KR20220013167A - 이상 셀 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템 - Google Patents

이상 셀 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20220013167A
KR20220013167A KR1020200092349A KR20200092349A KR20220013167A KR 20220013167 A KR20220013167 A KR 20220013167A KR 1020200092349 A KR1020200092349 A KR 1020200092349A KR 20200092349 A KR20200092349 A KR 20200092349A KR 20220013167 A KR20220013167 A KR 20220013167A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cell
battery
voltage
cells
cell voltage
Prior art date
Application number
KR1020200092349A
Other languages
English (en)
Inventor
박정욱
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020200092349A priority Critical patent/KR20220013167A/ko
Priority to CN202180009971.0A priority patent/CN114981673A/zh
Priority to EP21846657.1A priority patent/EP4083642B1/en
Priority to PCT/KR2021/009296 priority patent/WO2022019600A1/ko
Priority to US17/789,966 priority patent/US20220390520A1/en
Priority to JP2022526345A priority patent/JP7347896B2/ja
Publication of KR20220013167A publication Critical patent/KR20220013167A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/30—Measuring the maximum or the minimum value of current or voltage reached in a time interval
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

배터리 시스템은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩; 및 웨이크-업 시에 상기 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 측정하여 상기 복수의 배터리 셀 각각에 번호를 설정하고, 상기 웨이크-업 이후 주기적으로 상기 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 측정하여 최대 셀 전압과 최소 셀 전압을 검출하며, 상기 최소 셀 전압과 적어도 하나의 제1 진단 대상 배터리 셀의 셀 전압을 비교하고, 상기 최대 셀 전압과 적어도 하나의 제2 진단 대상 배터리 셀의 셀 전압을 비교하며, 상기 비교 결과들에 따라 상기 진단 대상 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 배터리 관리 시스템을 포함한다.

Description

이상 셀 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템{Fault cell diagnosis method and battery system using the same}
본 개시는 이상 셀 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템에 관한 것이다.
배터리 셀의 이상 유무를 판단하기 위한 진단은 셀 전압 값의 범위에 기초한다. 예를 들어, 셀 전압 값이 소정의 정상 범위 내에 있으면 해당 배터리 셀에는 이상이 없는 것으로 진단될 수 있다.
그러나 결함이 있는 배터리 셀이 정상 범위 내의 셀 전압으로 동작할 수 있다. 이럴 경우, 결함이 있는 배터리 셀을 검출하지 못하는 한계가 있다.
이상 셀을 진단할 수 있는 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템을 제공하고자 한다.
발명의 한 특징에 따른 배터리 시스템은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩; 및 웨이크-업 시에 상기 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 측정하여 상기 복수의 배터리 셀 각각에 번호를 설정하고, 상기 웨이크-업 이후 주기적으로 상기 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 측정하여 최대 셀 전압과 최소 셀 전압을 검출하며, 상기 최소 셀 전압과 적어도 하나의 제1 진단 대상 배터리 셀의 셀 전압을 비교하고, 상기 최대 셀 전압과 적어도 하나의 제2 진단 대상 배터리 셀의 셀 전압을 비교하며, 상기 비교 결과들에 따라 상기 진단 대상 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 배터리 관리 시스템을 포함한다.
상기 배터리 관리 시스템은, 상기 측정된 셀 전압 중 가장 높은 셀 전압의 배터리 셀부터 가장 낮은 셀 전압의 배터리 셀 순서대로 상기 복수의 배터리 셀을 1번 셀 내지 n번 셀로 설정하고, 적어도 상기 1번 셀을 포함하도록 상기 제1 진단 대상 배터리 셀을 설정하고, 적어도 상기 n번 셀을 포함하도록 상기 제2 진단 대상 배터리 셀을 설정하며, 상기 n은 상기 복수의 배터리 셀의 전체 개수를 지시하는 자연수이다.
상기 n이 짝수인 경우, 상기 제1 진단 대상 배터리 셀은 상기 1번 셀 내지 상기 n/2번 셀을 포함하고, 상기 제2 진단 대상 배터리 셀은 상기 n/2번 셀 내지 상기 n번 셀을 포함할 수 있다.
상기 n이 홀수인 경우, 상기 제1 진단 대상 배터리 셀은 상기 1번 셀 내지 상기 (n-1)/2 또는 상기 (n+1)/2번 셀을 포함하고, 상기 제2 진단 대상 배터리 셀은 상기 (n-1)/2번 셀 또는 상기 (n+1)/2 셀 내지 n번 셀을 포함할 수 있다.
상기 배터리 관리 시스템은, 상기 웨이크-업 시부터 상기 복수의 배터리 셀에 연결되어 상기 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 주기적으로 측정하는 서브 제어 회로; 및 상기 셀 전압 측정 주기마다, 상기 제1 진단 대상 배터리 셀 중 상기 최소 셀 전압 이하의 배터리 셀을 이상으로 진단하고, 상기 제2 진단 대상 배터리 셀 중 상기 최대 셀 전압 이상인 배터리 셀을 이상으로 진단하는 메인 제어 회로를 포함할 수 있다.
