KR20210044029A - 운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 방법 및 시스템 - Google Patents

운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 방법 및 시스템 Download PDF

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이범희
강수원
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Abstract

본원 발명은 개별 팩을 구성하는 전지셀의 내부 저항, 전지팩의 전장 부품의 저항 및 전압을 고려하여 돌입전류 허용치 및 전지팩의 최대 전압 편차를 고려한 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 방전방법 및 장치에 관한 것으로 전지팩간 전압차에 의한 순간적으로 많은 전류가 흐르는 현상인 돌입전류(Inrush current)을 해소할 수 있는 효과가 있다.

Description

운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 방법 및 시스템{Energy Balancing Method in Parallel Battery Packs using Energy Difference before Operation between Multi-Packs Comprising the Same and the Control System Thereof}
본원 발명은 운행전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 방법 및 장치에 대한 것이다. 보다 상세하게는 운행 전에 개별 팩을 구성하는 전지셀의 내부 저항을 측정하여 자연방전양을 예측한 후, 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 방법 및 장치에 관한 것이다.
모바일 기기나 가전제품 외에도 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV)의 개발로 리튬 이차전지에 대한 수요는 계속 늘어날 전망이다. 안정성이 및 에너지 밀도가 높고 수명 또한 긴 전고체전지는 리튬 이차전지에 있어서 새로운 시장을 가능케하는 기술이다.
이러한 이차전지는 휴대 단말 등의 배터리로 구현되는 경우는 반드시 그러하지 않을 수 있으나, 상기와 같이 전기 차량 또는 에너지 저장원 등에 적용되는 배터리는 통상적으로 단위 이차전지 셀(cell)이 복수 개 집합되는 형태로 사용되어 고용량 환경에 적합성을 높이게 된다. 또한 이차전지는 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 복수 개의 이차전지가 직렬/병렬 등으로 연결되는 멀티 모듈 구조를 가지는 이차전지 팩(pack)이 보편적으로 이용되고 있다.
기존 승용 전기차 배터리는 셀과 모듈이 모두 직렬로 연결된 팩 구조를 사용했으며 이에 승용 전기차에서 요구되는 구동 파워와 주행 기대 거리를 충족시키는 데에 문제가 없었기 때문이다.
고출력 대용량의 상용 전기 트럭 등은 다수의 전지팩으로 구성되며, 각각의 전지팩에는 복수개의 이차전지 셀 또는 이차전지 모듈(module)이 포함되어 있다. 상기 각 배터리 유닛(Battery Unit)의 부하에 대한 전력 공급 제어, 전류 또는 전압 등의 전기적 특성 값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge)의 추정 등의 기능을 하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)이 추가적으로 포함되어 구성된다.
그러나, 고출력 대용량의 상용 전기 트럭을 운행하기 위한 배터리는 대규모의 구동 파워와 에너지를 요구하는데, 기존의 직렬 전지팩 구성은 이 요구를 충족시키기는 어려운 상황이다.
따라서 전지팩을 병렬로 연결하여 파워와 에너지 총량을 높이는 방안이 검토되었으며, 이러한 병렬 전지팩 시스템은 충전과 방전에 있어서 에너지 불균형 문제가 있어 이를 해결하기 다양한 제어로직의 에너지 충전 및 방전 전략이 요구된다.
일본공개특허 제2013-179780호에서는 복수의 이차전지로 구성되는 복수의 배터리 팩이 병렬로 접속되어 균등화를 수행을 개시하고 있다. 그러나, 전지팩의 내부 저항을 측정하여 소정 시간 후 자연방전 양을 예측하고, 자연 방전이 적게 일어날 전지팩을 강제 방전시켜 전지팩 간 에너지 차이를 조정하는 밸런싱 방법을 적용한 병렬 전지팩 시스템에 대해서는 개시된 바 없다.
한국공개특허 제2014-0138067호에서는 마스터 BMS를 포함하는 복수의 배터리 랙과 상기 배터리 랙에 포함되고, 서로 직렬로 연결되는 배터리 팩 및 상기 배터리 팩의 충전 및 방전을 관리하는 복수의 슬레이브 BMS를 개시하고 있다. 그러나, 전지팩의 내부 저항을 측정하여 소정 시간 후 자연방전 양을 예측하고, 자연 방전이 적게 일어날 전지팩을 강제 방전시켜 전지팩 간 에너지 차이를 조정하는 밸런싱 방법을 적용한 병렬 전지팩 시스템에 대해서는 개시된 바 없다.
WO공개특허 제2012-143996호에서는 복수의 이차전지로 구성되는 배터리 팩을 이용한 전원 장치의 균등화 방법에 있어서, 내부 저항 추정 수단으로 추정된 단전지의 내부 저항 크기에 따라, 단전지가 방전된 이후 SOC 감소량을 방전량을 단전지마다 산출하고, 산출된 방전량에 기초하여 복수의 단전지를 각각 방전하는 방전 회로가 개시되어 있다. 그러나 운행하기 전에 전지팩의 내부 저항을 측정하여 소정 시간 후 자연방전 양을 예측하고, 자연 방전이 적게 일어날 전지팩을 강제 방전시켜 전지팩 간 에너지 차이를 조정하는 밸런싱 방법을 적용한 병렬 전지팩 시스템에 대해서는 개시된 바 없다.
