KR20210055313A - Protecting method for battery pack and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리팩의 직병렬 연결되는 단위 이차전지 셀별 온도 변화 추이를 온도 변화의 누적 값을 표시하는 그래프의 기울기 변화를 기반으로 정밀 추적하여 이상이 관측되는 단위 이차전지 셀의 발생 시 보호 동작이 실시됨과 함께 해당 사실을 사용자에게 경고하고, 보호 동작은 해당 배터리팩 전체의 온도 내지 전압이 정상 범위에 있더라도 실시하게 되는 배터리팩의 보호 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.The present invention precisely tracks the temperature change trend of each unit secondary battery cell connected in series and parallel of the battery pack based on the gradient change of a graph indicating the cumulative value of the temperature change, so that the protection operation when an abnormality is observed occurs in the unit secondary battery cell. While being implemented, the user is warned of the fact, and the protection operation relates to a method of protecting a battery pack and an apparatus for the same, which is performed even when the temperature or voltage of the entire battery pack is within a normal range.
제품군에 따른 적용 용이성이 높은 동시에 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기 자동차(EV, Electric Vehicle)나 하이브리드 자동차(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.Secondary batteries with high ease of application and high energy density according to the product range are not only used in portable devices, but are also widely used in electric vehicles (EVs) and hybrid vehicles (HEVs) driven by an electric drive source. It is being applied as.
이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.Such a secondary battery is attracting attention as a new energy source for eco-friendly and energy efficiency enhancement in that it does not generate by-products from the use of energy as well as the primary advantage that it can dramatically reduce the use of fossil fuels.
이차전지는 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다. 일 예로서, 리튬 폴리머 이차전지의 경우 약 3.0V∼4.2V의 동작 전압을 가진다.The secondary battery can be repeatedly charged and discharged by an electrochemical reaction between constituent elements, including positive and negative current collectors, separators, active materials, and electrolytes. As an example, a lithium polymer secondary battery has an operating voltage of about 3.0V to 4.2V.
따라서 전기 자동차 등에 적용되는 고출력 배터리팩을 얻기 위해 복수의 단위 이차전지 셀(cell)을 직병렬 연결하여 배터리팩을 구성한다.Accordingly, in order to obtain a high-power battery pack applied to an electric vehicle, a plurality of unit secondary battery cells are connected in series and parallel to form a battery pack.
그리고 이러한 배터리팩은 모터 등의 구동부하에 대한 전력 공급 제어, 전류 또는 전압 등의 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge)의 추정 등을 위한 알고리즘이 적용되어 이차전지의 상태를 모니터링하고 제어하는 BMS(Battery Management System)를 포함하여 구성된다.And these battery packs are algorithms for controlling power supply to driving loads such as motors, measuring electrical characteristic values such as current or voltage, controlling charge/discharge, controlling voltage equalization, and estimating SOC (State Of Charge). It is configured to include a BMS (Battery Management System) that monitors and controls the state of the secondary battery by applying it.
리튬 계열 배터리팩을 예로 부연 설명하면, 리튬 계열 배터릭팩 사용 시 리튬 자체의 불안정성을 제거하기 위해 배터리 보호모듈(PCM) 또는 BMS를 부착하여 사용하게 된다.When a lithium-based battery pack is used as an example, a battery protection module (PCM) or BMS is attached and used to remove the instability of lithium itself when using a lithium-based battery pack.
그러나 복수의 단위 이차전지 셀이 직병렬 연결되어 구성되는 배터리팩의 경우, 그 구조적인 특성상 배터리팩이 정상적으로 동작하는 상황에서는 별다른 보호 동작이 실시되지 않고, 비정상적인 동작을 나타내는 임계값 초과 시에만 보호 동작이 실시됨에 따라, 배터리팩에 대한 보호 기능이 지나치게 수동적인 방식으로 진행되는 측면이 있었다.However, in the case of a battery pack composed of a plurality of unit secondary battery cells connected in series and parallel, due to the structural characteristics of the battery pack, no special protection operation is performed under normal operation of the battery pack, and protection only operates when a threshold indicating abnormal operation is exceeded. As this is implemented, there is an aspect that the protection function for the battery pack proceeds in an excessively passive manner.