상기 메인 제어 회로는, 주기적으로 측정된 셀 전압 중 가장 높은 셀 전압의 배터리 셀부터 가장 낮은 셀 전압의 배터리 셀 순서대로, 상기 복수의 배터리 셀을 1번 셀 내지 n번 셀로 설정하고, 적어도 상기 1번 셀을 상기 제1 진단 대상 배터리 셀로 설정하며, 적어도 상기 n번 셀을 상기 제2 진단 대상 배터리 셀로 설정할 수 있다.
발명의 다른 특징에 따른 복수의 배터리 셀 및 상기 복수의 배터리 셀에 연결된 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 시스템의 이상 셀 진단 방법은, 웨이크-업 시에 상기 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 측정하여 가장 높은 셀 전압의 배터리 셀부터 가장 낮은 셀 전압의 배터리 셀 순서대로, 상기 복수의 배터리 셀 각각에 1번 내지 n번을 설정하는 단계(n은 상기 복수의 배터리 셀의 개수); 상기 배터리 관리 시스템이 웨이크-업 한 이후에 상기 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 주기적으로 측정하는 단계; 상기 측정된 복수의 배터리 셀의 전압들 중 최소 셀 전압과 최대 셀 전압을 검출하는 단계; 상기 측정한 복수의 배터리 셀 전압에 대해서 적어도 상기 1번 셀을 포함하는 제1 진단 대상 배터리 셀들 각각의 셀 전압이 상기 최소 셀 전압 이하인지 판단하는 단계; 적어도 상기 n번 셀을 포함하는 제2 진단 대상 배터리 셀들 각각의 셀 전압이 상기 최대 셀 전압 이상인지 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과들에 기초하여 상기 복수의 배터리 셀 중 이상 셀을 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 이상 셀을 진단하는 단계는, 상기 제1 진단 대상 배터리 셀들 중 상기 최소 셀 전압 이하인 배터리 셀을 이상으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 이상 셀을 진단하는 단계는, 상기 제2 진단 대상 배터리 셀들 중 상기 최대 셀 전압 이상인 배터리 셀을 이상으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 이상 셀 진단 방법은, 상기 n이 짝수인 경우, 상기 1번 셀 내지 상기 n/2번 셀을 상기 제1 진단 대상 배터리 셀로 설정하거나, 상기 n이 홀수인 경우, 상기 1번 셀 내지 상기 (n-1)/2 또는 상기 (n+1)/2번 셀을 상기 제1 진단 대상 배터리 셀로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 이상 셀 진단 방법은, 상기 n이 짝수인 경우, 상기 n/2번 셀 내지 상기 n번 셀을 상기 제2 진단 대상 배터리 셀로 설정하거나, 상기 n이 홀수인 경우, 상기 (n-1)/2 또는 상기 (n+1)/2번 셀 내지 상기 n번 셀을 상기 제2 진단 대상 배터리 셀로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상 셀을 진단할 수 있는 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템을 제공하고자 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 이상 셀 진단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 일 실시예를 설명하기 위해 방전 모드에서의 배터리 셀들의 전압을 나타낸 파형도이다.
도 4는 일 실시예를 설명하기 위해 충전 모드에서의 배터리 셀들의 전압을 나타낸 파형도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및/또는 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1의 배터리 시스템(1)은 차량에 장착되어 모터와 같은 전장 부하가 출력단(+, -)에 연결되고, 전장 부하에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리 시스템(1)의 출력단(+, -)은 충전기(도시되지 않음)에 연결되어 충전기로부터 전력을 공급 받아 충전될 수 있다. 배터리 시스템(1)은, 전장 부하에 전력을 공급하는 방전 모드와 충전기로부터 전력이 공급되는 충전 모드로 동작할 수 있다.
배터리 시스템(1)은 배터리(10), 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)(20), 셀 전압 측정 회로(30), 셀 밸런싱 회로(40), 릴레이부(50), 퓨즈(60), 및 전류 센서(70)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는 직렬 연결된 복수의 배터리 셀(11-15)를 포함한다. 도 1에서는 배터리(10)가 4개의 배터리 셀(11-14)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예로 발명이 이에 한정되지 않는다.
퓨즈(60)는 배터리(10)의 양극과 출력 단자(+) 사이에 연결되어 과도 전류로 인해 그 온도가 임계치에 도달하면 끊어질 수 있다.
릴레이부(50)는 배터리(10)의 충전 및 방전 시의 전류 경로를 제어한다. 릴레이부(50)의 닫힘 및 열림은 BMS(20)로부터 공급되는 릴레이 제어 신호(RSC)에 따라 제어된다.
전류센서(70)는 배터리(10)에 흐르는 전류(이하, 배터리 전류)의 방향 및 전류의 크기를 감지하고, 전류센서(70)는 감지된 전류의 크기 및 방향을 지시하는 신호(VCS)를 BMS(20)에 전송할 수 있다.
BMS(20)는 복수의 배터리 셀(11-14)의 셀 전압, 배터리 전류 등의 정보에 기초하여 배터리 배터리(10)의 충방전 전류를 제어하고, 복수의 배터리 셀(11-14)에 대한 밸런싱부(40)를 제어하여 셀 밸런싱 동작을 수행한다. BMS(20)는 셀 전압 측정부(30)를 통해 복수의 배터리 셀(11-14) 각각에 연결되어 셀 전압을 측정할 수 있다.
