KR20210054350A - Apparatus for Controlling Power of Parallel Multi Battery Pack and Method thereof - Google Patents

Apparatus for Controlling Power of Parallel Multi Battery Pack and Method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20210054350A
KR20210054350A KR1020190140399A KR20190140399A KR20210054350A KR 20210054350 A KR20210054350 A KR 20210054350A KR 1020190140399 A KR1020190140399 A KR 1020190140399A KR 20190140399 A KR20190140399 A KR 20190140399A KR 20210054350 A KR20210054350 A KR 20210054350A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery pack
output
output value
relaxation
relaxation time
Prior art date
Application number
KR1020190140399A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
강수원
김한솔
이범희
이상기
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020190140399A priority Critical patent/KR20210054350A/en
Publication of KR20210054350A publication Critical patent/KR20210054350A/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/19Switching between serial connection and parallel connection of battery modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/305Communication interfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/12Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91Electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

According to the present invention, disclosed are an output control device for a parallel multi-battery pack and a method thereof. According to the present invention, a control unit determines an output value corresponding to a charging condition of first to nth battery packs. Also, the control unit receives driving speed information of an electric vehicle from a control system of the electric vehicle through a communication unit. Also, the control unit identifies an abnormal battery pack and determines an output relaxation time corresponding to a driving velocity of the vehicle by using predefined second correlation information between the driving speed of the vehicle and the output relaxation time. Also, the control unit determines an output relaxation profile of the abnormal battery pack, and determines a relaxation output value of the abnormal battery pack by referring to the output relaxation profile during the output relaxation time. Also, the control unit transmits information about a total output value determined based on the relaxation output value to a control system of the electric vehicle through the communication unit. Also, the control unit turns off a switch part included in the abnormal battery pack after the elapse of the output relaxation time. Therefore, the present invention is capable of stopping the use of an abnormal battery pack without causing a safety issue.

Description

병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치 및 방법 {Apparatus for Controlling Power of Parallel Multi Battery Pack and Method thereof}TECHNICAL FIELD [Apparatus for Controlling Power of Parallel Multi Battery Pack and Method thereof]

본 발명은 출력 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 배터리 팩들을 병렬 연결시킨 병렬 멀티 배터리 팩에 있어서 비정상 배터리 팩의 출력을 적응적으로 조절할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an output control apparatus and method, and more particularly, to an apparatus and method capable of adaptively adjusting an output of an abnormal battery pack in a parallel multi-battery pack in which a plurality of battery packs are connected in parallel.

배터리는 휴대폰, 랩탑 컴퓨터, 스마트 폰, 스마트 패드 등의 모바일 디바이스뿐만 아니라 전기로 구동되는 자동차(EV, HEV, PHEV)나 대용량 전력 저장 장치(ESS) 등의 분야로까지 그 용도가 급속도로 확산되고 있다.Batteries are rapidly spreading to fields such as mobile devices such as mobile phones, laptop computers, smart phones, and smart pads, as well as electric vehicles (EV, HEV, PHEV) and large-capacity power storage devices (ESS). have.

전기 구동 자동차에 탑재되는 배터리 시스템은 높은 에너지 용량을 확보하기 위해 병렬 연결된 n개의 배터리 팩을 포함하며, 각 배터리 팩은 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함한다. 이하, n개의 배터리 팩이 병렬 연결된 모듈을 병렬 멀티 배터리 팩이라고 칭한다.A battery system mounted on an electric vehicle includes n battery packs connected in parallel to secure a high energy capacity, and each battery pack includes a plurality of battery cells connected in series. Hereinafter, a module in which n battery packs are connected in parallel is referred to as a parallel multi-battery pack.

본 명세서에서, 배터리 셀은 단위 셀 하나 또는 병렬 연결된 복수의 단위 셀을 포함할 수 있다. 단위 셀은, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 단위 셀로 간주될 수 있다.In the present specification, the battery cell may include one unit cell or a plurality of unit cells connected in parallel. The unit cell includes a negative terminal and a positive terminal, and means one independent cell that can be physically separated. For example, one pouch-type lithium polymer cell may be regarded as a unit cell.

병렬 멀티 배터리 팩의 출력은 병렬 연결된 배터리 팩들 중에서 출력이 가장 낮은 배터리 팩을 기준으로 결정된다. 즉, 배터리 팩들의 출력 값 중에서 최소 출력값과 배터리 팩의 수를 곱셈 연산한 값이 병렬 멀티 배터리 팩의 총 출력값이 된다. The output of the parallel multi-battery pack is determined based on the battery pack having the lowest output among the battery packs connected in parallel. That is, a value obtained by multiplying the minimum output value and the number of battery packs among the output values of the battery packs becomes the total output value of the parallel multi-battery pack.

예를 들어, 5개의 배터리 팩이 병렬 연결되어 있는 병렬 멀티 배터리 팩에 있어서, 5개의 배터리 팩의 출력값이 각각 1kW, 2kW, 3kW, 4kW 및 5kW인 경우, 병렬 멀티 연결 배터리 팩의 총 출력값은 5*1kW(5kW)가 된다. For example, in a parallel multi-battery pack in which five battery packs are connected in parallel, if the output values of the five battery packs are 1kW, 2kW, 3kW, 4kW, and 5kW, respectively, the total output value of the parallel multi-connected battery pack is 5 *It becomes 1kW (5kW).

병렬 멀티 배터리 팩의 관리 시스템은 5kW의 총 출력값 정보를 전기 구동자동차의 제어 시스템으로 제공한다. 그러면, 제어 시스템은 전기 구동 자동차에서 소모되는 전력이 5kW를 초과하지 않도록 인버터나 DC/DC 컨버터에 공급되는 전력, 차선이탈방지, 전방추돌경고 등 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance System) 유닛과 전장 유닛 등에 공급되는 전력을 적응적으로 분배한다. 이처럼 배터리 관리 시스템에 제공하는 총 출력값의 범위 내에서 전력을 분배하는 것을 전력 가이드라인이라고 부른다.The management system of the parallel multi-battery pack provides information on the total output value of 5kW to the control system of the electric drive vehicle. Then, the control system is an advanced driver assistance system (ADAS: Advanced Driver Assistance System) unit such as power supplied to the inverter or DC/DC converter, lane departure prevention, and front collision warning so that the power consumed by the electric vehicle does not exceed 5kW. It adaptively distributes the power supplied to the power unit and the like. Distributing power within the range of the total output value provided to the battery management system is called a power guideline.

전기 구동 자동차의 주행 속도가 증가하면 보다 높은 수준의 자세 제어나 제동 성능이 요구된다. 따라서, 병렬 멀티 배터리 팩이 포함된 배터리 시스템이 공급해야 하는 총 전력값 또한 함께 증가한다. When the driving speed of an electric drive vehicle increases, a higher level of attitude control or braking performance is required. Accordingly, the total power value to be supplied by the battery system including the parallel multi-battery pack also increases.

한편, 병렬 멀티 배터리 팩을 구성하는 n개의 배터리 팩들 중에서 특정 배터리 팩이 비정상 상태가 되면 해당 배터리 팩의 사용을 중단하여야 한다. Meanwhile, when a specific battery pack among n battery packs constituting a parallel multi-battery pack becomes abnormal, the use of the battery pack must be stopped.

일 예로, 특정 배터리 팩으로부터 누설전류가 발생하여 감전 위험이 있는 경우나 특정 배터리 팩의 온도가 비정상적으로 갑자기 상승하는 경우에는 해당 배터리 팩이 정상적인 성능을 내기 어려우므로 해당 배터리 팩에 포함된 스위치부를 턴 오프 시켜 사용을 중단하는 것이 바람직하다.For example, when there is a risk of electric shock due to leakage current generated from a specific battery pack, or when the temperature of a specific battery pack rises abnormally and suddenly, the battery pack is difficult to achieve normal performance, so turn the switch included in the battery pack. It is desirable to turn it off and stop using it.

하지만, 특정 배터리 팩의 사용이 갑자기 중단되면 병렬 멀티 배터리 팩이 제공하는 총 출력값이 급격하게 변한다. 이러한 총 출력값의 급격한 변동은 전기 구동 자동차의 전력 분배 정책에 악영향을 미친다. 즉, 총 출력값이 급격하게 감소하면, 인버터의 출력도 급격하게 감소하므로 자동차의 속도가 갑자기 감소한다, 또한, 운전의 안정성과 직결된 ADAS 유닛도 총 출력값 변화에 준비할 수 있는 시간을 충분히 확보할 수 없다. 따라서, 자율 운전 조건하에서 운행되는 전기 구동 자동차에 있어서는, 차선이탈 방지 기능이나 전방추돌방지 기능 등이 원활하게 작동하지 못한다. However, when the use of a specific battery pack is suddenly stopped, the total output value provided by the parallel multi-battery pack changes rapidly. Such rapid fluctuations in the total output value adversely affect the power distribution policy of electric vehicles. In other words, if the total output value decreases rapidly, the speed of the vehicle suddenly decreases because the inverter output also rapidly decreases. In addition, the ADAS unit, which is directly connected to the stability of driving, can secure enough time to prepare for the change in the total output value. Can't. Accordingly, in an electric vehicle that is operated under autonomous driving conditions, a lane departure prevention function or a forward collision prevention function, etc. may not operate smoothly.

이처럼, 병렬 멀티 배터리 팩 있어서는 배터리 팩의 갑작스런 사용 중단은 전기 구동 자동차의 제어 시스템 전체 또는 운전자에게 심각한 위험을 초래할 수 있다.As described above, in the case of a parallel multi-battery pack, the sudden interruption of use of the battery pack may cause a serious risk to the entire control system of the electric vehicle or to the driver.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 배경하에 창안된 것으로서, 병렬 멀티배터리 팩에 포함되어 있는 일부 배터리 팩이 비정상 배터리 팩으로 식별된 경우 해당 배터리 팩의 출력값을 적응적으로 완화시킨 후 사용을 중단함으로써 전력을 제공 받는 시스템 측면에서 전력 분배 정책을 안정적으로 운용하는 것이 가능하게 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is invented under the background of the prior art as described above, and when some battery packs included in the parallel multi-battery pack are identified as abnormal battery packs, power is generated by adaptively relaxing the output value of the battery pack and then stopping use. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for controlling the output of a parallel multi-battery pack that enables stable operation of a power distribution policy in the aspect of a system receiving the system.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치는, 병렬 멀티 배터리 팩에 포함된 상호 병렬 연결된 n개의 배터리 팩에 대한 동작 특성 값을 측정하는 제1 내지 제n센서 유닛; 전기 구동 자동차의 제어 시스템과 통신 인터페이스를 형성하는 통신 유닛; 및 상기 제1 내지 제n센서 유닛 및 상기 통신 유닛과 동작 가능하게 결합된 제어 유닛을 포함한다.The apparatus for controlling output of a parallel multi-battery pack according to the present invention for achieving the above technical problem includes first to n-th sensor units for measuring operation characteristic values for n battery packs connected in parallel to each other included in the parallel multi-battery pack. ; A communication unit forming a communication interface with the control system of the electric drive vehicle; And a control unit operatively coupled to the first to nth sensor units and the communication unit.

바람직하게, 상기 제어 유닛은, 상기 제1 내지 제n센서 유닛으로부터 수신되는 각 배터리 팩의 동작 특성 값에 기초하여 각 배터리 팩의 충전 상태를 결정하고, 충전 상태와 출력값 사이의 미리 정의된 제1상관관계 정보를 이용하여 각 배터리 팩의 충전 상태에 대응되는 출력값을 결정하고, 상기 통신 유닛을 통해 상기 전기 구동 자동차의 제어 시스템으로부터 자동차의 주행 속도 정보를 수신하고, n개의 배터리 팩 중에서 비정상 배터리 팩을 식별하면, 자동차의 주행 속도와 출력 완화시간 사이의 미리 정의된 제2상관관계 정보를 이용하여 자동차의 주행 속도에 대응되는 출력 완화시간을 결정하고, 상기 비정상 배터리 팩의 출력 완화 프로파일을 결정하고, 상기 출력 완화시간 동안 상기 출력 완화 프로파일을 참조하여 비정상 배터리 팩의 완화 출력값을 결정하고, 상기 완화 출력값을 기준으로 결정되는 총 출력값에 관한 정보를 상기 통신 유닛을 통해 전기 구동 자동차의 제어 시스템으로 전송하고, 상기 출력 완화시간이 경과된 이후에 상기 비정상 배터리 팩에 포함된 스위치부를 턴오프 시키도록 구성된다.Preferably, the control unit determines a state of charge of each battery pack based on an operation characteristic value of each battery pack received from the first to nth sensor units, and a first predefined between the state of charge and the output value. Determines an output value corresponding to the state of charge of each battery pack using correlation information, receives driving speed information of the vehicle from the control system of the electric drive vehicle through the communication unit, and abnormal battery pack among n battery packs When identified, the output relaxation time corresponding to the driving speed of the vehicle is determined using the second predefined correlation information between the driving speed of the vehicle and the output relaxation time, and the output relaxation profile of the abnormal battery pack is determined. , During the output relaxation time, a relaxation output value of the abnormal battery pack is determined by referring to the output relaxation profile, and information on a total output value determined based on the relaxation output value is transmitted to the control system of an electric drive vehicle through the communication unit. And, after the output relaxation time has elapsed, the switch part included in the abnormal battery pack is turned off.

일 측면에 따르면, 상기 제1상관관계 정보는 배터리 팩의 충전상태에 따라 출력값을 정의한 충전상태-출력값 룩업 테이블일 수 있다.According to an aspect, the first correlation information may be a state of charge-output value lookup table defining an output value according to a state of charge of the battery pack.

다른 측면에 따르면, 상기 제2상관관계 정보는 전기 구동 자동차의 주행 속도에 따라 출력 완화시간을 정의한 주행 속도-출력 완화시간 룩업 테이블일 수 있다.According to another aspect, the second correlation information may be a driving speed-output relaxation time lookup table defining an output relaxation time according to a driving speed of the electric drive vehicle.

바람직하게, 상기 출력 완화시간은 상기 전기 자동차의 속도에 비례하여 증가할 수 있다.Preferably, the power relaxation time may increase in proportion to the speed of the electric vehicle.

바람직하게, 상기 출력 완화 프로파일은 비정상 배터리 팩의 현재 출력값으로부터 미리 설정된 최소 출력값까지 상기 출력 완화시간 동안 선형적으로 감소하는 프로파일일 수 있다.Preferably, the output relaxation profile may be a profile that linearly decreases during the output relaxation time from a current output value of the abnormal battery pack to a preset minimum output value.