다시 말해 배터리팩에 대한 기존 보호 방식의 경우, 배터리팩 전체의 동작을 기준으로 보호 조건이 발생된 경우에 한해 사후 처리 방식으로 진행되고, 따라서 그 효율성의 측면에서 한계가 있었다.In other words, in the case of the existing protection method for the battery pack, the post-processing method is performed only when a protection condition occurs based on the operation of the entire battery pack, and thus there is a limit in terms of its efficiency.
본 발명의 실시 예는 배터리팩의 직병렬 연결되는 단위 이차전지 셀별 온도 변화 추이를 온도 변화의 누적 값을 표시하는 그래프의 기울기 변화를 기반으로 정밀 추적하여 이상이 관측되는 단위 이차전지 셀의 발생 시 보호 동작이 실시됨과 함께 해당 사실을 사용자에게 경고하고, 보호 동작은 해당 배터리팩 전체의 온도 내지 전압이 정상 범위에 있더라도 실시하는 배터리팩의 보호 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, when a unit secondary battery cell in which an abnormality is observed is generated by precisely tracking the temperature change trend for each unit secondary battery cell connected in series or parallel of the battery pack based on the gradient change of a graph indicating the cumulative value of temperature change A method for protecting a battery pack and an apparatus for the same, in which the protection operation is performed and the user is warned of the fact, and the protection operation is performed even when the temperature or voltage of the entire battery pack is within a normal range.
또한, 본 발명의 실시 예는 배터리팩 전체의 온도 내지 전압이 정상 범위에 있더라도, 일부 단위 이차전지 셀에 이상이 발생한 경우 이를 사전에 발견 및 조치할 수 있게 함으로써, 해당 배터리팩이 폭발 내지 발화 등의 사고로 진행되는 현상이 사전에 차단될 수 있도록 하는 배터리팩의 보호 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다.In addition, the embodiment of the present invention enables detection and action in advance when an abnormality occurs in some unit secondary battery cells, even if the temperature or voltage of the entire battery pack is within a normal range, so that the battery pack may explode or ignite. It provides a method for protecting a battery pack and an apparatus for the same so that a phenomenon occurring due to an accident of an accident can be blocked in advance.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 방법은, 배터리팩의 직병렬 연결된 단위 이차전지 셀(cell)별 온도 변화가 개별적으로 관측되는 단계와, 상기 단위 이차전지 셀 중 사전에 설정된 이상 상태에 해당되는 단위 이차전지 셀의 관측 시 보호 동작이 실시되는 단계를 포함할 수 있다.The method of protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention includes the step of individually observing a temperature change for each unit secondary battery cell connected in series and parallel of the battery pack, and a predetermined abnormal state among the unit secondary battery cells. It may include performing a protection operation when the corresponding unit secondary battery cell is observed.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 방법은, 상기 이상 상태에 해당되는 상기 단위 이차전지 셀의 관측 시 해당 사실을 사용자에게 경고하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method of protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention may further include warning a user of the fact when observing the unit secondary battery cell corresponding to the abnormal state.
또한, 상기 이상 상태의 판단 기준은 상기 단위 이차전지 셀별 온도 변화의 누적 값을 표시하는 그래프의 기울기 변화를 따르는 것일 수 있다.In addition, the criterion for determining the abnormal state may be based on a change in slope of a graph indicating an accumulated value of temperature change for each unit secondary battery cell.
또한, 상기 이상 상태의 판단은, 상기 그래프의 기울기 변화가 다른 단위 이차전지 셀들의 기울기 변화와 다르게 나타나는 특정의 단위 이차전지 셀을 이상 상태로 판단하거나, 상기 그래프의 기울기 변화가 사전에 설정된 정상 레벨의 기울기 값보다 크게 변하는 단위 이차전지 셀을 이상 상태로 판단하는 방식일 수 있다.In addition, the determination of the abnormal state is to determine a specific unit secondary battery cell in which the slope change of the graph is different from the slope change of other unit secondary battery cells as an abnormal state, or the slope change of the graph is a preset normal level. It may be a method of determining a unit secondary battery cell that changes larger than the slope value of as an abnormal state.
또한, 상기 단위 이차전지 셀에 대한 온도 측정은 상기 단위 이차전지 셀들을 직렬 연결하는 버스바에서 이루어지는 것일 수 있다.In addition, the temperature measurement of the unit secondary battery cells may be performed in a bus bar connecting the unit secondary battery cells in series.