한국공개특허 제2015-0137678호에서는 배터리에 포함된 복수의 셀의 전압을 측정하고, 상기 복수의 셀의 밸런싱을 수행하는 밸런싱부를 더 포함하고, 상기 밸런싱부는, 상기 배터리 제어부가 웨이크업되는 동안, 상기 배터리 제어부의 제어에 의하여 상기 복수의 셀의 밸런싱을 수행하는, 배터리 관리 장치가 개시되어 있다. 그러나, 전지팩의 내부 저항을 측정하여 소정 시간 후 자연방전 양을 예측하고, 자연 방전이 적게 일어날 전지팩을 강제 방전시켜 전지팩 간 에너지 차이를 조정하는 밸런싱 방법을 적용한 병렬 전지팩 시스템에 대해서는 개시된 바 없다.
기존 승용 전기차 배터리는 셀과 모듈이 모두 직렬로 연결된 팩 구조를 사용했고 구동 파워와 주행 기대 거리를 충족시키는 데에 문제가 없었기 때문이다.
그러나 고출력 대용량의 상용 전기 트럭을 움직이기 위한 배터리는 대규모의 구동 파워와 에너지를 요구하는데, 기존의 직렬 배터리는 이 요구를 만족시키기 어려워 전지팩을 병렬로 연결하여 파워와 에너지 총량을 높이는데, 특히, 운행이 종료된 경우 및 운행 전의 병렬 전지팩 시스템은 충전과 방전에 있어서 에너지 불균형 문제에 직면하게 되어 이 문제를 해결하기 위한 다양한 로직의 에너지 충전 및/또는 방전 전략의 요구에 대응할 수 있는 운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 방법 및 시스템과 같이 해당 문제를 인식하고 이러한 문제를 해결하기 위한 방안을 제시한 경우가 없다.
일본공개특허 제2013-179780호 한국공개특허 제2014-0138067호 WO공개특허 제2012-143996호 한국공개특허 제2015-0137678호
본원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 운행 전에 개별 팩을 구성하는 전지셀의 내부 저항을 측정하여 자연방전양을 예측한 후, 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 전지팩 간 최대 전압 편차를 고려하여 운행전에 전지팩 간 밸런싱을 수행하기 위한 전지셀의 내부 저항을 측정하여 자연방전양을 예측한 후, 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 전지팩; 상기 전지팩은 직렬 또는 병렬로 연결된 M개(M은 2이상의 자연수)의 모듈; 상기 모듈은 직렬 또는 병렬로 연결된 C개(C은 2이상의 자연수)의 셀; 상기 모듈을 제어하는 모듈모니터링제어기(CMC, Cell Module Monitoring Controller); 및 상기 전지팩을 제어하는 고전압모니터링제어기(HBMC, High Voltage Balance Monitoring Controller);를 포함하고, 상기 복수의 전지팩을 포함하는 시스템을 제어하는 마스터 BMS; 상기 마스터 BMS는 상기 고전압모니터링제어기 또는 상기 모듈모니터링제어기가 측정한 상기 셀의 내부저항 값을 전송받고, 상기 전지팩에 포함된 상기 셀의 소정 시간후 자연방전양을 예측하여 상기 전지팩을 강제방전시키는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템을 제공할 수 있다.
또한 상기 마스터 BMS는 상기 전지팩 중 자연방전양이 가장 적은 전지팩부터 컨텍터(Contactor)를 붙여 강제방전시킬 수 있다.
또한, 상기 전지팩간 최대 전압 편차(Maximum Voltage Deviation)는 10V이며, 10V 이상의 전압 차를 가지는 상기 전지팩만 상기 컨텍터를 붙여 강제방전시킬 수 있다.
또한, 상기 강제방전이 진행되는 상기 전지팩과 컨텍터를 붙이지 않은 상기 전지팩의 전압값이 소정의 범위안에 들어오면 상기 컨텍터를 떼어 강제방전을 종료할 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS, 상기 고전압모니터링제어기, 및 상기 모듈모니터링제어기를 통한 제어는 CAN(Controller area network) 통신을 이용하여 전송되어 강제방전할 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS;는 상기 내부 저항 값으로 계산된 자연 방전양에 의해 제어신호를 판단하여 주기적으로 상기 고전압모니터링제어기;에 상기 제어신호를 전송하기 위하여 상기 고전압모니터링제어기로부터 소정의 상태정보를 주기적으로 전송받아 강제방전할 수 있다.
또한, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 전지팩; 상기 전지팩은 직렬 또는 병렬로 연결된 M개(M은 2이상의 자연수)의 모듈; 상기 모듈은 직렬 또는 병렬로 연결된 C개(C은 2이상의 자연수)의 셀; 상기 모듈을 제어하는 모듈모니터링제어기(CMC, Cell Module Monitoring Controller); 및 상기 전지팩을 제어하는 고전압모니터링제어기(HBMC, High Voltage Balance Monitoring Controller);를 포함하고, 상기 복수의 전지팩을 포함하는 시스템을 제어하는 마스터 BMS; 상기 마스터 BMS는 주기적으로 RTC에 의해 상기 고전압모니터링제어기 또는 상기 모듈모니터링제어기가 측정한 상기 전지팩의 소정 데이터를 전송받고, 상기 전지팩 별 에너지양을 계산하여 상기 전지팩 간 밸런싱을 수행하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS는 상기 전지팩 중 상기 전지팩의 평균 에너지양을 중심으로 근접한 2개의 전지팩에 컨텍터(Contactor)를 붙여 밸런싱을 수행할 수 있다.
또한, 상기 소정 데이터는 상기 전지팩의 전압값이며, 전지팩간 최대 전압 편차(Maximum Voltage Deviation)는 10V이며, 10V 이상의 전압 차를 가지는 상기 전지팩은 추가로 상기 컨텍터를 붙여 밸런싱을 수행할 수 있다.
