KR20220041635A - Apparatus and method for diagnosing fault of battery - Google Patents

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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing an abnormality of a battery to detect a location of a battery cell where the abnormal high temperature occurred. According to one embodiment of the present invention, the apparatus comprises: a plurality of sensor units connected in series between a first terminal and a second terminal and including at least a first sensor unit and second sensor unit provided to correspond to each of the plurality of battery cells and having a resistance changed according to the temperature; a first resistance unit connected between a first node between the first terminal and the first sensor unit and the second terminal; a second resistance unit connected between a second node between the first sensor unit and the second sensor unit and the second terminal; and an abnormality detection unit detecting the location of a battery cell in which an abnormality occurs on the basis of a voltage measured at a preset measurement point between the first terminal and the second terminal.

Description

배터리 이상 진단 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DIAGNOSING FAULT OF BATTERY}Apparatus and method for diagnosing battery abnormalities

본 발명은 PTC 센서를 이용하여 배터리의 이상을 진단할 수 있는 배터리 이상 진단 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for diagnosing battery abnormalities by using a PTC sensor.

최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등과 최근의 리튬 이온 전지를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 전지는 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 전지는 소형, 경량으로 제작할 수 있어서, 이동 기기의 전원으로 사용된다. 또한, 리튬 이온 전지는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.Recently, research and development on secondary batteries has been actively carried out. Here, the secondary battery is a battery capable of charging and discharging, and includes all of the conventional Ni/Cd batteries, Ni/MH batteries, and the latest lithium ion batteries. Among secondary batteries, lithium ion batteries have an advantage in that their energy density is much higher than that of conventional Ni/Cd batteries and Ni/MH batteries. In addition, lithium ion batteries can be manufactured in a small size and light weight, so they are used as power sources for mobile devices. . In addition, the lithium ion battery is receiving attention as a next-generation energy storage medium as the range of use has been expanded as a power source for electric vehicles.

또한, 이차 전지는 일반적으로 복수 개의 배터리 셀들이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩으로 이용된다. 그리고 배터리 팩은 배터리 관리 시스템에 의하여 상태 및 동작이 관리 및 제어된다.In addition, the secondary battery is generally used as a battery pack including a battery module in which a plurality of battery cells are connected in series and/or in parallel. In addition, the state and operation of the battery pack are managed and controlled by the battery management system.

이러한 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀 각각의 이상 고온이나 이상 저온을 감지하기 위한 방법으로서 일반적으로 PTC 센서를 사용하고 있다. 이러한 PTC 센서는 하나의 채널을 통해 센싱을 수행하여 다수의 배터리 셀의 온도를 감지할 수 있는 이점이 있다.A PTC sensor is generally used as a method for detecting an abnormal high temperature or an abnormal low temperature of each of the battery cells included in the battery module. Such a PTC sensor has the advantage of being able to sense the temperature of a plurality of battery cells by performing sensing through one channel.

통상적으로 PTC 센서는 약 60℃ 이상에서 저항값이 정상 상태의 약 100배 이상 변화되도록 설계되어 있으므로, 배터리 셀의 위치에 대응되도록 PTC 센서를 배치하여 배터리 셀의 이상 고온 여부를 검출할 수 있다.In general, since the PTC sensor is designed so that the resistance value changes by about 100 times or more of the normal state at about 60° C. or higher, the PTC sensor may be disposed to correspond to the location of the battery cell to detect whether the battery cell is abnormally high.

그러나, 이처럼 배터리 모듈에 직렬로 연결된 PTC 센서들을 이용한 진단 방법은 배터리 셀의 이상 고온 발생 여부만을 감지할 수 있고, 이상 고온이 발생한 배터리의 위치까지 확인하는 것은 불가능하였다.However, the diagnosis method using the PTC sensors connected in series to the battery module can only detect whether or not an abnormal high temperature has occurred in the battery cell, and it is impossible to check the location of the battery where the abnormal high temperature has occurred.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 고안된 것으로서, PTC 센서에 저항을 연결하여 배터리 셀의 이상 고온 발생 여부뿐만 아니라 이상 고온이 발생한 배터리의 위치까지 검출할 수 있는 배터리 이상 진단 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is devised to solve the above problems, and by connecting a resistor to a PTC sensor, it is possible to detect not only whether an abnormal high temperature has occurred in a battery cell, but also a battery abnormality diagnosis apparatus and method capable of detecting the location of the battery where the abnormal high temperature has occurred. aim to do

본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치는 제1 단자와 제2 단자 사이에 직렬로 연결되고, 복수의 배터리 셀 각각에 대응되도록 마련되어 온도에 따라 저항이 변하는 제1 센서부 및 제2 센서부를 적어도 포함하는 복수의 센서부, 상기 제1 단자와 상기 제1 센서부 사이의 제1 노드와, 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제1 저항부, 상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부 사이의 제2 노드와, 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제2 저항부 및 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 미리 설정된 측정 지점에서 측정된 전압에 기초하여 이상이 발생한 배터리 셀의 위치를 검출하는 이상 검출부를 포함할 수 있다.The apparatus for diagnosing battery abnormalities according to an embodiment of the present invention is connected in series between a first terminal and a second terminal, and is provided to correspond to each of a plurality of battery cells, the first sensor unit and the second sensor changing resistance according to temperature A plurality of sensor units including at least a unit, a first node between the first terminal and the first sensor unit, and a first resistor unit connected between the second terminal, the first sensor unit and the second sensor unit The position of the battery cell in which the abnormality occurred based on the voltage measured at the second node between the It may include an abnormality detection unit to detect.

본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 방법은 제1 단자와 제2 단자 사이에 직렬로 연결되고, 복수의 배터리 셀 각각에 대응되도록 마련되어 온도에 따라 저항이 변하는 제1 센서부 및 제2 센서부를 적어도 포함하는 복수의 센서부와, 상기 제1 단자와 상기 제1 센서부 사이의 제1 노드와, 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제1 저항부와, 상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부 사이의 제2 노드와, 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제2 저항부를 포함하는 배터리 이상을 진단하는 방법으로서, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 미리 설정된 측정 지점에서의 전압을 측정하는 단계 및 상기 측정 지점에서의 전압에 기초하여 이상이 발생한 배터리 셀의 위치를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.In the battery abnormality diagnosis method according to an embodiment of the present invention, the first sensor unit and the second sensor are connected in series between the first terminal and the second terminal and are provided to correspond to each of a plurality of battery cells, the resistance of which varies according to the temperature. A plurality of sensor units including at least a unit, a first node between the first terminal and the first sensor unit, and a first resistor unit connected between the second terminal, the first sensor unit and the second A method for diagnosing a battery abnormality including a second node between a sensor unit and a second resistor unit connected between the second terminals, wherein a voltage at a preset measurement point between the first terminal and the second terminal is measured The method may include measuring and detecting a location of a battery cell in which an abnormality has occurred based on the voltage at the measurement point.