그리고 발명의 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 장치는, 배터리팩의 직병렬 연결된 단위 이차전지 셀(cell)들의 온도 변화를 개별적으로 관측하는 셀 모니터링부와, 상기 단위 이차전지 셀들의 이상을 판단하기 위한 이상 판별 조건이 사전에 설정되어 상기 셀 모니터링부의 관측 정보 및 기설정된 상기 이상 판별 조건을 기반으로 상기 단위 이차전지 셀들의 이상 여부를 개별적으로 판별하는 프로세서 및 상기 프로세서의 이상 판단에 따른 제어신호에 따라 보호 처리 동작을 수행하는 보호 처리부를 포함할 수 있다.In addition, a battery pack protection device according to an embodiment of the present invention includes a cell monitoring unit for individually observing a temperature change of unit secondary battery cells connected in series and parallel of the battery pack, and determining an abnormality of the unit secondary battery cells. The abnormality determination condition is set in advance, and a processor that individually determines whether or not the unit secondary battery cells are abnormal based on the observation information of the cell monitoring unit and the predetermined abnormality determination condition, and a control signal according to the abnormality determination of the processor Accordingly, it may include a protection processing unit that performs a protection processing operation.
또한, 발명의 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 장치는, 상기 프로세서의 이상 판단을 통한 제어신호에 따라 작동하여 상기 배터리팩의 이상 상태를 사용자에게 알리는 경고부를 더 포함할 수 있다.In addition, the apparatus for protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention may further include a warning unit that notifies a user of an abnormal state of the battery pack by operating according to a control signal through determination of an abnormality of the processor.
또한, 상기 프로세서의 상기 이상 판별 조건은 상기 단위 이차전지 셀별 온도 변화의 누적 값을 표시하는 그래프의 기울기 변화를 따르되, 상기 그래프의 기울기 변화가 다른 단위 이차전지 셀들의 기울기 변화와 다르게 나타나는 특정의 단위 이차전지 셀을 이상 상태로 판단하거나, 상기 그래프의 기울기 변화가 사전에 설정된 정상 레벨의 기울기 값보다 크게 변하는 단위 이차전지 셀을 이상 상태로 판단하는 방식일 수 있다.In addition, the abnormality determination condition of the processor follows a change in slope of a graph indicating the cumulative value of temperature change for each unit secondary battery cell, but a specific unit in which the change in slope of the graph is different from the change in slope of other unit secondary battery cells. The secondary battery cell may be determined as an abnormal state, or a unit secondary battery cell in which a gradient change of the graph changes larger than a predetermined slope value of a normal level may be determined as an abnormal state.
또한, 상기 셀 모니터링부의 상기 단위 이차전지 셀에 대한 온도 측정 위치는 상기 단위 이차전지 셀들을 직렬 연결하는 버스바일 수 있다.In addition, a temperature measurement location of the unit secondary battery cell of the cell monitoring unit may be a bus bar connecting the unit secondary battery cells in series.
본 발명의 실시 예에 따르면, 배터리팩의 직병렬 연결되는 단위 이차전지 셀별 온도 변화 추이가 온도 변화의 누적 값을 표시하는 그래프의 기울기 변화를 기반으로 정밀 추적되어 이상이 관측되는 단위 이차전지 셀의 발생 시 보호 동작이 실시됨과 함께 해당 사실이 사용자에게 경고될 수 있고, 보호 동작은 해당 배터리팩 전체의 온도 내지 전압이 정상 범위에 있더라도 실시됨에 따라, 해당 배터리팩의 문제 발생 소지가 미연에 차단될 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, a temperature change trend for each unit secondary battery cell connected in series or parallel of a battery pack is precisely tracked based on a change in the slope of a graph indicating the cumulative value of the temperature change. When a protection operation occurs, the user may be warned of that fact, and as the protection operation is performed even if the temperature or voltage of the entire battery pack is within the normal range, the possibility of occurrence of a problem with the corresponding battery pack may be blocked in advance. You will be able to.