또한, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 전지팩;을 방전하는 전지팩 시스템 제어방법에 있어서, 상기 전지팩을 제어하는 고전압모니터링제어기; 상기 전지팩은 직렬 및/또는 병렬로 연결된 M개(M은 2이상의 자연수)의 전지모듈; 상기 전지모듈은 직렬 및/또는 병렬로 연결된 C개(C는 2이상의 자연수)의 전지셀; 및 상기 전지팩 시스템을 제어 하는 마스터 BMS;를 포함하고, 상기 마스터 BMS는 상기 고전압모니터링제어기로부터 소정의 상태정보를 전송받는 제1단계(S-100); 및 상기 마스터 BMS는 복수의 상기 전지팩의 상기 상태정보를 이용하여 개별백의 저항을 계산하여 자연방전양을 예측하는 제2단계(S-200); 및 상기 마스터 BMS는 기준치 이상의 저항을 가진 전지팩을 선별하는 제3단계(S-300)를 포함하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS는 복수의 상기 전지팩 중 자연방전양이 가장 적은 전지팩부터 컨택터를 붙여 강제방전시키는 제4단계(S-400); 상기 마스터 BMS는 상기 개별 전지팩의 전압값을 실시간으로 전송받는 제5단계(S-500); 및 상기 마스터 BMS는 상기 개별 전지팩의 전압값이 소정의 최대 전압 편차에 있는지를 판단하는 제6단계(S-600)을 포함할 수 있다.
또한, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 전지팩;을 방전하는 전지팩 시스템 제어방법에 있어서, 상기 전지팩을 제어하는 고전압모니터링제어기; 상기 전지팩은 직렬 및/또는 병렬로 연결된 M개(M은 2이상의 자연수)의 전지모듈; 상기 전지모듈은 직렬 및/또는 병렬로 연결된 C개(C는 2이상의 자연수)의 전지셀; 및 상기 전지팩 시스템을 제어하는 마스터 BMS;를 포함하고, 상기 마스터 BMS는 주기적으로 RTC에 의해 상기 고전압모니터링제어기로부터 소정의 상태정보를 전송받는 제1 절차(P-100); 및 상기 마스터 BMS는 복수의 상기 전지팩의 상기 상태정보를 이용하여 개별백의 최대, 최소 및 평균 전압값을 계산하는 제2 절차(P-200); 및 상기 마스터 BMS는 상기 평균 전압값에 가장 근접한 2개의 전지팩에 컨택터를 붙여 밸런싱을 수행하는 제3 절차(P-300)를 포함하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS는 상기 개별 전지팩의 전압값을 실시간으로 전송받는 제4 절차(P-400); 및 상기 마스터 BMS는 상기 개별 전지팩의 전압값이 소정의 최대 전압 편차에 있는지를 판단하는 제5 절차(P-500)를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 방법 및 시스템은 방전시 전지팩간 에너지 불균형을 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량 운행시 전지팩의 릴레이가 연결되는데, 이때 전지팩간 전압차에 의한 순간적으로 많은 전류가 흐르는 현상인 돌입전류(Inrush current)을 해소할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 단일 전지팩의 시스템 구조도이다.
도 2는 종래의 병렬로 연결된 전지팩의 시스템 구조도이다.
도 3은 종래의 고출력 대용량 전지팩의 돌입전류에 따른 컨텍터 손상도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬로 연결된 고출력 대용량 전지팩에 돌입전류 방지를 위한 전압 계산 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자연방전양을 고려한 운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 RTC를 이용한 운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자연방전양을 고려한 운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 RTC를 이용한 운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 본원발명을 보다 자세히 설명한다.
도 1은 종래의 단일 전지팩의 시스템 구조도이다.
도 2는 종래의 병렬로 연결된 전지팩의 시스템 구조도이다.
하나의 전지팩 시스템 내에서는 수십에서 수백 개 수준의 이차전지 셀 또는 이차전지 모듈이 포함되어있고, 이러한 전지팩 시스템의 운용에 있어서는 전지셀 또는 전지모듈 단위에서 전압, 전류, 온도, 충전량(SOC) 등을 지속적으로 모니터 해야 할 필요성이 있는데, CAN(Controller Area Network)통신을 기반으로 복수의 전지셀을 포함하는 전지모듈을 관리하는 모듈제어유닛(Cell Module Monitoring Controller, CMC)를 포함할 수 있다. 상기 모듈제어유닛은 각 전지셀의 전압, 모듈의 온도 등을 센싱하는 기능을 수행한다.
상기 모듈제어유닛을 포함하는 전지모듈을 복수개 포함하여 구성된 전지팩은 전지팩의 전압, 전류을 센싱하고 커넥터, 릴레이 등을 제어하는 전지팩제어유닛(High Voltage Battery Monitoring Controller, HBMC)를 포함할 수 있다. 상기 전지팩제어유닛을 포함하는 복수의 전지팩은 마스터 BMS(Battery Management System)의 제어를 받을 수 있다.
상기 마스터 BMS는 배터리 유닛 전체의 부하에 대한 전력 공급제어, 전류 또는 전압 등의 전기적 특성 값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화 제어, SOC 추정등을 할 수 있다.
상기 모듈제어유닛, 전지팩제어유닛 및 마스터 BMS간에는 상호 정보교환이 이뤄질 수 있다.
(비교예)
도1의 기존 개별팩을 살펴보면, 1개의 개별팩은 복수개의 모듈로 구성되고 각 모듈당 상기 모듈제어유닛이 구성되며, 개별팩당 1개의 전지팩제어유닛을 포함하여 형성될 수 있다.
도2를 참고하면, 상기 도1의 개별팩이 5개로 구성되어 통합 전지팩 시스템을 구성할 수 있고, 전기트럭과 같은 부하와 연결되는 정션박스를 포함하는 상기 통합 전지팩을 제어하는 마스터 BMS를 포함할 수 있다.