배터리 시스템(1)을 동작시키기 위해 BMS(20)가 먼저 웨이크-업(wake-up)될 수 있다. BMS(20)는 웨이크-업 시 복수의 배터리 셀(11-14) 각각의 셀 전압을 측정하고, 측정된 셀 전압들을 정렬하여 복수의 배터리 셀(11-14) 각각에 번호를 설정하며, 웨이크-업 이후 상기 복수의 배터리 셀(11-14) 각각의 셀 전압을 주기적으로 측정하고, 최대 셀 전압과 최소 셀 전압 각각을 적어도 하나의 진단 대상 배터리 셀의 셀 전압과 비교하며, 비교 결과에 따라 진단 대상 배터리 셀의 이상 여부를 진단할 수 있다.
진단 대상 배터리 셀들의 개수는 전체 배터리 셀(n개)이 아닌 전체 배터리 셀 중 반에 해당하는 개수(n/2)로 설정될 수 있다. 최저 셀 전압을 가지는 웨이크-업 시의 n번 셀과 비슷한 전압을 가질 수 있는 하위 (n/2)-1 개를 제외한 1번 셀 내지 (n/2)번 셀을 최소 셀 전압과 비교할 진단 대상 배터리 셀로 설정할 수 있다. 최대 셀 전압과 비교될 진단 대상 배터리 셀들의 개수도 전체 배터리 셀 개수의 반에 해당하는 개수로 설정될 수 있다. 충전의 경우 최고 셀 전압을 가지는 웨이크-업 시의 1번 셀과 비슷한 전압을 가질 수 있는 상위 (n/2) 개를 제외한 (n/2)+1번 셀 내지 n번 셀을 최대 셀 전압과 비교될 진단 대상 배터리 셀로 설정될 수 있다.
도 1에 도시된 배터리 시스템에 이를 적용하면, 방전의 경우 최저 셀 전압을 가지는 4번 셀과 비슷한 전압을 가질 수 있는 3번 셀은 방전에 의해 4번 셀의 셀 전압 보다 낮을 수 있으므로 진단 대상 배터리 셀이 아니고, 나머지 1번 셀 및 2번 셀이 진단 대상 배터리 셀로 설정될 수 있다. 충전의 경우 최고 셀 전압을 가지는 1번 셀과 비슷한 전압을 가질 수 있는 2번 셀은 충전에 의해 1번 셀의 셀 전압 보다 높을 수 있으므로 진단 대상 배터리 셀이 아니고, 나머지 3번 및 4번 셀이 진단 대상 배터리 셀로 설정될 수 있다.
전체 배터리 셀의 개수가 홀수인 경우, 진단 대상 배터리 셀의 개수는 전체 배터리 셀의 개수의 반이 자연수가 아니므로, 전체 배터리 셀의 개수의 반과 유사한 자연수로 설정될 수 있다. 예를 들어, 전체 배터리 셀의 개수가 n인 경우, 반과 유사한 자연수는 (n-1)/2 또는 (n+1)/2 일 수 있다.
BMS(20)는 가장 높은 셀 전압의 배터리 셀부터 가장 낮은 셀 전압의 배터리 셀 까지의 순서대로, 복수의 배터리 셀(11-14)을 1번 셀 내지 4번 셀로 설정한다.진단 대상 배터리 셀들(일 실시예에서는 1번 셀 및 2번 셀) 각각의 셀 전압이 최소 셀 전압보다 낮아지는 것이 BMS(20)에 의해 검출되면, BMS(20)는 최소 셀 전압보다 낮은 배터리 셀에 이상이 있는 것으로 진단할 수 있다. 또한, 진단 대상 배터리 셀들(일 실시예에서는 3번 셀 및 4번 셀) 각각의 셀 전압이 최대 셀 전압 보다 높아지는 것이 BMS(20)에 의해 검출되면, BMS(20)는 최대 셀 전압 보다 높은 배터리 셀에 이상이 있는 것으로 진단할 수 있다.
셀 전압 측정 회로(30)는 복수의 저항(31-35)을 포함한다. 저항(31)은 배터리 셀(11)의 양극과 입력단(P1) 사이에 연결되어 있고, 저항(32)의 일단은 배터리 셀(11)의 음극 및 배터리 셀(12)의 양극에 연결되어 있으며, 저항(32)의 타단은 입력단(P3)에 연결되어 있으며, 저항(33)의 일단은 배터리 셀(12)의 음극 및 배터리 셀(13)의 양극에 연결되고, 저항(33)의 타단은 입력단(P5)에 연결되어 있으며, 저항(34)의 일단은 배터리 셀(13)의 음극 및 배터리 셀(14)의 양극에 연결되어 있고, 저항(34)의 타단은 입력단(P7)에 연결되어 있으며, 저항(35)의 일단은 배터리 셀(14)의 음극 및 배터리 셀(15)의 양극에 연결되어 있고, 저항(35)의 타단은 입력단(P9)에 연결되어 있다.
셀 밸런싱 회로(30)는 복수의 저항(41, 43, 45, 47) 및 복수의 배터리 셀 밸런싱 스위치(42, 44, 46, 48)를 포함한다.
입력단(P1)과 입력단(P3) 사이에는 저항(41) 및 셀 밸런싱 스위치(42)가 직렬로 연결되어 있고, 셀 밸런싱 스위치(42)의 게이트는 출력단(P2)에 연결되어 있으며, 셀 밸런싱 스위치(42)는 셀 전압 모니터링 & 셀 밸런싱 서브 제어 회로(200)에서 생성된 셀 밸런싱 제어 신호(BC1)에 따라 스위칭한다.