또한, 배터리팩 전체의 온도 내지 전압이 정상 범위에 있더라도, 일부 단위 이차전지 셀에 이상이 발생한 경우 이를 사전에 발견 및 조치하게 됨으로써, 해당 배터리팩이 폭발 내지 발화 등의 사고로 진행되는 현상이 사전에 차단될 수 있게 된다.In addition, even if the temperature or voltage of the entire battery pack is within the normal range, if an abnormality occurs in some unit secondary battery cells, it is detected and corrected in advance, so that the phenomenon that the battery pack proceeds to an accident such as explosion or ignition is prevented. Can be blocked on.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 방법을 예시한 플로우챠트
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 방법에서 배터리팩의 단위 이차전지 셀별 관측되는 온도 누적 값의 그래프가 정상 상태인 경우를 예시한 도면
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 방법에서 배터리팩의 단위 이차전지 셀별 관측되는 온도 누적 값의 그래프에서 이상 상태의 단위 이차전지 셀이 관측되는 상태를 예시한 도면
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 장치를 예시한 구성도1 is a flowchart illustrating a method of protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention
FIG. 2 is a diagram illustrating a case in which a graph of an accumulated temperature value observed for each unit secondary battery cell of a battery pack is in a normal state in a method of protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating a state in which a unit secondary battery cell in an abnormal state is observed in a graph of an accumulated temperature value observed for each unit secondary battery cell of a battery pack in a method of protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a device for protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention
이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.The following detailed descriptions of the present invention are embodiments in which the present invention may be practiced, and reference is made to the accompanying drawings shown as examples of the corresponding embodiments. These embodiments will be described in detail sufficient for those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other, but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components in each described embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Accordingly, the detailed description to be described below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is limited only by the appended claims, along with all scopes equivalent to those claimed by the claims, if appropriately described. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions over several aspects.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Terms used in the present invention have selected general terms that are currently widely used as possible while taking functions of the present invention into consideration, but this may vary according to the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term.
발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, ＂…모듈“ 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In the present invention, when a part "includes" a certain component in the whole, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated. In addition, “… Wealth”, ＂… The term “module” refers to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 방법 및 이를 위한 장치에 대해 설명한다.A method and apparatus for protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 방법에 대해 설명한다.First, a method of protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 방법을 예시한 플로우챠트이다.1 is a flowchart illustrating a method of protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 단계(S110)에서, 배터리팩의 직병렬 연결된 단위 이차전지 셀(cell)별 온도 변화가 개별적으로 관측된다.As shown, in step S110, temperature changes for each unit secondary battery cells connected in series and parallel of the battery pack are individually observed.
단계(S120)에서, 상기 단위 이차전지 셀 중 사전에 설정된 이상 상태에 해당되는 단위 이차전지 셀의 관측 시 보호 동작이 실시된다.In step S120, a protection operation is performed when observing a unit secondary battery cell corresponding to a predetermined abnormal state among the unit secondary battery cells.
여기서, 상기 이상 상태의 판단 기준은 상기 단위 이차전지 셀별 온도 변화의 누적 값을 표시하는 그래프의 기울기 변화를 따르는 것일 수 있다. 그래프의 기울기 변화가 다른 단위 이차전지 셀들의 기울기 변화와 다르게 나타나는 특정의 단위 이차전지 셀을 이상 상태로 판단하거나, 그래프의 기울기 변화가 사전에 설정된 정상 레벨의 기울기 값보다 크게 변하는 단위 이차전지 셀을 이상 상태로 판단하는 방식이 사용될 수 있다.Here, the criterion for determining the abnormal state may be based on a change in slope of a graph indicating an accumulated value of temperature change for each unit secondary battery cell. A specific unit secondary battery cell in which the slope change of the graph differs from the slope change of other unit secondary battery cells is judged as an abnormal state, or a unit secondary battery cell whose slope change of the graph changes larger than the preset normal level slope value. A method of determining an abnormal state may be used.
부연 설명하면, 다수의 단위 이차전지 셀이 직병렬 연결된 구조의 배터리팩은 그 제작 조건 또는 사용 조건에 따라 일부 단위 이차전지 셀에 대한 용접 부위가 떨어질 수 있고, 이로 인해 상호 연결 상태가 유지되는 단위 이차전지 셀에만 충전 및 방전이 이루어지게 되면서, 연결이 끊긴 단위 이차전지 셀의 경우 온도의 누적 값을 표시하는 그래프의 상승 기울기가 다른 단위 이차전지 셀과 다르게 나타나게 된다. 여기서, 단위 이차전지 셀에 대한 온도 측정 위치를 상기 단위 이차전지 셀들을 직렬 연결하는 버스바를 기준으로 하면 해당 단위 이차전지 셀의 그래프 기울기 변화 추세를 보다 신속하게 파악할 수 있다.To further explain, in a battery pack having a structure in which a plurality of unit secondary battery cells are connected in series and parallel, the welding part for some unit secondary battery cells may fall depending on the manufacturing conditions or usage conditions, and thus, the unit in which the interconnection state is maintained. As charging and discharging are performed only in the secondary battery cell, in the case of the disconnected unit secondary battery cell, the rising slope of the graph indicating the cumulative temperature value is different from that of other unit secondary battery cells. Here, when the temperature measurement location for the unit secondary battery cells is based on a bus bar connecting the unit secondary battery cells in series, a trend of a graph gradient change of the corresponding unit secondary battery cells can be more quickly identified.