종래 차량용 배터리 시스템은 용량과 관련하여 문제가 없었기 때문에 하나의 배터리 팩을 사용하는 경우가 많았으며 차량 제조사에서도 이러한 용량만을 고려하여 표준화된 배터리 팩을 제조하여 사용하고 있는 실정이다.
종래의 1개의 배터리 팩이 적용된 차량인 경우에도 배터리 팩을 차량과 연결하기 위한 릴레이가 있으며, 통상적으로 자동차를 운행하지 않을 경우에는 안전을 위해서 배터리 팩의 양극과 음극 모두 릴레이를 사용하여 전원을 차단하고 있었다.
그러나 본원 발명의 고출력 대용량의 전기트럭의 경우, 단일 배터리 팩으로는 부하 요구량을 감당할 수 없어 복수의 배터리 팩을 병렬로 연결하여 통합팩을 구성하여 부하에 대응하고 있다.
이러한 차량의 시동을 걸 경우, 배티러 팩의 릴레이를 연결하게 되는데, 이때 차량 내의 배터리(납축 전지 등)와의 전압 차이로 인해서 순간적으로 많은 전류가 흐르는 돌입전류(Inrush current)현상이 발생할 수 있다. 또한 1개의 배터리 팩이라도 내부적으로는 여러개의 전지가 병렬로 연결되기 때문에, 병렬 연결에 따른 저항 감소로 회로가 연결될 경우 순간적으로 많은 전류가 흐를 수 있다.
차량과 배터리 팩 사이에 충전을 할 수 있는 캐패시터 등을 장착하여 배터리 팩과 차량 사이의 전위차를 줄이는 기술이 알려져 있다. 전지팩 간의 연결을 위한 릴레이에 병결로 연결되며, 상기 병렬 릴레이는 주로 양극에만 부가하고 있고 음극은 전위 차가 없기 때문에 그라운드로 연결되어 있다.
최근 전기트럭 등에도 배터리 팩이 사용되는데, 트럭의 경우 용량이 큰 배터리 팩이 필요하나, 이미 표준화된 배터리 팩으로 인해서, 여러 개의 배터리 팩을 묶어서 사용하는 경우가 많으며 전기트럭에 사용하기 위해서는 통상적으로 최소 3개의 배터리 팩이 동시에 연결되어야 하며 이를 위해서 5개의 배터리 팩을 사용하고 있고 상기 배터리 팩 사이는 기본적으로 병렬로 연결된다. 5개의 병렬로 연결된 배터리 팩은 각각 양극과 음극에 릴레이가 있어 총 10개 릴레이가 병결로 연결된 팩은 하나의 통합 전원에 연결된다.
이러한 전기트럭이 운행하게 되면, 안전을 위해서 분리가 되어 있던 상기 10개의 릴레이가 연결되고, 릴레이 연결될 때 각 배터리 팩마다 용량 또는 전압이 달라서 용량이 낮은 배터피 팩으로 갑자기 많은 전류가 흐르게 되는 돌입전류 현상이 발생할 수 있다. 이는 또한 전지셀이 가지고 있는 내부 저항이 병렬로 연결되어 내부 저항이 1/n으로 감소하였기 때문이다.
전지 내부저항은 전지의 임피던스를 측정하고 이를 가상의 전지 모델에 피팅하여 내부 저항 값을 추산하고 있다. 즉, 자동차용 배터리 팩의 용량이 매우 크기 때문에 순간적인 고전류는 금속(기계적인 형태의)의 릴레이 연결부를 녹이는 결과를 야기하기도 한다. 도 3은 종래의 고출력 대용량 전지팩의 돌입전류에 따른 컨텍터 손상도이다.
대부분의 배터리를 포함하는 시스템에서 커패시터는 전원 레일에 전압 강하가 없도록 설계 전체에 배치됩니다. 설계한 제품에 전원이 처음 공급되면 배치한 커패시터를 충전하게 되면서, 돌입 전류가 정격 부하 전류를 초과할 수 있으며 이러한 돌입 전류는 PCB 패턴뿐만 아니라 보드 커넥터의 전류 운반 능력을 초과 할 수 있어 커넥터 및 PCB 패턴이 손상될 수 있다.
도 3은 전압 차가 존재하는 배터리 및 충전소스의 결합 또는 병렬 팩의 결합 시 문제가 되는 컨텍터의 손상도이다. 주요 문제는 컨텍터가 용접한것과 같이 붙는 컨텍터 웰딩(Contactor Welding)현상이며, 문제의 원인은 컨텍터의 물리적인 한계 때문이다. 컨텍터의 접점의 단면은 완벽한 평면이 아니고 따라서 미세하게 일부 접점부터 붙이면서 아크가 발생하게 된다. 배터리 팩의 전원을 켜고 끄는 컨텍터가 웰딩되면, 위급 상황에서 컨텍터를 열지 못하는 위험이 발생할 수 있다.
배터리를 이용한 전원 공급 장치를 사용하여 부하에 전압을 공급하는 경우, 장치가 동작하기 시작하면, 전원 공급 장치가 조정된 전압까지 상승한다. 전압이 증가함에 따라, 전류의 돌입전류가 아직 충전이 완료되지 않은 커패시터로 흐르게 되고 돌입전류는 용량성 부하가 전력 계통에서 존재할 때 생성 될 수 있으며, 지정된 전압까지 충전되기 전까지 나타나게 된다. 커패시터로 유입되는 돌입 전류의 양은 아래의 수식과 같다.
Figure pat00001
이때 수식에 나타낸 각각의 값은 다음과 같다.