입력단(P3)과 입력단(P5) 사이에는 저항(43) 및 셀 밸런싱 스위치(44)가 직렬로 연결되어 있고, 셀 밸런싱 스위치(44)의 게이트는 출력단(P4)에 연결되어 있으며, 셀 밸런싱 스위치(44)는 셀 밸런싱 제어부(200)에서 생성된 셀 밸런싱 제어 신호(BC2)에 따라 스위칭한다.
입력단(P5)과 입력단(P7) 사이에는 저항(45) 및 셀 밸런싱 스위치(46)가 직렬로 연결되어 있고, 셀 밸런싱 스위치(46)의 게이트는 출력단(P6)에 연결되어 있으며, 셀 밸런싱 스위치(46)는 셀 밸런싱 제어부(200)에서 생성된 셀 밸런싱 제어 신호(BC3)에 따라 스위칭한다.
입력단(P7)과 입력단(P9) 사이에는 저항(47) 및 셀 밸런싱 스위치(48)가 직렬로 연결되어 있고, 셀 밸런싱 스위치(48)의 게이트는 출력단(P8)에 연결되어 있으며, 셀 밸런싱 스위치(48)는 셀 밸런싱 제어부(200)에서 생성된 셀 밸런싱 제어 신호(BC4)에 따라 스위칭한다.
BMS(20)는 메인 제어 회로(100) 및 서브 제어 회로(200)를 포함할 수 있다. 메인 제어 회로(100)는 BMS(20)의 동작을 제어하는 구성으로, BMS(20)가 수신하는 셀 전압, 배터리 전류, 셀 온도 등의 정보에 기초하여 BMS(20)의 동작을 제어한다.
서브 제어 회로(200)는 메인 제어 회로(100)의 제어에 따라 복수의 배터리 셀(11-14) 각각의 셀 전압을 측정한다. 서브 제어 회로(200)는 입력단(P1) 전압과 입력단(P3) 전압 간의 차에 기초하여 배터리 셀(11)의 전압을 측정하고, 입력단(P3) 전압과 입력단(P5) 전압 간의 차에 기초하여 배터리 셀(12)의 전압을 측정하며, 입력단(P5) 전압과 입력단(P7) 전압 간의 차에 기초하여 배터리 셀(13) 전압을 측정하고, 입력단(P8) 전압과 입력단(P9) 전압 간의 차에 기초하여 배터리 셀(14) 전압을 측정한다. 서브 제어 회로(200)에 의해 측정된 복수의 배터리 셀 전압은 메인 제어 회로(100)에 전달될 수 있다.
서브 제어 회로(200)는 복수의 배터리 셀 전압에 기초하여 셀 밸런싱을 제어한다. 예를 들어, 서브 제어 회로(200)는 복수의 배터리 셀 전압 각각을 소정의 임계치와 비교하여, 복수의 배터리 셀 전압 중 소정의 임계치를 넘는 배터리 셀을 검출하고, 검출된 배터리 셀을 방전하기 위한 셀 밸런싱 제어 신호를 생성할 수 있다. 또는, 서브 제어 회로(200)가 복수의 배터리 셀 전압 간의 편차를 산출하고, 산출된 편차가 소정의 임계치를 넘는 배터리 셀을 검출하며, 검출된 배터리 셀을 방전하기 위한 셀 밸런싱 제어 신호를 생성할 수 있다.
메인 제어 회로(100)는 BMS(20)의 웨이크-업 시에 측정된 복수의 배터리 셀(11-14)의 셀 전압들을 높은 전압 순으로 정렬하여 복수의 배터리 셀(11-14) 각각에 번호를 설정하고, 웨이크-업 이후 주기적으로 복수의 배터리 셀(11-14)의 셀 전압들을 측정하면서 최대 셀 전압 및 최소 셀 전압과 복수의 배터리 셀들 중 반에 해당하는 진단 대상 배터리 셀들의 셀 전압과 비교하며, 비교 결과에 따라 진단 대상 배터리 셀들의 이상 여부를 진단할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 이상 셀 진단 방법을 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 이상 셀 진단 방법을 나타낸 순서도이다.
BMS(20)가 웨이크-업 하였는지 판단한다(S1). BMS(20)의 웨이크-업은 BMS(20)에 전원이 공급되는 시점에 동기되어 발생할 수 있다. BMS(20)의 전원은 배터리 팩(10)이거나, 배터리 팩(10)과 다른 외부 전원일 수 있다. 외부 전원은 배터리 시스템(1)에 구비될 수 있거나, 배터리 시스템(1)의 외부에 구비될 수 있다.
S1 단계의 판단 결과, BMS(20)가 웨이크-업 한 경우, 메인 제어 회로(100)는 서브 제어 회로(200)를 제어하여 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 측정하도록 한다. 서브 제어 회로(200)에 의해 측정된 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압은 메인 제어 회로(100)에 전송된다(S2). S1 단계의 판단 결과, BMS(20)가 웨이크-업 하지 않은 경우 S1 단계가 반복된다.
메인 제어 회로(100)는 수신한 복수의 배터리 셀 전압들을 대상으로, 가장 높은 셀 전압의 배터리 셀부터 가장 낮은 셀 전압의 배터리 셀 순서대로, 복수의 배터리 셀(11-14)을 1번 셀부터 4번 셀로 설정한다(S3).