바람직하게, 상기 제어 유닛은, 상기 출력 완화시간이 경과하는 동안, 상기 출력 완화 프로파일로부터 산출되는 완화 출력값과 배터리 팩의 수를 곱셉 연산한 값을 총 출력값으로 산출하도록 구성될 수 있다.Preferably, the control unit may be configured to calculate a value obtained by multiplying a relaxation output value calculated from the output relaxation profile and the number of battery packs as a total output value while the output relaxation time elapses.

본 발명에 따른 기술적 과제는, 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치를 포함하는 배터리 관리 시스템과 전기 구동 자동차에 의해 달성될 수 있다. The technical problem according to the present invention can be achieved by an electric drive vehicle and a battery management system including an output control device of a parallel multi-battery pack.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 방법은, (a) 병렬 멀티 배터리 팩에 포함된 상호 병렬 연결된 n개의 배터리 팩에 대한 동작 특성 값을 측정하는 제1 내지 제n센서 유닛; 및 전기 구동 자동차의 제어 시스템과 통신 인터페이스를 형성하는 통신 유닛을 제공하는 단계; (b) 상기 제1 내지 제n센서 유닛으로부터 각 배터리 팩의 동작 특성값을 입력 받는 단계; (c) 각 배터리팩의 동작 특성값에 기초하여 각 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 단계; (d) 충전 상태와 출력 사이의 미리 정의된 제1상관관계 정보를 이용하여 각 배터리 팩의 충전 상태에 대응되는 출력값을 결정하는 단계; (e) 상기 통신 유닛을 통해 상기 전기 구동 자동차의 제어 시스템으로부터 자동차의 주행 속도 정보를 수신하는 단계; (f) n개의 배터리 팩 중에서 비정상 배터리 팩을 식별하고 자동차의 주행 속도와 출력 완화시간 사이의 미리 정의된 제2상관관계 정보를 이용하여 자동차의 주행 속도에 대응되는 출력 완화시간을 결정하는 단계; (g) 상기 비정상 배터리 팩의 출력 완화 프로파일을 결정하고, 상기 출력 완화시간 동안 상기 출력 완화 프로파일을 참조하여 비정상 배터리 팩의 완화 출력값을 결정하는 단계; (h) 상기 완화 출력값을 기준으로 결정되는 총 출력값에 관한 정보를 상기 통신 유닛을 통해 전기 구동 자동차의 제어 시스템으로 전송하는 단계; 및 (i) 상기 출력 완화시간이 경과된 이후에 상기 비정상 배터리 팩에 포함된 스위치부를 턴오프 시키는 단계를 포함한다.The method for controlling output of a parallel multi-battery pack according to the present invention for achieving the above technical problem includes: (a) first to first for measuring operation characteristic values for n battery packs connected in parallel to each other included in the parallel multi-battery pack. n sensor unit; And providing a communication unit that forms a communication interface with a control system of the electric drive vehicle. (b) receiving an operating characteristic value of each battery pack from the first to nth sensor units; (c) determining a state of charge of each battery pack based on an operating characteristic value of each battery pack; (d) determining an output value corresponding to the state of charge of each battery pack using first predefined correlation information between the state of charge and the output; (e) receiving driving speed information of the vehicle from the control system of the electric drive vehicle through the communication unit; (f) identifying an abnormal battery pack among n battery packs and determining an output relaxation time corresponding to the driving speed of the vehicle by using second predefined correlation information between the driving speed of the vehicle and the output relaxation time; (g) determining an output relaxation profile of the abnormal battery pack, and determining a relaxation output value of the abnormal battery pack by referring to the output relaxation profile during the output relaxation time; (h) transmitting information on a total output value determined based on the relaxation output value to a control system of an electric drive vehicle through the communication unit; And (i) turning off a switch included in the abnormal battery pack after the output relaxation time has elapsed.

본 발명에 따르면, 병렬 멀티 배터리 팩에 포함된 일부 배터리 팩이 정상적으로 동작하지 않는 상황에서 전기 구동 자동차의 주행 속도에 따라서 비정상적인 배터리 팩의 출력값을 완화시키고 사용 중단 시점을 적응적으로 지연시킴으로써 전기 구동 자동차 또는 운전자에게 안전성 문제를 일으키지 않고 비정상 배터리 팩의 사용을 중단할 수 있다.According to the present invention, in a situation in which some battery packs included in parallel multi-battery packs do not operate normally, an electric-powered vehicle by mitigating the output value of an abnormal battery pack according to the driving speed of the electric-powered vehicle and adaptively delaying the point of discontinuation of use Alternatively, you can stop using the abnormal battery pack without causing safety issues for the driver.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 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 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치의 구성을 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전상태-출력값 룩업 테이블의 일 예를 예시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 속도-출력 완화시간 룩업 테이블의 일 예를 예시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 방법에 대한 순서도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 방법을 적용한 실시예에서 총 출력값의 변화를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치를 포함하는 배터리 관리 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 8은 본 발명에 따른 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치를 포함하는 전기 구동 장치의 블록 다이어그램이다.
The following drawings attached to the present specification illustrate one embodiment of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description to be described later, so the present invention is limited only to the matters described in such drawings. And should not be interpreted.
1 is a block diagram showing a configuration of an apparatus for controlling output of a parallel multi-battery pack according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates an example of a state of charge-output value lookup table according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates an example of a driving speed-output relaxation time lookup table according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a method for controlling output of a parallel multi-battery pack according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are graphs showing changes in total output values over time in an embodiment to which a method for controlling output of a parallel multi-battery pack according to the present invention is applied.
7 is a block diagram of a battery management system including an output control device of a parallel multi-battery pack according to the present invention.
8 is a block diagram of an electric drive device including an output control device of a parallel multi-battery pack according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 출원을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own application in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only one embodiment of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, and thus various equivalents that can replace them at the time of the present invention It should be understood that there may be variations and variations.

이하에서 설명되는 실시 예에 있어서, 배터리 셀은 리튬 이차 전지를 일컫는다. 여기서, 리튬 이차 전지라 함은 충전과 방전이 이루어지는 동안 리튬 이온이 작동 이온으로 작용하여 양극과 음극에서 전기화학적 반응을 유발하는 이차 전지를 총칭한다. In the embodiments described below, the battery cell refers to a lithium secondary battery. Here, the lithium secondary battery collectively refers to a secondary battery in which lithium ions act as operating ions during charging and discharging to induce an electrochemical reaction at the positive electrode and the negative electrode.

한편, 리튬 이차 전지에 사용된 전해질이나 분리막의 종류, 이차 전지를 포장하는데 사용된 포장재의 종류, 리튬 이차 전지의 내부 또는 외부의 구조 등에 따라 이차 전지의 명칭이 변경되더라도 리튬 이온이 작동 이온으로 사용되는 이차 전지라면 모두 상기 리튬 이차 전지의 범주에 포함되는 것으로 해석하여야 한다. Meanwhile, even if the name of the secondary battery is changed depending on the type of electrolyte or separator used in the lithium secondary battery, the type of packaging material used to package the secondary battery, the internal or external structure of the lithium secondary battery, lithium ions are used as operating ions. Any secondary battery that is used should be interpreted as being included in the category of the lithium secondary battery.

본 발명은 리튬 이차 전지 이외의 다른 이차 전지에도 적용이 가능하다. 따라서 작동 이온이 리튬 이온이 아니더라도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 이차 전지라면 그 종류에 상관 없이 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석하여야 한다. The present invention can also be applied to secondary batteries other than lithium secondary batteries. Therefore, even if the operating ions are not lithium ions, any secondary battery to which the technical idea of the present invention can be applied should be interpreted as being included in the scope of the present invention regardless of the type.

또한, 배터리 셀은 하나의 단위 셀 또는 병렬 연결된 복수의 단위 셀을 지칭할 수 있음을 미리 밝혀둔다. In addition, it should be noted in advance that the battery cell may refer to one unit cell or a plurality of unit cells connected in parallel.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치의 구성을 나타낸 블록 다이어그램이다.1 is a block diagram showing a configuration of an apparatus for controlling output of a parallel multi-battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 장치(10)는, 복수의 배터리 팩(P1 내지 Pn)이 병렬 연결된 병렬 멀티 배터리 팩(MP)에 있어서 비정상 배터리 팩이 감지되었을 때 해당 배터리 팩의 출력값을 소정 시간에 걸쳐서 완화시킨 후 사용을 중단시킬 수 있는 제어 장치이다.Referring to FIG. 1, when an abnormal battery pack is detected in a parallel multi-battery pack MP in which a plurality of battery packs P1 to Pn are connected in parallel, a corresponding battery pack It is a control device capable of stopping use after alleviating the output value of for a predetermined period of time.

본 발명에 있어서, 병렬 멀티 배터리 팩(MP)은 제1 내지 제n스위치부(S1 내지 Sn)를 통해 병렬 연결되는 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)을 포함하는 배터리 모듈로 정의한다. In the present invention, the parallel multi-battery pack MP is defined as a battery module including first to nth battery packs P1 to Pn connected in parallel through the first to nth switch units S1 to Sn. .

또한, 비정상 배터리 팩은 현재 정상적인 충방전이 어렵거나 가까운 장래에 정상적인 충방전이 어려울 것으로 예상되는 배터리 팩 또는 감전 사고나 폭발 사고를 일으킬 수 있는 배터리 팩을 지칭한다. In addition, the abnormal battery pack refers to a battery pack that is currently difficult to charge and discharge or is expected to be difficult to charge and discharge in the near future, or a battery pack capable of causing an electric shock or explosion.

일 예로, 누설전류가 발생된 배터리 팩, 비정상적으로 발열량이 많은 배터리 팩, 스웰링 현상이 과도하게 발생된 배터리 팩 등이 비정상 배터리 팩이다. 누설전류가 발생된 배터리 팩은 감전 사고를 일으킬 위험이 있다. 또한, 발열량이 많거나 스웰링 현상이 과도한 배터리 팩은 발화 또는 폭발 사고를 일으킬 위험이 있다. For example, a battery pack in which a leakage current is generated, a battery pack that generates an abnormally large amount of heat, a battery pack in which an excessive swelling phenomenon occurs, and the like are abnormal battery packs. A battery pack with a leakage current may cause an electric shock. In addition, a battery pack having a large amount of heat or excessive swelling may cause an ignition or explosion.

병렬 멀티 배터리 팩(MP)은 외부 스위치부(M)를 통해서 부하(L)에 연결될 수 있다. 외부 스위치부(M)는 외부 고전위 스위치(M+)와 외부 저전위 스위치(M-)를 포함한다. 외부 고전위 스위치(M+)와 외부 저전위 스위치(M-)는 릴레이 스위치일 수 있는데 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The parallel multi-battery pack MP may be connected to the load L through the external switch unit M. The external switch unit M includes an external high potential switch M+ and an external low potential switch M-. The external high-potential switch (M+) and the external low-potential switch (M-) may be relay switches, but the present invention is not limited thereto.

외부 고전위 스위치(M+)와 외부 저전위 스위치(M-)가 턴 온되면, 병렬 멀티 배터리 팩(MP)은 부하(L)에 전기적으로 연결된다. 반대로, 외부 고전위 스위치(M+)와 외부 저전위 스위치(M-)가 턴 오프되면, 병렬 멀티 배터리 팩(MP)과 부하(L)의 전기적 연결은 해제된다.When the external high-potential switch M+ and the external low-potential switch M- are turned on, the parallel multi-battery pack MP is electrically connected to the load L. Conversely, when the external high-potential switch M+ and the external low-potential switch M- are turned off, the electrical connection between the parallel multi-battery pack MP and the load L is released.

바람직하게, 병렬 멀티 배터리 팩(MP)은 전기 구동 자동차(E)에 탑재될 수 있는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 전기 구동 자동차(E)는 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같이 모터에 의해 주행이 가능한 자동차를 일컫는다.Preferably, the parallel multi-battery pack MP may be mounted on the electric drive vehicle E, but the present invention is not limited thereto. The electric drive vehicle (E) refers to a vehicle that can be driven by a motor, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.

부하(L)는 병렬 멀티 배터리 팩(MP)으로부터 전력을 공급 받는 장치로서, 일 예로서 전기 구동 자동차(E)에 포함된 인버터일 수 있다. 인버터는 전기 구동 자동차의 전기 모터 전단에 설치되어 병렬 멀티 배터리 팩(MP)으로부터 공급되는 직류 전류를 3상 교류 전류로 변환하여 전기 모터에 공급하는 전력 변환 회로이다.The load L is a device that receives power from the parallel multi-battery pack MP, and may be an inverter included in the electric drive vehicle E as an example. The inverter is a power conversion circuit that is installed in front of the electric motor of the electric drive vehicle and converts DC current supplied from the parallel multi-battery pack MP into 3-phase AC current and supplies it to the electric motor.

부하(L)는 또한 DC/DC 컨버터일 수 있다. DC/DC 컨버터는 병렬 멀티 배터리 팩(MP)으로부터 공급되는 직류 전류의 전압을 전기 구동 자동차(E)의 전장 유닛의 구동 전압 또는 ADAS 유닛의 구동 전압으로 변환하여 전장 유닛 또는 ADAS 유닛으로 인가하는 전력 변환 회로이다. The load L may also be a DC/DC converter. The DC/DC converter converts the voltage of the DC current supplied from the parallel multi-battery pack (MP) into the driving voltage of the electric unit of the electric drive vehicle (E) or the driving voltage of the ADAS unit and applies it to the electric unit or ADAS unit. It is a conversion circuit.

본 발명에 있어서, 부하(L)의 종류는 인버터나 DC/DC 컨버터에 한정되지 않으며, 병렬 멀티 배터리 팩(MP)으로부터 전력을 공급 받을 수 있는 장치 또는 디바이스라면 그 종류에 상관 없이 부하(L)의 범주에 포함될 수 있다. In the present invention, the type of load (L) is not limited to an inverter or a DC/DC converter, and if a device or device capable of receiving power from a parallel multi-battery pack (MP), the load (L) Can be included in the category of.

바람직하게, 본 발명에 따른 장치(10)는 비정상 배터리 팩의 사용을 즉각 중지시키는 것이 아니라 전기 구동 자동차(E)의 주행 속도를 고려하여 비정상 배터리 팩의 사용 중단 시점을 적응적으로 제어할 수 있다. Preferably, the device 10 according to the present invention does not immediately stop the use of the abnormal battery pack, but can adaptively control the timing of stopping the use of the abnormal battery pack in consideration of the driving speed of the electric drive vehicle E. .

