방법을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a method of adjusting resistance of a bus bar according to an exemplary embodiment.

먼저, ECU(100)와 BMS(3) 간의 형성된 통신 수단을 통해, BMS(3)는 ECU(100)로부터 차량 운전 정보(OSI)를 수신한다(S1).First, through a communication means formed between the ECU 100 and the BMS 3, the BMS 3 receives vehicle driving information OSI from the ECU 100 (S1).

BMS(3)의 메인 제어 회로(20)는 차량 운전 정보(OSI)에 기초해서 차량 운전 상태를 결정한다(S2).The main control circuit 20 of the BMS 3 determines the vehicle driving state based on the vehicle driving information OSI (S2).

메인 제어 회로(20)는 차량의 시동이 켜지지 않아 차량이 운전 중이지 않을 때(비 운전시), 복수의 버스바(BB1-BB9) 각각의 저항 값을 상대적으로 크게 제어한다(S3). 예를 들어, 가변 저항 제어 신호(RCS)를 디스에이블 상태로 하여, 스위칭 소자(SW1)가 턴 오프 상태로, 복수의 버스바(BB1-BB9)의 저항 값이 크다. 따라서 외부 단락이 발생하더라도 버스바(BB1-BB9)의 저항에 의해 전류 흐름이 억제되어, 발화, 폭발 등의 화재가 방지될 수 있다.The main control circuit 20 relatively largely controls the resistance values of each of the plurality of bus bars BB1 to BB9 when the vehicle is not driven (when not driving) because the vehicle is not started (S3). For example, the variable resistance control signal RCS is disabled, the switching element SW1 is turned off, and the resistance values of the plurality of bus bars BB1 to BB9 are large. Therefore, even if an external short circuit occurs, current flow is suppressed by the resistance of the bus bars BB1-BB9, so that fire such as ignition or explosion can be prevented.

메인 제어 회로(20)는 차량의 시동이 켜져 차량이 운전 중일 때, 복수의 버스바(BB1-BB9) 각각의 저항 값을 상대적으로 작게 제어한다(S4). 예를 들어, 가변 저항 제어 신호(RCS)를 인에이블 상태로 활성화하여 스위칭 소자(SW1)가 턴 온 상태로 되고, 복수의 버스바(BB1-BB9)의 저항 값이 작아진다. 그러면, 복수의 버스바(BB1-BB9)의 저항 값이 낮아져 배터리 모듈(2)에 흐르는 전류에 의한 소비 전력이 감소될 수 있다.The main control circuit 20 controls the resistance values of each of the plurality of bus bars BB1 to BB9 to be relatively small when the vehicle is started and the vehicle is driving (S4). For example, by activating the variable resistance control signal RCS in the enabled state, the switching element SW1 is turned on, and the resistance values of the plurality of bus bars BB1 to BB9 are decreased. Then, resistance values of the plurality of bus bars BB1 to BB9 are lowered, so that power consumption due to current flowing through the battery module 2 may be reduced.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and a form modified and improved by a person of ordinary skill in the field to which the present invention belongs is also the right of the present invention. Belongs to the range.

1: 배터리 시스템
2: 배터리 모듈
3: BMS
10: 셀 모니터링 IC
20: 메인 제어 회로
30: 릴레이
40: 전류 센서1: battery system
2: battery module
3: BMS
10: cell monitoring IC
20: main control circuit
30: relay
40: current sensor

Claims (10)