메인 제어 회로(100)는 웨이크-업 이후 서브 제어 회로(200)를 제어하여 주기적으로 복수의 배터리 셀(11-14)의 셀 전압을 측정하도록 제어한다. 서브 제어 회로(200)는 복수의 배터리 셀(11-14) 각각의 셀 전압을 측정한다(S4).
메인 제어 회로(100)는 S4 단계에서 측정된 복수의 배터리 셀 전압들 중 최소 셀 전압과 최대 셀 전압을 검출한다(S5).
메인 제어 회로(100)는 제1 진단 대상 배터리 셀들(1번 셀 및 2번 셀) 각각의 셀 전압이 최소 셀 전압 이하인지 판단한다(S6). 예를 들어, 메인 제어 회로(100)는 제1 진단 대상 배터리 셀들 각각의 셀 전압에서 최소 셀 전압을 뺀 제1 셀 전압 편차 값을 산출하고, 제1 셀 전압 편차 값이 영 이하인지 판단할 수 있다.
S6 단계의 판단 결과, 제1 진단 대상 배터리 셀들 중 적어도 하나가 최소 셀 전압 이하일 때, 메인 제어 회로(100)는 해당 배터리 셀을 이상 셀로 진단할 수 있다(S7). 예를 들어, 메인 제어 회로(100)는 제1 셀 전압 편차 값이 영 이하인 배터리 셀을 이상으로 진단할 수 있다.
S6 단계의 판단 결과, 진단 대상 배터리 셀들 모두 4번 셀의 셀 전압 이상이면, 다음 단계를 진행한다.
메인 제어 회로(100)는 제2 진단 대상 배터리 셀들(3번 셀 및 4번 셀) 각각의 셀 전압이 최대 셀 전압보다 높은지 판단한다(S8). 예를 들어, 메인 제어 회로(100)는 최대 셀 전압에서 제2 진단 대상 배터리 셀들 각각의 셀 전압을 뺀 제2 셀 전압 편차 값을 산출하고, 제2 셀 전압 편차 값이 영 이상인지 판단할 수 있다.
S8 단계의 판단 결과, 제2 진단 대상 배터리 셀들 중 적어도 하나가 최대 셀 전압 이상일 때, 메인 제어 회로(100)는 해당 배터리 셀을 이상 셀로 진단할 수 있다(S7). 예를 들어, 메인 제어 회로(100)는 제2 셀 전압 편차 값이 영 이하인 배터리 셀을 이상으로 진단할 수 있다.
S8 단계의 판단 결과, 제2 진단 대상 배터리 셀들 모두 1번 셀의 셀 전압 이하이면, 메인 제어 회로(100)는 S4 단계부터 반복한다.
이상 셀이 진단되면, BMS(20)는 배터리 시스템(100)의 동작을 정지시킬 수 있다.
도 3은 일 실시예를 설명하기 위해 방전 모드에서의 배터리 셀들의 전압을 나타낸 파형도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 웨이크-업 시(셀 전압 측정 1회)에 측정된 복수의 배터리 셀(11-14) 각각의 셀 전압을 기초로, 복수의 배터리 셀(11-14)에 대해서 1번 셀(C1), 2번 셀(C2), 3번 셀(C3), 및 4번 셀(C4)이 설정된다.
도 3에서 왼쪽 축은 1번 셀 내지 4번 셀(C1-C4)의 셀 전압에 대한 단위 축이고, 오른쪽 축은 기준 배터리 셀과 진단 대상 배터리 셀 간의 셀 전압 편차에 대한 단위 축이며, 가로 축은 복수의 배터리 셀(11-14)에 대한 셀 전압 측정 횟수에 대한 단위 축이다. 왼쪽 축 및 오른쪽 축의 단위는 전압 단위인 볼트(volt, V)이고, 가로 축의 단위는 회(回)이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 1번 셀(C1)의 셀 전압 감소율은 4회 이후에 증가하여, 1번 셀(C1)의 셀 전압은 셀 전압 측정 10회에서 최소 셀 전압이 되고, 셀 전압 편차(d1)가 영이 되며, 그 이후, 최소 셀 전압은 1번 셀(C1)의 셀 전압이므로 셀 전압 편차(d1)이 영으로 유지된다. 메인 제어 회로(100)는 복수의 배터리 셀(11-14) 중 1번 셀(C1)에 해당하는 배터리 셀을 이상 셀로 진단할 수 있다.
도 4는 일 실시예를 설명하기 위해 충전 모드에서의 배터리 셀들의 전압을 나타낸 파형도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 웨이크-업 시(셀 전압 측정 1회)에 측정된 복수의 배터리 셀(11-14) 각각의 셀 전압을 기초로, 복수의 배터리 셀(11-14)에 대해서 1번 셀(C1), 2번 셀(C2), 3번 셀(C3), 및 4번 셀(C4)이 설정된다.