일 예로서, 본 발명에 따른 장치(10)는 전기 구동 자동차(E)의 주행 속도가 높을수록 비정상 배터리 팩의 사용 중단 시점을 지연시킬 수 있다. 전기 구동 자동차(E)가 주행 중에 있을 때 비정상 배터리 팩의 사용을 바로 중단시키면 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 출력이 급격하게 변화되면서 전기 구동 자동차(E)의 전장 유닛이나 ADAS 유닛의 제어가 원활하게 이루어지지 않기 때문이다. As an example, the apparatus 10 according to the present invention may delay the time when the abnormal battery pack is stopped as the driving speed of the electric drive vehicle E increases. If the use of the abnormal battery pack is immediately stopped while the electric drive vehicle (E) is driving, the output of the parallel multi-battery pack (MP) changes rapidly, and the control of the electric unit or ADAS unit of the electric drive vehicle (E) is smooth. This is because it is not done properly.

구체적으로, 본 발명에 따른 장치(10)는, 병렬 링크 노드(N)를 통해 병렬 연결된 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn) 중에서 비정상 배터리 팩이 식별되었을 때, 출력 완화시간 동안 비정상 배터리 팩의 출력값을 감쇄시킨 후 비정상 배터리 팩에 포함된 스위치부를 턴 오프 시킨다.Specifically, the device 10 according to the present invention, when an abnormal battery pack is identified among the first to nth battery packs P1 to Pn connected in parallel through the parallel link node N, the abnormal battery during the output relaxation time. After attenuating the output value of the pack, the switch part included in the abnormal battery pack is turned off.

제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn) 각각은 내부에 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함한다. 즉, 제1배터리 팩(P1)은 직렬 연결된 제1 내지 제p배터리 셀(C11-C1p)을 포함한다. 또한, 제2배터리 팩(P2)은 직렬 연결된 제1 내지 제p배터리 셀(C21-C2p)을 포함한다. 또한, 제3배터리 팩(P3)은 직렬 연결된 제1 내지 제p배터리 셀(C31-C3p)을 포함한다. 또한, 제n배터리 팩(Pn)은 직렬 연결된 제1 내지 제p배터리 셀(Cn1-Cnp)을 포함한다. 제4배터리 팩부터 제n-1배터리 팩의 도시는 생략되었으나, 도시된 배터리 팩과 동일하게 직렬 연결된 p개의 배터리 셀들을 포함하고 있다.Each of the first to nth battery packs P1 to Pn includes a plurality of battery cells connected in series therein. That is, the first battery pack P1 includes first to p- th battery cells C 11 -C 1p connected in series. In addition, the second battery pack P2 includes first to p- th battery cells C 21 -C 2p connected in series. In addition, the third battery pack P3 includes first to p- th battery cells C 31 -C 3p connected in series. In addition, the n-th battery pack Pn includes first to p-th battery cells C n1 -C np connected in series. Although illustration of the n-1th battery pack from the fourth battery pack is omitted, p battery cells connected in series are included in the same manner as the illustrated battery pack.

제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn) 각각은 내부에 스위치부(S1 내지 Sn)를 포함한다. 즉, 제1배터리 팩(P1)은 제1스위치부(S1)를 포함한다. 또한, 제2배터리 팩(P2)은 제2스위치부(S2)를 포함한다. 또한, 제3배터리 팩(P3)은 제3스위치부(S3)를 포함한다. 또한, 제n배터리 팩(Pn)은 제n스위치부(Sn)를 포함한다. 제4배터리 팩부터 제n-1배터리 팩의 도시는 생략되었으나, 도시된 배터리 팩과 동일하게 스위치부를 포함하고 있다. Each of the first to nth battery packs P1 to Pn includes switch units S1 to Sn therein. That is, the first battery pack P1 includes the first switch unit S1. In addition, the second battery pack P2 includes a second switch unit S2. In addition, the third battery pack P3 includes a third switch unit S3. In addition, the n-th battery pack Pn includes an n-th switch unit Sn. Although illustration of the n-1th battery pack from the fourth battery pack is omitted, it includes a switch unit in the same manner as the illustrated battery pack.

제1 내지 제n스위치부(S1 내지 Sn) 각각은 저전위 스위치와 고전위 스위치를 포함한다. 즉, 제1스위치부(S1)은 제1배터리 팩(P1)의 고전위 측에 설치된 제1고전위 스위치(S1+)와 제1배터리 팩(P1)의 저전위 측에 설치된 제1저전위 스위치(S1-)를 포함한다. 또한, 제2스위치부(S2)은 제2배터리 팩(P2)의 고전위 측에 설치된 제2고전위 스위치(S2+)와 제2배터리 팩(P2)의 저전위 측에 설치된 제2저전위 스위치(S2-)를 포함한다. 또한, 제3스위치부(S3)은 제3배터리 팩(P3)의 고전위 측에 설치된 제3고전위 스위치(S3+)와 제3배터리 팩(P3)의 저전위 측에 설치된 제3저전위 스위치(S3-)를 포함한다. 또한, 제n스위치부(Sn)은 제n배터리 팩(Pn)의 고전위 측에 설치된 제n고전위 스위치(Sn+)와 제n배터리 팩(Pn)의 저전위 측에 설치된 제n저전위 스위치(S2-)를 포함한다. 한편, 제4배터리 팩부터 제n-1배터리 팩의 도시는 생략되었으나, 도시된 배터리 팩과 동일하게 고전위 스위치와 저전위 스위치를 포함하고 있다. 또한, 각 스위치부에 있어서, 고전위 스위치 및 저전위 스위치 중에서 어느 일측이 생략될 수 있다.Each of the first to nth switch units S1 to Sn includes a low potential switch and a high potential switch. That is, the first switch unit S1 includes a first high potential switch S1 + installed on the high potential side of the first battery pack P1 and a first low potential installed on the low potential side of the first battery pack P1. and a - switch (S1). In addition, the second switch unit S2 includes a second high potential switch S2 + installed on the high potential side of the second battery pack P2 and a second low potential installed on the low potential side of the second battery pack P2. and a - switch (S2). In addition, the third switch unit S3 includes a third high-potential switch (S3 + ) installed on the high-potential side of the third battery pack P3 and a third low-potential switch installed on the low-potential side of the third battery pack P3. and a - switch (S3). In addition, the n-th switch unit Sn is an n- th high-potential switch (Sn + ) installed on the high-potential side of the n-th battery pack (Pn) and the n-th low-potential installed on the low-potential side of the n-th battery pack (Pn). and a - switch (S2). Meanwhile, although illustration of the n-1th battery pack from the fourth battery pack is omitted, the high-potential switch and the low-potential switch are included in the same manner as the illustrated battery pack. In addition, in each switch unit, either side of the high-potential switch and the low-potential switch may be omitted.

이하의 설명에서, 스위치부가 턴온된다고 할 때, 저전위 스위치가 먼저 턴온되고 고전위 스위치가 나중에 턴 온 될 수 있다. 또한, 스위치부가 턴 오프 된다고 할 때 고전위 스위치가 먼저 턴오프 되고 저전위 스위치가 나중에 턴오프 될 수 있다. In the following description, when the switch unit is turned on, the low potential switch may be turned on first and the high potential switch may be turned on later. In addition, when the switch unit is turned off, the high-potential switch may be turned off first and the low-potential switch may be turned off later.

바람직하게, 스위치부(S1 내지 Sn)를 구성하는 스위치는 릴레이 스위치일 수 있다. 대안적으로, 스위치부(S1 내지 Sn)는 MOSFET과 같은 반도체 스위치나 전력 반도체 스위치일 수 있는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the switches constituting the switch units S1 to Sn may be relay switches. Alternatively, the switch units S1 to Sn may be a semiconductor switch such as a MOSFET or a power semiconductor switch, but the present invention is not limited thereto.

부하(L)의 전단에는 캐패시터(Cap)가 구비된다. 캐패시터(Cap)는 병렬 멀티 배터리 팩(MP) 및 부하(L) 사이에 병렬로 연결된다. 캐패시터(Cap)는 노이즈 전류가 부하(L) 측으로 인가되는 것을 방지하는 필터 기능을 한다. A capacitor Cap is provided at the front end of the load L. The capacitor Cap is connected in parallel between the parallel multi-battery pack MP and the load L. The capacitor Cap functions as a filter to prevent the noise current from being applied to the load L side.

본 발명에 따른 장치(10)는, 제1 내지 제n전류 센서(I1 내지 In)를 포함한다. 제1 내지 제n전류 센서(I1 내지 In)는 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)과 연결된 전력 라인(C1 내지 Cn)에 각각 설치되어 전력 라인(C1 내지 Cn)을 통해서 흐르는 전류값을 측정한다.The device 10 according to the invention comprises first to nth current sensors I1 to In. The first to nth current sensors I1 to In are installed on the power lines C1 to Cn connected to the first to nth battery packs P1 to Pn, respectively, and current values flowing through the power lines C1 to Cn Measure

즉, 제1전류 센서(I1)는 제1배터리 팩(P1)에 포함된 제1전력 라인(C1)을 통해서 흐르는 제1배터리 팩 전류값(Is1)을 측정한다. 또한, 제2전류 센서(I2)는 제2배터리 팩(P2)에 포함된 제2전력 라인(C2)을 통해서 흐르는 제2배터리 팩 전류값(Is2)을 측정한다. 또한, 제3전류 센서(I3)는 제3배터리 팩(P3)에 포함된 제3전력 라인(C3)을 통해서 흐르는 제3배터리 팩 전류값(Is3)을 측정한다. 또한, 제n전류 센서(In)는 제n배터리 팩(Pn)에 포함된 제n전력 라인(Cn)을 통해서 흐르는 제n배터리 팩 전류값(Isn)을 측정한다. 도면에 도시하지는 않았지만, 제4전류 센서 내지 제n-1전류 센서는 각각 제4배터리 팩 내지 제n-1배터리 팩에 포함된 제4 내지 제n-1전력 라인을 통해서 흐르는 전류값을 측정한다. That is, the first current sensor I1 measures the first battery pack current value I s1 flowing through the first power line C1 included in the first battery pack P1. In addition, the second current sensor I2 measures the second battery pack current value I s2 flowing through the second power line C2 included in the second battery pack P2. In addition, the third current sensor I3 measures a third battery pack current value I s3 flowing through the third power line C3 included in the third battery pack P3. In addition, the n-th current sensor In measures an n-th battery pack current value I sn flowing through the n-th power line Cn included in the n-th battery pack Pn. Although not shown in the drawings, the fourth to n-1th current sensors measure current values flowing through the fourth to n-1th power lines included in the fourth to n-1th battery packs, respectively. .

도면에는, 제1 내지 제n전류 센서(I1 내지 In)가 각 배터리 팩에 포함되어 있는 것으로 도시되어 있다. 하지만, 본 발명은 제1 내지 제n전류 센서(I1 내지 In)가 각 배터리 팩의 외부에 설치되는 것을 제한하지 않는다.In the drawing, it is shown that the first to nth current sensors I1 to In are included in each battery pack. However, the present invention does not limit that the first to nth current sensors I1 to In are installed outside each battery pack.

제1 내지 제n전류 센서(I1 내지 In)는 홀 센서일 수 있다. 홀 센서는 전류의 크기에 상응하는 전압 신호를 출력하는 공지된 전류 센서이다. 다른 예에서, 제1 내지 제n전류 센서(I1 내지 In)는 센스 저항일 수 있다. 센스 저항의 양단에 인가된 전압을 측정하면, 옴의 법칙을 이용하여 센스 저항을 통해 흐르는 전류의 크기를 결정할 수 있다. 즉, 측정된 전압의 크기를 미리 알고 있는 센스 저항의 저항 값으로 나누면 센스 저항을 통해 흐르는 전류의 크기를 결정할 수 있다.The first to nth current sensors I1 to In may be Hall sensors. Hall sensors are known current sensors that output a voltage signal corresponding to the magnitude of the current. In another example, the first to nth current sensors I1 to In may be sense resistors. When the voltage applied to both ends of the sense resistor is measured, the magnitude of the current flowing through the sense resistor can be determined using Ohm's law. That is, by dividing the magnitude of the measured voltage by the resistance value of the sense resistor known in advance, the magnitude of the current flowing through the sense resistor can be determined.

본 발명에 따른 장치(10)는 또한 제1 내지 제n전압센서(V1 내지 Vn)를 포함한다. 제1전압센서(V1)는 제1배터리 팩(P1)의 양극과 음극 사이의 전위차에 해당하는 제1배터리 팩 전압값(Vs1)을 측정한다. 또한, 제2전압센서(V2)는 제2배터리 팩(P2)의 양극과 음극 사이의 전위차에 해당하는 제2배터리 팩 전압값(Vs2)을 측정한다. 또한, 제3전압센서(V3)는 제3배터리 팩(P3)의 양극과 음극 사이의 전위차에 해당하는 제3배터리 팩 전압값(Vs3)을 측정한다. 또한, 제n전압센서(Vn)는 제n배터리 팩(Pn)의 양극과 음극 사이의 전위차에 해당하는 제n배터리 팩 전압값(Vsn)을 측정한다. 도면에 도시하지는 않았지만, 제4전압센서 내지 제n-1전압센서는 각각 제4 내지 제n-1배터리 팩 전압값을 측정한다. The device 10 according to the invention also comprises first to nth voltage sensors V1 to Vn. The first voltage sensor V1 measures a first battery pack voltage value V s1 corresponding to a potential difference between the positive electrode and the negative electrode of the first battery pack P1. In addition, the second voltage sensor V2 measures a second battery pack voltage value V s2 corresponding to a potential difference between the anode and the cathode of the second battery pack P2. In addition, the third voltage sensor V3 measures a third battery pack voltage value V s3 corresponding to a potential difference between the anode and the cathode of the third battery pack P3. In addition, the n-th voltage sensor Vn measures an n-th battery pack voltage value V sn corresponding to a potential difference between the anode and the cathode of the n-th battery pack Pn. Although not shown in the drawings, the fourth to n-1th voltage sensors measure voltage values of the fourth to n-1th battery packs, respectively.

제1 내지 제n전압센서(V1 내지 Vn)는 차동증폭회로와 같은 전압측정회로를 포함한다. 전압측정회로는 당업계에 잘 알려져 있으므로 전압측정회로에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The first to nth voltage sensors V1 to Vn include a voltage measuring circuit such as a differential amplification circuit. Since the voltage measurement circuit is well known in the art, a detailed description of the voltage measurement circuit will be omitted.