· IINRUSH : 커패시턴스로 인한 돌입 전류의 양
· CLOAD : 총 커패시턴스
· dV : 장치 최초 기동 중 전압 변화
· dt : 장치가 최초 기동 하는 동안에 전압이 상승하는 상승 시간
과도 전압 강하를 줄이기 위해 장치 전체의 커패시턴스를 증가시키면 증가된 커패시턴스를 충전함으로써 발생하는 돌입 전류가 증가한다.
돌입전류는 부하 커패시턴스의 전압 상승 시간을 늘리고 커패시터가 충전되는 속도를 느리게 함으로써 줄일 수 있다. 돌입전류를 줄이기 위해서는 용량성 부하가 충전되는 시간을 길게 하며, 이때 전압도 함께 천천히 상승할 수 있도록 하면 원하는 만큼 돌입전류를 감소시킬 수 있으며 이 때 적용가능한 방식은 소프트 시작(Soft Start) 기능이 있는 정전압 레귤레이터의 사용, 하이사이드(High Side) 스위치 제어 방식의 적용, 통합형 로드 스위치의 적용 및 돌입전류 제한용 저항회로 사용하는 것이다.
이하에서는, 본원 발명의 실시예를 참조하여 설명하지만, 이는 본원 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본원 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
본원 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬로 연결된 고출력 대용량 전지팩에 돌입전류 방지를 위한 전압 계산 회로도이다.
(실시예)
전지팩을 구성하는 전지셀에 흐르는 순간적인 전류에 대해서는 AC-IR 저항을 고려하여 , M50U 전지셀의 경우 21.6 mOhm의 저항값을 갖는다.
최악의 상황을 위해 MSD, 와이어, 컨텍터 저항은 0 Ohm으로 가정한다. 상기 가정은 초기 샘플 기준이며 필요하다면 실제 측정 저항값을 반영할 수 도 있음은 자명하다.
컨텍터의 수명을 보증하는 한계 전압과 전류의 70% 이하가 걸리도록 최대 허용 전류를 가정할 수 있으며 본 시스템의 경우 최대 허용 전류는 70A로 가정하였다.
옴의 법칙에 의해 전지팩간 최대 전압 편차는 10V로 결정하고 10V 이내의 전압 차를 가지는 팩만 붙이도록 회로를 설계하였으며 전지팩을 거듭해서 붙일수록 합성 저항 값이 커지므로, 돌입전류는 줄어들 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자연방전양을 고려한 운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 개념도이다.
돌입전류는 전지팩의 에너지가 많은 것과 적은 것이 만날 때, 순간적으로 흐르는 전류로 본 실시예에서는 정의되며 충전 시에는 전지팩의 에너지가 적게 남은 전지팩부터 컨텍터를 붙일 수 있다. 방전 시에는 차량 구동에 있어서 필요한 최소 에너지 확보를 위해 에너지가 많이 남은 전지팩부터 컨텍터를 붙일 수 있다.
특성이 다른 전지셀을 포함한 전지팩은 각기 다른 크기의 내부 저항을 가진다. 내부 저항의 크기가 클수록 자연 방전이 크게 일어나는 점에 착안하며, 저항이 작게 측정된 전지팩의 CMC를 일정시간 동안 켜 놓아 강제로 에너지 소모를 일어나게 만든다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 RTC를 이용한 운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 개념도이다.
전지팩 시스템이 슬립(Sleep)모드에서 주기적으로 깨어나서 개별 전지팩의 전압을 측정한 후, 상대적으로 에너지가 많은 전지팩과 적은 전지팩을 연결하여 에너지를 균등하게 맞춰 주는 밸런싱을 수행하는 로직이다.
추가적으로 기존 단일 전지팩에서 사용했던 전지셀 단위 밸런싱 로직을 그대로 차용하여 뱅크(BANK) 단위로 밸런싱을 수행할 수 있다. 즉, 에너지가 적게 남은 뱅크를 기준으로 높은 뱅크의 에너지를 열로 소모하도록 스위칭 회로를 포함하여 회로를 구성할 수 있다.
병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 전지팩; 상기 전지팩은 직렬 또는 병렬로 연결된 M개(M은 2이상의 자연수)의 모듈; 상기 모듈은 직렬 또는 병렬로 연결된 C개(C은 2이상의 자연수)의 셀; 상기 모듈을 제어하는 모듈모니터링제어기(CMC, Cell Module Monitoring Controller); 및 상기 전지팩을 제어하는 고전압모니터링제어기(HBMC, High Voltage Balance Monitoring Controller);를 포함하고, 상기 복수의 전지팩을 포함하는 시스템을 제어하는 마스터 BMS; 상기 마스터 BMS는 상기 고전압모니터링제어기 또는 상기 모듈모니터링제어기가 측정한 상기 셀의 내부저항 값을 전송받고, 상기 전지팩에 포함된 상기 셀의 소정 시간후 자연방전양을 예측하여 상기 전지팩을 강제방전시키는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템일 수 있다.
상기 마스터 BMS는 상기 전지팩 중 자연방전양이 가장 적은 전지팩부터 컨텍터(Contactor)를 붙여 강제방전시킬 수 있다.
상기 전지팩의 에너지는 상기 전지팩의 전압값으로 결정할 수 있다.
상기 전지팩의 전압센서로부터 전압값을 수신한 상기 BMS는 상기 복수의 전지팩간의 에너지양을 판단할 수 있다.
상기 전지셀의 내부 저항과 상기 전지팩 내부의 전장 부품 저항, 상기 전지팩의 전압을 고려하여 돌입전류(Inrush current) 허용치를 계산할 수 있다.
그리고 컨텍터(Contactor)를 붙일 때는 상기 셀의 내부저항이 작아서 자연방전이 가장 적게 일어날 것으로 예측되는 상기 셀을 포함하는 상기 전지팩을 한정하여 상기 컨텍터를 붙일 수 있다.