도 2 및 도 3을 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 방법에서 배터리팩의 단위 이차전지 셀별 관측되는 온도 누적 값의 그래프가 정상 상태인 경우를 예시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 방법에서 배터리팩의 단위 이차전지 셀별 관측되는 온도 누적 값의 그래프에서 이상 상태의 단위 이차전지 셀이 관측되는 상태를 예시한 도면이다.2 and 3, FIG. 2 is a diagram illustrating a case in which a graph of an accumulated temperature value observed for each unit secondary battery cell of a battery pack is in a normal state in a method of protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention. , FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a unit secondary battery cell in an abnormal state is observed in a graph of an accumulated temperature value observed for each unit secondary battery cell of a battery pack in a method of protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention.
본 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 방법은 이러한 단위 이차전지 셀별 온도 변화의 누적 값을 표시하는 그래프의 기울기 변화를 정밀하게 추적하고, 이를 통해 다른 단위 이차전지 셀들에 비해 다른 기울기의 그래프가 관측되는 단위 이차전지 셀을 발견 시, 해당 배터리팩 전체의 온도 내지 전압은 정상 범위에 있더라도 보호 동작이 실시되게 하는 것이다.The method of protecting the battery pack according to the present embodiment precisely tracks the change in the slope of the graph indicating the cumulative value of the temperature change for each unit secondary battery cell, and through this, a graph having a different slope compared to other unit secondary battery cells is observed. When a unit secondary battery cell is found, the protection operation is performed even if the temperature or voltage of the entire battery pack is within a normal range.
다시 도 1로 돌아가서, 단계(S130)에서, 상술한 이상 상태에 해당되는 단위 이차전지 셀의 관측 시 해당 사실을 사용자에게 경고하는 단계가 진행될 수 있다.Returning to FIG. 1 again, in step S130, when the unit secondary battery cell corresponding to the above-described abnormal state is observed, a step of warning the user of the corresponding fact may proceed.
다음은 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 장치를 설명한다.Next, an apparatus for protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 장치를 예시한 구성도이다.4 is a block diagram illustrating a device for protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention.
설명에 앞서, 본 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 장치는 상술한 도 1 내지 도 3에 따른 배터리팩의 보호 방법을 수행하기 위한 장치에 해당되며, 이를 기능 중심으로 구분한 구성이고, 세부 구성은 공개된 기술들을 통해 여러 다양한 형태로 구현될 수 있음을 밝혀 둔다.Prior to the description, the device for protecting the battery pack according to the present embodiment corresponds to the device for performing the method for protecting the battery pack according to FIGS. 1 to 3 described above, and is a configuration that is divided into functions, and the detailed configuration is It is revealed that it can be implemented in various forms through the disclosed technologies.