본 발명에 따른 장치(10)는 또한 제1 내지 제n온도센서(T1 내지 Tn)를 포함한다. 제1온도센서(T1)는 제1배터리 팩(P1)의 소정 위치, 예컨대 중앙에 위치한 셀의 표면 온도를 지시하는 제1배터리 팩 온도값(Ts1)을 측정한다. 또한, 제2온도센서(T2)는 제2배터리 팩(P2)의 소정 위치, 예컨대 중앙에 위치한 셀의 표면 온도를 지시하는 제2배터리 팩 온도값(Ts2)을 측정한다. 또한, 제3온도센서(T3)는 제3배터리 팩(P3)의 소정 위치, 예컨대 중앙에 위치한 셀의 표면 온도를 지시하는 제3배터리 팩 온도값(Ts3)을 측정한다. 또한, 제n온도센서(Tn)는 제n배터리 팩(Pn)의 소정 위치, 예컨대 중앙에 위치한 셀의 표면 온도를 지시하는 제n배터리 팩 온도값(Tsn)을 측정한다. 도면에 도시하지는 않았지만, 제4온도센서 내지 제n-1온도센서는 각각 제4 내지 제n-1배터리 팩 온도값을 측정한다.The device 10 according to the invention also comprises first to nth temperature sensors T1 to Tn. The first temperature sensor T1 measures a first battery pack temperature value T s1 indicating a surface temperature of a cell located at a predetermined position of the first battery pack P1, for example, at the center. In addition, the second temperature sensor T2 measures a second battery pack temperature value T s2 indicating a surface temperature of a cell located at a predetermined position of the second battery pack P2, for example, at the center. In addition, the third temperature sensor T3 measures a third battery pack temperature value T s3 indicating a surface temperature of a cell located at a predetermined position of the third battery pack P3, for example, at the center. In addition, the n-th temperature sensor Tn measures a temperature value T sn of an n-th battery pack indicating a surface temperature of a cell located at a predetermined position of the n-th battery pack Pn, for example, at the center. Although not shown in the drawing, the fourth to n-1th temperature sensors measure temperature values of the fourth to n-1th battery packs, respectively.

본 발명에 있어서, 제1전류 센서(I1), 제1전압 센서(V1) 및 제1온도 센서(T1)는 제1센서 유닛(SU1)을 구성한다. 또한, 제2전류 센서(I2), 제2전압 센서(V2) 및 제2온도 센서(T2)는 제2센서 유닛(SU2)을 구성한다. 또한, 제3전류 센서(I3), 제3전압 센서(V3) 및 제3온도 센서(T3)는 제3센서 유닛(SU3)을 구성한다. 또한, 제n전류 센서(In), 제n전압 센서(Vn) 및 제n온도 센서(Tn)는 제n센서 유닛(SUn)을 구성한다. 도면에 도시하지는 않았지만, 제4센서 유닛 내지 제n-1 센서 유닛도 각각 전류 센서, 전압 센서 및 온도 센서를 포함한다.In the present invention, the first current sensor I1, the first voltage sensor V1, and the first temperature sensor T1 constitute the first sensor unit SU1. In addition, the second current sensor I2, the second voltage sensor V2, and the second temperature sensor T2 constitute the second sensor unit SU2. In addition, the third current sensor I3, the third voltage sensor V3, and the third temperature sensor T3 constitute a third sensor unit SU3. In addition, the n-th current sensor In, the n-th voltage sensor Vn, and the n-th temperature sensor Tn constitute an n-th sensor unit SUn. Although not shown in the drawings, the fourth to n-1th sensor units also include a current sensor, a voltage sensor, and a temperature sensor, respectively.

본 발명에 있어서, 제1 내지 제n센서 유닛(SU1 내지 SUn)은 다른 종류의 센서를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the first to nth sensor units SU1 to SUn may further include other types of sensors.

일 예로, 제1 내지 제n센서 유닛(SU1 내지 SUn)은 압력 센서를 포함할 수 있다. 압력 센서는 복수의 배터리 셀들이 적층된 배터리 모듈의 외부 표면과 배터리 모듈을 감싸는 팩 케이스 사이에 개재될 수 있다. 압력 센서는 배터리 셀들이 스웰링될 때 배터리 모듈이 케이스를 향해 가하는 압력을 측정하여 제어 유닛(20)으로 제공할 수 있다.For example, the first to nth sensor units SU1 to SUn may include pressure sensors. The pressure sensor may be interposed between an outer surface of a battery module in which a plurality of battery cells are stacked and a pack case surrounding the battery module. The pressure sensor may measure the pressure applied by the battery module toward the case when the battery cells are swelled and provide it to the control unit 20.

다른 예로, 제1 내지 제n센서 유닛(SU1 내지 SUn)은 충격 감지 센서를 포함할 수 있다. 충격 감지 센서는 복수의 배터리 셀들이 적층되어 있는 배터리 모듈을 감싸는 팩 케이스에 장착될 수 있다. 충격 감지 센서는 팩 케이스에 기준치 이상의 충격이 가해졌을 때 충격 감지 신호를 제어 유닛(20)으로 제공할 수 있다.As another example, the first to nth sensor units SU1 to SUn may include impact detection sensors. The impact detection sensor may be mounted in a pack case surrounding a battery module in which a plurality of battery cells are stacked. The impact detection sensor may provide a shock detection signal to the control unit 20 when a shock exceeding a reference value is applied to the pack case.

본 발명에 따른 장치(10)는 또한 통신 유닛(30)을 포함한다. 통신 유닛(30)은 전기 구동 자동차(E)에 포함된 제어 시스템(40)과 통신 인터페이스를 형성한다. 통신 인터페이스로는 서로 다른 2개의 통신 매체가 통신을 할 수 있도록 지원하는 공지된 통신 인터페이스라면 어떠한 것이라도 사용될 수 있다. 통신 인터페이스는 유선 또는 무선 통신을 지원할 수 있다. 바람직하게, 통신 인터페이스는 캔(CAN) 통신이나 데이지 체인(Daisy Chain) 통신을 지원하는 것일 수 있다.The device 10 according to the invention also comprises a communication unit 30. The communication unit 30 forms a communication interface with the control system 40 included in the electric drive vehicle E. Any known communication interface that supports communication between two different communication media may be used as the communication interface. The communication interface may support wired or wireless communication. Preferably, the communication interface may support CAN communication or Daisy Chain communication.

본 발명에 따른 장치(10)는 또한 제1 내지 제n스위치부(S1 내지 Sn), 제1 내지 제n센서 유닛(SU1 내지 SUn)과 동작 가능하게 결합된 제어 유닛(20)을 포함한다.The device 10 according to the invention also comprises a control unit 20 operably coupled with first to nth switch portions S1 to Sn, first to nth sensor units SU1 to SUn.

제어 유닛(20)은, 통신 유닛(30)을 통해 전기 구동 자동차(E)의 제어 시스템(40)으로부터 방전 요청이 수신되면 외부 스위치부(M)를 턴 온 시켜 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 방전을 개시한다. When a discharging request is received from the control system 40 of the electric drive vehicle E through the communication unit 30, the control unit 20 turns on the external switch unit M to prevent the parallel multi-battery pack MP. Start discharging.

참고로, 제어 유닛(20)에서 출력되는 M+ 신호와 M- 신호는 각각 외부 고전위 스위치(M+)와 외부 저전위 스위치(M-)의 온 오프를 제어하는 신호를 나타낸다. 또한, 제어 유닛(20)에서 출력되는 S1 내지 Sn 신호는 제1 내지 제n스위치부(S1 내지 Sn)의 온 오프를 제어하는 신호를 나타낸다. 또한, 제어 유닛(20)으로 입력되는 Vs1 내지 Vsn 신호는 제1 내지 제n전압 센서(V1 내지 Vn)로부터 수신되는 전압 측정값에 대응되는 신호이다. 또한, 제어 유닛(20)으로 입력되는 Is1 내지 Isn 신호는 제1 내지 제n전류 센서(I1 내지 In)로부터 수신되는 전류 측정값에 대응되는 신호이다. 또한, 제어 유닛(20)으로 입력되는 Ts1 내지 Tsn 신호는 제1 내지 제n온도 센서(T1 내지 Tn)로부터 수신되는 온도 측정값에 대응되는 신호이다.For reference, the M+ signal and the M- signal output from the control unit 20 represent signals for controlling the on-off of the external high-potential switch (M+) and the external low-potential switch (M-), respectively. Further, the S1 to Sn signals output from the control unit 20 represent signals for controlling the on/off of the first to nth switch units S1 to Sn. In addition, the V s1 to V sn signals input to the control unit 20 are signals corresponding to voltage measurement values received from the first to nth voltage sensors V1 to Vn. In addition, signals I s1 to I sn input to the control unit 20 are signals corresponding to measured current values received from the first to nth current sensors I1 to In. In addition, the T s1 to T sn signals input to the control unit 20 are signals corresponding to temperature measurement values received from the first to nth temperature sensors T1 to Tn.

제어 유닛(20)은 또한 병렬 멀티 배터리 팩(MP)이 방전되는 동안 제1 내지 제n센서 유닛(SU1 내지 SUn)에 포함된 전류 센서(I1 내지 In), 전압 센서(V1 내지 Vn) 및 온도 센서(T1 내지 Tn)의 동작을 제어하고, 주기적으로 전류 센서(I1 내지 In), 전압 센서(V1 내지 Vn) 및 온도 센서(T1 내지 Tn)로부터 수신되는 각 배터리 팩의 동작 특성 값을 저장 유닛(50)에 기록한다.The control unit 20 also includes current sensors I1 to In, voltage sensors V1 to Vn, and temperature included in the first to nth sensor units SU1 to SUn while the parallel multi-battery pack MP is discharged. Controls the operation of the sensors T1 to Tn, and stores the operating characteristic values of each battery pack periodically received from the current sensors I1 to In, voltage sensors V1 to Vn, and temperature sensors T1 to Tn. Record at (50).

여기서, 동작 특성 값은 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 전류 측정값(Is1 내지 Isn), 전압 측정값(Vs1 내지 Vsn) 및 온도 측정값(Ts1 내지 Ts2)을 포함한다. Here, the operating characteristic values are current measured values (I s1 to I sn ), voltage measured values (V s1 to V sn ), and temperature measured values (T s1 to T s2) of the first to nth battery packs P1 to Pn. ).

제어 유닛(20)은 또한 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 동작 특성 값에 기초하여 각 배터리 팩의 충전 상태를 결정할 수 있다.The control unit 20 may also determine the state of charge of each battery pack based on the operating characteristic values of the first to nth battery packs P1 to Pn.

일 예로, 제어 유닛(20)은 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 전류 측정값(Is1 내지 Isn)을 시간에 따라 적산하여 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 충전 상태를 결정할 수 있다. 제어 유닛(20)은 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 방전이 개시되기 전에 제1 내지 제n전압 센서(V1 내지 Vn)을 이용하여 각 배터리 팩의 개방 전압을 측정하고, 개방전압-충전 상태 룩업 테이블을 참조하여 개방전압에 대응되는 충전 상태를 룩업하여 각 배터리 팩의 충전상태 초기값을 결정할 수 있다.As an example, the control unit 20 integrates the measured current values (I s1 to I sn ) of the first to nth battery packs P1 to Pn over time to obtain the first to nth battery packs P1 to Pn. You can determine the state of charge. The control unit 20 measures the open-circuit voltage of each battery pack using the first to nth voltage sensors V1 to Vn before discharging of the first to nth battery packs P1 to Pn starts, and opens An initial value of the charging state of each battery pack may be determined by looking up a charging state corresponding to the open-circuit voltage by referring to the voltage-charging state lookup table.

다른 예로, 제어 유닛(20)은 확장 칼만 필터를 이용하여 병렬 멀티 배터리 팩(MP)이 방전되는 동안 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 충전상태를 결정할 수 있다. 즉, 제어 유닛(20)은 제1 내지 제n센서 유닛(SU1 내지 SUn)으로부터 입력 받은 각 배터리 팩의 동작 특성값을 소프트웨어로 코딩된 확장 칼만 필터에 입력하여 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 충전 상태를 결정할 수 있다. As another example, the control unit 20 may determine the state of charge of the first to nth battery packs P1 to Pn while the parallel multi-battery pack MP is discharged using the extended Kalman filter. That is, the control unit 20 inputs the operating characteristic values of each battery pack received from the first to nth sensor units SU1 to SUn into the software-coded extended Kalman filter, and the first to nth battery packs P1 To Pn) can be determined.

확장 칼만 필터는 본 발명이 속한 기술분야에 널리 알려져 있다. 일 예로서, 확장 칼만 필터는 등가 회로 모델 또는 전기화학적 ROM(Reduced Order Model)에 기초한 적응적 알고리즘일 수 있다. Extended Kalman filters are widely known in the art to which the present invention pertains. As an example, the extended Kalman filter may be an adaptive algorithm based on an equivalent circuit model or an electrochemical reduced order model (ROM).

확장 칼만 필터를 이용한 충전 상태의 추정은, 일 예로서 그레고리 엘 플레트(Gregory L. Plett)씨의 논문 “Extended Kalman filtering for battery management systems of LiPB-based HEV battery packs Parts 1, 2 and 3”(Journal of Power Source 134, 2004, 252-261)를 참조 가능하고, 본 명세서의 일부로서 위 논문이 합체될 수 있다.Estimation of the state of charge using an extended   Kalman   filter is an example of Gregory L. Plett's   paper   "Extended Kalman filtering for battery management systems of LiPB-based HEV battery packs Parts 1, 2 and 3" ( Journal of Power Source 134, 2004, 252-261), and the above papers may be incorporated as part of this specification.

물론, 충전 상태는 전술한 전류 적산법 또는 확장 칼만 필터 이외에도 배터리 팩의 동작 특성값을 선택적으로 활용하여 충전 상태를 결정할 수 있는 다른 공지의 방법에 의해서도 결정할 수 있다.Of course, the state of charge can also be determined by other known methods capable of determining the state of charge by selectively utilizing the operating characteristic values of the battery pack in addition to the above-described current integration method or extended   Kalman   filter  .

제어 유닛(20)은 또한 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 동작 특성 값에 기초하여 각 배터리 팩의 퇴화도를 결정할 수 있다.The control unit 20 may also determine the degree of deterioration of each battery pack based on the operating characteristic values of the first to nth battery packs P1 to Pn.

일 예로, 제어 유닛(20)은 저장 유닛(50)에 기록된 각 배터리 팩에 대한 복수의 전류값과 전압값을 이용하여 회귀 분석법을 통해 각 배터리 팩에 대한 I-V 프로파일을 결정할 수 있다. 여기서, 복수의 전류값 및 전압값은 현재 시점을 기준으로 샘플링된 것이다. 또한, 제어 유닛(20)은 I-V 프로파일의 기울기로부터 각 배터리 팩에 대한 저항값을 산출할 수 있다. 또한, 온도 별로 미리 정의된 저항값-퇴화도 룩업 테이블을 참조하여 각 배터리 팩의 현재 온도값과 저항값에 대응되는 퇴화도를 룩업하여 각 배터리 팩의 퇴화도를 결정할 수 있다. For example, the control unit 20 may determine an I-V profile for each battery pack through a regression analysis method using a plurality of current values and voltage values for each battery pack recorded in the storage unit 50. Here, the plurality of current values and voltage values are sampled based on the current point in time. In addition, the control unit 20 may calculate a resistance value for each battery pack from the slope of the I-V profile. Also, the degree of degradation of each battery pack may be determined by looking up a current temperature value of each battery pack and a degree of degradation corresponding to the resistance value by referring to a predefined resistance value-degradation degree lookup table for each temperature.