본 발명의 배터리 이상 진단 장치 및 방법에 따르면, PTC 센서에 저항을 연결하여 배터리 셀의 이상 고온 발생 여부뿐만 아니라 이상 고온이 발생한 배터리 셀의 위치까지 검출할 수 있다.According to the apparatus and method for diagnosing a battery abnormality of the present invention, by connecting a resistor to the PTC sensor, it is possible to detect not only whether or not an abnormal high temperature has occurred in the battery cell, but also the location of the battery cell in which the abnormal high temperature has occurred.

도 1은 일반적인 배터리 팩의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3a는 일반적인 PTC 센서에 의해 이상 배터리 셀을 검출하는 것을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치의 센서부를 통해 이상 배터리 셀의 위치를 검출하는 것을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치를 통해 이상 배터리 셀의 위치를 검출하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a general battery pack.
2 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for diagnosing a battery abnormality according to an embodiment of the present invention.
3A is a diagram exemplarily illustrating detection of an abnormal battery cell by a general PTC sensor.
FIG. 3B is a diagram exemplarily illustrating detecting a position of an abnormal battery cell through a sensor unit of an apparatus for diagnosing a battery abnormality according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating detecting the position of an abnormal battery cell through the battery abnormality diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a battery abnormality according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram illustrating a hardware configuration of an apparatus for diagnosing a battery abnormality according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 대해 상세히 설명하고자 한다. 본 문서에서 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this document, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components are omitted.

본 문서에 개시되어 있는 본 발명의 다양한 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 다양한 실시 예들은 여러 가지 형태로 실시될 수 있으며 본 문서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For various embodiments of the present invention disclosed in this document, specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and various embodiments of the present invention may be implemented in various forms. and should not be construed as being limited to the embodiments described in this document.

다양한 실시 예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성 요소로 바꾸어 명명될 수 있다.Expressions such as "first", "second", "first", or "second" used in various embodiments may modify various components regardless of order and/or importance, do not limit For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be renamed as a first component.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Terms used in this document are only used to describe specific embodiments, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. The singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.All terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art of the present invention. Terms defined in general used in the dictionary may be interpreted as having the same or similar meaning as the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this document, are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning . In some cases, even terms defined in this document cannot be construed to exclude embodiments of the present invention.

도 1은 일반적인 배터리 팩의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a general battery pack.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(1)과 상위 시스템에 포함되어 있는 상위 제어기(2)를 포함하는 배터리 제어 시스템을 개략적으로 나타낸다.Referring to FIG. 1 , it schematically shows a battery control system including a battery pack 1 and a host controller 2 included in the upper system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(1)은 하나의 이상의 배터리 셀로 이루어지고 충방전 가능한 복수의 배터리 모듈(10)과, 복수의 배터리 모듈(10)의 (+) 단자 측 또는 (-) 단자 측에 직렬로 연결되어 배터리 모듈(10)의 충방전 전류 흐름을 제어하기 위한 스위칭부(14)와, 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여, 과충전 및 과방전 등을 방지하도록 제어 관리하는 배터리 관리 시스템(20)을 포함한다.As shown in FIG. 1 , the battery pack 1 includes a plurality of battery modules 10 that are composed of one or more battery cells and are capable of being charged and discharged, and the (+) terminal side or (-) side of the plurality of battery modules 10 . A switching unit 14 connected in series to the terminal side to control the charging/discharging current flow of the battery module 10, and monitoring the voltage, current, temperature, etc. of the battery pack 1 to prevent overcharging and overdischarging It includes a battery management system 20 that controls and manages to prevent it.

여기서, 스위칭부(14)는 복수의 배터리 모듈(10)의 충전 또는 방전에 대한 전류 흐름을 제어하기 위한 반도체 스위칭 소자로서, 예를 들면, 배터리 팩(1)의 사양에 따라서 적어도 하나의 MOSFET이나 릴레이, 마그네틱 접촉기 등이 이용될 수 있다. Here, the switching unit 14 is a semiconductor switching device for controlling the current flow for charging or discharging of the plurality of battery modules 10 , for example, at least one MOSFET or Relays, magnetic contactors, etc. may be used.

또한, 배터리 관리 시스템(20)은, 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하기 위해서, 반도체 스위칭 소자의 게이트, 소스 및 드레인 등의 전압 및 전류를 측정하거나 계산할 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템(20)은 반도체 스위칭 소자에 인접해서 마련된 센서(12)를 이용하여 배터리 팩(1)의 전류, 전압, 온도 등을 측정할 수 있다.In addition, the battery management system 20 may measure or calculate the voltage and current of the gate, the source, and the drain of the semiconductor switching element in order to monitor the voltage, current, temperature, etc. of the battery pack 1 . In addition, the battery management system 20 may measure the current, voltage, temperature, etc. of the battery pack 1 using the sensor 12 provided adjacent to the semiconductor switching element.

배터리 관리 시스템(20)은 상술한 각종 파라미터를 측정한 값을 입력받는 인터페이스로서, 복수의 단자와, 이들 단자와 연결되어 입력받은 값들의 처리를 수행하는 회로 등을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템(20)은, 스위칭부(14) 예를 들어 MOSFET의 ON/OFF를 제어할 수도 있으며, 배터리 모듈(10)에 연결되어 배터리 모듈(10) 각각의 상태를 감시할 수 있다.The battery management system 20 is an interface for receiving measured values of the various parameters described above, and may include a plurality of terminals and a circuit connected to these terminals to process the received values. Also, the battery management system 20 may control ON/OFF of the switching unit 14 , for example, a MOSFET, and may be connected to the battery module 10 to monitor the state of each battery module 10 . .

한편, 도 1에는 나타내지 않았으나, 본 발명의 배터리 모듈(10)에는 배터리 셀 각각에 대응되도록 마련된 온도에 따라 저항이 변하는 PTC 센서가 마련될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 배터리 관리 시스템(20)에서는 이하에서 후술하는 바와 같이 PTC 센서의 저항 변화로 인한 전압값을 센서(12)를 통해 측정하고 이상(예를 들면, 이상 고온 또는 이상 저온)이 발생한 배터리 셀을 검출할 수 있다.Meanwhile, although not shown in FIG. 1 , in the battery module 10 of the present invention, a PTC sensor whose resistance changes according to a temperature provided to correspond to each battery cell may be provided. In this case, in the battery management system 20 of the present invention, as described below, a voltage value due to a change in resistance of the PTC sensor is measured through the sensor 12 and an abnormality (eg, abnormally high temperature or abnormally low temperature) is detected. A generated battery cell can be detected.

