KR20220117040A - 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 에너지 저장 시스템 및 배터리 관리 방법 - Google Patents

배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 에너지 저장 시스템 및 배터리 관리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220117040A
KR20220117040A KR1020210020649A KR20210020649A KR20220117040A KR 20220117040 A KR20220117040 A KR 20220117040A KR 1020210020649 A KR1020210020649 A KR 1020210020649A KR 20210020649 A KR20210020649 A KR 20210020649A KR 20220117040 A KR20220117040 A KR 20220117040A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
soc
cell
voltage
battery cell
Prior art date
Application number
KR1020210020649A
Other languages
English (en)
Inventor
정의용
고영일
황형진
신인철
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 KR1020210020649A priority Critical patent/KR20220117040A/ko
Priority to PCT/KR2022/002292 priority patent/WO2022177291A1/ko
Priority to JP2022564466A priority patent/JP7374341B2/ja
Priority to CN202280003826.6A priority patent/CN115461958A/zh
Priority to US17/921,250 priority patent/US20230184815A1/en
Priority to EP22756489.5A priority patent/EP4203236A4/en
Publication of KR20220117040A publication Critical patent/KR20220117040A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • 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
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • 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]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • 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
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging 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
    • H01M10/48—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
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306—Overdischarge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/0071—Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule
    • 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
    • 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
    • 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

Abstract

본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은, 복수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 있는 셀 그룹 및 상기 셀 그룹에 직렬 연결된 기준 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩을 위해 제공된다. 상기 기준 배터리 셀 및 상기 셀 그룹의 각 배터리 셀은, 공통의 플랫 구간을 가지는 것으로 제공된다. 초기 상태에서, 상기 기준 배터리 셀의 SOC는, 상기 셀 그룹의 각 배터리 셀의 SOC보다 소정치만큼 작다. 상기 배터리 관리 시스템은, 상기 기준 배터리 셀 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 검출하고, 상기 배터리 팩의 전류를 검출하는 배터리 감시 디바이스; 및 상기 배터리 팩의 전류의 전류 적산값을 결정하는 제어 회로를 포함한다. 상기 제어 회로는, 상기 배터리 팩의 방전 중, 상기 기준 배터리 셀의 전압이 기준 전압에 도달하는 경우, 상기 배터리 팩의 충전을 중단하고, 상기 전류 적산값을 초기화하고, 상기 기준 배터리 셀의 SOC와 상기 소정치의 합과 동일하게 상기 셀 그룹의 SOC를 결정한다.

Description

배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 에너지 저장 시스템 및 배터리 관리 방법{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM, BATTERY PACK, ENERGY STORAGE SYSTEM, AND BATTERY MANAGEMENT METHOD}
본 발명은, 배터리의 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 결정하는 기술에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 차량, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
전기 차량이나 에너지 저장 시스템과 같이 대용량이면서 고전압이 요구되는 어플리케이션을 위한 배터리 팩은, 서로 직렬로 접속된 수십에서 수백 개의 배터리 셀을 포함한다. 배터리 관리 시스템은, 각 배터리 셀의 배터리 파라미터(예, 전압, 전류, SOC 등)을 취득하여, 각 배터리의 신뢰성 및 안전성을 확보하기 위한 다양한 기능들(예, 밸런싱, 냉각)을 실행하도록 제공된다.
현재, 다양한 종류의 재충전 가능한 배터리 셀이 널리 활용되고 있으며, 몇몇 종류의 배터리 셀은 전체 SOC(State Of Charge) 범위 중 일부(예, SOC 10~90%)에서 평탄 특성을 가지고 있다. 평탄 특성은, SOC의 변화량에 대한 OCV의 변화량이 극히 작은 것이며, SOC와 OCV(Open Circuit Voltage) 간의 관계가 기록되어 있는 데이터 세트인 SOC-OCV 커브로부터 관측 가능하다. LFP 배터리는 양극 재료(cathode material)로서 리튬 인산철(lithium iron phosphate)이 이용된 리튬 이온 배터리의 일종이며, 평탄 특성을 가지는 것으로 잘 알려져 있다.
배터리 셀이 평탄 특성을 띄는 SOC 범위를 가지는 경우, SOC-OCV 커브는 평탄 특성의 SOC 범위 밖에서의 SOC 추정에 유용하다. 그러나, 해당 SOC 범위 내에서는, OCV의 미소 측정 오차만으로도 SOC의 추정치와 실제값 간의 큰 차이가 유발하기 때문에, SOC-OCV 커브를 이용하는 것으로는, 충방전 중의 배터리 셀의 SOC를 정확히 결정해내는 것이 어렵다. 따라서, 배터리 셀의 SOC가 플랫 구간(평탄 특성을 가지는 SOC 범위) 내인 경우에는, SOC-OCV 커브 대신 배터리 셀의 전류 적산량을 기초로 배터리 셀의 SOC를 결정하는 것이 선호된다.
그러나, 배터리 셀의 SOC가 플랫 구간 내에 장시간 유지될 경우, 배터리 셀의 전류의 실제값과 검출값 간의 오차가 전류 적산량에 지속적으로 누적되어 가므로, SOC의 추정 정확도는 점차 저하되어 간다.
이러한 문제에 대한 해결 대책 중 하나는, 배터리 셀의 SOC가 플랫 구간을 벗어나도록 배터리 셀을 고의로 충전 또는 방전시킨 다음, SOC-OCV 커브를 이용하여 배터리 셀의 OCV로부터 SOC를 결정하는 것이다. 그러나, 이러한 방식을 복수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 있는 셀 그룹에 적용할 경우, 몇가지 단점이 있다. 첫번째 단점은, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀을 고의로 충전 또는 방전을 위해서는 많은 전력이 공급되거나 소모된다는 것이다. 두번째 단점은, 공통의 셀 그룹에 직렬 연결되어 있는 복수의 배터리 셀을 일괄적으로 플랫 구간의 하한 미만으로 방전시키거나 플랫 구간의 하한 초과로 충전시킬 경우, 셀 그룹의 양단에 걸친 전압의 급감 또는 급증이 초래되는 것이다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공통의 플랫 구간을 가지도록 제공된 복수의 배터리 셀이 셀 그룹 내에 직렬 연결되어 있는 경우, 각 배터리 셀의 SOC가 플랫 구간을 벗어나도록 셀 그룹을 고의로 충전 또는 방전시키기 않고도, 셀 그룹의 SOC를 결정하는 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 에너지 저장 시스템 및 배터리 관리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 시스템은, 복수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 있는 셀 그룹 및 상기 셀 그룹에 직렬 연결된 기준 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩을 위해 제공된다. 상기 기준 배터리 셀 및 상기 셀 그룹의 각 배터리 셀은, 충전 상태(SOC: State Of Charge)에 대한 개방 전압(OCV: Open Circuit Voltage)의 변화율이 소정의 기준값 이하로 유지되는 소정의 SOC 범위인 플랫 구간을 가지는 것으로 제공된 것이다. 상기 배터리 팩이 제조된 직후인 초기 상태에서, 상기 기준 배터리 셀의 SOC는, 상기 셀 그룹의 각 배터리 셀의 SOC보다 소정치만큼 작다. 상기 배터리 관리 시스템은, 상기 기준 배터리 셀 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 검출하고, 상기 배터리 팩의 전류를 검출하도록 구성되는 배터리 감시 디바이스; 및 상기 배터리 감시 디바이스에 동작 가능하게 결합되고, 상기 배터리 팩의 전류의 전류 적산값을 결정하도록 구성되는 제어 회로를 포함한다. 상기 제어 회로는, 상기 배터리 팩의 방전 중, 상기 기준 배터리 셀의 전압이 소정의 안전 전압 범위의 하한보다 작은 기준 전압에 도달하는 경우, 상기 배터리 팩의 방전을 중단하고, 상기 기준 전압 및 상기 배터리 팩의 전류를 기초로, 상기 기준 배터리 셀의 SOC를 결정하고, 상기 전류 적산값을 초기화하고, 상기 기준 배터리 셀의 SOC와 상기 소정치의 합과 동일하게 상기 셀 그룹의 SOC를 결정하도록 구성된다.