도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 장치는 셀 모니터링부(100), 프로세서(200) 및 보호 처리부(300)를 포함하여 구성된다. 또한, 본 실시 예에 따른 배터리팩의 보호 장치는 경고부(400)를 더 포함하여 구성될 수 있다.As shown, the apparatus for protecting the battery pack according to the present embodiment includes a
셀 모니터링부(100)는 배터리팩(10)의 직병렬 연결된 단위 이차전지 셀(11)들의 온도 변화를 개별적으로 관측하는 기능을 한다. 여기서, 셀 모니터링부(100)의 단위 이차전지 셀(11)에 대한 온도 측정 위치는 단위 이차전지 셀(11)들을 직렬 연결하는 버스바(미도시)인 것일 수 있다.The
프로세서(200)는 단위 이차전지 셀(11)들의 이상을 판단하기 위한 이상 판별 조건이 사전에 설정되어 셀 모니터링부(100)의 관측 정보 및 기설정된 상기 이상 판별 조건을 기반으로 단위 이차전지 셀(11)들의 이상 여부를 개별적으로 판별한다. 여기서, 프로세서(200)의 상기 이상 판별 조건은, 단위 이차전지 셀(11)별 온도 변화의 누적 값을 표시하는 그래프의 기울기 변화를 따르되, 상기 그래프의 기울기 변화가 다른 단위 이차전지 셀(11)들의 기울기 변화와 다르게 나타나는 특정의 단위 이차전지 셀(11)을 이상 상태로 판단하거나, 상기 그래프의 기울기 변화가 사전에 설정된 정상 레벨의 기울기 값보다 크게 변하는 단위 이차전지 셀(11)을 이상 상태로 판단하는 방식이 사용될 수 있다.The
보호 처리부(300)는 프로세서의 이상 판단에 따른 제어신호에 따라 보호 처리 동작을 수행한다.The
경고부(400)는 프로세서의 이상 판단을 통한 제어신호에 따라 작동하여 배터리팩(10)의 이상 상태를 사용자에게 알리는 기능을 한다.The
상술한 도 1 내지 도 4를 참조한 설명을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리팩의 보호 방법 및 이를 위한 장치는, 배터리팩의 직병렬 연결되는 단위 이차전지 셀별 온도 변화 추이를 온도 변화의 누적 값을 표시하는 그래프의 기울기 변화를 기반으로 정밀 추적하여 이상이 관측되는 단위 이차전지 셀의 발생 시 보호 동작이 실시되도록 함과 함께 해당 사실이 사용자에게 경고될 수 있게 하고, 보호 동작은 해당 배터리팩 전체의 온도 내지 전압이 정상 범위에 있더라도 실시됨에 따라, 해당 배터리팩의 문제 발생 소지가 미연에 차단될 수 있게 한다.As can be seen through the description with reference to FIGS. 1 to 4 described above, the method for protecting a battery pack according to the present invention and an apparatus therefor include a temperature change for each unit secondary battery cells connected in series and parallel of the battery pack. Based on the change in the slope of the graph that displays the cumulative value of, the protection operation is performed when a unit secondary battery cell in which an abnormality is observed occurs, and the corresponding fact can be alerted to the user, and the protection operation is applicable. Even if the temperature or voltage of the entire battery pack is within a normal range, the implementation can prevent the occurrence of a problem in the battery pack.
또한, 배터리팩 전체의 온도 내지 전압이 정상 범위에 있더라도, 일부 단위 이차전지 셀에 이상이 발생한 경우 이를 사전에 발견 및 조치할 수 있게 함으로써, 해당 배터리팩이 폭발 내지 발화 등의 사고로 진행되는 현상이 사전에 차단될 수 있게 한다.In addition, even if the temperature or voltage of the entire battery pack is in the normal range, if an abnormality occurs in some unit secondary battery cells, it is possible to detect and take measures in advance, so that the battery pack proceeds to an accident such as explosion or ignition. Allows this to be blocked in advance.
이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present description, specific matters such as specific components, etc., and limited embodiments and drawings have been described, but this is provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiments. No, various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정하여 저서는 안되며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is limited to the described embodiments and should not be written, and all things having equivalent or equivalent modifications to the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the inventive concept.
10 : 배터리팩 11 : 단위 이차전지 셀
100 : 셀 모니터링부 200 : 프로세서
300 : 보호 처리부 400 : 경고부10: battery pack 11: unit secondary battery cell
100: cell monitoring unit 200: processor
300: protection processing unit 400: warning unit
Claims (9)
상기 단위 이차전지 셀 중 사전에 설정된 이상 상태에 해당되는 단위 이차전지 셀의 관측 시 보호 동작이 실시되는 단계를 포함하는 배터리팩의 보호 방법.Individually observing temperature changes for each unit secondary battery cells connected in series and parallel of the battery pack;
And performing a protection operation when observing a unit secondary battery cell corresponding to a predetermined abnormal state among the unit secondary battery cells.
상기 이상 상태에 해당되는 상기 단위 이차전지 셀의 관측 시 해당 사실을 사용자에게 경고하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩의 보호 방법.The method of claim 1,
And warning a user of the fact when the unit secondary battery cell corresponding to the abnormal state is observed.