상기 전지팩간 최대 전압 편차(Maximum Voltage Deviation)는 10V이며, 10V 이상의 전압 차를 가지는 상기 전지팩만 상기 컨텍터를 붙여 강제방전시킬 수 있다.
상기 전지팩간 최대 전압 편차는 20V일 수 있으며, 바람직하게는 15V일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 10V일 수 있다.
상기 최대 전압 편차를 벗어나면 컨텍터의 수명을 보증하는 한계 전압 및 전지팩의 전류가 70%이하가 걸리지 않을 수 있다.
상기 강제방전이 진행되는 상기 전지팩과 컨텍터를 붙이지 않은 상기 전지팩의 전압값이 소정의 범위안에 들어오면 상기 컨텍터를 떼어 강제방전을 종료할 수 있다.
상기 방전을 위해 상기 컨텍터를 붙이는 전압값은 5V 내지 20V 일 수 있다
상기 마스터 BMS, 상기 고전압모니터링제어기, 및 상기 모듈모니터링제어기를 통한 제어는 CAN(Controller area network) 통신을 이용하여 전송될 수 있다.
상기 마스터 BMS;는 상기 내부 저항 값으로 계산된 자연 방전양에 의해 제어신호를 판단하여 주기적으로 상기 고전압모니터링제어기;에 상기 제어신호를 전송하기 위하여 상기 고전압모니터링제어기로부터 소정의 상태정보를 주기적으로 전송받을 수 있다.
상기 소정의 상태정보는 상기 전지모듈 및 전지셀에 설치된 센서로부터 수집될 수 있다.
상기 소정의 상태정보는 상기 전지모듈의 전압, 전류, 온도 데이터 일 수 있다.
상기 소정의 상태정보는 상기 전지셀의 전압, 전류, 온도 데이터 일 수 있다.
상기 전압, 전류, 온도데이터를 센싱하기 위한 센싱유닛은 상기 전지모듈 및 상기 전지셀에 형성될 수 있음은 자명하다.
병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 전지팩; 상기 전지팩은 직렬 또는 병렬로 연결된 M개(M은 2이상의 자연수)의 모듈; 상기 모듈은 직렬 또는 병렬로 연결된 C개(C은 2이상의 자연수)의 셀; 상기 모듈을 제어하는 모듈모니터링제어기(CMC, Cell Module Monitoring Controller); 및 상기 전지팩을 제어하는 고전압모니터링제어기(HBMC, High Voltage Balance Monitoring Controller);를 포함하고, 상기 복수의 전지팩을 포함하는 시스템을 제어하는 마스터 BMS; 상기 마스터 BMS는 주기적으로 RTC에 의해 상기 고전압모니터링제어기 또는 상기 모듈모니터링제어기가 측정한 상기 전지팩의 소정 데이터를 전송받고, 상기 전지팩 별 에너지양을 계산하여 상기 전지팩 간 밸런싱을 수행하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템일 수 있다.
마스터 BMS는 상기 전원오프 지속시간이 소정시간, 예를 들어 1시간 이상인지를 체크한다. 상기 전원오프 지속시간의 측정은 마스터 BMS에 내장되거나 외부에 장착되는 RTC(Real Time Clock)를 이용한다. 상기 전원오프 지속시간이 소정시간이면, 전지팩이 충분히 안정되었다는 것으로 판단하여 전지팩의 전압을 측정하여 에너지양을 산출한다.
상기 마스터 BMS는 상기 전지팩 중 상기 전지팩의 평균 에너지양을 중심으로 근접한 2개의 전지팩에 컨텍터(Contactor)를 붙여 밸런싱을 수행할 수 있다.
상기 전지팩의 에너지는 상기 전지팩의 전압값으로 결정할 수 있다.
상기 전지팩의 전압센서로부터 전압값을 수신한 상기 BMS는 상기 복수의 전지팩간의 에너지양을 판단할 수 있다.
상기 전지셀의 내부 저항과 상기 전지팩 내부의 전장 부품 저항, 상기 전지팩의 전압을 고려하여 돌입전류(Inrush current) 허용치를 계산할 수 있다.
상기 소정 데이터는 상기 전지팩의 전압값이며, 전지팩간 최대 전압 편차(Maximum Voltage Deviation)는 10V이며, 10V 이상의 전압 차를 가지는 상기 전지팩은 추가로 상기 컨텍터를 붙여 밸런싱을 수행할 수 있다.
상기 전지팩간 최대 전압 편차는 20V일 수 있으며, 바람직하게는 15V일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 10V일 수 있다.
상기 최대 전압 편차를 벗어나면 컨텍터의 수명을 보증하는 한계 전압 및 전지팩의 전류가 70%이하가 걸리지 않을 수 있다.
상기 방전이 진행됨에 따라 컨텍터를 붙이지 않은 상기 전지팩의 전압값이 소정의 범위안에 들어오면 상기 컨텍터를 붙여 방전하는 전지팩 시스템일 수 있다.
상기 방전을 위해 상기 컨텍터를 붙이는 전지팩의 전압값은 5V 내지 20V 일 수 있으며, 바람직하게는 10V이다. 상기 전압값의 범위를 벗어나면 방전 제어가 어려우며 위험상황에 직면할 수 있다.
상기 고전압모니터링제어기에 턴온 제어 신호를 전송하고 장기간 정차 및 위험상황 발생시 턴오프 제어 신호를 전송하는 마스터 BMS;를 포함할 수 있다.
상기 위험상황은 상기 전지팩의 온도가 소정온도 이상 상승할 때 일 수 있다.
상기 소정온도는 60 ℃ 일 수 있다.
상시 전지팩의 온도가 소정온도 이상하고 소정시간 유지될 때 일 수 있다.