도 4에서 왼쪽 축은 1번 셀 내지 4번 셀(C1-C4)의 셀 전압에 대한 단위 축이고, 오른쪽 축은 기준 배터리 셀과 진단 대상 배터리 셀 간의 셀 전압 편차에 대한 단위 축이며, 가로 축은 복수의 배터리 셀(11-14)에 대한 셀 전압 측정 횟수에 대한 단위 축이다. 왼쪽 축 및 오른쪽 축의 단위는 전압 단위인 볼트(volt, V)이고, 가로 축의 단위는 회(回)이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 4번 셀(C4)의 셀 전압 증가율이 셀 전압 측정 1회 이후에 증가함여, 4번 셀(C4)의 셀 전압은 셀 전압 측정 7회에서 최대 셀 전압이 되고, 셀 전압 편차(d2)가 영이 되며, 그 이후, 최대 셀 전압은 4번 셀(C4)의 셀 전압이므로 셀 전압 편차(d2)가 영으로 유지된다. 그러면, 메인 제어 회로(100)는 복수의 배터리 셀(11-14) 중 4번 셀(C1)에 해당하는 배터리 셀을 이상 셀로 진단할 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 배터리 시스템은 과전압(over voltage) 진단, 저전압(under voltage) 진단에서는 검출되지 않는 이상 셀을 검출할 수 있다. 도 3 및 도 4에서, 이상 셀들의 전압 범위는 저전압 및 과전압에는 속하지 않는 정상 전압 범위 내이다. 따라서 종래 진단 방식으로는 이상 셀로 검출되지 않는다.
종래에는, 웨이크-업 시에 배터리 셀들의 셀 전압들 간의 셀 전압 편차와 방전 또는 충전이 진행되면서 측정되는 배터리 셀들의 셀 전압들 간의 셀 전압 편차를 서로 비교하고, 비교 결과 셀 전압 편차가 커지면 이상이 있는 것으로 진단되었다.
종래 방식을 때를 때, 도 3에 도시된 예에서, 웨이크-업 시에 셀 전압 편차는 대략 0.06V이고, 이상이 검출된 시점에서의 셀 전압 편차는 대략 0.05V이다. 즉, 종래 기술에서는 셀 전압들 간의 전압 편차 중 가장 높은 값을 기준으로 이상 여부를 진단하므로, 도 3의 셀 전압 측정 10회 때의 셀 전압 편차가 웨이크-업 시에 셀 전압 편차 보다 감소하였으므로, 종래 기술은 셀 이상을 진단할 수 없다.
마찬가지로, 종래 방식을 따를 때, 도 4에 도시된 예에서, 웨이크-업 시에 셀 전압 편차는 대략 0.06V이고, 이상이 검출된 시점에서의 셀 전압 편차는 대략 0.05V이다. 따라서, 도 4의 셀 전압 측정 7회 때의 셀 전압 편차가 웨이크-업 시에 셀 전압 편차 보다 감소하였으므로, 종래 기술은 셀 이상을 진단할 수 없다.
종래 방식에 따르면, 배터리 셀의 이상 상태가 상당 기간 진행되어, 저전압, 과전압, 매우 큰 셀 전압 편차 등의 상태가 발생되어야 배터리 셀의 이상 상태가 진단되었다.
이와 달리, 일 실시에에 따른 배터리 시스템 및 이상 셀 검출 방법은, 기존의 회로 변경 없이 새로운 진단 로직만을 추가하여 종래에 비해 빠른 시점에 셀의 이상 여부를 진단 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
1: 배터리 시스템
10: 배터리
20: 배터리 관리 시스템
30: 셀 전압 측정 회로
40: 셀 밸런싱 회로
50: 릴레이부
60: 퓨즈
70: 전류 센서
100: 메인 제어 회로
200: 서브 제어 회로

Claims (12)

  1. 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩; 및
    웨이크-업 시에 상기 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 측정하여 상기 복수의 배터리 셀 각각에 번호를 설정하고, 상기 웨이크-업 이후 주기적으로 상기 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 측정하여 최대 셀 전압과 최소 셀 전압을 검출하며, 상기 최소 셀 전압과 적어도 하나의 제1 진단 대상 배터리 셀의 셀 전압을 비교하고, 상기 최대 셀 전압과 적어도 하나의 제2 진단 대상 배터리 셀의 셀 전압을 비교하며, 상기 비교 결과들에 따라 상기 진단 대상 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 배터리 관리 시스템을 포함하는, 배터리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은,
    상기 측정된 셀 전압 중 가장 높은 셀 전압의 배터리 셀부터 가장 낮은 셀 전압의 배터리 셀 순서대로, 상기 복수의 배터리 셀을 1번 셀 내지 n번 셀로 설정하고,
    적어도 상기 1번 셀을 포함하도록 상기 제1 진단 대상 배터리 셀을 설정하며, 적어도 상기 n번 셀을 포함하도록 상기 제2 진단 대상 배터리 셀을 설정하고, 상기 n은 상기 복수의 배터리 셀의 전체 개수를 지시하는 자연수인, 배터리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 n이 짝수인 경우,
    상기 제1 진단 대상 배터리 셀은 상기 1번 셀 내지 상기 n/2번 셀을 포함하고,
    상기 제2 진단 대상 배터리 셀은 상기 n/2번 셀 내지 상기 n번 셀을 포함하는, 배터리 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 n이 홀수인 경우,
    상기 제1 진단 대상 배터리 셀은 상기 1번 셀 내지 상기 (n-1)/2 또는 상기 (n+1)/2번 셀을 포함하고,
    상기 제2 진단 대상 배터리 셀은 상기 (n-1)/2번 셀 또는 상기 (n+1)/2 셀 내지 n번 셀을 포함하는, 배터리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은,
    상기 웨이크-업 시부터 상기 복수의 배터리 셀에 연결되어 상기 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 주기적으로 측정하는 서브 제어 회로; 및
    상기 셀 전압 측정 주기마다, 상기 제1 진단 대상 배터리 셀 중 상기 최소 셀 전압 이하의 배터리 셀을 이상으로 진단하고, 상기 제2 진단 대상 배터리 셀 중 상기 상기 최대 셀 전압 이상의배터리 셀을 이상으로 진단하는 메인 제어 회로를 포함하는, 배터리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 메인 제어 회로는,
    주기적으로 측정된 셀 전압 중 가장 높은 셀 전압의 배터리 셀부터 가장 낮은 셀 전압의 배터리 셀 순서대로, 상기 복수의 배터리 셀을 1번 셀 내지 n번 셀로 설정하고, 적어도 상기 1번 셀을 상기 제1 진단 대상 배터리 셀로 설정하는, 배터리 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 메인 제어 회로는,
    주기적으로 측정된 셀 전압 중 가장 높은 셀 전압의 배터리 셀부터 가장 낮은 셀 전압의 배터리 셀 순서대로, 상기 복수의 배터리 셀을 1번 셀 내지 n번 셀로 설정하고, 적어도 상기 n번 셀을 상기 제2 진단 대상 배터리 셀로 설정하는, 배터리 시스템.