다른 예로, 제어 유닛(20)은 저장 유닛(50)에 기록된 각 배터리 팩에 대한 복수의 전류값 중에서 특정 전압 구간에서 측정된 전류값을 적산할 수 있다. 또한, 제어 유닛(20)은 특정 전압 구간의 적산 전류값에 따라 퇴화도를 미리 정의한 전류 적산값-퇴화도 룩업 테이블을 참조하여 각 배터리 팩의 퇴화도를 결정할 수 있다.As another example, the control unit 20 may accumulate a current value measured in a specific voltage section from among a plurality of current values for each battery pack recorded in the storage unit 50. In addition, the control unit 20 may determine the degree of deterioration of each battery pack by referring to a current accumulated value-degradation degree look-up table that defines a degree of degeneration in advance according to an accumulated current value in a specific voltage section.

또 다른 예로, 제어 유닛(20)은 확장 칼만 필터를 이용하여 병렬 멀티 배터리 팩(MP)이 방전되는 동안 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 퇴화도를 적응적으로 결정할 수 있다. As another example, the control unit 20 may adaptively determine the degree of degradation of the first to nth battery packs P1 to Pn while the parallel multi-battery pack MP is discharged using the extended Kalman filter.

즉, 제어 유닛(20)은 제1 내지 제n센서 유닛(SU1 내지 SUn)으로부터 입력 받은 각 배터리 팩의 동작 특성값을 소프트웨어로 코딩된 확장 칼만 필터에 입력하여 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 퇴화도를 결정할 수 있다. That is, the control unit 20 inputs the operating characteristic values of each battery pack received from the first to nth sensor units SU1 to SUn into the software-coded extended Kalman filter, and the first to nth battery packs P1 To Pn) can be determined.

확장 칼만 필터를 이용한 퇴화도의 추정은, 일 예로 대한민국 등록특허 제10-0818520호 『전기화학셀(CELL)의 현재 상태와 현재 파라미터를 추정하는 장치, 방법 및 시스템 및 기록매체』에 개시되어 있으며, 본 명세서의 일부로서 합체될 수 있다. Estimation of the degree of degeneration using an extended   Kalman   filter is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0818520, 『An apparatus, method, system and recording medium for estimating the current state and current parameters of an electrochemical cell (CELL). , May be incorporated as part of this specification.

제어 유닛(20)은 또한 충전 상태와 출력값 사이의 미리 정의된 제1상관관계 정보를 이용하여 각 배터리 팩의 충전상태에 대응되는 출력값을 결정할 수 있다.The control unit 20 may also determine an output value corresponding to the state of charge of each battery pack by using predefined first correlation information between the state of charge and the output value.

바람직하게, 상기 제1상관관계 정보는 각 배터리 팩의 충전상태에 따라 출력값을 정의한 충전상태-출력값 룩업 테이블일 수 있다. Preferably, the first correlation information may be a state of charge-output value lookup table defining an output value according to the state of charge of each battery pack.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전상태-출력값 룩업 테이블의 일 예를 예시한다. 2 illustrates an example of a state of charge-output value lookup table according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 충전상태-출력값 룩업 테이블은 배터리 팩의 충전상태에 따라 출력값을 정의한 데이터 구조를 가진다. 또한, 충전상태-출력값 룩업 테이블은 배터리 팩의 온도에 따라서 독립적으로 정의될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 충전상태-출력값 룩업 테이블은 온도와 퇴화도에 따라서 독립적으로 정의될 수 있다. 충전상태-출력값 룩업 테이블은 저장 유닛(50)에 미리 정의되어 기록될 수 있다.Referring to FIG. 2, a state of charge-output value lookup table has a data structure in which an output value is defined according to a state of charge of a battery pack. In addition, the state of charge-output value lookup table may be independently defined according to the temperature of the battery pack. Although not shown, the state of charge-output value lookup table may be independently defined according to temperature and degree of degradation. The state of charge-output value lookup table may be predefined and recorded in the storage unit 50.

바람직하게, 제어 유닛(20)은 각 배터리 팩의 현재 온도값을 참조하여 룩업을 진행할 충전상태-출력값 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 룩업 테이블로부터 각 배터리 팩의 충전상태에 대응되는 출력값을 룩업하여 결정할 수 있다.Preferably, the control unit 20 identifies a charge state-output value lookup table to perform a lookup by referring to the current temperature value of each battery pack, and looks up an output value corresponding to the charge state of each battery pack from the identified lookup table. You can decide.

대안적으로, 제어 유닛(20)은 각 배터리 팩의 현재 온도값과 현재 퇴화도를 참조하여 룩업을 진행할 충전상태-출력값 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 룩업 테이블로부터 각 배터리 팩의 충전상태에 대응되는 출력값을 룩업하여 결정할 수 있다.Alternatively, the control unit 20 identifies the charge state-output value look-up table to perform the lookup by referring to the current temperature value and the current deterioration degree of each battery pack, and corresponds to the state of charge of each battery pack from the identified look-up table. It can be determined by looking up the output value.

제어 유닛(20)은 또한 하기 수식1을 이용하여 제1 내지 제n배터리 팩의 출력값들 중에서 최소 출력값을 기준으로 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 총 출력값(Ptotal)을 산출한다. The control unit 20 also calculates the total output value P total of the parallel multi-battery pack MP based on the minimum output value among the output values of the first to n-th battery packs using Equation 1 below.

<수식1><Equation 1>

총 출력값(Ptotal) = p x 최소 출력값 (p는 방전되는 배터리 팩의 수)Total output value (P total ) = px minimum output value (p is the number of discharged battery packs)

제어 유닛(20)은 또한 산출된 총 출력값을 통신 유닛(30)을 통하여 전기 구동 자동차(E)의 제어 시스템(40)으로 전송한다. 그러면, 제어 시스템(40)은 총 출력값에 따라서 부하(L)에 공급되는 전력과 전장 유닛이나 ADAS 유닛에 공급되는 전력을 조절한다. 즉, 제어 시스템(40)은 부하(L), 전장 유닛 및 ADAS 유닛의 동작을 위해 필요한 전력의 총 합보다 총 출력값이 작은 경우, 미리 설정된 전력 배분 정책에 따라 부하(L)나 특정 유닛에 공급되는 전력을 줄이거나 차단한다.The control unit 20 also transmits the calculated total output value to the control system 40 of the electric drive vehicle E via the communication unit 30. Then, the control system 40 adjusts the power supplied to the load L and the power supplied to the electric unit or ADAS unit according to the total output value. That is, when the total output value is smaller than the total power required for the operation of the load (L), the electric unit, and the ADAS unit, the control system 40 supplies the load (L) or a specific unit according to a preset power distribution policy. Reduces or cuts off the power generated.

한편, 제어 유닛(20)은 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn) 중에서 비정상 배터리 팩을 식별할 수 있다.Meanwhile, the control unit 20 may identify an abnormal battery pack from among the first to nth battery packs P1 to Pn.

일 예로, 제어 유닛(20)은 제1 내지 제n온도 센서(T1 내지 Tn)를 통해서 측정한 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 온도 측정값을 모니터링하여 온도 측정값이 임계치를 초과하는 배터리 팩을 비정상 배터리 팩으로 식별할 수 있다.For example, the control unit 20 monitors the temperature measurement values of the first to nth battery packs P1 to Pn measured through the first to nth temperature sensors T1 to Tn, so that the temperature measurement value is a threshold value. Excess battery packs can be identified as abnormal battery packs.

다른 예로, 제어 유닛(20)은 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn) 중에서 충전상태의 감소 속도를 산출하고, 충전상태의 감소 속도가 기준치보다 빠른 배터리 팩을 비정상 배터리 팩으로 식별할 수 있다. 병렬 멀티 배터리 팩(MP)이 방전되는 동안 충전상태의 감소 속도가 상대적으로 빠른 배터리 팩(MP)은 누설전류가 발생된 것으로 추정할 수 있다. 누설전류가 발생된 배터리 팩(MP)은 방전전류와 누설전류가 동시에 흐르므로 충전상태의 감소 속도가 상대적으로 빠르다.As another example, the control unit 20 may calculate a rate of decrease in the state of charge among the first to n-th battery packs P1 to Pn, and identify a battery pack having a rate of decrease in the state of charge faster than a reference value as an abnormal battery pack. have. While the parallel multi-battery pack MP is discharging, it can be estimated that a leakage current has occurred in the battery pack MP having a relatively high rate of decrease in the state of charge. Since the discharge current and the leakage current flow at the same time in the battery pack MP in which the leakage current is generated, the rate of decrease in the state of charge is relatively fast.

또 다른 예로, 제어 유닛(20)은 각 배터리 팩에 설치된 압력 센서로부터 출력되는 압력 측정값을 모니터하여 압력 측정값이 임계치 이상으로 증가한 배터리 팩을 비정상 배터리 팩으로 식별할 수 있다. 압력 센서는 각 배터리 팩에 있어서 복수의 배터리 셀들이 적층된 배터리 모듈과 팩 케이스 사이에 개재되도록 설치될 수 있다.As another example, the control unit 20 may monitor a pressure measurement value output from a pressure sensor installed in each battery pack to identify a battery pack whose pressure measurement value has increased above a threshold value as an abnormal battery pack. In each battery pack, the pressure sensor may be installed so as to be interposed between a battery module in which a plurality of battery cells are stacked and a pack case.

또 다른 예로, 제어 유닛(20)은 각 배터리 팩에 설치된 충격 감지 센서로부터 출력되는 충격 감지 신호를 모니터하여 충격 감지 신호가 감지되는 배터리 팩을 비정상 배터리 팩으로 식별할 수 있다. 충격 감지 센서는 각 배터리 팩에 있어서 배터리 모듈을 감싸는 팩 케이스에 장착될 수 있다.As another example, the control unit 20 may monitor a shock detection signal output from a shock detection sensor installed in each battery pack to identify a battery pack in which the shock detection signal is detected as an abnormal battery pack. The impact detection sensor may be mounted in a pack case surrounding the battery module in each battery pack.

제어 유닛(20)은 n개의 배터리 팩들 중에서 비정상 배터리 팩이 식별될 경우 해당 배터리 팩의 사용 중단 시점을 전기 구동 자동차(E)의 주행 속도에 따라서 적응적으로 결정하고, 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 총 출력값을 산출하는 방법을 다음과 같이 변경할 수 있다.When an abnormal battery pack is identified among n number of battery packs, the control unit 20 adaptively determines the time point of stopping use of the battery pack according to the driving speed of the electric drive vehicle E, and the parallel multi-battery pack MP The method of calculating the total output value of can be changed as follows.

구체적으로, 제어 유닛(20)은 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn) 중에서 비정상 배터리 팩이 식별되면 통신 유닛(30)을 통해 전기 구동 자동차(E)의 제어 시스템(40) 측으로 주행 속도 정보를 요청하여 수신한다. Specifically, the control unit 20, when an abnormal battery pack is identified among the first to nth battery packs P1 to Pn, the driving speed toward the control system 40 of the electric drive vehicle E through the communication unit 30 Request and receive information.

대안적으로, 제어 유닛(20)은 주기적으로 전기 구동 자동차(E)의 제어 시스템(40)으로부터 주행 속도 정보를 전송 받아 저장 유닛(50)에 기록하고 기록된 주행 속도 정보를 참조할 수 있다.Alternatively, the control unit 20 may periodically receive driving speed information from the control system 40 of the electric drive vehicle E, record it in the storage unit 50, and refer to the recorded driving speed information.

제어 유닛(20)은 또한 주행 속도와 출력 완화시간 사이의 미리 정의된 제2상관관계 정보를 이용하여 주행 속도에 대응되는 출력 완화시간을 결정한다.The control unit 20 also determines an output relaxation time corresponding to the travel speed by using the second predefined correlation information between the travel speed and the output relaxation time.

바람직하게, 상기 제2상관관계 정보는 전기 구동 자동차(E)의 주행 속도에 따라 출력 완화시간을 정의한 주행 속도-출력 완화시간 룩업 테이블일 수 있다.Preferably, the second correlation information may be a driving speed-output relaxation time lookup table defining an output relaxation time according to a driving speed of the electric drive vehicle E.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 속도-출력 완화시간 룩업 테이블의 일 예를 예시한다. 3 illustrates an example of a driving speed-output relaxation time lookup table according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 주행 속도-출력 완화시간 룩업 테이블은 전기 구동 자동차(E)의 주행 속도에 따라서 출력 완화시간을 정의한 데이터 구조를 가진다. 상기 주행속도-출력 완화시간 룩업 테이블은 저장 유닛(50)에 미리 정의되어 기록될 수 있다.Referring to FIG. 3, the driving speed-output relaxation time lookup table has a data structure defining the output relaxation time according to the driving speed of the electric drive vehicle E. The driving speed-output relaxation time lookup table may be predefined and recorded in the storage unit 50.

바람직하게, 제어 유닛(20)은 비정상 배터리 팩이 식별될 경우 주행 속도-출력 완화시간 룩업 테이블로부터 주행 속도에 대응되는 출력 완화시간을 결정할 수 있다. Preferably, when an abnormal battery pack is identified, the control unit 20 may determine an output relaxation time corresponding to the driving speed from the driving speed-output relaxation time look-up table.

도 3을 참조하면, 만약, 주행 속도가 80km를 초과하는 경우 출력 완화시간은 30초로 결정될 수 있다. 또한, 주행 속도가 60km 이상 80km 이하인 경우 출력 완화시간은 20초로 결정될 수 있다. 또한, 주행 속도가 60km미만인 경우 출력 완화시간은 10초로 결정될 수 있다. 바람직하게, 주행 완화시간은 전기 구동 자동차(E)의 주행 속도에 비례하여 증가한다. 도 3에 도시된 주행 속도-출력 완화시간 룩업 테이블은 일 예시에 불과하므로 속도 구간이나 출력 완화시간의 크기는 전기 구동 자동차(E)의 전력 사용 정책에 따라서 얼마든지 변경이 가능함은 자명하다.Referring to FIG. 3, if the driving speed exceeds 80 km, the output relaxation time may be determined as 30 seconds. In addition, when the driving speed is 60 km or more and 80 km or less, the output relaxation time may be determined as 20 seconds. In addition, when the driving speed is less than 60 km, the output relaxation time may be determined as 10 seconds. Preferably, the driving relaxation time increases in proportion to the driving speed of the electric drive vehicle E. Since the driving speed-output relaxation time lookup table shown in FIG. 3 is only an example, it is obvious that the size of the speed section or the output relaxation time can be changed as much as possible according to the power use policy of the electric drive vehicle E.