상기 소정시간은 5분 일 수 있다.
상기 입력 및 출력 전압값이 소정수치 이상일 때 일 수 있다.
상기 전압값은 10V 일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자연방전양을 고려한 운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 RTC를 이용한 운행하기 전 개별 팩간 에너지 차이를 이용한 병렬 전지팩 밸런싱 순서도이다.
병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 전지팩;을 방전하는 전지팩 시스템 제어방법에 있어서, 상기 전지팩을 제어하는 고전압모니터링제어기; 상기 전지팩은 직렬 및/또는 병렬로 연결된 M개(M은 2이상의 자연수)의 전지모듈; 상기 전지모듈은 직렬 및/또는 병렬로 연결된 C개(C는 2이상의 자연수)의 전지셀; 및 상기 전지팩 시스템을 제어하는 마스터 BMS;를 포함하고, 상기 마스터 BMS는 상기 고전압모니터링제어기로부터 소정의 상태정보를 전송받는 제1단계(S-100); 및 상기 마스터 BMS는 복수의 상기 전지팩의 상기 상태정보를 이용하여 개별백의 저항을 계산하여 자연방전양을 예측하는 제2단계(S-200); 및 상기 마스터 BMS는 기준치 이상의 저항을 가진 전지팩을 선별하는 제3단계(S-300)를 포함하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템 제어방법일 수 있다.
자연 방전은 내부 저항 차이에 따라 결정되므로 각 전지팩의 내부 저항 값을 측정하고, 일정시간(소정 주기의 시간) 후 자연 방전 양을 예측할 수 있다.
내부 저항이 작아서 자연 방전이 적게 일어날 것 같은 전지팩의 CMC를 켜서 강제로 에너지를 소모할 수 있다.
상기 턴온 제어 신호는 복수의 상기 전지팩에 각각 전달될 수 있다.
상기 마스터 BMS는 복수의 상기 전지팩 중 자연방전양이 가장 적은 전지팩부터 컨택터를 붙여 강제방전시키는 제4단계(S-400); 상기 마스터 BMS는 상기 개별 전지팩의 전압값을 실시간으로 전송받는 제5단계(S-500); 및 상기 마스터 BMS는 상기 개별 전지팩의 전압값이 소정의 최대 전압 편차에 있는지를 판단하는 제6단계(S-600)을 포함할 수 있다.
상기 제6단계는 상기 전지팩 모두가 상기 소정의 최대 전압 편차 내에 있으면 강제방전을 종료할 수 있다.
상기 제6단계는 상기 전지팩의 상기 소정의 최대 전압 편차가 벗어는 전지팩이 있으면 상기 개별 전지팩의 에너지를 조정하기 위하여 제2단계로 돌아가도록 제어로직을 구성할 수 있다.
상기 마스터 BMS는 상기 전지팩 시스템이 운영종료 신호 여부를 판단하는 단계(S-001);를 포함할 수 있다.
병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 전지팩;을 방전하는 전지팩 시스템 제어방법에 있어서, 상기 전지팩을 제어하는 고전압모니터링제어기; 상기 전지팩은 직렬 및/또는 병렬로 연결된 M개(M은 2이상의 자연수)의 전지모듈; 상기 전지모듈은 직렬 및/또는 병렬로 연결된 C개(C는 2이상의 자연수)의 전지셀; 및 상기 전지팩 시스템을 제어하는 마스터 BMS;를 포함하고, 상기 마스터 BMS는 주기적으로 RTC에 의해 상기 고전압모니터링제어기로부터 소정의 상태정보를 전송받는 제1절차(P-100); 상기 마스터 BMS는 복수의 상기 전지팩의 상기 상태정보를 이용하여 개별백의 최대, 최소 및 평균 전압값을 계산하는 제2절차(P-200); 및 상기 마스터 BMS는 상기 평균 전압값에 가장 근접한 2개의 전지팩에 컨택터를 붙여 밸런싱을 수행하는 제3절차(P-300)를 포함하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템 제어방법일 수 있다.
주기적으로 RTC에 의해 웨이크업(Wakeup)되어 개별 전지팩의 에너지량을 측정하고, 전지팩 별 에너지량을 최소, 최대, 평균값을 계산하여 밸런싱이 필요할 것으로 판단되는 전지팩의 컨텍터를 연결한다.
상기 마스터 BMS는 상기 개별 전지팩의 전압값을 실시간으로 전송받는 제4절차(P-400); 및 상기 마스터 BMS는 상기 개별 전지팩의 전압값이 소정의 최대 전압 편차에 있는지를 판단하는 제5절차(P-500)를 포함할 수 있다.
상기 마스터 BMS는 상기 전지팩 시스템이 운영종료 신호 여부를 판단하는 절차 (P-001);를 포함할 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.

Claims (13)

  1. 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 전지팩;
    상기 전지팩은 직렬 또는 병렬로 연결된 M개(M은 2이상의 자연수)의 모듈;
    상기 모듈은 직렬 또는 병렬로 연결된 C개(C은 2이상의 자연수)의 셀;
    상기 모듈을 제어하는 모듈모니터링제어기(CMC, Cell Module Monitoring Controller); 및
    상기 전지팩을 제어하는 고전압모니터링제어기(HBMC, High Voltage Balance Monitoring Controller);를 포함하고,
    상기 복수의 전지팩을 포함하는 시스템을 제어하는 마스터 BMS;
    상기 마스터 BMS는 상기 고전압모니터링제어기 또는 상기 모듈모니터링제어기가 측정한 상기 셀의 내부저항 값을 전송받고,
    상기 전지팩에 포함된 상기 셀의 소정 시간후 자연방전양을 예측하여 상기 전지팩을 강제방전시키는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템.
  2. 청구항1에 있어서
    상기 마스터 BMS는 상기 전지팩 중 자연방전양이 가장 적은 전지팩부터 컨텍터(Contactor)를 붙여 강제방전시키는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템.
  3. 청구항2에 있어서
    상기 전지팩간 최대 전압 편차(Maximum Voltage Deviation)는 10V이며, 10V 이상의 전압 차를 가지는 상기 전지팩만 상기 컨텍터를 붙여 강제방전시키는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템.
  4. 청구항3에 있어서
    상기 강제방전이 진행되는 상기 전지팩과 컨텍터를 붙이지 않은 상기 전지팩의 전압값이 소정의 범위안에 들어오면 상기 컨텍터를 떼어 강제방전을 종료하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS, 상기 고전압모니터링제어기, 및 상기 모듈모니터링제어기를 통한 제어는 CAN(Controller area network) 통신을 이용하여 전송되어 강제방전하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS;는 상기 내부 저항 값으로 계산된 자연 방전양에 의해 제어신호를 판단하여 주기적으로 상기 고전압모니터링제어기;에 상기 제어신호를 전송하기 위하여 상기 고전압모니터링제어기로부터 소정의 상태정보를 주기적으로 전송받아 강제방전하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템.
  7. 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 전지팩;
    상기 전지팩은 직렬 또는 병렬로 연결된 M개(M은 2이상의 자연수)의 모듈;
    상기 모듈은 직렬 또는 병렬로 연결된 C개(C은 2이상의 자연수)의 셀;
    상기 모듈을 제어하는 모듈모니터링제어기(CMC, Cell Module Monitoring Controller); 및
    상기 전지팩을 제어하는 고전압모니터링제어기(HBMC, High Voltage Balance Monitoring Controller);를 포함하고,
    상기 복수의 전지팩을 포함하는 시스템을 제어하는 마스터 BMS;
    상기 마스터 BMS는 주기적으로 RTC에 의해 상기 고전압모니터링제어기 또는 상기 모듈모니터링제어기가 측정한 상기 전지팩의 소정 데이터를 전송받고,
    상기 전지팩 별 에너지양을 계산하여 상기 전지팩 간 밸런싱을 수행하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템.
  8. 청구항7에 있어서
    상기 마스터 BMS는 상기 전지팩 중 상기 전지팩의 평균 에너지양을 중심으로 근접한 2개의 전지팩에 컨텍터(Contactor)를 붙여 밸런싱을 수행하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템.
  9. 청구항7에 있어서
    상기 소정 데이터는 상기 전지팩의 전압값이며, 전지팩간 최대 전압 편차(Maximum Voltage Deviation)는 10V이며, 10V 이상의 전압 차를 가지는 상기 전지팩은 추가로 상기 컨텍터를 붙여 밸런싱을 수행하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템.
  10. 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 전지팩;을 방전하는 전지팩 시스템 제어방법에 있어서,
    상기 전지팩을 제어하는 고전압모니터링제어기;
    상기 전지팩은 직렬 및/또는 병렬로 연결된 M개(M은 2이상의 자연수)의 전지모듈;
    상기 전지모듈은 직렬 및/또는 병렬로 연결된 C개(C는 2이상의 자연수)의 전지셀; 및
    상기 전지팩 시스템을 제어하는 마스터 BMS;를 포함하고,
    상기 마스터 BMS는 상기 고전압모니터링제어기로부터 소정의 상태정보를 전송받는 제1단계(S-100); 및
    상기 마스터 BMS는 복수의 상기 전지팩의 상기 상태정보를 이용하여 개별백의 저항을 계산하여 자연방전양을 예측하는 제2단계(S-200); 및
    상기 마스터 BMS는 기준치 이상의 저항을 가진 전지팩을 선별하는 제3단계(S-300)를 포함하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는 복수의 상기 전지팩 중 자연방전양이 가장 적은 전지팩부터 컨택터를 붙여 강제방전시키는 제4단계(S-400);
    상기 마스터 BMS는 상기 개별 전지팩의 전압값을 실시간으로 전송받는 제5단계(S-500); 및
    상기 마스터 BMS는 상기 개별 전지팩의 전압값이 소정의 최대 전압 편차에 있는지를 판단하는 제6단계(S-600)을 포함하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템 제어방법.
  12. 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 전지팩;을 방전하는 전지팩 시스템 제어방법에 있어서,
    상기 전지팩을 제어하는 고전압모니터링제어기;
    상기 전지팩은 직렬 및/또는 병렬로 연결된 M개(M은 2이상의 자연수)의 전지모듈;
    상기 전지모듈은 직렬 및/또는 병렬로 연결된 C개(C는 2이상의 자연수)의 전지셀; 및
    상기 전지팩 시스템을 제어하는 마스터 BMS;를 포함하고,
    상기 마스터 BMS는 주기적으로 RTC에 의해 상기 고전압모니터링제어기로부터 소정의 상태정보를 전송받는 제1절차(P-100); 및
    상기 마스터 BMS는 복수의 상기 전지팩의 상기 상태정보를 이용하여 개별백의 최대, 최소 및 평균 전압값을 계산하는 제2절차(P-200); 및
    상기 마스터 BMS는 상기 평균 전압값에 가장 근접한 2개의 전지팩에 컨택터를 붙여 밸런싱을 수행하는 제3절차(P-300)를 포함하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는 상기 개별 전지팩의 전압값을 실시간으로 전송받는 제4절차(P-400); 및
    상기 마스터 BMS는 상기 개별 전지팩의 전압값이 소정의 최대 전압 편차에 있는지를 판단하는 제5절차(P-500)를 포함하는 운행하기 전에 에너지를 조정하는 전지팩 시스템 제어방법.
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