상기 이상 상태의 판단 기준은 상기 단위 이차전지 셀별 온도 변화의 누적 값을 표시하는 그래프의 기울기 변화를 따르는 것을 특징으로 하는 배터리팩의 보호 방법.The method of claim 1,
The criterion for determining the abnormal state is a method of protecting a battery pack, wherein a change in a slope of a graph indicating an accumulated value of temperature change for each unit secondary battery cell is followed.
상기 이상 상태의 판단은, 상기 그래프의 기울기 변화가 다른 단위 이차전지 셀들의 기울기 변화와 다르게 나타나는 특정의 단위 이차전지 셀을 이상 상태로 판단하거나, 상기 그래프의 기울기 변화가 사전에 설정된 정상 레벨의 기울기 값보다 크게 변하는 단위 이차전지 셀을 이상 상태로 판단하는 방식인 것을 특징으로 하는 배터리팩의 보호 방법.The method of claim 3,
The determination of the abnormal state is to determine a specific unit secondary battery cell in which the slope change of the graph is different from the slope change of other unit secondary battery cells as an abnormal state, or the slope change of the graph is a slope of a preset normal level. A method of protecting a battery pack, characterized in that in a method of determining a unit secondary battery cell that changes larger than a value as an abnormal state.
상기 단위 이차전지 셀에 대한 온도 측정은 상기 단위 이차전지 셀들을 직렬 연결하는 버스바에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리팩의 보호 방법.The method of claim 1,
The temperature measurement of the unit secondary battery cells is performed in a bus bar connecting the unit secondary battery cells in series.
상기 단위 이차전지 셀들의 이상을 판단하기 위한 이상 판별 조건이 사전에 설정되어 상기 셀 모니터링부의 관측 정보 및 기설정된 상기 이상 판별 조건을 기반으로 상기 단위 이차전지 셀들의 이상 여부를 개별적으로 판별하는 프로세서; 및
상기 프로세서의 이상 판단에 따른 제어신호에 따라 보호 처리 동작을 수행하는 보호 처리부를 포함하는 배터리팩의 보호 장치.A cell monitoring unit that individually observes temperature changes of unit secondary battery cells connected in series and parallel of the battery pack;
A processor in which an abnormality determination condition for determining abnormality of the unit secondary battery cells is set in advance and individually determining whether or not abnormality of the unit secondary battery cells is abnormal based on observation information of the cell monitoring unit and the predetermined abnormality determination condition; And
Protection device for a battery pack comprising a protection processing unit for performing a protection processing operation according to a control signal according to the abnormality determination of the processor.
상기 프로세서의 이상 판단을 통한 제어신호에 따라 작동하여 상기 배터리팩의 이상 상태를 사용자에게 알리는 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩의 보호 장치.The method of claim 6,
And a warning unit notifying a user of an abnormal state of the battery pack by operating according to a control signal through determination of an abnormality of the processor.
상기 프로세서의 상기 이상 판별 조건은 상기 단위 이차전지 셀별 온도 변화의 누적 값을 표시하는 그래프의 기울기 변화를 따르되, 상기 그래프의 기울기 변화가 다른 단위 이차전지 셀들의 기울기 변화와 다르게 나타나는 특정의 단위 이차전지 셀을 이상 상태로 판단하거나, 상기 그래프의 기울기 변화가 사전에 설정된 정상 레벨의 기울기 값보다 크게 변하는 단위 이차전지 셀을 이상 상태로 판단하는 방식인 것을 특징으로 하는 배터리팩의 보호 장치.The method of claim 6,
The abnormality determination condition of the processor follows a change in slope of a graph indicating the cumulative value of temperature change for each cell of the unit secondary battery, but a specific unit secondary battery in which the change in slope of the graph is different from the change in slope of other unit secondary battery cells. A method of determining a cell as an abnormal state, or determining a unit secondary battery cell in which a slope change of the graph is greater than a slope value of a preset normal level as an abnormal state.
상기 셀 모니터링부의 상기 단위 이차전지 셀에 대한 온도 측정 위치는 상기 단위 이차전지 셀들을 직렬 연결하는 버스바인 것을 특징으로 하는 배터리팩의 보호 장치.The method of claim 6,
The device for protecting a battery pack, wherein the cell monitoring unit measures a temperature of the unit secondary battery cells by a bus bar connecting the unit secondary battery cells in series.
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