  8. 복수의 배터리 셀 및 상기 복수의 배터리 셀에 연결된 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 시스템의 이상 셀 진단 방법에 있어서,
    웨이크-업 시에 상기 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 측정하여 가장 높은 셀 전압의 배터리 셀부터 가장 낮은 셀 전압의 배터리 셀 순서대로, 상기 복수의 배터리 셀 각각에 1번 내지 n번을 설정하는 단계(n은 상기 복수의 배터리 셀의 개수);
    상기 배터리 관리 시스템이 웨이크-업 한 이후에 상기 복수의 배터리 셀 각각의 셀 전압을 주기적으로 측정하는 단계;
    상기 측정된 복수의 배터리 셀의 전압들 중 최소 셀 전압과 최대 셀 전압을 검출하는 단계;
    적어도 상기 1번 셀을 포함하는 제1 진단 대상 배터리 셀들 각각의 셀 전압이 상기 최소 셀 전압 이하인지 판단하는 단계;
    적어도 상기 n번 셀을 포함하는 제2 진단 대상 배터리 셀들 각각의 셀 전압이 상기 최대 셀 전압 이상인지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과들에 기초하여 상기 복수의 배터리 셀 중 이상 셀을 진단하는 단계를 포함하는, 이상 셀 진단 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이상 셀을 진단하는 단계는,
    상기 제1 진단 대상 배터리 셀들 중 상기 최소 셀 전압 이하인 배터리 셀을 이상으로 판단하는 단계를 포함하는, 이상 셀 진단 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이상 셀을 진단하는 단계는,
    상기 제2 진단 대상 배터리 셀들 중 상기 최대 셀 전압 이상인 배터리 셀을 이상으로 판단하는 단계를 포함하는, 이상 셀 진단 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 n이 짝수인 경우, 상기 1번 셀 내지 상기 n/2번 셀을 상기 제1 진단 대상 배터리 셀로 설정하거나,
    상기 n이 홀수인 경우, 상기 1번 셀 내지 상기 (n-1)/2 또는 상기 (n+1)/2번 셀을 상기 제1 진단 대상 배터리 셀로 설정하는 단계를 더 포함하는, 이상 셀 진단 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 n이 짝수인 경우, 상기 n/2번 셀 내지 상기 n번 셀을 상기 제2 진단 대상 배터리 셀로 설정하거나,
    상기 n이 홀수인 경우, 상기 (n-1)/2 또는 상기 (n+1)/2번 셀 내지 상기 n번 셀을 상기 제2 진단 대상 배터리 셀로 설정하는 단계를 더 포함하는, 이상 셀 진단 방법.