제어 유닛(20)은 또한 비정상 배터리 팩의 출력 완화 프로파일을 결정하고, 상기 출력 완화시간 동안 상기 출력 완화 프로파일을 이용하여 비정상 배터리 팩의 완화 출력값을 결정한다.The control unit 20 also determines an output relaxation profile of the abnormal battery pack, and determines a relaxation output value of the abnormal battery pack using the output relaxation profile during the output relaxation time.

바람직하게, 상기 출력 완화 프로파일은 비정상 배터리 팩의 현재 출력값으로부터 미리 설정된 최소 출력값까지 상기 출력 완화시간 동안 선형적으로 감소하는 프로파일이다. Preferably, the output relaxation profile is a profile that linearly decreases during the output relaxation time from a current output value of the abnormal battery pack to a preset minimum output value.

즉, 출력 완화 프로파일은, 비정상 배터리 팩의 현재 출력값을 P0라고 하고 주행 속도에 따른 출력 완화시간이 △tderate이라고 하고 최소 출력값을 Pmin이라고 할 때, 비정상 배터리 팩의 출력값이 시간 △tderate이 경과하는 동안 P0에서부터 Pmin까지 감소하는 선형 프로파일이다. That is, in the output relaxation profile, when the current output value of the abnormal battery pack is P 0 , the output relaxation time according to the driving speed is △t derate , and the minimum output value is P min , the output value of the abnormal battery pack is time △t derate. It is a linear profile that decreases from P 0 to P min over the course of this period.

여기서, Pmin은 전기 구동 자동차(E)의 브레이킹 기능과 최소 가속능력을 유지하기 위해 병렬 멀티 배터리 팩(MP)으로부터 공급 받아야 하는 전력을 고려하여 미리 설정되는 값이다. 일 예로, 병렬 멀티 배터리 팩(MP)에 포함된 배터리 팩의 수가 4개이고, 전기 구동 자동차(E)에서 필요로 하는 최소 전력이 20kW라면 Pmin은 5kW로 설정될 수 있다.Here, P min is a value set in advance in consideration of power to be supplied from the parallel multi-battery pack MP in order to maintain the braking function and the minimum acceleration capability of the electric drive vehicle E. For example, if the number of battery packs included in the parallel multi-battery pack MP is 4 and the minimum power required by the electric drive vehicle E is 20 kW, P min may be set to 5 kW.

제어 유닛(20)은 또한 출력 완화시간이 경과하는 동안에는 출력 완화 프로파일을 참조하여 하기 수식2를 이용하여 비정상 배터리 팩의 완화 출력값 Pderate을 결정한다. The control unit 20 also determines the relaxation output value P derate of the abnormal battery pack using Equation 2 below with reference to the output relaxation profile while the output relaxation time elapses.

<수식 2><Equation 2>

완화 출력값(Pderate) = P0 - [(P0-Pmin)/△tderate]*[t-t0]Relief output value (P derate ) = P 0 -[(P 0 -P min )/△t derate ]*[tt 0 ]

여기서, P0는 비정상 배터리 팩의 현재 출력값으로서 충전상태-출력값 룩업 테이블을 이용하여 결정되는 값이다. Pmin은 미리 설정되는 최소 출력값이다. △tderate는 주행 속도-출력 완화시간 룩업 테이블을 이용하여 결정되는 출력 완화시간이다. t0는 비정상 배터리 팩의 출력을 완화시키기 시작하는 시점으로서, 실질적으로 출력을 완화시키는 배터리 팩이 비정상 배터리 팩으로 식별되는 시점이다. t는 출력 완화가 개시되는 시점부터 경과된 시간이다.Here, P 0 is a current output value of the abnormal battery pack and is a value determined using a state of charge-output value lookup table. P min is the preset minimum output value. Δt derate is the output relaxation time determined using the driving speed-output relaxation time lookup table. t 0 is a time point at which the output of the abnormal battery pack starts to be relaxed, and is a time point when a battery pack that substantially relieves the output is identified as an abnormal battery pack. t is the time elapsed from the start of output relaxation.

제어 유닛(20)은 또한 하기 수식3을 이용하여 완화 출력값(Pderate)으로부터 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 총 출력값(Ptotal,derate)을 결정한다.The control unit 20 also determines the total output value P total,derate of the parallel multi-battery pack MP from the relaxation output value P derate using Equation 3 below.

<수식 3><Equation 3>

총 출력값(Ptotal,derate) = p x Pderate(p는 방전되는 배터리 팩의 수)Total output value (P total,derate ) = px P derate (p is the number of discharged battery packs)

제어 유닛(20)은 또한 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 총 출력값(Ptotal,derate)에 관한 정보를 통신 유닛(30)을 통해 전기 구동 자동차(E)의 제어 시스템(40)으로 전송하고, 출력 완화시간(△tderate)이 경과된 이후에 비정상 배터리 팩에 포함된 스위치부를 턴 오프 시킨다. The control unit 20 also transmits information about the total output value (P total,derate ) of the parallel multi-battery pack MP to the control system 40 of the electric drive vehicle E through the communication unit 30, Turn off the switch included in the abnormal battery pack after the output relaxation time (Δt derate) has elapsed.

전기 구동 자동차(E)의 제어 시스템(0)은 출력 완화시간(△tderate)이 경과되는 동안 완화 출력값(Pderate)을 기준으로 계산되는 총 출력값(Ptotal,derate)을 전송 받으므로, 서서히 감소되는 총 출력값에 따라 부하(L), 전장 유닛 및 ADAS 유닛에 배분되는 전력의 량을 점진적으로 조절할 수 있다. 이로써, 제어 시스템(40)은 비정상 배터리 팩의 사용 중단에 대비하여 안정적으로 전력 배분을 할 수 있다. The control system (0) of the electric drive vehicle (E) receives the total output value (P total,derate ) calculated based on the relaxation output value (P derate) while the output relaxation time (△t derate) elapses. The amount of power distributed to the load (L), the electric unit, and the ADAS unit can be gradually adjusted according to the reduced total output value. As a result, the control system 40 can stably distribute power in preparation for interruption of use of the abnormal battery pack.

본 발명에 있어서, 저장 유닛(50)은 정보를 기록하고 소거할 수 있는 저장 매체라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 저장 유닛(50)은 RAM, ROM, EEPROM, 레지스터 또는 플래쉬 메모리일 수 있다. 저장 유닛(50)은 또한 제어 유닛(20)에 의해 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 제어 유닛(20)과 전기적으로 연결될 수 있다. In the present invention, there is no particular limitation on the type of the storage unit 50 as long as it is a storage medium capable of recording and erasing information. As an example, the storage unit 50 may be RAM, ROM, EEPROM, register, or flash memory. The storage unit 50 can also be electrically connected to the control unit 20 via a data bus, for example, so as to be accessible by the control unit 20.

저장 유닛(50)은 또한 제어 유닛(20)이 수행하는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터와 사전에 정의되는 룩업 테이블이나 파라미터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거 및/또는 전송한다. 저장 유닛(50)은 논리적으로 2개 이상으로 분할 가능하고, 제어 유닛(20) 내에 포함되는 것을 제한하지 않는다.The storage unit 50 also stores and/or updates a program including various control logics performed by the control unit 20, and/or data generated when the control logic is executed and a predefined lookup table or parameter, and/or /Or erase and/or transmit. The storage unit 50 can be logically divided into two or more, and is not limited to being included in the control unit 20.

본 발명에 있어서, 제어 유닛(20)은 상술한 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 제어 유닛(20)은 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이 때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 컴퓨터 부품으로 프로세서와 연결될 수 있다. 또한, 상기 메모리는 본 발명의 저장 유닛(30)에 포함될 수 있다. 또한, 상기 메모리는 디바이스의 종류에 상관 없이 정보가 저장되는 디바이스를 총칭하는 것으로서 특정 메모리 디바이스를 지칭하는 것은 아니다.In the present invention, the control unit 20 includes a processor known in the art, an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, a register, a communication modem, a data processing device, etc. to execute the various control logics described above. Can optionally include. In addition, when the control logic is implemented in software, the control unit 20 may be implemented as a set of program modules. In this case, the program module may be stored in a memory and executed by a processor. The memory may be inside or outside the processor, and may be connected to the processor through various well-known computer components. In addition, the memory may be included in the storage unit 30 of the present invention. In addition, the memory refers to a device in which information is stored regardless of the type of device, and does not refer to a specific memory device.

또한, 제어 유닛(20)의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 상기 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록매체는 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 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.In addition, at least one or more of various control logics of the control unit 20 may be combined, and the combined control logics may be written in a computer-readable code system and stored in a computer-readable recording medium. There is no particular limitation on the type of the recording medium as long as it can be accessed by a processor included in the computer. As an example, the recording medium includes at least one selected from the group including ROM, RAM, register, CD-ROM, magnetic tape, hard disk, floppy disk, and optical data recording device. In addition, the code system can be distributed, stored and executed on computers connected via a network. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the combined control logic can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention pertains.

본 발명에 따른 장치(10)는 도 7에 도시된 바와 같이 배터리 관리 시스템(100)에 포함될 수 있다. 배터리 관리 시스템(100)은, 배터리의 충방전과 관련된 전반적인 동작을 제어하는 것으로서, 당업계에서 Battery Management System으로 불리는 컴퓨팅 시스템이다.The device 10 according to the present invention may be included in the battery management system 100 as shown in FIG. 7. The battery management system 100 controls the overall operation related to charging and discharging a battery, and is a computing system called a Battery Management System in the art.

또한, 본 발명에 따른 장치(10)는 도 8에 도시된 바와 같이 전기 구동 자동차(E) 이외에도 다양한 전기 구동 장치(200)에 탑재될 수 있다.In addition, the device 10 according to the present invention may be mounted on various electric drive devices 200 in addition to the electric drive vehicle E, as shown in FIG. 8.

전기 구동 장치(200)는, 전기 자전거, 전기 오토바이, 전기 열차, 전기 배, 전기 비행기 등과 같이 전기에 의해 이동이 가능한 전기 동력 장치, 또는 전기 드릴, 전기 그라인더 등과 같이 모터가 포함된 파워 툴일 수 있다. 파워 툴에 본 발명에 따른 장치(10)가 포함될 경우 주행 속도는 모터의 RPM과 균등한 개념으로 해석될 수 있음은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.The electric drive device 200 may be an electric power device that can be moved by electricity, such as an electric bicycle, an electric motorcycle, an electric train, an electric ship, or an electric plane, or a power tool including a motor such as an electric drill or an electric grinder. . It is obvious to those of ordinary skill in the art that the driving speed can be interpreted as a concept equal to the RPM of the motor when the device 10 according to the present invention is included in the power tool.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 출력 제어 방법에 대한 순서도이다.4 is a flowchart of a method for controlling output of a parallel multi-battery pack MP according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(20)은 단계 S10에서 병렬 멀티 배터리 팩(MP)이 방전 상태에 있는지 판단한다. 이를 위해, 제어 유닛(20)은 제1 내지 제n전류 센서(I1 내지 In)를 이용하여 측정된 전류값들을 모니터할 수 있다. 전류값들이 0이 아니고 양의 값이면 병렬 멀티 배터리 팩(MP)이 방전 중인 것으로 판단할 수 있다. 제어 유닛(20)은 단계 S10의 판단 결과가 YES이면 단계 S20을 진행한다.As shown in FIG. 4, the control unit 20 determines whether the parallel multi-battery pack MP is in a discharged state in step S10. To this end, the control unit 20 may monitor current values measured using the first to nth current sensors I1 to In. If the current values are positive rather than zero, it may be determined that the parallel multi-battery pack MP is discharging. The control unit 20 proceeds to step S20 if the determination result of step S10 is YES.

제어 유닛(20)은 단계 S20에서 제1 내지 제n센서 유닛(SU1 내지 SUn)을 제어하여 제1 내지 제n센서 유닛(SU1 내지 SUn)으로부터 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 동작 특성값을 수신하여 저장 유닛(50)에 기록한다. 동작 특성값은 각 배터리 팩의 전압값, 전류값 및 온도값을 포함한다. 단계 S20 이후에 단계 S30이 진행된다.The control unit 20 controls the first to nth sensor units SU1 to SUn in step S20 to control the first to nth battery packs P1 to Pn from the first to nth sensor units SU1 to SUn. The operating characteristic value is received and recorded in the storage unit 50. The operating characteristic values include voltage values, current values, and temperature values of each battery pack. After step S20, step S30 proceeds.

제어 유닛(20)은 단계 S30에서 각 배터리 팩의 충전상태와 퇴화도를 결정한다. 충전상태와 퇴화도의 결정 방법은 이미 상술하였다. 단계 S30 이후에 단계 S40이 진행된다.The control unit 20 determines the state of charge and the degree of degradation of each battery pack in step S30. The method of determining the state of charge and the degree of deterioration has already been described above. After step S30, step S40 proceeds.

제어 유닛(20)은 단계 S40에서 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn) 중에서 비정상 배터리 팩이 있는지 판단한다. 제어 유닛(20)이 비정상 배터리 팩을 식별하는 다양한 방법에 대해서는 이미 상술하였다. 제어 유닛(20)은 단계 S40의 판단 결과가 NO이면 단계 S50으로 프로세스를 이행하고 반대로 단계 S40의 판단 결과가 YES이면 단계 S90으로 프로세스를 이행한다. The control unit 20 determines whether there is an abnormal battery pack among the first to nth battery packs P1 to Pn in step S40. Various methods for the control unit 20 to identify the abnormal battery pack have already been described above. If the determination result of step S40 is NO, the control unit 20 proceeds to step S50, and conversely, if the determination result of step S40 is YES, the process shifts to step S90.

제어 유닛(20)은 단계 S50에서 충전상태와 출력값 사이의 미리 정의된 제1상관관계 정보를 이용하여 제1 내지 제n배터리 팩(P1 내지 Pn)의 충전상태에 대응되는 출력값을 결정한다. 여기서, 제1상관관계 정보는 저장 유닛(50)에 미리 기록된 충전상태-출력값 룩업 테이블일 수 있다. The control unit 20 determines an output value corresponding to the state of charge of the first to nth battery packs P1 to Pn by using the first correlation information predefined between the state of charge and the output value in step S50. Here, the first correlation information may be a charge state-output value lookup table previously recorded in the storage unit 50.