복수의 배터리 셀; 및
상기 복수의 배터리 셀 중 인접한 두 배터리 셀을 연결하는 버스바를 복수개 포함하고,
상기 복수의 버스바 각각은,
상기 인접한 두 배터리 셀 중 하나의 음극에 연결되는 일단을 포함하는 제1 체결부;
상기 인접한 두 배터리 셀 중 다른 하나의 양극에 연결되는 일단을 포함하는 제2 체결부; 및
상기 제1 체결부의 타단 및 상기 제2 체결부의 타단 사이에 연결되는 가변 저항을 포함하는,
배터리 모듈.A plurality of battery cells; And
Including a plurality of busbars connecting two adjacent battery cells among the plurality of battery cells,
Each of the plurality of bus bars,
A first fastening part including one end connected to a negative electrode of one of the two adjacent battery cells;
A second fastening part including one end connected to the other positive electrode of the two adjacent battery cells; And
Including a variable resistor connected between the other end of the first fastening part and the other end of the second fastening part,
Battery module. 제1항에 있어서,
상기 가변 저항은,
상기 배터리 모듈을 포함하는 차량이 운전 중일 때와 상기 차량이 운전 중이지 않을 때 각각에 대해 다른 저항 값을 가지는,
배터리 모듈.The method of claim 1,
The variable resistor is,
Having different resistance values for when the vehicle including the battery module is driving and when the vehicle is not driving,
Battery module. 제2항에 있어서,
상기 가변 저항은,
상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에 연결된 제1 저항; 및
상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에 직렬 연결된 제2 저항 및 스위칭 소자를 포함하고,
상기 차량이 운전 중이지 않을 때 상기 스위칭 소자가 턴 오프 되고, 상기 차량이 운전 중일 때 상기 스위칭 소자가 턴 온 되는,
배터리 모듈.The method of claim 2,
The variable resistor is,
A first resistor connected between the first fastening part and the second fastening part; And
A second resistor and a switching element connected in series between the first fastening part and the second fastening part,
The switching element is turned off when the vehicle is not driving, and the switching element is turned on when the vehicle is driving,
Battery module. 차량에 적용된 배터리 모듈을 관리하는 시스템에 있어서,
복수의 배터리 셀, 및 상기 복수의 배터리 셀 중 인접한 두 배터리 셀을 연결하는 버스바를 복수개 포함하는 배터리 모듈; 및
상기 복수의 버스바 각각의 저항을 상기 차량의 운전 상태에 따라 다르게 제어하는 배터리 관리 시스템을 포함하는,
배터리 시스템.In the system for managing the battery module applied to the vehicle,
A battery module including a plurality of battery cells and a plurality of bus bars connecting two adjacent battery cells among the plurality of battery cells; And
Including a battery management system for controlling the resistance of each of the plurality of bus bars differently according to the driving state of the vehicle,
Battery system. 제4항에 있어서,
상기 배터리 관리 시스템은,
상기 복수의 버스바 각각의 저항 값을, 상기 차량이 운전 중일 때 보다 상기 차량이 운전 중이지 않을 때 높게 조절하는,
배터리 시스템.The method of claim 4,
The battery management system,
Adjusting the resistance value of each of the plurality of bus bars higher when the vehicle is not driving than when the vehicle is driving,
Battery system. 제5항에 있어서,
상기 복수의 버스바 각각은,
상기 인접한 두 배터리 셀 중 하나의 음극에 연결되는 일단을 포함하는 제1 체결부;
상기 인접한 두 배터리 셀 중 다른 하나의 양극에 연결되는 일단을 포함하는 제2 체결부; 및
상기 제1 체결부의 타단 및 상기 제2 체결부의 타단 사이에 연결되는 가변 저항을 포함하는,
배터리 시스템.The method of claim 5,
Each of the plurality of bus bars,
A first fastening part including one end connected to a negative electrode of one of the two adjacent battery cells;
A second fastening part including one end connected to the other positive electrode of the two adjacent battery cells; And
Including a variable resistor connected between the other end of the first fastening part and the other end of the second fastening part,
Battery system. 제6항에 있어서,
상기 가변 저항은,
상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에 연결된 제1 저항; 및
상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에 직렬 연결된 제2 저항 및 스위칭 소자를 포함하고,
상기 차량이 운전 중이지 않을 때 상기 스위칭 소자가 턴 오프 되고, 상기 차량이 운전 중일 때 상기 스위칭 소자가 턴 온 되는,
배터리 시스템.The method of claim 6,
The variable resistor is,
A first resistor connected between the first fastening part and the second fastening part; And
A second resistor and a switching element connected in series between the first fastening part and the second fastening part,
The switching element is turned off when the vehicle is not driving, and the switching element is turned on when the vehicle is driving,
Battery system. 복수의 배터리 셀, 및 상기 복수의 배터리 셀 중 인접한 두 배터리 셀을 연결하는 버스바를 복수개 포함하는 배터리 시스템을 관리하는 방법에 있어서,
상기 배터리 시스템을 포함하는 차량의 운전 정보를 수신하는 단계; 및
상기 차량의 운전 정보에 따라 상기 복수의 버스바의 저항을 다르게 제어하는 단계를 포함하는,
배터리 관리 방법.A method for managing a battery system including a plurality of battery cells and a plurality of bus bars connecting two adjacent battery cells among the plurality of battery cells,
Receiving driving information of a vehicle including the battery system; And
Including the step of differently controlling resistance of the plurality of bus bars according to the driving information of the vehicle,
How to care for the battery. 제8항에 있어서,
상기 차량의 운전 정보에 따라 상기 복수의 버스바의 저항을 다르게 제어하는 단계는,
상기 복수의 버스바 각각의 저항 값을, 상기 차량이 운전 중일 때 보다 상기 차량이 운전 중이지 않을 때 높게 조절하는 단계를 포함하는,
배터리 관리 방법.The method of claim 8,
Differently controlling the resistances of the plurality of bus bars according to the driving information of the vehicle,
Including the step of adjusting the resistance value of each of the plurality of bus bars higher when the vehicle is not driving than when the vehicle is driving,
How to care for the battery. 제9항에 있어서,
상기 차량의 운전 정보에 따라 상기 복수의 버스바의 저항을 다르게 제어하는 단계는,
상기 복수의 버스바 각각의 저항을 조절하는 신호를 상기 복수의 버스바 각각에 전달하는 단계를 더 포함하는,
배터리 관리 방법.The method of claim 9,
Differently controlling the resistances of the plurality of bus bars according to the driving information of the vehicle,
Further comprising transmitting a signal for adjusting resistance of each of the plurality of bus bars to each of the plurality of bus bars,
How to care for the battery.
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