상위 제어기(2)는 배터리 관리 시스템(20)으로 배터리 모듈(10)에 대한 제어 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라, 배터리 관리 시스템(20)은 상위 제어기로부터 인가되는 신호에 기초하여 동작이 제어될 수 있을 것이다. 한편, 본 발명의 배터리 셀은 차량이나 ESS(Energy Storage System)에 이용되는 배터리 모듈(10)에 포함된 구성일 수 있다. 예를 들면, 상위 제어기(2)는 ESS 제어기일 수 있을 것이다. 다만, 배터리 팩(1)이 이러한 용도에 반드시 한정되는 것은 아니다.The upper controller 2 may transmit a control signal for the battery module 10 to the battery management system 20 . Accordingly, the operation of the battery management system 20 may be controlled based on a signal applied from the upper controller. On the other hand, the battery cell of the present invention may be a configuration included in the battery module 10 used in a vehicle or ESS (Energy Storage System). For example, the host controller 2 may be an ESS controller. However, the battery pack 1 is not necessarily limited to this use.

이와 같은 배터리 팩(1)의 구성 및 배터리 관리 시스템(20)의 구성은 공지된 구성이므로, 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Since the configuration of the battery pack 1 and the configuration of the battery management system 20 are known configurations, a more detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for diagnosing a battery abnormality according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치(100)는 센서부(110), 저항부(120), 이상 검출부(130), 저장부(140) 및 알람부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the apparatus 100 for diagnosing battery abnormalities according to an embodiment of the present invention includes a sensor unit 110 , a resistor unit 120 , an abnormality detection unit 130 , a storage unit 140 , and an alarm unit 150 . ) may be included.

센서부(110)는 제1 단자와 제2 단자(예를 들면, 배터리 관리 시스템의 양 단자) 사이에 직렬로 연결되고, 배터리 셀 각각에 대응되도록 마련되어 온도에 따라 저항이 변하도록 구성될 수 있다. 이 때, 센서부(110)는 복수 개 포함되어 배터리 셀 각각에 부착될 수 있다.The sensor unit 110 may be connected in series between the first terminal and the second terminal (eg, both terminals of the battery management system), and may be provided to correspond to each battery cell and configured to change resistance according to temperature. . In this case, a plurality of sensor units 110 may be included and attached to each of the battery cells.

또한, 센서부(110)는 대응되는 배터리 셀의 온도가 미리 설정된 임계 온도 이상이면 저항값이 제1 저항에서 제1 저항보다 큰 제2 저항으로 변경되는 특성을 가질 수 있다. 예를 들면, 센서부(110)는 임계 온도를 초과하면 저항이 급격하게 변화하는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 센서, PTC(Positive Temperature Coefficient) 센서 등을 포함할 수 있다. Also, when the temperature of the corresponding battery cell is equal to or greater than a preset threshold temperature, the sensor unit 110 may have a characteristic in which the resistance value is changed from the first resistance to the second resistance greater than the first resistance. For example, the sensor unit 110 may include a Negative Temperature Coefficient (NTC) sensor, a Positive Temperature Coefficient (PTC) sensor, and the like whose resistance rapidly changes when the threshold temperature is exceeded.

저항부(120)는 복수의 센서부(110) 각각에 대응되도록 연결될 수 있다. 구체적으로, 저항부(120)는 상기 제1 단자와 센서부(110) 중 배터리 관리 시스템에 인접한 제1 센서부 사이의 제1 노드와, 제2 단자 사이에 연결되는 제1 저항부(미도시)와, 센서부(110) 중 제1 센서부와 제1 센서부와 인접한 제2 센서부 사이의 제2 노드와, 제2 단자 사이에 연결된 제2 저항부(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 저항부(120)의 저항값들은 사용자에 의해 임의로 결정될 수 있거나, 가변 저항을 포함할 수 있다.The resistor unit 120 may be connected to correspond to each of the plurality of sensor units 110 . Specifically, the resistor unit 120 includes a first resistor unit (not shown) connected between a first node between the first terminal and a first sensor unit adjacent to the battery management system of the sensor unit 110 and a second terminal. ), a second node between the first sensor unit of the sensor unit 110 and a second sensor unit adjacent to the first sensor unit, and a second resistor unit (not shown) connected between the second terminal. . For example, the resistance values of the resistor unit 120 may be arbitrarily determined by a user or may include a variable resistor.

이러한 본 발명의 배터리 이상 진단 장치(100)에서 복수의 센서부(110)와 복수의 저항부(120)는 배터리 관리 시스템의 하나의 ADC 채널 상에 마련되어 있을 수 있다. 따라서, 배터리 모듈 또는 배터리 팩에 구비된 배터리 관리 시스템에서는 전압 센서를 통해 하나의 ADC 채널 상에 배치된 센서부(110)와 저항부(120)에 의한 측정 지점에서의 전압값 또는 저항값의 변화를 측정함으로써 이상 고온 또는 이상 저온 결함이 발생한 배터리 셀을 검출할 수 있다.In the battery abnormality diagnosis apparatus 100 of the present invention, the plurality of sensor units 110 and the plurality of resistor units 120 may be provided on one ADC channel of the battery management system. Accordingly, in the battery management system provided in the battery module or battery pack, the voltage value or the resistance value change at the measurement point by the sensor unit 110 and the resistor unit 120 disposed on one ADC channel through the voltage sensor. By measuring , it is possible to detect a battery cell in which an abnormally high temperature or abnormally low temperature defect has occurred.