상기 제어 회로는, 상기 기준 배터리 셀의 전압이 상기 기준 전압보다 큰 경우, 상기 전류 적산값을 기초로, 상기 셀 그룹의 SOC 및 상기 기준 배터리 셀의 SOC를 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 안전 전압 범위의 하한은, 상기 플랫 SOC 범위의 하한에 대응하는 OCV 이하일 수 있다. 상기 안전 전압 범위의 상한은, 상기 플랫 SOC 범위의 상한에 대응하는 OCV 이상일 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 셀 그룹에 포함된 상기 복수의 배터리 셀 중, 상기 기준 배터리 셀의 전압보다 작은 전압을 가지는 각 배터리 셀을 고장 상태로 판정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 시스템은, 복수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 있는 셀 그룹 및 상기 셀 그룹에 직렬 연결된 기준 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩을 위해 제공된다. 상기 기준 배터리 셀 및 상기 셀 그룹의 각 배터리 셀은, 충전 상태(SOC: State Of Charge)에 대한 개방 전압(OCV: Open Circuit Voltage)의 변화율이 소정의 기준값 이하로 유지되는 소정의 SOC 범위인 플랫 구간을 가지는 것으로 제공된 것이다. 상기 배터리 팩이 제조된 직후인 초기 상태에서, 상기 기준 배터리 셀의 SOC는, 상기 셀 그룹의 각 배터리 셀의 SOC보다 소정치만큼 크다. 상기 배터리 관리 시스템은, 상기 기준 배터리 셀 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 검출하고, 상기 배터리 팩의 전류를 검출하도록 구성되는 배터리 감시 디바이스; 및 상기 배터리 감시 디바이스에 동작 가능하게 결합되고, 상기 배터리 팩의 전류의 전류 적산값을 결정하도록 구성되는 제어 회로를 포함한다. 상기 제어 회로는, 상기 배터리 팩의 충전 중, 상기 기준 배터리 셀의 전압이 소정의 안전 전압 범위의 상한보다 큰 기준 전압에 도달하는 경우, 상기 배터리 팩의 충전을 중단하고, 상기 기준 전압 및 상기 배터리 팩의 전류를 기초로, 상기 기준 배터리 셀의 SOC를 결정하고, 상기 전류 적산값을 초기화하고, 상기 기준 배터리 셀의 SOC와 상기 소정치의 차이와 동일하게 상기 셀 그룹의 SOC를 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 기준 배터리 셀의 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우, 상기 전류 적산값을 기초로, 상기 셀 그룹의 SOC 및 상기 기준 배터리 셀의 SOC를 결정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 관리 시스템을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 에너지 저장 시스템은 상기 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 방법은, 상기 상기 배터리 관리 시스템에 의해 실행 가능하다. 상기 배터리 관리 방법은, 상기 배터리 팩의 전류의 전류 적산값을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 배터리 관리 방법은, 상기 배터리 팩의 방전 중, 상기 기준 배터리 셀의 전압이 상기 안전 전압 범위의 하한보다 작은 상기 기준 전압에 도달하는 경우, 상기 배터리 팩의 방전을 중단하고, 상기 기준 전압 및 상기 배터리 팩의 전류를 기초로, 상기 기준 배터리 셀의 SOC를 결정하는 단계; 및 상기 전류 적산값을 초기화하고, 상기 기준 배터리 셀의 SOC와 상기 소정치의 합과 동일하게 상기 셀 그룹의 SOC를 결정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 방법은, 상기 상기 배터리 관리 시스템에 의해 실행 가능하다. 상기 배터리 관리 방법은, 상기 배터리 팩의 전류의 전류 적산값을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 배터리 관리 방법은,상기 배터리 팩의 충전 중, 상기 기준 배터리 셀의 전압이 상기 안전 전압 범위의 상한보다 큰 상기 기준 전압에 도달하는 경우, 상기 배터리 팩의 충전을 중단하고, 상기 기준 전압 및 상기 배터리 팩의 전류를 기초로, 상기 기준 배터리 셀의 SOC를 결정하는 단계; 및 상기 전류 적산값을 초기화하고, 상기 기준 배터리 셀의 SOC와 상기 소정치의 차이와 동일하게 상기 셀 그룹의 SOC를 결정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 공통의 플랫 구간을 가지도록 제공된 복수의 배터리 셀이 셀 그룹 내에 직렬 연결되어 있는 경우, 각 배터리 셀의 SOC가 플랫 구간을 벗어나도록 셀 그룹을 고의로 충전 또는 방전시키기 않고도, 셀 그룹의 SOC를 정확하고 안전하며 효율적으로 결정할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 배터리 팩의 제조 직후에서의 복수의 배터리 셀, 기준 배터리 셀 및 기준 배터리 셀의 SOC 조정 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 배터리 셀의 평탄 특성이 반영된 SOC-OCV 커브를 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 6은 도 4의 제1 실시예에 따른 배터리 관리 방법에 연관된 밸런싱 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 7은 도 5의 제2 실시예에 따른 배터리 관리 방법에 연관된 밸런싱 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 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 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어부>와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서, SOC(State Of Charge)란, 축전 가능 단위(예, 배터리 셀, 셀 그룹)의 완전 충전 용량에 대한 잔존 용량의 비율을 0~100%로 표현한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 배터리 팩(10)의 제조 직후에서의 복수의 배터리 셀(C1~Cm), 기준 배터리 셀(CL) 및 기준 배터리 셀(CL)의 SOC 조정 상태를 예시적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 배터리 셀의 평탄 특성이 반영된 SOC-OCV 커브를 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 에너지 저장 시스템(1)은, 배터리 팩(10), 릴레이(20) 및 전력 변환 시스템(30)를 포함한다.
배터리 팩(10)은, 셀 그룹(11), 전류 검출 소자(12) 및 배터리 관리 시스템(100)를 포함한다. 배터리 팩(10)은, 기준 배터리 셀(CL) 및 기준 배터리 셀(CL) 중 적어도 하나를 더 포함한다. 이하에서는, 배터리 팩(10)이 기준 배터리 셀(CL) 및 기준 배터리 셀(CL)을 둘 다 포함하는 것으로 가정하여 설명하겠다. 물론, 기준 배터리 셀(CL) 또는 기준 배터리 셀(CL)이 배터리 팩(10)으로부터 제거 가능한 것으로 이해되어야 한다.