KR1020200092349A 2020-07-24 2020-07-24 이상 셀 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템 KR20220013167A (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200092349A KR20220013167A (ko) 2020-07-24 2020-07-24 이상 셀 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템
CN202180009971.0A CN114981673A (zh) 2020-07-24 2021-07-20 故障单元诊断方法和使用该方法的电池系统
EP21846657.1A EP4083642B1 (en) 2020-07-24 2021-07-20 Fault cell diagnosis method and battery system using same
PCT/KR2021/009296 WO2022019600A1 (ko) 2020-07-24 2021-07-20 이상 셀 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템
US17/789,966 US20220390520A1 (en) 2020-07-24 2021-07-20 Abnormal Cell Diagnosing Method and Battery System Applying the Same
JP2022526345A JP7347896B2 (ja) 2020-07-24 2021-07-20 異常セル診断方法およびそれを適用したバッテリシステム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200092349A KR20220013167A (ko) 2020-07-24 2020-07-24 이상 셀 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220013167A true KR20220013167A (ko) 2022-02-04

Family

ID=79729880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200092349A KR20220013167A (ko) 2020-07-24 2020-07-24 이상 셀 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220390520A1 (ko)
EP (1) EP4083642B1 (ko)
JP (1) JP7347896B2 (ko)
KR (1) KR20220013167A (ko)
CN (1) CN114981673A (ko)
WO (1) WO2022019600A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12085625B2 (en) * 2022-09-09 2024-09-10 GM Global Technology Operations LLC Monitoring of battery module based on cell voltage rankings

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3988324B2 (ja) * 1999-07-02 2007-10-10 株式会社デンソー 組電池の異常判定装置及び組電池の異常判定方法
JP5469813B2 (ja) * 2008-01-29 2014-04-16 株式会社日立製作所 車両用電池システム
JP5331493B2 (ja) 2009-01-13 2013-10-30 日立ビークルエナジー株式会社 電池制御装置
JP5533175B2 (ja) * 2009-05-20 2014-06-25 日産自動車株式会社 組電池監視装置
JP2012047519A (ja) * 2010-08-25 2012-03-08 Nippon Soken Inc 電池の状態監視装置
JP5670693B2 (ja) * 2010-10-14 2015-02-18 矢崎総業株式会社 組電池の電圧監視装置
KR101539810B1 (ko) * 2011-12-21 2015-07-27 주식회사 엘지화학 배터리 팩 제어방법 및 제어장치
DE102012209273A1 (de) 2012-06-01 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Batteriezellenüberwachungseinheit, Verfahren zur Fehlererkennung und -behebung in derselben, Batteriesystem und Kraftfahrzeug
DE102012222720A1 (de) * 2012-12-11 2014-06-12 Robert Bosch Gmbh Batteriemanagementsystem und Batteriesystem
US9537327B2 (en) * 2012-12-21 2017-01-03 Lite-On Electronics (Guangzhou) Co., Ltd. Battery cell balancing control system and battery management method thereof
DE102013205334B4 (de) * 2013-03-26 2014-10-16 Continental Automotive Gmbh Batterieprüfverfahren und Batteriesteuerung
KR101527136B1 (ko) 2013-12-19 2015-06-09 현대오트론 주식회사 전기 자동차용 배터리 진단 장치 및 그 방법
JP6455313B2 (ja) 2015-05-21 2019-01-23 日産自動車株式会社 バッテリ異常診断装置および異常診断方法
KR101744713B1 (ko) * 2015-12-11 2017-06-08 현대오트론 주식회사 배터리 관리 시스템의 고장 진단 방법
JP2017173071A (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 日産自動車株式会社 セル電圧計測装置
JP7020108B2 (ja) 2017-12-25 2022-02-16 トヨタ自動車株式会社 二次電池システムおよび組電池の異常診断方法
KR102685558B1 (ko) 2019-01-04 2024-07-15 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 방법, 배터리 장치, 및 배터리를 포함하는 자동차

Also Published As

Publication number Publication date
US20220390520A1 (en) 2022-12-08
CN114981673A (zh) 2022-08-30
EP4083642B1 (en) 2024-07-17
WO2022019600A1 (ko) 2022-01-27
EP4083642A4 (en) 2023-06-28
JP2023502200A (ja) 2023-01-23
EP4083642A1 (en) 2022-11-02
JP7347896B2 (ja) 2023-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9762054B2 (en) Electric storage apparatus and power path switch apparatus
US20130162052A1 (en) Protective circuit for a rechargeable battery pack
US11846680B2 (en) Battery resistance diagnosis device and method
US11965936B2 (en) Battery diagnosis apparatus and method
US9091736B2 (en) Systems and methods of battery cell anomaly detection
US20080094029A1 (en) Lithium-Ion Battery Diagnostic and Prognostic Techniques
JP2013242324A (ja) 電池監視装置
KR20200135046A (ko) 셀 밸런싱 방법 및 이를 적용한 배터리 관리 시스템
KR20210050396A (ko) 배터리 이상 검출 장치 및 방법
KR20210041981A (ko) 배터리 팩의 진단 방법, 배터리 관리 시스템 및 배터리 장치
KR20220013167A (ko) 이상 셀 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템
US12080857B2 (en) Systems and methods involving measurement of battery cells
KR20220045435A (ko) 릴레이 개방 고장 진단 방법 및 이를 이용한 배터리 시스템
KR20210145024A (ko) 결함 있는 배터리 셀의 검출 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 관리 시스템
JP2024506146A (ja) リレー診断装置及びリレー診断方法
KR20200088153A (ko) 전류 센서 진단 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩
JP7151051B2 (ja) バッテリ管理システム
JP2002170599A (ja) 監視装置、制御装置及び電池モジュール
US20240133965A1 (en) Battery diagnosis method and battery system applying the same
KR20210155980A (ko) 이상 셀 진단 방법과 이를 적용한 배터리 관리 시스템 및 배터리 시스템
JP2000060011A (ja) 集合電池の状態検出方法及び状態検出装置
EP4261553A1 (en) Battery management method, and battery system using same
KR20220045442A (ko) 다병렬 충/방전 fet 구조의 고장 진단 회로 및 그 진단 방법
KR20230119853A (ko) 전류센서 진단 방법, 그 방법을 제공하는 전류센서 진단 시스템 및 배터리 시스템
KR20220147950A (ko) 병렬 단위 셀이 직렬로 연결된 배터리시스템에서 단셀 불량 검출 시스템 및 방법

Legal Events

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