본 발명에 있어서, 충전상태-출력값 룩업 테이블은 온도에 따라서 또는 온도 및 퇴화도에 따라서 독립적으로 정의될 수 있다. 이 경우, 제어 유닛(20)은 각 배터리 팩의 온도에 따라서 출력값을 룩업할 충전상태-출력값 룩업 테이블을 식별하거나 각 배터리 팩의 온도 및 퇴화도에 따라서 출력값을 룩업할 충전상태-출력값 룩업 테이블을 식별한 후, 식별된 충전상태-출력값 룩업 테이블로부터 각 배터리 팩의 충전상태에 대응되는 출력값을 결정할 수 있다. 단계 S50 이후에 단계 S60이 진행된다. In the present invention, the state of charge-output value lookup table may be independently defined according to temperature or according to temperature and degree of degradation. In this case, the control unit 20 identifies a charge state-output value lookup table to look up an output value according to the temperature of each battery pack, or a charge state-output value lookup table to look up an output value according to the temperature and deterioration of each battery pack After identification, an output value corresponding to the state of charge of each battery pack may be determined from the identified state of charge-output value lookup table. Step S60 proceeds after step S50.

제어 유닛(20)은 단계 S60에서 상술한 수식1을 이용하여 n개의 출력값들 중에서 최소 출력값을 기준으로 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 총 출력값을 결정한다. 단계 S60 이후에 단계 S70이 진행된다. The control unit 20 determines the total output value of the parallel multi-battery pack MP based on the minimum output value among n output values using Equation 1 described above in step S60. Step S70 proceeds after step S60.

제어 유닛(20)은 단계 S70에서 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 총 출력값을 통신 유닛(30)을 통해 전기 구동 자동차(E)의 제어 시스템(40)으로 전송한다. 그러면, 제어 시스템(40)은 전송 받은 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 총 출력값을 초과하지 않도록 부하(L)에 공급되는 전력 그리고 전장 유닛과 ADAS 유닛에 공급되는 전력의 량을 적응적으로 조절한다. 단계 S70 이후에 단계 S80이 진행된다.The control unit 20 transmits the total output value of the parallel multi-battery pack MP to the control system 40 of the electric drive vehicle E through the communication unit 30 in step S70. Then, the control system 40 adaptively adjusts the amount of power supplied to the load L and the power supplied to the electric unit and the ADAS unit so as not to exceed the total output value of the transmitted parallel multi-battery pack MP. . Step S80 proceeds after step S70.

제어 유닛(20)은 단계 S80에서 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 출력값 갱신 주기가 경과되었는지 판단한다. 여기서, 갱신 주기는 바람직하게 0.5초 내지 3초일 수 있다. 단계 S80의 판단 결과가 YES이면 제어 유닛(20)은 프로세서를 단계 S10으로 이행하여 전술한 단계들을 다시 반복한다. 반면, 단계 S80의 판단 결과가 NO이면 제어 유닛(20)은 갱신 주기가 경과될 때까지 프로세스의 진행을 보류한다. The control unit 20 determines whether an output value update period of the parallel multi-battery pack MP has elapsed in step S80. Here, the update period may be preferably 0.5 seconds to 3 seconds. If the determination result in step S80 is YES, the control unit 20 shifts the processor to step S10 and repeats the above-described steps again. On the other hand, if the determination result in step S80 is NO, the control unit 20 suspends the progress of the process until the update period elapses.

한편, 제어 유닛(20)은 단계 S40의 판단 결과가 YES이면, 즉 n개의 배터리 팩들 중에서 비정상 배터리 팩이 식별되면, 단계 S90을 진행한다. On the other hand, if the determination result of step S40 is YES, that is, if an abnormal battery pack is identified among n battery packs, the control unit 20 proceeds to step S90.

제어 유닛(20)은 단계 S90에서 통신 유닛(30)을 통해 전기 구동 자동차(E)의 제어 시스템(40) 측에 요청하여 자동차의 주행 속도에 관한 정보를 수신한다. 대안적으로, 제어 시스템(40)은 제어 유닛(20) 측으로 주기적으로 자동차의 주행 속도에 관한 정보를 제공할 수 있다. 이 경우, 제어 유닛(20)은 주기적으로 제공되는 주행 속도 정보를 참고할 수 있다. 단계 S90 이후에 단계 S100이 진행된다.The control unit 20 makes a request to the control system 40 side of the electric drive vehicle E through the communication unit 30 in step S90 to receive information on the driving speed of the vehicle. Alternatively, the control system 40 may periodically provide information on the driving speed of the vehicle to the control unit 20 side. In this case, the control unit 20 may refer to the driving speed information provided periodically. Step S100 proceeds after step S90.

제어 유닛(20)은 단계 S100에서 자동차의 주행 속도와 출력 완화시간 사이의 미리 정의된 제2상관관계 정보를 이용하여 자동차의 주행 속도에 대응되는 출력 완화시간을 결정한다. 이 때, 제어 유닛(20)은 도 3에 예시된 주행 속도-출력 완화시간 룩업 테이블을 참조할 수 있다. 단계 S100 이후에 단계 S110이 진행된다.The control unit 20 determines an output relaxation time corresponding to the driving speed of the vehicle by using the second correlation information predefined between the driving speed of the vehicle and the output relaxation time in step S100. In this case, the control unit 20 may refer to the travel speed-output relaxation time lookup table illustrated in FIG. 3. After step S100, step S110 proceeds.

제어 유닛(20)은 단계 S110에서 전술한 수식 2에 의해 정의되는 비정상 배터리 팩에 대한 출력 완화 프로파일을 결정한다. 출력 완화 프로파일은 출력 완화시간 동안 비정상 배터리 팩으로 식별된 배터리 팩의 출력값을 산출하는데 사용된다. 단계 S110 이후에 단계 S120이 진행된다.The control unit 20 determines an output relaxation profile for the abnormal battery pack defined by Equation 2 described above in step S110. The output relaxation profile is used to calculate the output value of the battery pack identified as an abnormal battery pack during the output relaxation time. After step S110, step S120 proceeds.

제어 유닛(20)은 단계 S120에서 출력 완화시간이 경과되는 동안 출력 완화 프로파일을 이용하여 비정상 배터리 팩의 완화 출력값(Pderate)을 결정한다. 단계 S120 이후에 단계 S130이 진행된다.The control unit 20 determines the relaxation output value P derate of the abnormal battery pack using the output relaxation profile while the output relaxation time elapses in step S120. After step S120, step S130 proceeds.

제어 유닛(20)은 단계 S130에서 전술한 수식 3을 이용하여 완화 출력값(Pderate)을 기준으로 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 총 출력값(Ptotal,derate)을 결정한다. 단계 S130 이후에 단계 S140이 진행된다. The control unit 20 determines a total output value P total,derate of the parallel multi-battery pack MP based on the relaxation output value P derate in step S130 using Equation 3 described above. After step S130, step S140 proceeds.

제어 유닛(20)은 단계 S140에서 통신 유닛(30)을 통해 전기 구동 자동차(E)의 제어 시스템(40)으로 수식 3을 이용하여 결정한 총 출력값(Ptotal,derate)을 전송한다. 그러면, 제어 시스템(40)은 전송 받은 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 총 출력값(Ptotal,derate)을 초과하지 않도록 부하(L)에 공급되는 전력 그리고 전장 유닛과 ADAS 유닛에 공급되는 전력의 량을 적응적으로 조절한다. 단계 S140 이후에 단계 S150이 진행된다.The control unit 20 transmits the total output value P total,derate determined using Equation 3 to the control system 40 of the electric drive vehicle E through the communication unit 30 in step S140. Then, the control system 40 is the amount of power supplied to the load L and the amount of power supplied to the electric unit and the ADAS unit so as not to exceed the total output value (P total,derate ) of the transmitted parallel multi-battery pack (MP). Adjust adaptively. Step S150 proceeds after step S140.

제어 유닛(20)은 단계 S150에서 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 출력 갱신 주기가 경과되었는지 판단한다. 만약, 출력 갱신 주기가 경과되지 않았으면 제어 유닛(20)은 프로세스의 진행을 보류한다.The control unit 20 determines whether the output update period of the parallel multi-battery pack MP has elapsed in step S150. If the output update period has not elapsed, the control unit 20 suspends the progress of the process.

제어 유닛(20)은 단계 S150의 판단 결과가 YES이면, 단계 S160에서 출력 완화시간이 경과되었는지 판단한다. 만약, 출력 완화시간이 경과되지 않았으면 제어 유닛(20)은 프로세스를 단계 S120으로 이행하여 단계 S120 내지 S140을 다시 반복한다. 따라서, 제어 유닛(20)은 출력 완화시간이 경과되기 전까지 전기 구동 자동차(E)의 제어 시스템(40)으로 수식 3을 이용하여 결정한 총 출력값(Ptotal,derate)을 통신 유닛(30)을 통해서 전송한다.If the determination result in step S150 is YES, the control unit 20 determines whether the output relaxation time has elapsed in step S160. If the output relaxation time has not elapsed, the control unit 20 shifts the process to step S120 and repeats steps S120 to S140 again. Therefore, the control unit 20 transmits the total output value (P total,derate ) determined using Equation 3 to the control system 40 of the electric drive vehicle E through the communication unit 30 until the output relaxation time elapses. send.

제어 유닛은 단계 S160의 판단 결과가 YES이면, 출력 완화시간이 경과되었으므로 비정상 배터리 팩의 사용을 중단하기 위해서 비정상 배터리 팩에 포함된 스위치부를 턴오프시키고, 다시 프로세스를 단계 S10으로 이행한다.If the determination result of step S160 is YES, since the output relaxation time has elapsed, the control unit turns off the switch included in the abnormal battery pack in order to stop using the abnormal battery pack, and the process proceeds to step S10 again.

따라서, 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 방전이 계속되고 있는 동안에는 단계 S10 내지 단계 S170이 도면에 도시된 제어 로직에 따라 반복될 수 있다. Accordingly, while the discharging of the parallel multi-battery pack MP continues, steps S10 to S170 may be repeated according to the control logic shown in the drawing.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 출력 제어 방법을 적용한 실시예에서 총 출력값의 변화를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.5 and 6 are graphs showing changes in total output values over time in an embodiment to which the output control method of the parallel multi-battery pack MP according to the present invention is applied.

실시예에 따르면, 2개의 배터리 팩이 병렬 연결된 멀티 배터리 팩이 준비되었다. 도 5는 전기 구동 자동차의 주행속도가 90km인 경우이고 도 6은 전기 구동 자동차의 주행속도가 50km인 경우이다. According to an embodiment, a multi-battery pack in which two battery packs are connected in parallel is prepared. 5 is a case where the driving speed of the electric drive vehicle is 90 km, and FIG. 6 is a case where the driving speed of the electric driving vehicle is 50 km.

도 5를 참조하면, 1번 팩과 2번 팩은 시점 t0까지 동일한 출력을 10kW로 유지하였다. 반면, 시점 t0에서 1번 팩이 비정상 배터리 팩으로 식별되었다. 전기 구동 자동차의 주행 속도는 90km이므로 출력 완화시간은 30초로 결정되었다. 또한, 전기 구동 자동차의 브레이크 기능과 최소 가속 능력을 감안하여 최소 출력은 5kW로 미리 설정되었다. 시점 t0부터는 수식2에 의해 결정되는 출력 완화 프로파일에 따라 30초 동안 1번 팩에 대한 출력이 완화된 값으로 산출된다. 그 결과, 30초 동안에는 수식 3에 따라 총 출력값(Ptotal,derate)이 결정되고, 결정된 총 출력값(Ptotal,derate)이 전기 구동 자동차(E)의 제어 시스템(40)으로 전송된다. 30초가 경과된 이후에는 1번 팩에 포함된 스위치부가 턴오프 되므로 1번 팩의 방전이 중단된다. 그러면, 2번 팩만 방전을 유지하므로, 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 총 출력값은 2번 팩의 출력값인 10kW와 동일해진다.Referring to FIG. 5, pack 1 and pack 2 maintained the same output at 10 kW until time t 0. On the other hand, at time t 0 , pack 1 was identified as an abnormal battery pack. Since the driving speed of the electric vehicle is 90 km, the power relaxation time was determined to be 30 seconds. In addition, in consideration of the brake function and minimum acceleration capability of the electric drive vehicle, the minimum output is preset to 5kW. From time t 0 , the output for pack 1 is calculated as a relaxed value for 30 seconds according to the output relaxation profile determined by Equation 2. As a result, for 30 seconds, the total output value P total,derate is determined according to Equation 3, and the determined total output value P total,derate is transmitted to the control system 40 of the electric drive vehicle E. After 30 seconds have elapsed, since the switch part included in the first pack is turned off, the discharge of the first pack is stopped. Then, since only the second pack is discharged, the total output value of the parallel multi-battery pack MP becomes equal to 10kW, which is the output value of the second pack.

도 6을 참조하면, 1번 팩과 2번 팩은 시점 t0까지 동일한 출력을 10kW로 유지하였다. 반면, 시점 t0에서 1번 팩이 비정상 배터리 팩으로 식별되었다. 전기 구동 자동차의 주행 속도는 50km이므로 출력 완화시간은 10초로 결정되었다. 또한, 전기 구동 자동차의 브레이크 기능과 최소 가속 능력을 감안하여 최소 출력은 5kW로 미리 설정되었다. 시점 t0부터는 수식2에 의해 결정되는 출력 완화 프로파일에 따라 10초 동안 1번 팩에 대한 출력이 10kW로부터 5kW로 완화된 값으로 산출된다. 그 결과, 10초 동안에는 수식 3에 따라 총 출력값(Ptotal,derate)이 결정되고, 결정된 총 출력값(Ptotal,derate)이 전기 구동 자동차(E)의 제어 시스템(40)으로 전송된다. 10초가 경과된 이후에는 1번 팩에 포함된 스위치부가 턴오프 되므로 1번 팩의 방전이 중단된다. 그러면, 2번 팩만 방전을 유지하므로, 병렬 멀티 배터리 팩(MP)의 총 출력값은 2번 팩의 출력값인 10kW와 동일해 진다.Referring to FIG. 6, pack 1 and pack 2 maintained the same output at 10 kW until time t 0. On the other hand, at time t 0 , pack 1 was identified as an abnormal battery pack. Since the driving speed of the electric vehicle is 50 km, the power relaxation time was determined to be 10 seconds. In addition, in consideration of the brake function and minimum acceleration capability of the electric drive vehicle, the minimum output is preset to 5kW. From the time point t 0, the output for the first pack for 10 seconds is calculated as a value relaxed from 10 kW to 5 kW according to the output relaxation profile determined by Equation 2. As a result, for 10 seconds, the total output value P total,derate is determined according to Equation 3, and the determined total output value P total,derate is transmitted to the control system 40 of the electric drive vehicle E. After 10 seconds have elapsed, since the switch part included in the first pack is turned off, the discharge of the first pack is stopped. Then, since only the second pack is discharged, the total output value of the parallel multi-battery pack MP becomes the same as 10kW, which is the output value of the second pack.