셀 그룹(11)은, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀(C1~Cm, m은 2 이상의 자연수)을 포함한다. 기준 배터리 셀(CL) 및 기준 배터리 셀(CL)은, 셀 그룹(11)에 직렬로 연결된다. 도 1에서는, 기준 배터리 셀(CL) 및 기준 배터리 셀(CL)이 각각 셀 그룹(11)의 마이너스 단자측을 통해 직렬 연결된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다. 예컨대, 기준 배터리 셀(CL) 또는 기준 배터리 셀(CL)은, 셀 그룹(11)의 플러스 단자측 또는 셀 그룹(11)의 어느 두 배터리 셀(예, C1, C2) 사이에 직렬로 연결되어도 무방하다.
셀 그룹(11)에 있어서, 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 각각은 양극 리드와 음극 리드를 가지며, 인접한 두 배터리 셀(예, C1, C2) 중 하나(예, C1)의 양극 리드와 다른 하나(예, C2)의 음극 리드가 용접 등으로 통해 접합되어 있다. 이에 따라, 배터리 셀(C1)의 음극 리드로부터 배터리 셀(Cm)의 양극 리드까지의 직렬 접속체가 셀 그룹(11) 내에 배치된다. 이하에서는, 배터리 셀(C)의 양극 리드와 음극 리드를 각각 '양극' 및 '음극'이라고 칭할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
복수의 배터리 셀(C1~Cm), 기준 배터리 셀(CL) 및 기준 배터리 셀(CL)은 서로 동일한 전기화학적 사양 및 충방전 특성을 가지도록 제조된 것일 수 있다. 이하에서는, 복수의 배터리 셀(C1~Cm), 기준 배터리 셀(CL) 및 기준 배터리 셀(CL)에 공통된 내용을 설명함에 있어서, 참조부호 'C'를 배터리 셀을 지칭하는 것으로 사용하겠다. 배터리 셀(C)은, LFP 배터리와 같이, 반복적인 충방전이 가능함과 아울러, 평탄 특성을 가지는 것이라면, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다.
기준 배터리 셀(CL)은, 배터리 팩(10)의 방전 중, 셀 그룹(11)의 SOC 리셋 및 과방전/저전압 방지를 위해 제공된다. 배터리 팩(10)의 제조 직후인 초기 상태에서, 셀 그룹(11)의 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 모두 동일 SOC를 가지도록 조정되어 있고, 기준 배터리 셀(CL)의 SOC는 셀 그룹(11)의 복수의 배터리 셀(C1~Cm)보다 제1 소정치(ΔZL)만큼 작게 조정되어 있다.
기준 배터리 셀(CU)은, 배터리 팩(10)의 충전 중, 셀 그룹(11)의 SOC 리셋 및 과충전/과전압 방지를 위해 제공된다. 배터리 팩(10)의 제조 직후인 초기 상태에서, 셀 그룹(11)의 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 모두 동일 SOC를 가지도록 조정되어 있고, 기준 배터리 셀(CU)의 SOC는 셀 그룹(11)의 복수의 배터리 셀(C1~Cm)보다 제2 소정치(ΔZU)만큼 크게 조정되어 있다.
도 2를 참조하며, 제1 소정치(ΔZL)가 2%, 제2 소정치(ΔZU)가 3%인 경우, 배터리 팩(10)의 제조 직후에서, 복수의 배터리 셀(C1~Cm)의 SOC는 모두 25%로, 기준 배터리 셀(CL)의 SOC는 23%로, 기준 배터리 셀(CU)의 SOC는 28%로 조정되어 있다. 이 경우, 배터리 관리 시스템은, 초기 상태에서, 셀 그룹(11)의 SOC를 복수의 배터리 셀(C1~Cm)의 SOC인 25%와 동일한 것으로 결정할 수 있다.
셀 그룹(11), 기준 배터리 셀(CL) 및 기준 배터리 셀(CU)의 직렬 회로는, 릴레이(20)를 통해 전력 변화 시스템(30)에 전기적으로 연결 가능하다.
릴레이(20)는, 배터리 팩(10)의 충방전을 위한 전류 경로로서 제공되는 전력 라인(PL)에 설치된다. 릴레이(20)가 온되어 있는 동안, 배터리 팩(10)과 전력 변환 시스템(30) 중 어느 하나로부터 다른 하나로의 전력 전달이 가능하다. 릴레이(20)는, 기계식 컨택터, 전계효과 트랜지스터(FET: Field Effect Transistor) 등과 같은 공지의 스위칭 디바이스 중 어느 하나 또는 둘 이상을 조합함으로써 구현될 수 있다. 제어 회로(130)는, 릴레이(20)를 온 상태와 오프 상태 중 하나로부터 다른 하나로 제어할 수 있다.
전력 변환 시스템(power conversion system, 30)은, 상위 컨트롤러(2)를 통해 배터리 관리 시스템(100)에 동작 가능하게 결합된다. 전력 변환 시스템(30)은, 전기 계통(40)에 의해 공급되는 교류 전력으로부터 배터리 팩(10)의 충전을 위한 직류 전력을 생성할 수 있다. 전력 변환 시스템(30)은, 배터리 팩(10)으로부터의 직류 전력으로부터 교류 전력을 생성할 수 있다.
배터리 관리 시스템(100)은, 복수의 배터리 셀(C1~Cm), 기준 배터리 셀(CL) 및 기준 배터리 셀(CU) 각각의 상태를 감시하도록 제공된다.
배터리 관리 시스템(100)은, 배터리 감시 회로(110) 및 제어 회로(130)를 포함한다. 배터리 관리 시스템(100)은, 셀 밸런서(120) 및 통신 회로(140) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
배터리 감시 회로(110)는, 복수의 센싱 라인을 포함하는 전압 센싱 채널을 통해, 복수의 배터리 셀(C1~Cm), 기준 배터리 셀(CL) 및 기준 배터리 셀(CU) 각각의 양극와 음극에 전기적으로 연결 가능하도록 제공된다.
배터리 감시 회로(110)는, 배터리 셀(C)의 양극과 음극에 각각 연결된 한 쌍의 센싱 라인 간의 전위차를 이용하여, 배터리 셀(C)의 양단에 걸친 전압을 검출한다. 배터리 감시 회로(110)는, 아날로그-디지털 변환을 통해, 검출된 배터리 셀(C)의 전압을 나타내는 전압 신호를 제어 회로(130)에 전송할 수 있다.
배터리 감시 회로(110)는, 한 쌍의 추가적인 센싱 라인을 통해, 전류 검출 소자(12)에 동작 가능하게 결합된다. 전류 검출 소자(12)는, 전력 라인(PL)에 설피되고, 예컨대 션트 저항체, 홀 효과 소자일 수 있다. 션트 저항체(shunt resistor)가 전류 검출 소자(12)로서 이용되는 경우, 배터리 감시 회로(110)는, 전류 검출 소자(12)의 양단 간의 전위차를 기초로, 배터리 팩(10)을 통해 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 배터리 감시 회로(110)는, 아날로그-디지털 변환을 통해, 검출된 전류의 크기 및 방향을 나타내는 전류 신호를 제어 회로(130)에 전송할 수 있다.
제어 회로(130)는, 릴레이(20), 배터리 감시 회로(110), 셀 밸런서(120) 및/또는 통신 회로(140)에 동작 가능하게 결합된다. 두 구성이 동작 가능하게 결합된다는 것은, 단방향 또는 양방향으로 신호를 송수신 가능하도록 두 구성이 직간접적으로 연결되어 있음을 의미한다.
제어 회로(130)는, 하드웨어적으로, DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
제어 회로(130)에는 메모리가 내장될 수 있다. 메모리에는, 후술할 실시예들에 따른 배터리 관리 방법들을 실행하는 데에 필요한 프로그램 및 각종 데이터가 미리 저장될 수 있다. 메모리는, 예컨대 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
제어 회로(130)는, 설정 시간(예, 1초)마다, 배터리 감시 회로(110)로부터 전압 신호 및 전류 신호를 수집하여, 메모리에 기록할 수 있다. 전류 신호는 전류의 방향 정보를 포함하고 있으므로, 제어 회로(130)는, 전류 신호를 기초로, 배터리 팩(10)이 충전 중인지, 방전 중인지 또는 휴지 중인지 판정할 수 있다. 휴지(또는 휴지 상태)란, 배터리 팩(10)의 충전 및 방전 둘다 중단되어 있는 것이다.
제어 회로(130)는, 암페어 카운팅을 이용하여, 전류 신호를 기초로, 전류 적산량을 결정할 수 있다. 임의의 시점에서의 전류 적산량은, 해당 시점 전에 마지막으로 전류 적산량이 초기화된 시점으로부터 해당 시점까지의 기간에 걸쳐 누적된 총 전류량을 나타낸다.
통신 회로(140)는, 에너지 저장 시스템(1)의 상위 컨트롤러(2)와 통신 가능하게 결합될 수 있다. 통신 회로(140)는, 상위 컨트롤러(2)로부터의 메시지를 제어 회로(130)로 전송하고, 제어 회로(130)로부터의 메시지를 상위 컨트롤러(2)로 전송할 수 있다. 제어 회로(130)로부터의 메시지는, 배터리 셀(C)의 상태(예, 전압, SOC, 과방전, 저전압, 과충전, 과전압)를 통지하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 통신 회로(140)와 상위 컨트롤러(2) 간의 통신에는, 예를 들어, LAN(local area network), CAN(controller area network), 데이지 체인과 같은 유선 네트워크 및/또는 블루투스, 지그비, 와이파이 등의 근거리 무선 네트워크가 활용될 수 있다. 통신 회로(140)는, 제어 회로(130) 및/또는 상위 컨트롤러(2)로부터 수신된 정보를 사용자가 인식 가능한 형태로 제공하는 출력 디바이스(예, 디스플레이, 스피커)를 포함할 수 있다. 상위 컨트롤러(2)는, 배터리 관리 시스템(100)와의 통신을 통해 수집되는 정보를 기초로, 전력 변환 시스템(30)을 제어할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제어 회로(130)의 메모리에는, 플랫 구간(ZA ~ ZB), 안전 전압 범위(V1 ~ V2), 과방전/저전압 방지를 위한 기준 전압(VL) 및 과충전/과전압 방지를 위한 기준 전압(VU) 나타내는 데이터 및 SOC-OCV 커브(300)가 미리 기록되어 있다.
배터리 셀(C)은, 플랫 구간(ZA ~ ZB)에 걸쳐 OCV가 거의 일정하게 유지된다. 즉, 플랫 구간(ZA ~ ZB)에서, SOC에 대한 OCV의 변화율(예, 미분값)이 소정의 기준값 이하로 유지된다. 반면, 플랫 구간(ZA ~ ZB) 밖의 나머지 범위(0~ZA %, ZB~100 %)에서, SOC에 대한 OCV의 변화율이 소정의 기준값보다 크며, 이에 따라 OCV에 대응하는 SOC를 소정의 오차 범위 내에서 결정 가능하다.
배터리 셀(C)을 비롯한 대부분의 재충전 가능한 배터리는, 적정 범위를 벗어나 SOC 0% 근처에서 또는 SOC 100% 근처에서 지속 사용될 경우, 상대적으로 빨리 열화되는 특성을 가진다는 사실이 알려져 있다. 안전 전압 범위(V1 ~ V2)는, 배터리 셀(C)의 SOC와 열화 속도 간의 관계를 고려하여 미리 정해진다. 안전 전압 범위(V1 ~ V2)의 하한(V1)에 대응하는 SOC(Z1)는, 플랫 구간의 하한(ZA)에 대응하는 OCV 이하이다. 안전 전압 범위(V1 ~ V2)의 상한(V2)에 대응하는 SOC(Z2)는, 플랫 구간의 상한(ZB) 이상이다. 안전 전압 범위(V1 ~ V2)에 대응하는 Z1 ~ Z2의 범위를 안전 SOC 범위라고 칭할 수 있으며, 안전 SOC 범위(Z1 ~ Z2)는 플랫 구간(ZA ~ ZB)과 동일하거나 플랫 구간(ZA ~ ZB)보다 넓을 수 있다.
기준 전압(VL)은, 안전 전압 범위(V1 ~ V2)의 하한(V1) 이하이다. 제어 회로(130)는, SOC-OCV 커브(300)로부터, 기준 전압(VL)에 대응하는 SOC(ZL)를 결정할 수 있다.
기준 전압(VU)은, 안전 전압 범위(V1 ~ V2)의 상한(V2) 이상이다. 제어 회로(130)는, SOC-OCV 커브(300)로부터, 기준 전압(VU)에 대응하는 SOC(ZU)를 결정할 수 있다.
제1 소정치(ΔZL)는, SOC(ZL)과 SOC(Z1) 간의 차이와 동일할 수 있다. 제2 소정치(ΔZU)는, SOC(ZU)과 SOC(Z2) 간의 차이와 동일할 수 있다.
셀 밸런서(120)는, 제어 회로(130)의 명령에 따라, 복수의 배터리 셀(C1~Cm), 기준 배터리 셀(CL) 및 기준 배터리 셀(CU) 각각을 선택적으로 방전시키도록 제공된다. 셀 밸런서(120)는, 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 각각에 일대일로 제공되는 복수의 방전 회로(D1~Dm)를 포함한다. 셀 밸런서(120)는, 기준 배터리 셀(CL)에 제공되는 방전 회로(DL) 및 기준 배터리 셀(CU) 각각에 제공되는 방전 회로(DU)를 더 포함할 수 있다. 물론, 기준 배터리 셀(CL) 또는 기준 배터리 셀(CU)이 배터리 팩으로부터 생략되는 경우, 그에 제공되는 방전 회로(DL) 또는 방전 회로(DU) 역시 생략 가능하다.
배터리 감시 회로(110) 및 셀 밸런서(120)는, 단일의 집적 회로로 통합될 수 있다. 예컨대, 배터리 감시 회로(110) 및 셀 밸런서(120)는, 전압 모니터링, 전류 모니터링 및 셀 밸런싱이 가능한, BQ76940 등과 같은 ASICs(application specific integrated circuits)을 이용하여 구현될 수 있다.
복수의 방전 회로(D1~Dm, DL,DU) 각각은, 방전 저항체(R) 및 스위치(SW)의 직렬 회로로서, 그에 대응하는 배터리 셀(C)에 병렬 연결다. 복수의 방전 회로(D1~Dm, DL,DU) 각각의 스위치(SW)는, 제어 회로(130)로부터의 명령에 응답하여, 오프 상태로부터 온 상태로 전환된다. 방전 회로(예, D1)의 스위치(SW)가 온 상태인 동안, 그에 대응하는 배터리 셀(예, C1)에 저장된 에너지가 방전 회로(예, D1)의 방전 저항체(R)에 의해 소모되어 가면서, 배터리 셀(예, C1)의 SOC 및 전압이 점차 저하된다.
제어 회로(130)는, 배터리 팩(10)의 충전, 방전 또는 휴지 중, 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 중, 기준 배터리 셀(CL)의 전압 이하의 전압을 가지는 각 배터리 셀(C)을 고장 상태인 것으로 판정할 수 있다.
제어 회로(130)는, 배터리 팩(10)의 충전, 방전 또는 휴지 중, 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 중, 기준 배터리 셀(CU)의 전압 이상의 전압을 가지는 각 배터리 셀(C)을 고장 상태인 것으로 판정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 4의 방법은, 기준 배터리 셀(CL)을 포함하는 배터리 팩(10)의 제조 시점 후, 배터리 팩(10)의 충방전 중이거나, 배터리 팩(10)의 휴지 상태로 유지된 시간이 소정의 저장 시간 미만인 경우에, 배터리 관리 시스템에 의해 설정 시간마다 주기적으로 반복 실행될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 단계 S410에서, 제어 회로(130)는, 배터리 감시 회로로부터 수집된 전압 신호 및 전류 신호를 기초로, 기준 배터리 셀(CL) 및 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 각각의 전압을 결정하고, 배터리 팩(10)의 전류를 결정한다.
단계 S420에서, 제어 회로(130)는, 배터리 팩(10)의 전류의 전류 적산값을 결정한다. 제어 회로(130)는, 현 회에 결정된 배터리 팩(10)의 전류에 설정 시간을 곱한 값을 전 회의 전류 적산값에 합하여, 현 회의 전류 적산값을 결정할 수 있다. 일 예로, 전 회의 전류 적산값 = 10 Ah, 현 회의 배터리 팩(10)의 전류 = -1 A, 설정 시간 = 1초 = 1/3600 시간인 경우, 현 회의 전류 적산값은 (10 - 1/3600) Ah로 결정된다.
단계 S430에서, 제어 회로(130)는, 배터리 팩이 방전 중인지 여부를 판정한다. 단계 S430의 값이 "예"인 경우, 단계 S440로 진행된다. 단계 S430의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S470로 진행한다.
단계 S440에서, 제어 회로(130)는, 기준 배터리 셀(CL)의 전압이 안전 전압 범위의 하한(V1)보다 작은 기준 전압(VL)에 도달하였는지 여부를 판정한다. 참고로, 복수의 배터리 셀(C1~Cm)가 모두 정상인 경우, 기준 배터리 셀(CL)의 전압은 복수의 배터리 셀(C1~Cm)의 전압보다 작으므로, 복수의 배터리 셀(C1~Cm)의 전압은 기준 전압(VL)보다 크다. 단계 S440의 값이 "예"인 경우, 단계 S450로 진행된다. 단계 S440의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S470로 진행한다.
단계 S450에서, 제어 회로(130)는, 배터리 팩(10)의 방전을 중단(예, 릴레이 20를 오프)하고, 기준 전압(VL) 및 배터리 팩(10)의 전류를 기초로, 기준 배터리 셀(CL)의 SOC를 결정한다. 제어 회로(130)는, 배터리 팩(10)의 전류와 기준 배터리 셀(CL)의 내부 저항 간의 곱에 대응하는 전압 강하량을 기준 전압(VL)에 합산하여 기준 배터리 셀(CL)의 OCV를 결정한 다음, 기준 배터리 셀(CL)의 OCV를 기초로 SOC-OCV 커브(300)로부터 기준 배터리 셀(CL)의 SOC를 결정할 수 있다. 일 예로, 기준 배터리 셀(CL)의 내부 저항은 0.001Ω, 기준 전압(VL)은 3.0V, 배터리 팩(10)의 전류는 10A인 경우, 전압 강하량은 0.01 V로 결정되고, 기준 배터리 셀(CL)의 OCV는 3.01 V로 결정될 수 있다. 기준 배터리 셀(CL)의 내부 저항의 값은, 제어 회로(130)의 메모리에 기록되어 있는 미리 주어진 값일 수 있다. 대안적으로, 제어 회로(130)는, 옵의 법칙에 따라, 설정 시간마다의 기준 배터리 셀(CL)의 전압 변화량 및 배터리 팩(10)의 전류 변화량 간의 비율을 기초로, 기준 배터리 셀(CL)의 내부 저항을 결정할 수도 있다.
단계 S460에서, 제어 회로(130)는, 전류 적산값을 초기화(예, 전류 적산값 = 0 Ah)하고, 기준 배터리 셀의 SOC와 제1 소정치(ΔZL)의 합과 동일하게 셀 그룹(11)의 SOC를 결정한다.
단계 S450 및 단계 S460은, 방전 중인 셀 그룹(11)의 "SOC 리셋"을 위한 절차이다. 즉, 단계 S460에 의해, 셀 그룹(11)의 SOC가 마지막으로 리셋된 최신 리셋 시점으로부터 현 회까지의 전류 적산값에 포함된 전류 오차가 상당부분 제거된다.
단계 S470에서, 제어 회로(130)는, 전류 적산값을 기초로, 셀 그룹(11)의 SOC를 결정한다. 예를 들어, 제어 회로(130)는, 셀 그룹(11)의 SOC가 마지막으로 리셋된 최신 리셋 시점으로부터 현 회까지의 전류 적산값에 대응하는 SOC 변화량을 최신 리셋 시점에서의 셀 그룹(11)의 SOC에 합하여, 셀 그룹(11)의 현 회의 셀 그룹(11)의 SOC를 결정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 5의 방법은, 기준 배터리 셀(CU)을 포함하는 배터리 팩(10)의 제조 시점 후, 배터리 팩(10)의 충방전 중이거나, 배터리 팩(10)의 휴지 상태로 유지된 시간이 소정의 저장 시간 미만인 경우에, 배터리 관리 시스템에 의해 설정 시간마다 주기적으로 반복 실행될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 단계 S510에서, 제어 회로(130)는, 배터리 감시 회로로부터 수집된 전압 신호 및 전류 신호를 기초로, 기준 배터리 셀(CU) 및 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 각각의 전압을 결정하고, 배터리 팩(10)의 전류를 결정한다.
단계 S520에서, 제어 회로(130)는, 배터리 팩(10)의 전류의 전류 적산값을 결정한다. 제어 회로(130)는, 현 회에 결정된 배터리 팩(10)의 전류에 설정 시간을 곱한 값을 전 회의 전류 적산값에 합하여, 현 회의 전류 적산값을 결정할 수 있다. 일 예로, 전 회의 전류 적산값 = 20 Ah, 현 회의 배터리 팩(10)의 전류 = 10 A, 설정 시간 = 1초 = 1/3600 시간인 경우, 현 회의 전류 적산값은 (20 + 10/3600) Ah로 결정된다.
단계 S530에서, 제어 회로(130)는, 배터리 팩이 충전 중인지 여부를 판정한다. 단계 S530의 값이 "예"인 경우, 단계 S540로 진행된다. 단계 S530의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S570로 진행한다.
단계 S540에서, 제어 회로(130)는, 기준 배터리 셀(CU)의 전압이 안전 전압 범위의 상한(V2)보다 큰 기준 전압(VU)에 도달하였는지 여부를 판정한다. 참고로, 복수의 배터리 셀(C1~Cm)가 모두 정상인 경우, 기준 배터리 셀(CU)의 전압은 복수의 배터리 셀(C1~Cm)의 전압보다 크므로, 복수의 배터리 셀(C1~Cm)의 전압은 기준 전압(VU)보다 작다. 단계 S540의 값이 "예"인 경우, 단계 S550로 진행된다. 단계 S540의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S570로 진행한다.
단계 S550에서, 제어 회로(130)는, 배터리 팩(10)의 충전을 중단(예, 릴레이 20를 오프)하고, 기준 전압(VU) 및 배터리 팩(10)의 전류를 기초로, 기준 배터리 셀(CU)의 SOC를 결정한다. 제어 회로(130)는, 배터리 팩(10)의 전류와 기준 배터리 셀(CU)의 내부 저항 간의 곱에 대응하는 전압 상승량을 기준 전압(VU)으로부터 차감하여 기준 배터리 셀(CU)의 OCV를 결정한 다음, 기준 배터리 셀(CU)의 OCV를 기초로 SOC-OCV 커브(300)로부터 기준 배터리 셀(CU)의 SOC를 결정할 수 있다. 일 예로, 기준 배터리 셀(CU)의 내부 저항은 0.001Ω, 기준 전압(VU)은 3.6V, 배터리 팩(10)의 전류는 10A인 경우, 전압 상승량은 0.01 V로 결정되고, 기준 배터리 셀(CU)의 OCV는 3.59 V로 결정될 수 있다. 기준 배터리 셀(CU)의 내부 저항의 값은, 제어 회로(130)의 메모리에 기록되어 있는 미리 주어진 값일 수 있다. 대안적으로, 제어 회로(130)는, 옵의 법칙에 따라, 설정 시간마다의 기준 배터리 셀(CU)의 전압 변화량 및 배터리 팩(10)의 전류 변화량 간의 비율을 기초로, 기준 배터리 셀(CU)의 내부 저항을 결정할 수도 있다.
단계 S560에서, 제어 회로(130)는, 전류 적산값을 초기화(예, 전류 적산값 = 0 Ah)하고, 기준 배터리 셀(CU)의 SOC와 제2 소정치(ΔZU)의 차이와 동일하게 셀 그룹(11)의 SOC를 결정한다.
단계 S550 및 단계 S560은 충전 중인 셀 그룹(11)의 "SOC 리셋"을 위한 절차이다. 즉, 단계 S560에 의해, 셀 그룹(11)의 SOC가 마지막으로 리셋된 최신 리셋 시점으로부터 현 회까지의 전류 적산값에 포함된 전류 오차가 상당부분 제거된다.
단계 S570에서, 제어 회로(130)는, 전류 적산값을 기초로, 셀 그룹(11)의 SOC를 결정한다. 예를 들어, 제어 회로(130)는, 셀 그룹(11)의 SOC가 마지막으로 리셋된 최신 리셋 시점으로부터 현 회까지의 전류 적산값에 대응하는 SOC 변화량을 최신 리셋 시점에서의 셀 그룹(11)의 SOC에 합하여, 셀 그룹(11)의 현 회의 셀 그룹(11)의 SOC를 결정할 수 있다.
도 6은 도 4의 제1 실시예에 따른 배터리 관리 방법에 연관된 밸런싱 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 6의 방법은, 배터리 팩(10)의 제조 시점 후, 배터리 팩(10)의 휴지 상태가 소정의 저장 시간 이상 유지되는 있는 경우에, 배터리 관리 시스템(100)에 의해 실행될 수 있다. 저장 시간은, 배터리 팩(10)의 충방전에 의해 유발된 배터리 셀(C)의 분극 전압이 해소되는 데에 요구되는 시간이다. 배터리 팩(10)의 휴지 상태가 소정의 저장 시간 이상 유지되는 있는 경우, 배터리 셀(C)로부터 검출되는 전압을 OCV로 취급할 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 6을 참조하면, 단계 S610에서, 제어 회로(130)는, 기준 배터리 셀(CL)의 전압(도 3의 VP)이 안전 전압 범위의 하한(V1)과 기준 전압(VL) 사이인지 여부를 판정한다. 단계 S610의 값이 "예"인 경우, 단계 S620로 진행된다.
단계 S620에서, 제어 회로(130)는, 기준 배터리 셀(CL)의 전압(도 3의 VQ)에 대응하는 SOC보다 제1 소정치(ΔZL)만큼 큰 SOC에 대응하는 OCV(도 3의 VP)를 목표 전압으로 설정한다.
단계 S630에서, 제어 회로(130)는, 셀 그룹(11)의 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 중 적어도 하나의 전압이 목표 전압(도 3의 VP)보다 작은지 여부를 판정한다. 단계 S630의 값이 "예"인 것은, 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 중 적어도 하나와 기준 배터리 셀(CL) 간의 SOC 차이가 제1 소정치(ΔZL)보다 줄어든 것을 의미한다. 단계 S630의 값이 "예"인 경우, 단계 640으로 진행된다. 단계 S630의 값이 "아니오"인 경우, 단계 650로 진행된다.
단계 S640에서, 제어 회로(130)는, 기준 배터리 셀(CL)의 전압이 기준 전압(VL)에 도달할 때까지 기준 배터리 셀(CL)을 방전시키도록 셀 밸런서(120)를 제어한다. 즉, 셀 밸런서(120)는, 제어 회로(130)의 명령에 응답하여, 기준 배터리 셀(CL)에 병렬 연결된 방전 회로(DL)의 스위치(SW)를 턴 온시킨다.
단계 S650에서, 제어 회로(130)는, 셀 그룹(11)의 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 각각의 전압이 목표 전압(도 3의 VP)에 도달할 때까지 복수의 배터리 셀(C1~Cm)을 방전시키도록 셀 밸런서(120)를 제어한다. 단계 S650에 의해, 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 각각과 기준 배터리 셀(CL) 간의 SOC 차이가 제1 소정치(ΔZL)와 동일하게 조정될 수 있다.
도 7은 도 5의 제2 실시예에 따른 배터리 관리 방법에 연관된 밸런싱 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 7의 방법은, 배터리 팩(10)의 제조 시점 후, 배터리 팩(10)의 휴지 상태가 소정의 저장 시간 이상 유지되는 있는 경우에, 배터리 관리 시스템(100)에 의해 실행될 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 7을 참조하면, 단계 S710에서, 제어 회로(130)는, 기준 배터리 셀(CU)의 전압(도 3의 VX)이 안전 전압 범위의 상한(V2)과 기준 전압(VU) 사이인지 여부를 판정한다. 단계 S710의 값이 "예"인 경우, 단계 S720로 진행된다.
단계 S720에서, 제어 회로(130)는, 기준 배터리 셀(CU)의 전압(도 3의 VX)에 대응하는 SOC보다 제2 소정치(ΔZU)만큼 작은 SOC에 대응하는 OCV(도 3의 VY)를 목표 전압으로 설정한다.
단계 S730에서, 제어 회로(130)는, 셀 그룹(11)의 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 중 적어도 하나의 전압이 목표 전압(도 3의 VY)보다 큰지 여부를 판정한다. 단계 S730의 값이 "예"인 경우, 단계 740로 진행된다.
단계 S740에서, 제어 회로(130)는, 셀 그룹(11)의 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 중에서, 목표 전압보다 큰 전압을 가지는 각 배터리 셀(예, C1)의 전압이 목표 전압(도 3의 VY)에 도달할 때까지 각 배터리 셀(예, C1)을 방전시키도록 셀 밸런서(120)를 제어한다. 단계 S740에 의해, 복수의 배터리 셀(C1~Cm) 각각과 기준 배터리 셀(CU) 간의 SOC 차이가 제2 소정치(ΔZU)와 동일하게 조정될 수 있다.
전술된 제1 실시예 및 제2 실시예는 택일적으로만 구현되는 것은 아니며, 배터리 관리 시스템(100)은 제1 실시예에 따른 배터리 관리 기능 및 제2 실시예에 따른 배터리 관리 기능 둘 다 실행 가능하도록 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
1: 에너지 저장 시스템
10: 배터리 팩 11: 셀 그룹 C1~Cm: 배터리 셀
CL, CU: 기준 배터리 셀
20: 릴레이
30: 전력 변환 시스템
100: 배터리 관리 시스템
110: 배터리 감시 회로
120: 셀 밸런서
130: 제어 회로
140: 통신 회로

Claims (10)

  1. 복수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 있는 셀 그룹 및 상기 셀 그룹에 직렬 연결된 기준 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩을 위한 배터리 관리 시스템에 있어서,
    상기 기준 배터리 셀 및 상기 셀 그룹의 각 배터리 셀은, 충전 상태(SOC: State Of Charge)에 대한 개방 전압(OCV: Open Circuit Voltage)의 변화율이 소정의 기준값 이하로 유지되는 소정의 SOC 범위인 플랫 구간을 가지는 것으로 제공된 것이고,
    상기 배터리 팩이 제조된 직후인 초기 상태에서, 상기 기준 배터리 셀의 SOC는, 상기 셀 그룹의 각 배터리 셀의 SOC보다 소정치만큼 작고,
    상기 배터리 관리 시스템은,
    상기 기준 배터리 셀 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 검출하고, 상기 배터리 팩의 전류를 검출하도록 구성되는 배터리 감시 디바이스; 및
    상기 배터리 감시 디바이스에 동작 가능하게 결합되고, 상기 배터리 팩의 전류의 전류 적산값을 결정하도록 구성되는 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 배터리 팩의 방전 중, 상기 기준 배터리 셀의 전압이 소정의 안전 전압 범위의 하한보다 작은 기준 전압에 도달하는 경우, 상기 배터리 팩의 방전을 중단하고, 상기 기준 전압 및 상기 배터리 팩의 전류를 기초로, 상기 기준 배터리 셀의 SOC를 결정하고, 상기 전류 적산값을 초기화하고, 상기 기준 배터리 셀의 SOC와 상기 소정치의 합과 동일하게 상기 셀 그룹의 SOC를 결정하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 기준 배터리 셀의 전압이 상기 기준 전압보다 큰 경우, 상기 전류 적산값을 기초로, 상기 셀 그룹의 SOC 및 상기 기준 배터리 셀의 SOC를 결정하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안전 전압 범위의 하한은, 상기 플랫 SOC 범위의 하한에 대응하는 OCV 이하이고,
    상기 안전 전압 범위의 상한은, 상기 플랫 SOC 범위의 상한에 대응하는 OCV 이상인 배터리 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 셀 그룹에 포함된 상기 복수의 배터리 셀 중, 상기 기준 배터리 셀의 전압보다 작은 전압을 가지는 각 배터리 셀을 고장 상태로 판정하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  5. 복수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 있는 셀 그룹 및 상기 셀 그룹에 직렬 연결된 기준 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩을 위한 배터리 관리 시스템에 있어서,
    상기 기준 배터리 셀 및 상기 셀 그룹의 각 배터리 셀은, 충전 상태(SOC: State Of Charge)에 대한 개방 전압(OCV: Open Circuit Voltage)의 변화율이 소정의 기준값 이하로 유지되는 소정의 SOC 범위인 플랫 구간을 가지는 것으로 제공된 것이고,
    상기 배터리 팩이 제조된 직후인 초기 상태에서, 상기 기준 배터리 셀의 SOC는, 상기 셀 그룹의 각 배터리 셀의 SOC보다 소정치만큼 크고,
    상기 배터리 관리 시스템은,
    상기 기준 배터리 셀 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 검출하고, 상기 배터리 팩의 전류를 검출하도록 구성되는 배터리 감시 디바이스; 및
    상기 배터리 감시 디바이스에 동작 가능하게 결합되고, 상기 배터리 팩의 전류의 전류 적산값을 결정하도록 구성되는 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 배터리 팩의 충전 중, 상기 기준 배터리 셀의 전압이 소정의 안전 전압 범위의 상한보다 큰 기준 전압에 도달하는 경우, 상기 배터리 팩의 충전을 중단하고, 상기 기준 전압 및 상기 배터리 팩의 전류를 기초로, 상기 기준 배터리 셀의 SOC를 결정하고, 상기 전류 적산값을 초기화하고, 상기 기준 배터리 셀의 SOC와 상기 소정치의 차이와 동일하게 상기 셀 그룹의 SOC를 결정하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 기준 배터리 셀의 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우, 상기 전류 적산값을 기초로, 상기 셀 그룹의 SOC 및 상기 기준 배터리 셀의 SOC를 결정하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항에 따른 상기 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 따른 상기 배터리 팩을 포함하는 에너지 저장 시스템.
  9. 제1항 내지 제4항에 따른 상기 배터리 관리 시스템에 의해 실행 가능한 배터리 관리 방법에 있어서,
    상기 배터리 팩의 전류의 전류 적산값을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 배터리 관리 방법은, 상기 배터리 팩의 방전 중, 상기 기준 배터리 셀의 전압이 상기 안전 전압 범위의 하한보다 작은 상기 기준 전압에 도달하는 경우,
    상기 배터리 팩의 방전을 중단하고, 상기 기준 전압 및 상기 배터리 팩의 전류를 기초로, 상기 기준 배터리 셀의 SOC를 결정하는 단계; 및
    상기 전류 적산값을 초기화하고, 상기 기준 배터리 셀의 SOC와 상기 소정치의 합과 동일하게 상기 셀 그룹의 SOC를 결정하는 단계를 더 포함하는 배터리 관리 방법.
  10. 제5항 또는 제6에 따른 상기 배터리 관리 시스템에 의해 실행 가능한 배터리 관리 방법에 있어서,
    상기 배터리 팩의 전류의 전류 적산값을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 배터리 관리 방법은, 상기 배터리 팩의 충전 중, 상기 기준 배터리 셀의 전압이 상기 안전 전압 범위의 상한보다 큰 상기 기준 전압에 도달하는 경우,
    상기 배터리 팩의 충전을 중단하고, 상기 기준 전압 및 상기 배터리 팩의 전류를 기초로, 상기 기준 배터리 셀의 SOC를 결정하는 단계; 및
    상기 전류 적산값을 초기화하고, 상기 기준 배터리 셀의 SOC와 상기 소정치의 차이와 동일하게 상기 셀 그룹의 SOC를 결정하는 단계를 더 포함하는 배터리 관리 방법.
KR1020210020649A 2021-02-16 2021-02-16 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 에너지 저장 시스템 및 배터리 관리 방법 KR20220117040A (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210020649A KR20220117040A (ko) 2021-02-16 2021-02-16 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 에너지 저장 시스템 및 배터리 관리 방법
PCT/KR2022/002292 WO2022177291A1 (ko) 2021-02-16 2022-02-16 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 에너지 저장 시스템 및 배터리 관리 방법
JP2022564466A JP7374341B2 (ja) 2021-02-16 2022-02-16 バッテリー管理システム、バッテリーパック、エネルギー貯蔵システム及びバッテリー管理方法
CN202280003826.6A CN115461958A (zh) 2021-02-16 2022-02-16 电池管理系统、电池组、能量储存系统和电池管理方法
US17/921,250 US20230184815A1 (en) 2021-02-16 2022-02-16 Battery management system, battery pack, energy storage system and battery management method
EP22756489.5A EP4203236A4 (en) 2021-02-16 2022-02-16 BATTERY MANAGEMENT SYSTEM, BATTERY PACK, ENERGY STORAGE SYSTEM AND BATTERY MANAGEMENT METHOD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210020649A KR20220117040A (ko) 2021-02-16 2021-02-16 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 에너지 저장 시스템 및 배터리 관리 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220117040A true KR20220117040A (ko) 2022-08-23

Family

ID=82930950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210020649A KR20220117040A (ko) 2021-02-16 2021-02-16 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 에너지 저장 시스템 및 배터리 관리 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230184815A1 (ko)
EP (1) EP4203236A4 (ko)
JP (1) JP7374341B2 (ko)
KR (1) KR20220117040A (ko)
CN (1) CN115461958A (ko)
WO (1) WO2022177291A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240043639A (ko) * 2022-09-27 2024-04-03 주식회사 엘지에너지솔루션 전압 평탄 구간을 갖는 배터리를 위한 배터리 관리 장치 및 이의 제어 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI830546B (zh) * 2022-09-02 2024-01-21 立錡科技股份有限公司 電池組及其電流監測方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010098866A (ja) 2008-10-17 2010-04-30 Panasonic Corp 不均衡判定回路、不均衡低減回路、電池電源装置、及び不均衡判定方法
JP4772137B2 (ja) * 2009-06-02 2011-09-14 トヨタ自動車株式会社 バッテリ使用機器の制御装置
JP2013037862A (ja) 2011-08-06 2013-02-21 Denso Corp 組電池
JP2013037863A (ja) * 2011-08-06 2013-02-21 Denso Corp 組電池
JP5812032B2 (ja) * 2013-03-22 2015-11-11 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム及び蓄電装置の満充電容量推定方法
KR102085737B1 (ko) * 2014-10-27 2020-03-09 현대자동차주식회사 배터리의 충전 상태 예측 시스템 및 이를 이용한 충전 상태 예측 방법
JP6888535B2 (ja) * 2017-12-08 2021-06-16 トヨタ自動車株式会社 電池の検査方法
JP6947937B2 (ja) * 2018-07-30 2021-10-13 ビークルエナジージャパン株式会社 電池状態推定装置、電池制御装置
KR20210020649A (ko) 2019-08-16 2021-02-24 삼성전자주식회사 블루투스 네트워크 환경에서 데이터 패킷을 전송하기 위한 전자 장치 및 그에 관한 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240043639A (ko) * 2022-09-27 2024-04-03 주식회사 엘지에너지솔루션 전압 평탄 구간을 갖는 배터리를 위한 배터리 관리 장치 및 이의 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP4203236A4 (en) 2024-04-24
WO2022177291A1 (ko) 2022-08-25
JP7374341B2 (ja) 2023-11-06
US20230184815A1 (en) 2023-06-15
CN115461958A (zh) 2022-12-09
EP4203236A1 (en) 2023-06-28
JP2023522463A (ja) 2023-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11205905B2 (en) Battery management apparatus, battery management method, and energy storage system including the battery management apparatus
CN111133655A (zh) 电池控制装置和包括该电池控制装置的能量存储系统
US10873201B2 (en) Battery management apparatus and method for protecting a lithium iron phosphate cell from over-voltage using the same
EP3678272B1 (en) Apparatus, battery system and method for controlling main battery and sub battery
KR20160137493A (ko) 전압 측정을 통한 배터리 랙 파손 방지 장치, 시스템 및 방법
US20140266049A1 (en) Detection and prevention of short formation in battery cells
JP2007240234A (ja) 複数の二次電池を直列・並列に接続しているパック電池
JP7374341B2 (ja) バッテリー管理システム、バッテリーパック、エネルギー貯蔵システム及びバッテリー管理方法
EP4099034A1 (en) Relay diagnosis device, relay diagnosis method, battery system, and electric vehicle
JP3249261B2 (ja) パック電池
EP3982138B1 (en) Battery diagnosis apparatus, battery diagnosis method and energy storage system
US11965936B2 (en) Battery diagnosis apparatus and method
KR20220001364A (ko) 배터리 관리 장치, 배터리 팩, 에너지 저장 시스템 및 배터리 관리 방법
US20230333170A1 (en) Battery Management System, Battery Pack, Electric Vehicle and Battery Management Method
KR20220015790A (ko) 배터리 관리 장치, 배터리 팩, 에너지 저장 시스템 및 배터리 관리 방법
EP4293370A1 (en) Battery diagnosis apparatus, battery pack, electric vehicle, and battery diagnosis method
US20230369660A1 (en) Battery management system, battery pack, electric vehicle and battery management method
JP7467803B2 (ja) バスバー診断装置、バッテリパック、エネルギー貯蔵システム及びバスバー診断方法
US11979050B2 (en) Battery charge/discharge control device and battery management device
JP3997707B2 (ja) 監視装置、制御装置及び電池モジュール
EP4016101A1 (en) Battery diagnosis system, power system, and battery diagnosis method
US20240133972A1 (en) Battery Diagnosis Apparatus, Battery Pack, Electric Vehicle, And Battery Diagnosis Method
US20240044999A1 (en) Battery Management System, Battery Pack, Electric Vehicle, and Battery Management Method
US20040189252A1 (en) Device for controlling the state of charge at constant voltage of a battery of secondary electrochemical cells
KR20240041806A (ko) 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 전기 차량 및 배터리 관리 방법