이상 검출부(130)는 배터리 관리 시스템의 제1 단자와 제2 단자 사이에 미리 설정된 측정 지점에서 측정된 전압에 기초하여 이상이 발생한 배터리 셀의 위치를 검출할 수 있다. 이 때, 이상 검출부(130)에 의한 측정 지점은 각 센서부(110)의 위치에 따라 측정되는 전압이 달라지는 지점으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 이상 검출부(130)의 측정 지점은 복수의 센서부(110) 중 하나의 저항값이 일정하게 변하는 경우에 있어서 각 센서부(110)의 위치에 따라 측정되는 전압이 달라지는 지점으로 결정될 수 있다. 이러한 이상 검출부(130)의 측정 지점의 예시는 도 4에서 자세히 설명한다.The abnormality detection unit 130 may detect a position of a battery cell in which an abnormality has occurred based on a voltage measured at a preset measurement point between the first terminal and the second terminal of the battery management system. In this case, the measurement point by the abnormality detection unit 130 may be determined as a point at which the measured voltage varies according to the position of each sensor unit 110 . For example, the measurement point of the abnormality detection unit 130 may be determined as a point at which the measured voltage varies according to the position of each sensor unit 110 when the resistance value of one of the plurality of sensor units 110 is constantly changed. can An example of the measurement point of the abnormality detection unit 130 will be described in detail with reference to FIG. 4 .

이처럼, 온도에 따라 저항이 변하는 센서부(110) 각각에 대해 저항부(120)를 연결하게 되면, 배터리 셀에 이상 고온 또는 이상 저온 현상이 발생하여 해당 배터리 셀에 마련된 센서부(110)의 저항이 변하는 경우에 각 센서부(110)의 위치에 따라 측정 지점에서 측정되는 전압값이 달라지게 된다. 따라서, 이상 검출부(130)에서는 측정 지점에서의 전압을 측정함으로써 어느 배터리 셀에서 이상 고온 또는 이상 저온 현상이 발생하였는지를 검출할 수 있다.As such, when the resistance unit 120 is connected to each of the sensor units 110 whose resistance varies according to temperature, an abnormal high temperature or abnormal low temperature phenomenon occurs in the battery cell, and the resistance of the sensor unit 110 provided in the corresponding battery cell In this case, the voltage value measured at the measurement point varies according to the position of each sensor unit 110 . Accordingly, the abnormality detection unit 130 may detect in which battery cell an abnormally high temperature or an abnormally low temperature phenomenon occurs by measuring the voltage at the measurement point.

저장부(140)는 센서부(110) 각각의 저항 및 위치 변화에 따른 측정 지점에서의 사전 측정된 전압값을 매칭시킨 테이블을 저장할 수 있다. 예를 들면, 저장부(140)에는 제1 센서부(110)의 저항이 변하는 경우의 측정 지점에서의 제1 전압값, 제2 센서부(110)의 저항이 변하는 경우의 측정 지점에서의 제2 전압값 등과 같이 센서부(110) 각각의 저항이 변하는 경우에 대해 전압값을 매칭시킨 테이블을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(140)는 이상 검출부(130)에 의해 측정 지점에서 측정된 전압 데이터 등 각종 측정 데이터들을 저장할 수 있다. The storage unit 140 may store a table in which a voltage value previously measured at a measurement point according to a change in resistance and a position of the sensor unit 110 is matched. For example, in the storage 140 , the first voltage value at the measurement point when the resistance of the first sensor unit 110 changes, and the second voltage value at the measurement point when the resistance of the second sensor unit 110 changes. 2 It is possible to store a table in which voltage values are matched for a case where the resistance of each sensor unit 110 changes, such as a voltage value. Also, the storage unit 140 may store various measurement data such as voltage data measured at the measurement point by the abnormality detection unit 130 .

그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치(100)가 반드시 저장부(140)를 포함해야 하는 것은 아니며, 외부 서버에 데이터베이스를 마련해두고 통신 모듈(미도시)을 통해 전술한 테이블과 각종 데이터를 송수신하는 방식으로 구성될 수 있다.However, the apparatus 100 for diagnosing battery abnormalities according to an embodiment of the present invention does not necessarily include the storage unit 140 , and a database is prepared in an external server, and the table and It may be configured in a manner for transmitting and receiving various data.

알람부(150)는 이상 검출부(130)에 의해 배터리 셀에 이상이 발생한 것으로 검출된 경우 경고 알람을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 알람부(150)는 이상 검출부(130)에 의해 특정 배터리 셀의 이상 고온이나 이상 저온 결함이 발생한 것으로 판단되면 램프를 통해 시각 신호로 경고 신호를 보내거나 스피커 등을 통해 경고 알람 또는 메시지를 제공할 수 있다.The alarm unit 150 may generate a warning alarm when it is detected that an abnormality has occurred in the battery cell by the abnormality detection unit 130 . For example, when it is determined by the abnormality detection unit 130 that an abnormal high temperature or abnormal low temperature defect has occurred in a specific battery cell, the alarm unit 150 sends a warning signal as a visual signal through a lamp or a warning alarm or message can be provided.

여기서, 도 2의 센서부(110)와 저항부(120)는 배터리 관리 시스템 외부에 별도로 마련된 구성일 수 있으며, 이상 검출부(130), 저장부(140) 및 알람부(150)는 배터리 관리 시스템 내부에 마련된 구성일 수 있다.Here, the sensor unit 110 and the resistor unit 120 of FIG. 2 may be separately provided outside the battery management system, and the abnormality detection unit 130 , the storage unit 140 , and the alarm unit 150 are the battery management system It may be a configuration provided inside.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치에 따르면, PTC 센서에 저항을 연결하여 배터리 셀의 이상 고온 발생 여부뿐만 아니라 이상 고온이 발생한 배터리 셀의 위치까지 검출할 수 있다.As described above, according to the apparatus for diagnosing a battery abnormality according to an embodiment of the present invention, by connecting a resistor to the PTC sensor, it is possible to detect not only whether abnormal high temperature has occurred in the battery cell, but also the location of the battery cell where the abnormal high temperature has occurred.

도 3a는 일반적인 PTC 센서에 의해 이상 배터리 셀을 검출하는 것을 예시적으로 나타내는 도면이다.3A is a diagram exemplarily illustrating detection of an abnormal battery cell by a general PTC sensor.

도 3a의 좌측 도면을 참조하면, 복수의 배터리 셀(#1 내지 #6)을 포함하는 배터리 모듈(210), FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 기판(220) 상의 배터리 셀 각각의 온도에 따라 저항값이 변하는 PTC 센서부(222), 배터리 관리 시스템(230) 및 배터리 관리 시스템(230)의 양 단자에 연결된 도전부(232)를 나타내고 있다. 이 때, PTC 센서부(222)는 도 3에 나타낸 것과 같이 FPCB(220) 상에 온도에 따라 저항이 변하는 반응부가 와이어링되어 모듈화된 구조를 가질 수 있다.Referring to the left drawing of FIG. 3A , the battery module 210 including a plurality of battery cells #1 to #6 and the resistance value according to the temperature of each battery cell on the FPCB (Flexible Printed Circuit Board) board 220 The variable PTC sensor unit 222 , the battery management system 230 , and the conductive part 232 connected to both terminals of the battery management system 230 are shown. At this time, as shown in FIG. 3 , the PTC sensor unit 222 may have a modular structure in which a reaction unit whose resistance changes according to temperature is wired on the FPCB 220 .

또한, 도 3의 우측 그래프에서 y축의 좌측은 온도(℃)를 나타내고 우측은 배터리 관리 시스템(230)에서 검출된 전압(V)을 나타내며, x축은 시간(s)을 나타낸다.In addition, in the graph on the right of FIG. 3 , the left side of the y-axis indicates temperature (°C), the right side indicates the voltage (V) detected by the battery management system 230 , and the x-axis indicates time (s).

예를 들면, 도 3과 같이 특정 배터리 셀(#6)이 60℃ 이상으로 과열되는 경우, PTC 센서부(222)의 저항값이 증가하게 된다. 즉, 도 3의 그래프에 나타낸 것처럼 특정 배터리 셀이 과열되어 온도가 증가하여 PCT 센서부(222)의 임계 온도를 초과하게 되면, 해당 PTC 센서부(222)의 저항이 100배 이상 급격하게 상승함을 알 수 있다. 따라서, 배터리 관리 시스템(230)에서는 센서를 통해 전압(저항) 변화를 측정함으로써 배터리 모듈(210)의 배터리 셀 중 하나에 이상 고온이 발생한 것을 검출할 수 있다.For example, as shown in FIG. 3 , when the specific battery cell #6 is overheated to 60° C. or higher, the resistance value of the PTC sensor unit 222 increases. That is, as shown in the graph of FIG. 3 , when a specific battery cell is overheated and the temperature increases to exceed the threshold temperature of the PCT sensor unit 222 , the resistance of the PTC sensor unit 222 increases sharply by more than 100 times. can be known Accordingly, the battery management system 230 may detect that an abnormally high temperature has occurred in one of the battery cells of the battery module 210 by measuring a change in voltage (resistance) through a sensor.

그러나, 이러한 종래의 방식에 따르면, 배터리 모듈(210)에 포함된 배터리 셀 중 하나에 이상 고온 또는 이상 저온이 발생 여부에 관해서는 검출할 수 있으나 어느 배터리 셀에 이상이 발생하였는지까지는 확인할 수가 없었다. 이처럼, 종래에는 이상 여부를 체크할 수만 있을 뿐, 이상 고온 또는 이상 저온이 발생한 배터리 셀을 찾아내어 교체하기는 어려울 수 밖에 없었다.However, according to this conventional method, it is possible to detect whether an abnormal high temperature or an abnormal low temperature occurs in one of the battery cells included in the battery module 210 , but it is not possible to determine which battery cell has the abnormality. As such, in the prior art, it is only possible to check whether there is an abnormality, and it is inevitably difficult to find and replace a battery cell in which an abnormally high temperature or an abnormally low temperature has occurred.

도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치의 센서부를 통해 이상 배터리 셀의 위치를 검출하는 것을 예시적으로 나타내는 도면이다.3B is a diagram exemplarily illustrating detecting a position of an abnormal battery cell through a sensor unit of an apparatus for diagnosing a battery abnormality according to an embodiment of the present invention.

도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치에서는 배터리 관리 시스템(230)의 양 단자 사이에 직렬로 연결된 PTC 센서부(222)들을 포함할 수 있다. 특히, 서로 인접한 PTC 센서부(222) 사이에는 복수의 저항부(224)가 마련될 수 있다.Referring to FIG. 3B , the apparatus for diagnosing battery abnormalities according to an embodiment of the present invention may include PTC sensor units 222 connected in series between both terminals of the battery management system 230 . In particular, a plurality of resistor units 224 may be provided between the PTC sensor units 222 adjacent to each other.

이 때, 도 3b의 PTC 센서부(222)는 도 2의 센서부(110)에 대응하고, 저항부(224)는 도 2의 저항부(120)에 대응할 수 있다. 또한, 도 3b의 배터리 관리 시스템(230)에는 도 2의 이상 검출부(130), 저장부(140) 및 알람부(150)가 포함될 수 있다.In this case, the PTC sensor unit 222 of FIG. 3B may correspond to the sensor unit 110 of FIG. 2 , and the resistor unit 224 may correspond to the resistor unit 120 of FIG. 2 . Also, the battery management system 230 of FIG. 3B may include the abnormality detection unit 130 , the storage unit 140 , and the alarm unit 150 of FIG. 2 .

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치에서는 인접한 PTC 센서부(222) 사이에 연결된 저항부(224)에 의해 PTC 센서부(222) 중 어느 하나의 저항이 변하는 경우 PTC 센서부(222)의 위치에 따라 측정 지점(예를 들면, 도 3b에서 배터리 관리 시스템(230)과 배터리 셀 #1(210) 사이 지점)에서의 전압이 달라질 수 있다. 이러한 원리를 이용하여, 배터리 이상 진단 장치 이상 고온 또는 이상 저온 결함이 발생한 배터리 셀의 유무 뿐아니라 위치까지도 검출해낼 수 있다.As such, in the apparatus for diagnosing battery abnormalities according to an embodiment of the present invention, when the resistance of any one of the PTC sensor units 222 is changed by the resistance unit 224 connected between the adjacent PTC sensor units 222 , the PTC sensor unit A voltage at the measurement point (eg, a point between the battery management system 230 and the battery cell #1 210 in FIG. 3B ) may vary according to the location of the 222 . By using this principle, the battery abnormality diagnosis apparatus can detect not only the presence or absence of a battery cell in which an abnormal high temperature or an abnormal low temperature defect has occurred, but also the location thereof.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치를 통해 이상 배터리 셀의 위치를 검출하는 것을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating the detection of a position of an abnormal battery cell through the battery abnormality diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4에서 R5, R7, R8 및 R9는 PTC 센서를 나타내며, R1, R2, R3 및 R4는 PTC 센서 각각에 연결된 저항을 나타낸다. 도 4의 R5, R7, R8 및 R9는 도 1의 센서부(110)일 수 있으며, R1, R2, R3 및 R4는 도 2의 저항부(120)일 수 있다.In FIG. 4 , R5, R7, R8, and R9 denote a PTC sensor, and R1, R2, R3, and R4 denote resistors connected to the PTC sensor, respectively. R5, R7, R8, and R9 of FIG. 4 may be the sensor unit 110 of FIG. 1 , and R1, R2, R3, and R4 may be the resistor unit 120 of FIG. 2 .

또한, 도 4의 PR1은 PTC R5, R7, R8 및 R9 중 하나의 저항 변화를 검출하기 위해 전압을 측정하는 측정 지점이다. 이 때, 도 4의 PR1에는 배터리 관리 시스템의 ADC 채널이 연결될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치에서 측정 지점은 도 4의 PR1에 한정되는 것은 아니며, PTC 센서의 위치에 따라 전압값이 변화하는 지점이면 어느 지점이든 될 수 있다.In addition, PR1 in FIG. 4 is a measurement point for measuring a voltage to detect a change in resistance of one of PTC R5, R7, R8, and R9. In this case, the ADC channel of the battery management system may be connected to PR1 of FIG. 4 . However, in the apparatus for diagnosing battery abnormalities according to an embodiment of the present invention, the measurement point is not limited to PR1 of FIG. 4 , and may be any point as long as the voltage value changes according to the position of the PTC sensor.

그리고, 도 4의 V1은 배터리 관리 시스템의 내부 전원을 나타내고, R6는 배터리 관리 시스템의 내부에 마련된 풀업 저항으로서 전압을 분배하고 PTC 센서의 측정 기준을 제공하는 기능을 수행할 수 있다.In addition, V1 of FIG. 4 represents an internal power source of the battery management system, and R6 is a pull-up resistor provided inside the battery management system, and may perform a function of distributing a voltage and providing a measurement reference of the PTC sensor.

또한, 도 4의 PTC 센서인 R5, R7, R8 및 R9는 임계 온도 이상의 고온 감지시 저항값이 50Ω에서 960kΩ으로 변하는 것으로 시뮬레이션을 진행하였다. 도 4의 (a) 내지 (d)는 각각 PTC 센서인 R5, R7, R8 및 R9의 저항값이 변하는 경우에 PR1에서의 전압 측정값을 나타낸다.In addition, the PTC sensors of FIG. 4 , R5, R7, R8, and R9, were simulated in that their resistance values changed from 50Ω to 960kΩ when a high temperature above the critical temperature was detected. 4 (a) to (d) show voltage measurement values at PR1 when the resistance values of R5, R7, R8, and R9, which are PTC sensors, are changed, respectively.

구체적으로, 도 4의 (a) 내지 (d)를 참조하면, R5, R7, R8 및 R9의 저항이 각각 50Ω에서 960kΩ으로 변경되는 경우 PR1의 전압은 각각 2.38V, 1.61V, 1.22V 및 0.981V로 측정됨을 알 수 있다. 이처럼, 도 4를 통해 PTC 센서 R5, R7, R8 및 R9의 위치에 따라 측정 지점인 PR1에서 측정되는 전압값이 각각 달라짐을 확인할 수 있다. 따라서, PTC 센서에 저항을 연결함으로써 배터리 셀의 이상 고온 또는 이상 저온이 발생 여부 분 아니라 이상이 발생한 배터리 셀의 위치까지도 검출해낼 수 있다.Specifically, referring to (a) to (d) of FIG. 4 , when the resistances of R5, R7, R8 and R9 are respectively changed from 50Ω to 960kΩ, the voltage of PR1 is 2.38V, 1.61V, 1.22V, and 0.981, respectively. It can be seen that V is measured. As such, it can be seen from FIG. 4 that the voltage value measured at the measurement point PR1 varies according to the positions of the PTC sensors R5, R7, R8, and R9. Accordingly, by connecting a resistor to the PTC sensor, it is possible to detect not only whether an abnormal high temperature or an abnormal low temperature occurs in the battery cell, but also the location of the battery cell in which the abnormality occurs.

한편, 도 4의 저항 R1, R2, R3 및 R4는 반드시 서로 동일하거나 고정될 필요는 없으며, PTC 센서의 저항 R5, R6, R7 및 R8이나 배터리 관리 시스템 내부 저항 R6 등의 값에 따라 적절한 값으로 결정될 수 있다.On the other hand, the resistors R1, R2, R3 and R4 in FIG. 4 do not necessarily have to be the same or fixed to each other, and according to the values of the resistors R5, R6, R7 and R8 of the PTC sensor or the internal resistance R6 of the battery management system, it is set to an appropriate value. can be decided.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 방법을 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a battery abnormality according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 방법은 제1 단자와 제2 단자 사이에 직렬로 연결되고, 복수의 배터리 셀 각각에 대응되도록 마련되어 온도에 따라 저항이 변하는 제1 센서부 및 제2 센서부를 적어도 포함하는 복수의 센서부와, 상기 제1 단자와 상기 제1 센서부 사이의 제1 노드와, 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제1 저항부와, 상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부 사이의 제2 노드와, 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제2 저항부를 포함하는 배터리 이상을 진단하는 방법일 수 있다.In the battery abnormality diagnosis method according to an embodiment of the present invention, the first sensor unit and the second sensor are connected in series between the first terminal and the second terminal and are provided to correspond to each of a plurality of battery cells, the resistance of which varies according to the temperature. A plurality of sensor units including at least a unit, a first node between the first terminal and the first sensor unit, and a first resistor unit connected between the second terminal, the first sensor unit and the second The method may be a method of diagnosing a battery abnormality including a second node between the sensor units and a second resistor unit connected between the second terminals.

도 5를 참조하면, 배터리 관리 시스템의 제1 단자와 제2 단자 사이의 미리 설정된 측정 지점에서의 전압을 측정한다(S110). 이 때, 단계 S110에서의 측정 지점은 센서부(예를 들면, PTC 센서)의 위치에 따라 측정되는 전압이 달라지는 지점으로 결정될 수 있다. 즉, 측정 지점은 복수의 센서부 중 하나의 저항값이 일정하게 변하는 경우에 있어서 각 센서부의 위치에 따라 측정되는 전압이 달라지는 지점으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 단계 S110의 측정 지점은 도 4에서 전술한 것과 같이 배터리 관리 시스템의 분배용 저항 R6와 배터리 관리 시스템에 가장 인접한 센서부 사이로 결정될 수 있다.Referring to FIG. 5 , a voltage at a preset measurement point between the first terminal and the second terminal of the battery management system is measured ( S110 ). In this case, the measurement point in step S110 may be determined as a point at which the measured voltage varies according to the position of the sensor unit (eg, PTC sensor). That is, when the resistance value of one of the plurality of sensor units is constantly changed, the measurement point may be determined as a point at which the measured voltage varies according to the position of each sensor unit. For example, as described above with reference to FIG. 4 , the measurement point of step S110 may be determined between the distribution resistor R6 of the battery management system and the sensor unit closest to the battery management system.

이처럼, 온도에 따라 저항이 변하는 센서부 각각에 대해 저항부를 연결하게 되면, 배터리 셀에 이상 고온 또는 이상 저온 현상이 발생하여 해당 배터리 셀에 마련된 센서부의 저항이 변하는 경우에 각 센서부의 위치에 따라 측정 지점에서 측정되는 전압값이 달라지게 된다. In this way, when the resistance unit is connected to each sensor unit whose resistance varies according to temperature, an abnormal high temperature or abnormal low temperature phenomenon occurs in the battery cell, and when the resistance of the sensor unit provided in the corresponding battery cell changes, measurement is performed according to the position of each sensor unit The voltage value measured at the point will be different.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 방법에서는 측정 지점에서의 전압을 측정함으로써 어느 배터리 셀에서 이상 고온 또는 이상 저온 현상이 발생하였는지를 검출할 수 있다. Accordingly, in the battery abnormality diagnosis method according to an embodiment of the present invention, it is possible to detect in which battery cell the abnormal high temperature or abnormal low temperature phenomenon occurs by measuring the voltage at the measurement point.

다음으로, 측정 지점에서의 전압에 기초하여 이상이 발생한 배터리 셀의 위치를 검출한다(S120). 이 경우, 단계 S120에서는 사전에 저장된 센서부 각각의 저항 및 위치 변화에 따른 측정 지점에서의 사전 측정된 전압값을 매칭시킨 테이블을 이용하여 배터리 셀의 위치를 검출해낼 수 있다.Next, the position of the battery cell in which the abnormality has occurred is detected based on the voltage at the measurement point (S120). In this case, in step S120, the position of the battery cell may be detected by using a table in which a previously stored resistance of each sensor unit and a voltage value measured in advance at a measurement point according to a change in position are matched.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 방법에 따르면, PTC 센서에 저항을 연결하여 배터리 셀의 이상 고온 발생 여부뿐만 아니라 이상 고온이 발생한 배터리 셀의 위치까지 검출할 수 있다.As described above, according to the battery abnormality diagnosis method according to an embodiment of the present invention, by connecting a resistor to the PTC sensor, it is possible to detect not only whether the abnormal high temperature has occurred in the battery cell but also the location of the battery cell where the abnormal high temperature has occurred.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a hardware configuration of an apparatus for diagnosing a battery abnormality according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 이상 진단 장치(300)는 MCU(310), 메모리(320), 입출력 I/F(330) 및 통신 I/F(340)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the apparatus 300 for diagnosing battery abnormalities according to an embodiment of the present invention may include an MCU 310 , a memory 320 , an input/output I/F 330 , and a communication I/F 340 . can

MCU(310)는 메모리(320)에 저장되어 있는 각종 프로그램(예를 들면, 배터리 이상 검출 프로그램 등)을 실행시키고, 이러한 프로그램들을 통해 배터리 셀의 이상 진단 등을 위한 각종 데이터를 처리하며, 전술한 도 2의 기능들을 수행하도록 하는 프로세서일 수 있다. The MCU 310 executes various programs (eg, a battery abnormality detection program, etc.) stored in the memory 320 , and processes various data for diagnosing abnormalities of the battery cells through these programs, and It may be a processor that performs the functions of FIG. 2 .

메모리(320)는 배터리 셀의 전압 측정, 이상 진단 등에 관한 각종 프로그램과 센서부의 위치와 측정 지점의 전압값을 매칭시킨 테이블 등을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(720)는 배터리 모듈의 측정 지점에서의 전압, 배터리 셀의 온도, 이상 배터리 셀 검출 데이터 등 각종 데이터를 저장할 수 있다.The memory 320 may store various programs related to voltage measurement and abnormal diagnosis of battery cells, and a table in which a position of a sensor unit and a voltage value of a measurement point are matched. In addition, the memory 720 may store various data such as a voltage at a measurement point of the battery module, a temperature of a battery cell, and abnormal battery cell detection data.

이러한 메모리(320)는 필요에 따라서 복수 개 마련될 수도 있을 것이다. 메모리(320)는 휘발성 메모리일 수도 있으며 비휘발성 메모리일 수 있다. 휘발성 메모리로서의 메모리(320)는 RAM, DRAM, SRAM 등이 사용될 수 있다. 비휘발성 메모리로서의 메모리(320)는 ROM, PROM, EAROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등이 사용될 수 있다. 상기 열거한 메모리(320)들의 예를 단지 예시일 뿐이며 이들 예로 한정되는 것은 아니다.A plurality of such memories 320 may be provided as needed. The memory 320 may be a volatile memory or a non-volatile memory. As the volatile memory, the memory 320 may be RAM, DRAM, SRAM, or the like. As the memory 320 as a non-volatile memory, ROM, PROM, EAROM, EPROM, EEPROM, flash memory, or the like may be used. Examples of the above-listed memories 320 are merely examples and are not limited to these examples.

입출력 I/F(330)는, 키보드, 마우스, 터치 패널 등의 입력 장치(미도시)와 디스플레이(미도시) 등의 출력 장치와 MCU(310) 사이를 연결하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공할 수 있다.The input/output I/F 330 is an interface that connects between an input device (not shown) such as a keyboard, mouse, and touch panel, and an output device such as a display (not shown) and the MCU 310 to transmit and receive data. can provide

통신 I/F(340)는 서버와 각종 데이터를 송수신할 수 있는 구성으로서, 유선 또는 무선 통신을 지원할 수 있는 각종 장치일 수 있다. 예를 들면, 통신 I/F(340)를 통해 별도로 마련된 외부 서버로부터 배터리의 전압 측정과 이상 진단을 위한 프로그램이나 각종 데이터 등을 송수신할 수 있다.The communication I/F 340 is a configuration capable of transmitting and receiving various data to and from the server, and may be various devices capable of supporting wired or wireless communication. For example, it is possible to transmit/receive a program or various data for voltage measurement and abnormal diagnosis of a battery from an external server provided separately through the communication I/F 340 .

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨터 프로그램은 메모리(320)에 기록되고, MCU(310)에 의해 처리됨으로써, 예를 들면 도 2에서 도시한 각 기능 블록들을 수행하는 모듈로서 구현될 수도 있다.In this way, the computer program according to an embodiment of the present invention is recorded in the memory 320 and processed by the MCU 310 to be implemented, for example, as a module that performs each functional block illustrated in FIG. 2 . there is.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. In the above, even though it has been described that all components constituting the embodiment of the present invention operate by being combined or combined into one, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, within the scope of the object of the present invention, all the components may operate by selectively combining one or more.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, terms such as "comprises", "comprises" or "have" described above mean that the corresponding component may be inherent, unless otherwise specified, excluding other components. Rather, it should be construed as being able to further include other components. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Terms commonly used, such as those defined in the dictionary, should be interpreted as being consistent with the contextual meaning of the related art, and are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

1: 배터리 팩 2: 상위 제어기
10: 복수의 배터리 모듈 12: 센서
14: 스위칭부 20: BMS
100: 배터리 이상 진단 장치 110: 센서부
120: 저항부 130: 이상 검출부
140: 저장부 150: 알람부
210: 배터리 모듈 220: FCB
222: PTC 센서부 224: 저항부
230: 배터리 관리 시스템 232: 도전부
300: 배터리 이상 진단 장치 310: MCU
320: 메모리 330: 입출력 I/F
340: 통신 I/F1: Battery pack 2: Host controller
10: multiple battery modules 12: sensors
14: switching unit 20: BMS
100: battery abnormality diagnosis device 110: sensor unit
120: resistance unit 130: abnormality detection unit
140: storage unit 150: alarm unit
210: battery module 220: FCB
222: PTC sensor unit 224: resistance unit
230: battery management system 232: conductive part
300: battery fault diagnosis device 310: MCU
320: memory 330: input/output I/F
340: communication I/F

Claims (10)

제1 단자와 제2 단자 사이에 직렬로 연결되고, 복수의 배터리 셀 각각에 대응되도록 마련되어 온도에 따라 저항이 변하는 제1 센서부 및 제2 센서부를 적어도 포함하는 복수의 센서부;
상기 제1 단자와 상기 제1 센서부 사이의 제1 노드와, 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제1 저항부;
상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부 사이의 제2 노드와, 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제2 저항부; 및
상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 미리 설정된 측정 지점에서 측정된 전압에 기초하여 이상이 발생한 배터리 셀의 위치를 검출하는 이상 검출부를 포함하는 배터리 이상 진단 장치.a plurality of sensor units connected in series between the first terminal and the second terminal and provided to correspond to each of the plurality of battery cells and including at least a first sensor unit and a second sensor unit whose resistance changes according to temperature;
a first resistor unit connected between a first node between the first terminal and the first sensor unit and the second terminal;
a second resistor connected between a second node between the first sensor unit and the second sensor unit and the second terminal; and
and an abnormality detection unit configured to detect a position of a battery cell in which an abnormality has occurred based on a voltage measured at a preset measurement point between the first terminal and the second terminal. 청구항 1에 있어서,
상기 측정 지점은 상기 복수의 센서부의 위치에 따라 측정되는 전압이 달라지는 지점으로 결정되는 배터리 이상 진단 장치.The method according to claim 1,
The measurement point is a battery abnormality diagnosis apparatus that is determined as a point at which the voltage measured varies according to the positions of the plurality of sensor units. 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 센서부는 대응되는 배터리 셀의 온도가 미리 설정된 임계 온도 이상이면 저항값이 제1 저항값에서 상기 제1 저항값보다 큰 제2 저항값으로 변경되는 특징을 갖는 배터리 이상 진단 장치.The method according to claim 1,
and a resistance value of the plurality of sensor units is changed from a first resistance value to a second resistance value greater than the first resistance value when the temperature of the corresponding battery cell is equal to or greater than a preset threshold temperature. 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 센서부 각각의 저항 및 위치 변화에 따른 상기 측정 지점에서의 사전 측정된 전압값을 매칭시킨 테이블을 저장하는 저장부를 더 포함하는 배터리 이상 진단 장치.The method according to claim 1,
The battery abnormality diagnosis apparatus further comprising a storage unit for storing a table in which the voltage values previously measured at the measurement point according to the change in resistance and position of each of the plurality of sensor units are matched. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 저항부와 상기 제2 저항부는 가변 저항을 포함하는 배터리 이상 진단 장치.The method according to claim 1,
and the first resistor unit and the second resistor unit include variable resistors. 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 센서부는 상기 배터리 셀 각각에 대해 부착되는 배터리 이상 진단 장치.The method according to claim 1,
The plurality of sensor units are attached to each of the battery cells. 청구항 1에 있어서,
상기 센서부는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 센서를 포함하는 배터리 이상 진단 장치.The method according to claim 1,
The sensor unit is a battery abnormality diagnosis device including a PTC (Positive Temperature Coefficient) sensor. 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 센서부, 상기 제1 저항부 및 상기 제2 저항부는 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이를 연결하는 하나의 ADC 채널 상에 마련되어 있는 배터리 이상 진단 장치.The method according to claim 1,
The plurality of sensor units, the first resistor unit, and the second resistor unit are provided on one ADC channel connecting the first terminal and the second terminal. 청구항 1에 있어서,
상기 이상 검출부에 의해 배터리 셀에 이상이 발생한 것으로 검출된 경우 경고 알람을 발생시키는 알람부를 더 포함하는 배터리 이상 진단 장치.The method according to claim 1,
and an alarm unit configured to generate a warning alarm when it is detected that an abnormality has occurred in the battery cell by the abnormality detection unit. 제1 단자와 제2 단자 사이에 직렬로 연결되고, 복수의 배터리 셀 각각에 대응되도록 마련되어 온도에 따라 저항이 변하는 제1 센서부 및 제2 센서부를 적어도 포함하는 복수의 센서부와, 상기 제1 단자와 상기 제1 센서부 사이의 제1 노드와, 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제1 저항부와, 상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부 사이의 제2 노드와, 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제2 저항부를 포함하는 배터리 이상을 진단하는 방법으로서,
상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 미리 설정된 측정 지점에서의 전압을 측정하는 단계; 및
상기 측정 지점에서의 전압에 기초하여 이상이 발생한 배터리 셀의 위치를 검출하는 단계를 포함하는 배터리 이상 진단 방법.a plurality of sensor units connected in series between the first terminal and the second terminal and provided to correspond to each of the plurality of battery cells and including at least a first sensor unit and a second sensor unit whose resistance changes according to temperature; A first node between a terminal and the first sensor unit, a first resistor connected between the second terminal, a second node between the first sensor unit and the second sensor unit, and the second terminal A method of diagnosing a battery abnormality including a second resistor connected therebetween, the method comprising:
measuring a voltage at a preset measurement point between the first terminal and the second terminal; and
and detecting a position of a battery cell in which an abnormality has occurred based on the voltage at the measurement point.
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WO2024005510A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery diagnostic device and method

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