본 발명에 따르면, 병렬 멀티 배터리 팩에 포함된 일부 배터리 팩이 비정상 배터리 팩으로 식별되면 전기 구동 자동차의 주행 속도에 따라서 비정상 배터리 팩의 사용 중단 시점을 적응적으로 지연시킴으로써 자동차 또는 운전자에게 안전성 문제를 일으키지 않고 병렬 멀티 배터리 팩의 출력을 감소시킬 수 있다.According to the present invention, when some of the battery packs included in the parallel multi-battery pack are identified as abnormal battery packs, safety problems to the vehicle or the driver may be caused by adaptively delaying the timing of stopping the use of the abnormal battery pack according to the driving speed of the electric vehicle. It can reduce the output of the parallel multi-battery pack without causing it.

또한, 병렬 멀티 배터리 팩의 총 출력값이 비정상 배터리 팩의 사용이 중단될 때까지 전기 구동 자동차의 주행 속도에 따라서 적응적으로 감쇄되므로 전기 구동 자동차의 제어를 관장하는 제어 시스템 측에 전력 감쇄에 대응할 수 있는 충분한 시간을 제공함으로써 전력 배분 정책을 안정적으로 운용할 수 있다.In addition, since the total output value of the parallel multi-battery pack is adaptively attenuated according to the driving speed of the electric-powered vehicle until the use of the abnormal battery pack is stopped, it is possible to respond to power attenuation to the control system that controls the electric-powered vehicle. By providing sufficient time, the power distribution policy can be operated stably.

본 발명의 다양한 실시 양태를 설명함에 있어서, '~유닛'이라고 명명된 구성 요소들은 물리적으로 구분되는 요소들이라고 하기 보다 기능적으로 구분되는 요소들로 이해되어야 한다. 따라서 각각의 구성요소는 다른 구성요소와 선택적으로 통합되거나 각각의 구성요소가 제어 로직(들)의 효율적인 실행을 위해 서브 구성요소들로 분할될 수 있다. 하지만 구성요소들이 통합 또는 분할되더라도 기능의 동일성이 인정될 수 있다면 통합 또는 분할된 구성요소들도 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 당업자에게 자명하다.In describing various embodiments of the present invention, the constituent elements named'~unit' should be understood as functionally distinct elements rather than physically distinct elements. Accordingly, each component may be selectively integrated with other components, or each component may be divided into sub-components for efficient execution of the control logic(s). However, even if the constituent elements are integrated or divided, it is obvious to those skilled in the art that if the functional identity can be recognized, the consolidated or divided constituent elements should be interpreted as being within the scope of the present invention.

이상에서 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.In the above, although the present invention has been described by limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following will be described by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It goes without saying that various modifications and variations are possible within the equal scope of the claims.

Claims (14)

병렬 멀티 배터리 팩에 포함된 상호 병렬 연결된 n개의 배터리 팩에 대한 동작 특성 값을 측정하는 제1 내지 제n센서 유닛;
전기 구동 자동차의 제어 시스템과 통신 인터페이스를 형성하는 통신 유닛; 및
상기 제1 내지 제n센서 유닛 및 상기 통신 유닛과 동작 가능하게 결합된 제어 유닛을 포함하고,
상기 제어 유닛은,
상기 제1 내지 제n센서 유닛으로부터 수신되는 각 배터리 팩의 동작 특성 값에 기초하여 각 배터리 팩의 충전 상태를 결정하고,
충전 상태와 출력값 사이의 미리 정의된 제1상관관계 정보를 이용하여 각 배터리 팩의 충전 상태에 대응되는 출력값을 결정하고,
상기 통신 유닛을 통해 상기 전기 구동 자동차의 제어 시스템으로부터 자동차의 주행 속도 정보를 수신하고,
n개의 배터리 팩 중에서 비정상 배터리 팩을 식별하면, 자동차의 주행 속도와 출력 완화시간 사이의 미리 정의된 제2상관관계 정보를 이용하여 자동차의 주행 속도에 대응되는 출력 완화시간을 결정하고,
상기 비정상 배터리 팩의 출력 완화 프로파일을 결정하고, 상기 출력 완화시간 동안 상기 출력 완화 프로파일을 참조하여 비정상 배터리 팩의 완화 출력값을 결정하고,
상기 완화 출력값을 기준으로 결정되는 총 출력값에 관한 정보를 상기 통신 유닛을 통해 전기 구동 자동차의 제어 시스템으로 전송하고,
상기 출력 완화시간이 경과된 이후에 상기 비정상 배터리 팩에 포함된 스위치부를 턴오프 시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치.
First to nth sensor units for measuring operation characteristic values of n battery packs connected in parallel to each other included in the parallel multi-battery pack;
A communication unit forming a communication interface with the control system of the electric drive vehicle; And
And a control unit operably coupled to the first to nth sensor units and the communication unit,
The control unit,
Determining a state of charge of each battery pack based on an operating characteristic value of each battery pack received from the first to nth sensor units,
An output value corresponding to the state of charge of each battery pack is determined using first predefined correlation information between the state of charge and the output value,
Receiving the driving speed information of the vehicle from the control system of the electric drive vehicle through the communication unit,
When an abnormal battery pack is identified among n battery packs, the output relaxation time corresponding to the driving speed of the vehicle is determined using the second predefined correlation information between the driving speed of the vehicle and the output relaxation time,
Determine an output relaxation profile of the abnormal battery pack, and determine a relaxation output value of the abnormal battery pack by referring to the output relaxation profile during the output relaxation time,
Transmitting information about the total output value determined based on the relaxation output value to the control system of the electric drive vehicle through the communication unit,
The output control apparatus of a parallel multi-battery pack, characterized in that configured to turn off a switch included in the abnormal battery pack after the output relaxation time has elapsed.
제1항에 있어서,
상기 제1상관관계 정보는 배터리 팩의 충전상태에 따라 출력값을 정의한 충전상태-출력값 룩업 테이블임을 특징으로 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치.
The method of claim 1,
The first correlation information is a state-of-charge lookup table defining an output value according to a state of charge of the battery pack.
제1항에 있어서,
상기 제2상관관계 정보는 전기 구동 자동차의 주행 속도에 따라 출력 완화시간을 정의한 주행 속도-출력 완화시간 룩업 테이블임을 특징으로 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치.
The method of claim 1,
The second correlation information is a driving speed-output relaxation time lookup table defining an output relaxation time according to a driving speed of an electric vehicle.
제3항에 있어서,
상기 출력 완화시간은 상기 전기 자동차의 속도에 비례하여 증가하는 것을 특징으로 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치.
The method of claim 3,
The output relaxation time increases in proportion to the speed of the electric vehicle.
제1항에 있어서,
상기 출력 완화 프로파일은 비정상 배터리 팩의 현재 출력값으로부터 미리 설정된 최소 출력값까지 상기 출력 완화시간 동안 선형적으로 감소하는 프로파일임을 특징으로 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치.
The method of claim 1,
The output relaxation profile is a profile that linearly decreases during the output relaxation time from a current output value of the abnormal battery pack to a preset minimum output value.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 출력 완화시간이 경과하는 동안, 상기 출력 완화 프로파일로부터 산출되는 완화 출력값과 배터리 팩의 수를 곱셉 연산한 값을 총 출력값으로 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치.
The method of claim 1,
The control unit is configured to calculate a value obtained by multiplying a relaxation output value calculated from the output relaxation profile and the number of battery packs as a total output value while the output relaxation time elapses. controller.
제1항에 따른 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치를 포함하는 배터리 관리 시스템.
A battery management system comprising an output control device of a parallel multi-battery pack according to claim 1.
제1항에 따른 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 장치를 포함하는 전기 구동 자동차.
An electric drive vehicle comprising the output control device of the parallel multi-battery pack according to claim 1.
(a) 병렬 멀티 배터리 팩에 포함된 상호 병렬 연결된 n개의 배터리 팩에 대한 동작 특성 값을 측정하는 제1 내지 제n센서 유닛; 및 전기 구동 자동차의 제어 시스템과 통신 인터페이스를 형성하는 통신 유닛을 제공하는 단계;
(b) 상기 제1 내지 제n센서 유닛으로부터 각 배터리 팩의 동작 특성값을 입력 받는 단계;
(c) 각 배터리팩의 동작 특성값에 기초하여 각 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 단계;
(d) 충전 상태와 출력 사이의 미리 정의된 제1상관관계 정보를 이용하여 각 배터리 팩의 충전 상태에 대응되는 출력값을 결정하는 단계;
(e) 상기 통신 유닛을 통해 상기 전기 구동 자동차의 제어 시스템으로부터 자동차의 주행 속도 정보를 수신하는 단계;
(f) n개의 배터리 팩 중에서 비정상 배터리 팩을 식별하고 자동차의 주행 속도와 출력 완화시간 사이의 미리 정의된 제2상관관계 정보를 이용하여 자동차의 주행 속도에 대응되는 출력 완화시간을 결정하는 단계;
(g) 상기 비정상 배터리 팩의 출력 완화 프로파일을 결정하고, 상기 출력 완화시간 동안 상기 출력 완화 프로파일을 참조하여 비정상 배터리 팩의 완화 출력값을 결정하는 단계;
(h) 상기 완화 출력값을 기준으로 결정되는 총 출력값에 관한 정보를 상기 통신 유닛을 통해 전기 구동 자동차의 제어 시스템으로 전송하는 단계; 및
(i) 상기 출력 완화시간이 경과된 이후에 상기 비정상 배터리 팩에 포함된 스위치부를 턴오프 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 방법.
(a) first to n-th sensor units measuring operation characteristic values for n battery packs connected in parallel to each other included in the parallel multi-battery pack; And providing a communication unit that forms a communication interface with a control system of the electric drive vehicle.
(b) receiving an operating characteristic value of each battery pack from the first to nth sensor units;
(c) determining a state of charge of each battery pack based on an operating characteristic value of each battery pack;
(d) determining an output value corresponding to the state of charge of each battery pack using first predefined correlation information between the state of charge and the output;
(e) receiving driving speed information of the vehicle from the control system of the electric drive vehicle through the communication unit;
(f) identifying an abnormal battery pack among n battery packs and determining an output relaxation time corresponding to the driving speed of the vehicle by using second predefined correlation information between the driving speed of the vehicle and the output relaxation time;
(g) determining an output relaxation profile of the abnormal battery pack, and determining a relaxation output value of the abnormal battery pack by referring to the output relaxation profile during the output relaxation time;
(h) transmitting information on a total output value determined based on the relaxation output value to a control system of an electric drive vehicle through the communication unit; And
(i) turning off a switch included in the abnormal battery pack after the output relaxation time has elapsed.
제9항에 있어서,
상기 제1상관관계 정보는 배터리 팩의 충전상태에 따라 출력값을 정의한 충전상태-출력값 룩업 테이블임을 특징으로 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 방법.
The method of claim 9,
The first correlation information is a state-of-charge lookup table defining an output value according to a state of charge of the battery pack.
제9항에 있어서,
상기 제2상관관계 정보는 전기 구동 자동차의 주행 속도에 따라 출력 완화시간을 정의한 주행 속도-출력 완화시간 룩업 테이블임을 특징으로 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 방법.
The method of claim 9,
The second correlation information is a driving speed-output relaxation time lookup table defining an output relaxation time according to a driving speed of an electric vehicle.
제11항에 있어서,
상기 출력 완화시간은 상기 전기 구동 자동차의 속도에 비례하여 증가하는 것을 특징으로 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 방법.
The method of claim 11,
The output relaxation time increases in proportion to the speed of the electric vehicle.
제9항에 있어서,
상기 출력 완화 프로파일은 비정상 배터리 팩의 현재 출력값으로부터 미리 설정된 최소 출력값까지 상기 출력 완화시간 동안 선형적으로 감소하는 프로파일임을 특징으로 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 방법.
The method of claim 9,
The output relaxation profile is a profile that linearly decreases during the output relaxation time from a current output value of an abnormal battery pack to a preset minimum output value.
제9항에 있어서, 상기 (h) 단계는,
상기 출력 완화시간이 경과하는 동안, 상기 출력 완화 프로파일로부터 산출되는 완화 출력값과 배터리 팩의 수를 곱셉 연산한 값을 총 출력값으로 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 멀티 배터리 팩의 출력 제어 방법.
The method of claim 9, wherein step (h),
And calculating a value obtained by multiplying the number of battery packs and the relaxation output value calculated from the output relaxation profile while the output relaxation time elapses as a total output value. .
KR1020190140399A 2019-11-05 2019-11-05 Apparatus for Controlling Power of Parallel Multi Battery Pack and Method thereof KR20210054350A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190140399A KR20210054350A (en) 2019-11-05 2019-11-05 Apparatus for Controlling Power of Parallel Multi Battery Pack and Method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190140399A KR20210054350A (en) 2019-11-05 2019-11-05 Apparatus for Controlling Power of Parallel Multi Battery Pack and Method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210054350A true KR20210054350A (en) 2021-05-13

Family

ID=75913461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190140399A KR20210054350A (en) 2019-11-05 2019-11-05 Apparatus for Controlling Power of Parallel Multi Battery Pack and Method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210054350A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101998069B1 (en) Method and apparatus for fast charging and maximum discharging with less-degradation of battery for an electric car
JP6454817B2 (en) Secondary battery charging condition adjusting device and method
US8981729B2 (en) Charging control apparatus and charging control method for battery
US8305085B2 (en) Lithium-ion battery controlling apparatus and electric vehicle
JP4494453B2 (en) Secondary battery control device and control method
US10115990B2 (en) Fuel cell system, fuel cell vehicle, and method for controlling fuel cell system
WO2013046263A1 (en) Control device and control method for non-aqueous secondary battery
WO2013141196A1 (en) Vehicle power supply device and vehicle equipped with this power supply device
WO2012101678A1 (en) Control method and control device for electrical storage device
JP2000357541A (en) Battery management device
EP4145667A1 (en) Device and method for controlling output of parallel multi-pack module
JP2006081300A (en) Hybrid vehicle and apparatus and method for controlling battery therefor
JP2000166105A (en) Charged state controller for battery
KR20160026734A (en) Electric power supply device
KR20210054350A (en) Apparatus for Controlling Power of Parallel Multi Battery Pack and Method thereof
EP3974247A1 (en) Device and method for controlling output of parallel multi-pack system
JP5842607B2 (en) Non-aqueous secondary battery control device and control method
KR20180008970A (en) Apparatus for controlling regenerative braking current at golf cart
KR20040000724A (en) Apparatus for discharge current limit of electric vehicle and method thereof
KR102680305B1 (en) Apparatus for Controlling Power of Parallel Multi Battery Pack and Method thereof
JP2006187117A (en) Device and method for controlling charge/discharge for battery pack
KR20140031034A (en) Battery controlling apparatus and method thereof
JP7226201B2 (en) charging control system
US20230064887A1 (en) Storage battery control device, power storage system, and storage battery control method
JP6780549B2 (en) Charge control device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal