KR20230105781A - Cell balancing circuit and control method thereof - Google Patents

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KR20230105781A
KR20230105781A KR1020220001234A KR20220001234A KR20230105781A KR 20230105781 A KR20230105781 A KR 20230105781A KR 1020220001234 A KR1020220001234 A KR 1020220001234A KR 20220001234 A KR20220001234 A KR 20220001234A KR 20230105781 A KR20230105781 A KR 20230105781A
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송승호
배석민
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광운대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a cell balancing circuit which can lower an emitting current peak value of a battery cell in a state where a size and a switching frequency of an inductor are not changed. The cell balancing circuit, which balances a voltage of a battery cell of a battery unit containing at least two battery cells connected serially to each other, comprises: an inductor connected to both ends of the battery unit in parallel; a capacitor connected to both ends of the battery unit in parallel; and a first PWM switch and a second PWM switch which are connected between both ends of the battery unit and both ends of the inductor. Both ends of each battery cell and both ends of the inductor are connected to each other. The cell balancing circuit further comprises a unilateral switch which is placed between both ends of each battery cell and both ends of the inductor; and a diode which is placed between both ends of each battery cell and both ends of the inductor to regulate a direction of currents.

Description

셀 밸런싱 회로 및 이의 제어방법{Cell balancing circuit and control method thereof}Cell balancing circuit and control method thereof

본 발명은 셀 밸런싱 회로에 관한 것으로, 보다 상세히는 종래에 비해 배터리 방출 전류의 피크치를 감소시키고, 높은 스위칭 전류 스트레스를 감소시킬 수 있는 셀 밸런싱 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a cell balancing circuit, and more particularly, to a cell balancing circuit capable of reducing a peak value of battery discharge current and reducing high switching current stress compared to the prior art.

도 1은 배터리의 종래 단일 인덕터를 이용한 셀 밸런싱 회로이다.1 is a cell balancing circuit using a conventional single inductor of a battery.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 단일 인덕터를 이용한 셀 밸런싱 회로는, 서로 직렬로 연결되는 제1배터리 셀(B1) ~ 제4배터리 셀(B4)을 포함하는 배터리부(100), 배터리부(100)의 양단에 연결되는 인덕터(L), 배터리부(100)와 인덕터(L) 사이에 위치하는 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)를 포함하고, 배터리 셀 각각의 양단과 인덕터(L)의 양단은 서로 연결되며, 배터리 셀 각각의 양단과 인덕터 양단 사이에 위치하는 제3스위치(S3) ~ 제10스위치(S10) 및 배터리 셀 각각의 양단과 인덕터(L)의 양단 사이에 위치하여 배터리 셀 각각과 인덕터(L) 사이의 전류 흐름의 방향을 제한하는 제1다이오드(D1) ~ 제8다이오드(D8)를 포함할 수 있다. 상기한 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)는 DSP(Digital Signal Processor)로부터 PWM 파형을 인가받아 소정의 주파수로 스위칭 동작을 한다. As shown in FIG. 1, a conventional cell balancing circuit using a single inductor includes a battery unit 100 including first battery cells B1 to fourth battery cells B4 connected in series to each other, and a battery unit ( 100) and an inductor L connected to both ends of the battery unit 100 and a first switch S1 and a second switch S2 positioned between the battery unit 100 and the inductor L, and both ends of each battery cell and the inductor Both ends of (L) are connected to each other, and between the third switch (S3) to the tenth switch (S10) located between both ends of each battery cell and both ends of the inductor and both ends of each battery cell and both ends of the inductor (L) It may include first diodes (D1) to eighth diodes (D8) positioned to limit the direction of current flow between each battery cell and the inductor (L). The first switch (S1) and the second switch (S2) receive a PWM waveform from a DSP (Digital Signal Processor) and perform a switching operation at a predetermined frequency.

종래 단일 인덕터를 이용한 셀 밸런싱 회로는 크게 세 가지 모드로 동작한다.A conventional cell balancing circuit using a single inductor operates in three main modes.

먼저, 제1모드는 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)가 온 되어 있고, 제1배터리 셀(B1) ~ 제4배터리 셀(B4) 중 가장 낮은 SOC의 배터리 셀의 양단의 스위치가 온 되며, 그 외의 스위치는 오프된다.First, in the first mode, the first switch S1 and the second switch S2 are turned on, and the switches at both ends of the battery cell of the lowest SOC among the first battery cell B1 to the fourth battery cell B4 is turned on, and other switches are turned off.

도 2는 배터리의 종래 단일 인덕터를 이용한 셀 밸런싱 회로가 제1모드로 동작시 회로도와, 이의 등가회로이다.2 is a circuit diagram and an equivalent circuit thereof when a cell balancing circuit using a conventional single inductor of a battery operates in a first mode.

도 2에 도시된 실시예에서 제1배터리 셀(B1) ~ 제4배터리 셀(B4) 중 가장 낮은 SOC의 배터리 셀은 제2배터리 셀(B2)이며, 따라서 제1스위치(S1), 제2스위치(S2), 제5스위치(S5) 및 제6스위치(S6)는 온 되며, 그 외의 스위치들은 오프된다. 이때, 제5스위치(S5) 및 제6스위치(S6)가 온 되어 제2배터리 셀(B2)이 인덕터(L)의 양단에 연결되더라도, 역방향 전류를 방지하는 다이오드와 인덕터(L) 및 제2배터리 셀(B2)간의 전압차로 인해, 도 2b에 도시된 바와 같은 등가회로가 되며, 이 때 제1배터리 셀(B1) ~ 제4배터리 셀(B4)에서 인덕터(L)측으로 전류가 흘러, 인덕터(L)에 에너지가 저장된다.In the embodiment shown in FIG. 2, the battery cell of the lowest SOC among the first battery cell B1 to the fourth battery cell B4 is the second battery cell B2, and thus the first switch S1 and the second battery cell B4 The switch S2, the fifth switch S5, and the sixth switch S6 are turned on, and the other switches are turned off. At this time, even if the fifth switch S5 and the sixth switch S6 are turned on and the second battery cell B2 is connected to both ends of the inductor L, the diode and the inductor L and the second battery cell B2 prevent reverse current. Due to the voltage difference between the battery cells B2, the equivalent circuit as shown in FIG. Energy is stored in (L).

도 3은 배터리의 종래 단일 인덕터를 이용한 셀 밸런싱 회로가 제2모드로 동작시 등가회로이다.3 is an equivalent circuit when a cell balancing circuit using a conventional single inductor of a battery operates in the second mode.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래 셀 밸런싱 회로가 제2모드로 동작할 때에는 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)가 오프된다. 이 경우 인덕터(L)에 저장된 에너지가 SOC가 가장 낮은 제2배터리 셀(B2)로 전달되어, 셀 밸런싱이 수행된다. 세 번째 모드는 인덕터(L)에서 제2배터리 셀(B2)로 에너지 전달이 완료된 상태이다.As shown in FIG. 3, when the conventional cell balancing circuit operates in the second mode, the first switch S1 and the second switch S2 are turned off. In this case, the energy stored in the inductor L is transferred to the second battery cell B2 having the lowest SOC, and cell balancing is performed. In the third mode, energy transfer from the inductor L to the second battery cell B2 is completed.

상술한 제1모드에서 배터리부(100)에서 인덕터(L)로 전달되는 전류인

Figure pat00001
의 전류는 아래 식과 같이 구해질 수 있다.In the above-described first mode, the current transferred from the battery unit 100 to the inductor L is
Figure pat00001
The current of can be obtained as the following formula.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기한 식에서

Figure pat00003
는 각각 제1배터리 셀(B1) ~ 제4배터리 셀(B4)의 전압을 의미하며, L은 인덕터(L)의 인덕턴스를 의미한다. 배터리 셀의 내부 특성에 따라, 배터리 셀의 방출전류의 피크치가 높으면 배터리 수명(SOH)에 악영향을 미치게 된다. 이러한 배터리 셀의 방출전류는 상술한 식에서와 같이 인덕터(L)의 인덕턴스의 크기와 반비례한다. 따라서 인덕터(L)의 인덕턴스를 크기를 키우면 배터리 셀의 방출전류의 크기를 감소시킬 수 있지만, 배터리를 포함하는 전자기기의 공간적 한계 때문에 인덕턴스의 크기를 키우는데는 한계가 있다. 인덕터(L)의 인덕턴스의 크기를 줄일 경우, 높은 스위칭 주파수가 필요한데, 높은 스위칭 주파수의 경우 스위칭 딜레이로 인한 손실이 높아져, 셀 밸런싱 효율 측면에서는 좋지 않은 문제점이 있다.in the above expression
Figure pat00003
denotes the voltages of the first battery cell B1 to the fourth battery cell B4, respectively, and L denotes the inductance of the inductor L. Depending on the internal characteristics of the battery cell, when the peak value of the emission current of the battery cell is high, the battery life (SOH) is adversely affected. The discharge current of the battery cell is in inverse proportion to the size of the inductance of the inductor L as in the above equation. Therefore, if the size of the inductance of the inductor (L) is increased, the size of the emission current of the battery cell can be reduced. When the size of the inductance of the inductor L is reduced, a high switching frequency is required. In the case of a high switching frequency, a loss due to a switching delay increases, which is not good in terms of cell balancing efficiency.

한국 등록특허공보 제10-2342842호("배터리 관리 장치", 공고일 2021.12.22.)Korean Patent Registration No. 10-2342842 ("Battery Management Device", Publication Date 2021.12.22.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에 의한 셀 밸런싱 회로의 목적은, 인덕터의 크기와 스위칭 주파수를 변경하지 않은 상태에서 배터리 셀의 방출 전류 피크치를 낮출 수 있는 셀 밸런싱 회로를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the cell balancing circuit according to the present invention is a cell capable of lowering the peak emission current of a battery cell without changing the size and switching frequency of the inductor. It is to provide a balancing circuit.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 셀 밸런싱 회로는, 서로 직렬로 연결된 적어도 둘 이상의 배터리 셀을 포함하는 배터리부, 상기 배터리부의 양단에 병렬로 연결된 인덕터, 상기 배터리부의 양단에 병렬로 연결된 커패시터 및 상기 배터리부의 양단과 상기 인덕터의 양단 사이에 연결된 제1PWM 스위치; 제2PWM 스위치를 포함하고, 상기 배터리 셀 각각의 양단과 상기 인덕터의 양단은 서로 연결되며, 상기 배터리 셀 각각의 양단과 상기 인덕터의 양단 사이에 위치하는 단방향 스위치 및 상기 배터리 셀 각각의 양단과 상기 인덕터의 양단 사이에 위치해, 전류의 방향을 제한하는 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A cell balancing circuit according to the present invention for solving the technical problem as described above is a battery unit including at least two battery cells connected in series with each other, an inductor connected in parallel to both ends of the battery unit, and parallel to both ends of the battery unit a capacitor connected to and a first PWM switch connected between both ends of the battery unit and both ends of the inductor; A second PWM switch, both ends of each of the battery cells and both ends of the inductor are connected to each other, and a one-way switch positioned between both ends of each of the battery cells and both ends of the inductor, and both ends of each of the battery cells and the inductor Positioned between both ends of, characterized in that it further comprises a diode for limiting the direction of the current.

또한, 상기 배터리 셀들 각각의 SOC를 측정하고, 상기 제1PWM 스위치, 상기 제2PWM 스위치 및 상기 단방향 스위치의 스위칭을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 인덕터에 에너지를 전달하는 제1모드로 동작할 때, 상기 제1PWM 스위치 및 상기 제2PWM 스위치를 온 제어하고, 상기 배터리 셀들 중, SOC가 가장 낮은 배터리 셀 양단의 단방향 스위치는 온 제어하되, 나머지 단방향 스위치는 오프 제어하는 것을 특징으로 한다.The controller may further include a control unit measuring the SOC of each of the battery cells and controlling switching of the first PWM switch, the second PWM switch, and the one-way switch, wherein the control unit transmits energy to the inductor in a first mode. When operating as, the first PWM switch and the second PWM switch are controlled to be turned on, and among the battery cells, the one-way switch at both ends of the battery cell having the lowest SOC is controlled to be turned on, while the remaining one-way switches are controlled to be turned off. .

또한, 상기 제어부는, 상기 인덕터에 저장된 에너지를 SOC가 가장 낮은 배터리 셀로 전달하는 제2모드로 동작할 때, 상기 제1PWM 스위치 및 상기 제2PWM 스위치를 오프 제어하는 것을 특징으로 한다.The control unit may turn off the first PWM switch and the second PWM switch when operating in a second mode in which energy stored in the inductor is transferred to a battery cell having the lowest SOC.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1모드와 상기 제2모드를 반복수행하며, 상기 제1PWM 스위치 및 상기 제2PWM 스위치의 듀티비의 최대값은 아래 수식을 통해 결정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit repeatedly performs the first mode and the second mode, and the maximum value of the duty ratio of the first PWM switch and the second PWM switch is determined through the following formula.

Figure pat00004
Figure pat00004

또한, 상기 제어부는, SOC가 가장 낮은 배터리 셀의 SOC가 소정 기준치 이하일 경우에만, 상기 제1모드 또는 상기 제2모드로 동작하는 것을 특징으로 한다.The controller may operate in the first mode or the second mode only when the SOC of the battery cell having the lowest SOC is equal to or less than a predetermined reference value.

또한, 상기 배터리부의 일단은 상기 인덕터의 일단과 연결되고, 상기 배터리부의 타단은 상기 인덕터의 타단과 연결되며, 상기 배터리 셀의 일단은 상기 인덕터의 타단과 연결되고, 상기 배터리 셀의 타단은 상기 인덕터의 일단과 연결되며, 상기 다이오드는, 전류가 상기 인덕터의 타단에서 상기 배터리 셀의 일단으로 흐르고, 전류가 상기 배터리 셀의 타단에서 상기 인덕터의 일단으로 흐르도록 방향을 제한하는 방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, one end of the battery unit is connected to one end of the inductor, the other end of the battery unit is connected to the other end of the inductor, one end of the battery cell is connected to the other end of the inductor, and the other end of the battery cell is connected to the inductor. Is connected to one end of, and the diode is installed in a direction that limits the direction so that current flows from the other end of the inductor to one end of the battery cell, and current flows from the other end of the battery cell to one end of the inductor. to be

본 발명에 의한 셀 밸런싱 회로의 제어방법은, a) 제어부에서 상기 배터리 셀들 각각의 SOC레벨을 측정하고, SOC레벨이 가장 낮은 배터리 셀을 판별하는 단계, b) 제어부에서 상기 단방향 스위치들을 제어하여 상기 a) 단계에서 판별된 배터리 셀의 양단을 상기 인덕터에 연결하되, 나머지 배터리 셀들은 상기 인덕터에 연결하지 않고, 상기 제1PWM 스위치 및 상기 제2PWM 스위치를 온 제어해, 상기 배터리부에서 상기 인덕터측으로 에너지를 전달하는 제1모드로 동작하는 단계 및 c) 제어부에서 상기 제1PWM 스위치 및 상기 제2PWM 스위치를 오프제어하여, 상기 인덕터에 저장된 에너지를 SOC가 가장 낮은 배터리 셀로 전달하여, 셀 밸런싱을 수행하는 제2모드로 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for controlling a cell balancing circuit according to the present invention includes a) measuring the SOC level of each of the battery cells in a controller and determining a battery cell having the lowest SOC level, b) controlling the one-way switches in the controller to Both ends of the battery cell determined in step a) are connected to the inductor, but the remaining battery cells are not connected to the inductor, and the first PWM switch and the second PWM switch are turned on and controlled to transfer energy from the battery unit to the inductor. and c) performing cell balancing by transferring the energy stored in the inductor to a battery cell having the lowest SOC by controlling off the first PWM switch and the second PWM switch in a controller. It is characterized in that it includes the step of operating in 2 mode.

또한, 상기 제어부에서 상기 배터리 셀들 각각의 SOC레벨을 측정하고, SOC레벨이 가장 낮은 배터리 셀의 SOC레벨이 기준치 이하일 경우, 상기 b) 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit measures the SOC level of each of the battery cells, and when the SOC level of the battery cell having the lowest SOC level is equal to or less than a reference value, step b) is performed.

또한, 상기 a) 내지 c) 단계는 반복 수행되는 것을 특징으로 한다.In addition, steps a) to c) are repeatedly performed.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 셀 밸런싱 회로에 의하면, 커패시터를 통해 배터리 셀에서의 방출전류의 피크값을 감소시킬 수 있어, 배터리 셀의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the cell balancing circuit according to the present invention as described above, the peak value of the emission current from the battery cell can be reduced through the capacitor, thereby preventing the lifespan of the battery cell from deteriorating.

또한 본 발명에 의하면, 종래 방식과 비교해서 배터리 셀에서의 방출전류의 피크값을 같게 한다면, 그만큼 인덕턴스의 크기를 감소시킬 수 있어, 본 발명에 의한 셀 밸런싱 회로의 크기 감소시키고, 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, if the peak value of the emission current from the battery cell is equalized compared to the conventional method, the size of the inductance can be reduced by that much, thereby reducing the size of the cell balancing circuit according to the present invention and improving economic efficiency There are possible effects.

도 1은 배터리의 종래 단일 인덕터를 이용한 셀 밸런싱 회로이고,
도 2는 배터리의 종래 단일 인덕터를 이용한 셀 밸런싱 회로가 제1모드로 동작시 회로도와, 이의 등가회로이며,
도 3은 배터리의 종래 단일 인덕터를 이용한 셀 밸런싱 회로가 제2모드로 동작시 등가회로이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 셀 밸런싱 회로의 회로도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 셀 밸런싱 회로의 제1모드로 동작시 등가회로이며,
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 셀 밸런싱 회로의 제2모드로 동작시 등가회로이고,
도 7은 제1PWM 스위치(S1) 및 제2PWM 스위치(S2)가 온 및 오프제어될 때, 인덕터(L)의 전류파형을 도시한 것이며,
도 8은 배경기술에서 설명했던 종래의 회로와 본 발명에 의한 셀 밸런싱 회로각각에서 배터리 셀에서 출력되는 전류값을 시뮬레이션을 통해 비교한 것이고,
도 9는 배경기술에서 설명했던 종래의 회로와 본 발명에 의한 셀 밸런싱 회로의 인덕터 전류의 파형을 시뮬레이션을 통해 비교한 것이다.1 is a cell balancing circuit using a conventional single inductor of a battery,
2 is a circuit diagram and an equivalent circuit thereof when a cell balancing circuit using a conventional single inductor of a battery operates in a first mode;
3 is an equivalent circuit when a cell balancing circuit using a conventional single inductor of a battery operates in a second mode;
4 is a circuit diagram of a cell balancing circuit according to an embodiment of the present invention;
5 is an equivalent circuit when operating in a first mode of a cell balancing circuit according to an embodiment of the present invention;
6 is an equivalent circuit when a cell balancing circuit operates in a second mode according to an embodiment of the present invention;
7 shows current waveforms of the inductor L when the first PWM switch S1 and the second PWM switch S2 are turned on and off.
8 is a comparison of current values output from battery cells in each of the conventional circuit described in the background art and the cell balancing circuit according to the present invention through simulation,
FIG. 9 compares waveforms of inductor currents of the conventional circuit described in the background art and the cell balancing circuit according to the present invention through simulation.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 셀 밸런싱 회로에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a cell balancing circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 셀 밸런싱 회로의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a cell balancing circuit according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 셀 밸런싱 회로는, 배터리부(100)에 포함되는 배터리 셀의 전압 밸런싱을 위한 회로로, 인덕터(L), 커패시터(C), 제1PWM 스위치(S1), 제2PWM 스위치(S2), 단방향 스위치 및 제어부를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, the cell balancing circuit according to an embodiment of the present invention is a circuit for voltage balancing of battery cells included in the battery unit 100, and includes an inductor (L), a capacitor (C), and It may include a 1 PWM switch (S1), a second PWM switch (S2), a one-way switch and a control unit.

배터리부(100)는 서로 직렬로 연결된 적어도 둘 이상의 배터리 셀을 포함한다. 도 4에 도시된 배터리부(100)에 포함되는 배터리 셀의 개수는 총 4개로, 각각의 배터리 셀을 제1배터리 셀(B1) ~ 제4배터리 셀(B4)이라고 한다. 제1배터리 셀(B1) ~ 제4배터리 셀(B4) 각각은 소정의 충전잔량(SOC, State of Charge)을 가진다.The battery unit 100 includes at least two or more battery cells connected in series with each other. The number of battery cells included in the battery unit 100 shown in FIG. 4 is a total of four, and each battery cell is referred to as a first battery cell B1 to a fourth battery cell B4. Each of the first battery cell B1 to fourth battery cell B4 has a predetermined state of charge (SOC).

인덕터(L)는 배터리부(100)의 양단에 병렬로 연결되고, 커패시터(C)는 배터리부(100)의 양단에 병렬로 연결된다. 즉, 배터리부(100), 인덕터(L) 및 커패시터(C)는 서로 병렬로 연결된다.The inductor L is connected to both ends of the battery unit 100 in parallel, and the capacitor C is connected to both ends of the battery unit 100 in parallel. That is, the battery unit 100, the inductor L, and the capacitor C are connected in parallel to each other.

제1PWM 스위치(S1) 및 제2PWM 스위치(S2) 각각은 배터리부(100)의 양단과 인덕터(L)의 양단 사이에 연결된다. 제1PWM 스위치(S1) 및 제2PWM 스위치(S2)는 디지털 신호 프로세서(DSP), 즉 후술할 제어부로부터 PWM파형을 인가받아 스위칭 동작을 한다.Each of the first PWM switch S1 and the second PWM switch S2 is connected between both ends of the battery unit 100 and both ends of the inductor L. The first PWM switch S1 and the second PWM switch S2 receive a PWM waveform from a digital signal processor (DSP), that is, a control unit to be described later, and perform a switching operation.

도 4에 도시된 바와 같이 제1배터리 셀(B1) ~ 제4배터리 셀(B4) 각각의 양단은 인덕터(L)의 양단과 서로 연결된다. 단, 상측을 일측, 하측을 타측이라고 할 때, 배터리부(100)의 일단과 인덕터(L)의 일단은 서로 연결되고, 배터리 부(100)의 타단과 인덕터(L)의 타단은 서로 연결되지만, 배터리 셀 각각의 양단은 인덕터(L)의 양단과 반대로 연결된다. 즉, 배터리 셀 각각의 일단은 인덕터(L)의 타단과 연결되고, 배터리 셀 각각의 타단은 인덕터(L)의 일단과 연결된다.As shown in FIG. 4 , both ends of each of the first battery cell B1 to the fourth battery cell B4 are connected to both ends of the inductor L. However, when the upper side is referred to as one side and the lower side as the other side, one end of the battery unit 100 and one end of the inductor L are connected to each other, and the other end of the battery unit 100 and the other end of the inductor L are connected to each other. , both ends of each battery cell are connected oppositely to both ends of the inductor L. That is, one end of each battery cell is connected to the other end of the inductor L, and the other end of each battery cell is connected to one end of the inductor L.

제1단방향 스위치(S11) ~ 제8단방향 스위치(S18)는 각 두 개씩이 배터리 셀 각각의 양단과 인덕터(L)의 양단 사이에 위치한다.Two first unidirectional switches S11 to eighth unidirectional switches S18 are located between both ends of each battery cell and both ends of the inductor L.

다이오드는 제1단방향 스위치(S11) ~ 제8단방향 스위치(S18) 각각과 직렬로 연결되어, 전류의 방향을 제한한다. 본 실시예에서 다이오드는 총 8개가 설치될 수 있다.The diode is connected in series with each of the first unidirectional switch S11 to the eighth unidirectional switch S18 to limit the direction of the current. In this embodiment, a total of 8 diodes may be installed.

제어부는 일종의 전자소자로 구현될 수 있으며, 제1PWM 스위치(S1), 제2PWM 스위치(S2), 제1단방향 스위치(S11) ~ 제8단방향 스위치(S18) 각각의 스위칭을 제어한다. 제어부는 제1PWM 스위치(S1), 제2PWM 스위치(S2), 제1단방향 스위치(S11) ~ 제8단방향 스위치(S18)를 제1모드로 제어하거나, 제2모드로 제어할 수 있다.The controller may be implemented as a kind of electronic device, and controls switching of the first PWM switch S1, the second PWM switch S2, and the first one-way switch S11 to the eighth one-way switch S18. The controller may control the first PWM switch S1, the second PWM switch S2, the first one-way switch S11 to the eighth one-way switch S18 in the first mode or in the second mode.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 셀 밸런싱 회로의 제1모드로 동작시 등가회로이다.5 is an equivalent circuit of a cell balancing circuit operated in a first mode according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 제어부는 제1모드로 동작시, 제1PWM 스위치(S1) 및 제2PWM 스위치(S2)를 온 제어하고, 제1단방향 스위치(S11) ~ 제8단방향 스위치(S18) 중 제3단방향 스위치(S13) 및 제4단방향 스위치(S14)만을 온 제어한다. 본 실시예에서 제3단방향 스위치(S13) 및 제4단방향 스위치(S14)만을 온 하는 이유는, 제2배터리 셀(B2)의 SOC레벨이 모든 배터리 셀들 중, 가장 낮기 때문이다. 제어부는 소정의 수단을 통해 배터리 셀들 각각의 SOC레벨을 센싱할 수 있으며, 모든 배터리 셀들 중, SOC레벨이 가장 낮은 배터리 셀의 양단만이 인덕터(L)와 연결되도록 단방향 스위치를 제어할 수 있다. 앞서 설명한 배경기술에서와 같이, 제3단방향 스위치(S13) 및 제4단방향 스위치(S14)를 온 제어하더라도, 양단간의 전압차와 제3다이오드(D3) 및 제4다이오드(D4)를 통해, 제2배터리 셀(B2)의 양단에서 인덕터(L)측으로 직접 전류가 흐르지 않는다. 따라서 제1모드의 등가회로는 도 5와 같다.As shown in FIG. 5, the control unit, when operating in the first mode, turns on the first PWM switch S1 and the second PWM switch S2, and operates the first one-way switch S11 to the eighth one-way switch S18. Among them, only the third one-way switch S13 and the fourth one-way switch S14 are turned on. The reason why only the third one-way switch S13 and the fourth one-way switch S14 are turned on in this embodiment is that the SOC level of the second battery cell B2 is the lowest among all battery cells. The control unit may sense the SOC level of each of the battery cells through a predetermined means, and may control the one-way switch so that only both ends of the battery cell having the lowest SOC level among all battery cells are connected to the inductor L. As in the background art described above, even if the third one-way switch S13 and the fourth one-way switch S14 are turned on, through the voltage difference between both ends and the third diode D3 and the fourth diode D4, 2 Current does not flow directly from both ends of the battery cell B2 to the inductor L side. Accordingly, the equivalent circuit of the first mode is shown in FIG. 5 .

본 발명이 제1모드로 동작하면, 배터리부(100)에서 전류는 인덕터(L)로 흐르게 된다. 이때 배터리부(100) 양단의 전압은 점차 낮아지게 되는데, 커패시터(C)의 전압은 배터리부(100) 양단의 전압과 같아져야 한다. 따라서 커패시터(C)에서는 전류가 출력되어 인덕터(L)측으로 흐르게 되며, 이때 배터리부(100)에 흐르는 전류인

Figure pat00005
는 아래 수식과 같이 나타낼 수 있다.When the present invention operates in the first mode, current flows from the battery unit 100 to the inductor L. At this time, the voltage across the battery unit 100 gradually decreases, and the voltage of the capacitor C should be equal to the voltage across the battery unit 100 . Therefore, current is output from the capacitor C and flows toward the inductor L, and at this time, the current flowing through the battery unit 100 is
Figure pat00005
can be expressed as the formula below.

(1)

Figure pat00006
(One)
Figure pat00006

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 셀 밸런싱 회로의 제2모드로 동작시 등가회로이다.6 is an equivalent circuit of a cell balancing circuit operated in a second mode according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 제2모드에서 제어부는 제1모드의 상태에서, 제1PWM 스위치(S1) 및 제2PWM 스위치(S2)를 오프 제어한다. 이렇게 되면, 인덕터(L)와 제2배터리 셀(B2)의 양단은 서로 연결되어, 인덕터(L)에 저장된 에너지가 제2배터리 셀(B2)로 전달되어, 배터리 셀의 밸런싱이 수행된다. 이때, 배터리부(100)의 전압은 갑작스럽게 높아지므로, 커패시터(C)로 전류가 흘러, 커패시터와 배터리부(100)의 전압이 서로 동일해진다. 이때, 배터리부(100)에 흐르는 전류인

Figure pat00007
와 인덕터(L)에 흐르는 전류인
Figure pat00008
는 아래와 같은 연립방적식으로 주어진다.As shown in FIG. 6, in the second mode, the control unit turns off the first PWM switch S1 and the second PWM switch S2 in the first mode. In this case, both ends of the inductor L and the second battery cell B2 are connected to each other, and the energy stored in the inductor L is transferred to the second battery cell B2, thereby balancing the battery cells. At this time, since the voltage of the battery unit 100 suddenly increases, current flows through the capacitor C, and the voltages of the capacitor and the battery unit 100 become equal to each other. At this time, the current flowing through the battery unit 100 is
Figure pat00007
and the current flowing through the inductor (L)
Figure pat00008
is given by the system of equations as follows:

(2)

Figure pat00009
(2)
Figure pat00009

상기한 수식에서

Figure pat00010
의 기울기는 음수이므로,
Figure pat00011
의 최댓값을 결정짓는 것은 제2모드의 초기값으로 아래 수식과 같이 나타낼 수 있다.in the above formula
Figure pat00010
Since the slope of is negative,
Figure pat00011
Determining the maximum value of is the initial value of the second mode, which can be expressed as the following formula.

(3)

Figure pat00012
(3)
Figure pat00012

제3모드는, 제2모드가 소정 시간 지속되어 인덕터(L)에 저장된 에너지가 모두 커패시터(C) 및 제2배터리 셀(B2)로 전달된 상태이다. 이때, 배터리부(100)의 전압은 감소하고 커패시터(C)는 전류를 방출하면서, 배터리부(100)와 커패시터(C)의 전압은 서로 동일해진다. 이는 아래 수식과 같이 표현될 수 있다.The third mode is a state in which the second mode lasts for a predetermined time and all the energy stored in the inductor L is transferred to the capacitor C and the second battery cell B2. At this time, while the voltage of the battery unit 100 decreases and the capacitor C emits current, the voltages of the battery unit 100 and the capacitor C become equal to each other. This can be expressed as the formula below.

(4)

Figure pat00013
(4)
Figure pat00013

상술한 제1모드와 제2모드는 서로 반복되어 수행될 수 있다. 즉, 제1PWM 스위치(S1) 및 제2PWM 스위치(S2) 각각은 소정 듀티비로 온 및 오프가 반복되도록 제어될 수 있다. 이때 듀티비는 제2모드에서 인덕터(L)에 저장된 에너지가 완전히 방출될 수 있는 시간에 따라 정해질 수 있다.The above-described first mode and second mode may be repeatedly performed. That is, each of the first PWM switch S1 and the second PWM switch S2 may be controlled to be turned on and off repeatedly at a predetermined duty ratio. In this case, the duty ratio may be determined according to a time during which energy stored in the inductor L in the second mode can be completely discharged.

도 7은 제1PWM 스위치(S1) 및 제2PWM 스위치(S2)가 온 및 오프제어될 때, 인덕터(L)의 전류파형을 도시한 것이다.FIG. 7 shows current waveforms of the inductor L when the first PWM switch S1 and the second PWM switch S2 are controlled on and off.

먼저, 인덕터(L)에 저장되는 에너지 량은 아래 수식과 같이 표현될 수 있다.First, the amount of energy stored in the inductor (L) can be expressed as the following equation.

(5)

Figure pat00014
(5)
Figure pat00014

(여기서, W는 인덕터에 저장되는 에너지 량, L은 인덕터(L)의 인덕턴스)(Where, W is the amount of energy stored in the inductor, L is the inductance of the inductor (L))

인덕터(L)에 유입되는 전류는 아래 수식과 같이 표현된다.The current flowing into the inductor (L) is expressed as the formula below.

(6)

Figure pat00015
(6)
Figure pat00015

(여기서,

Figure pat00016
는 제n배터리 셀의 양단 전압)(here,
Figure pat00016
is the voltage across both ends of the nth battery cell)

상술한 수식 (5)와 (6)을 통해, 인덕터(L)에 저장되는 에너지는 아래 수식과 같이 표현될 수 있다.Through the above-described Equations (5) and (6), the energy stored in the inductor L can be expressed as the following equation.

(7)

Figure pat00017
(7)
Figure pat00017

(여기서,

Figure pat00018
는 배터리부(100)의 양단 전압,
Figure pat00019
은 제1 및 2PWM 스위치의 온 시간)(here,
Figure pat00018
is the voltage across the battery unit 100,
Figure pat00019
is the on time of the first and second PWM switches)

인덕터(L)에서 방출되는 전류는 아래 수식과 같이 표현된다.The current emitted from the inductor (L) is expressed as the formula below.

(8)

Figure pat00020
(8)
Figure pat00020

상술한 식 (5)와 (8)을 통해 방출되는 에너지량은 아래 수식과 같이 표현될 수 있다. The amount of energy released through the above equations (5) and (8) can be expressed as the following equation.

(9)

Figure pat00021
(9)
Figure pat00021

인덕터(L)에 남아있는 에너지 량은 상기한 식 (7)과 (9)의 차이로, 아래 수식과 같이 표현될 수 있다.The amount of energy remaining in the inductor (L) is the difference between the above equations (7) and (9), and can be expressed as the following equation.

(10)

Figure pat00022
(10)
Figure pat00022

상기한 수식 (10)에서,

Figure pat00023
이 0이 되게 하는 값이 제어부에서 제1 및 2PWM 스위치를 스위칭하는 듀티비의 최대값이 될 수 있다. 시간관련 미지수를 아래 수식과 같이 표현할 수 있다.In the above formula (10),
Figure pat00023
A value that becomes 0 may be the maximum value of the duty ratio for switching the first and second PWM switches in the control unit. The time-related unknowns can be expressed as:

(11)

Figure pat00024
(11)
Figure pat00024

상기한 수식을 통해, 제어부에서 제1PWM 스위치(S1) 및 제2PWM 스위치(S2)의 듀티비를 아래 수식을 통해 결정할 수 있다.Through the above formula, the control unit can determine the duty ratio of the first PWM switch S1 and the second PWM switch S2 through the following formula.

(12)

Figure pat00025
(12)
Figure pat00025

Figure pat00026
Figure pat00026

본 발명은 상기한 바와 같이, 커패시터(C)를 배터리부(100)에 병렬 연결함으로써, 제1모드에서 배터리부(100)에서 출력되는 전류의 피크치를 감소시킬 수 있다.As described above, the present invention can reduce the peak value of the current output from the battery unit 100 in the first mode by connecting the capacitor C to the battery unit 100 in parallel.

상기한 제1모드와 제2모드는 반복 수행될 수 있으며, 이는 SOC레벨이 가장 낮은 배터리 셀의 SOC레벨이 기준치 이상으로 높아지거나, SOC레벨이 높아져 다른 배터리 셀의 SOC레벨이 더 낮아지면, 중단될 수 있다. 만약 다른 배터리 셀의 SOC레벨이 더 낮아지되, 해당 배터리 셀의 SOC레벨이 기준치 이하일 경우, 제어부는 해당 배터리 셀의 밸런싱을 수행하기 위해, 단방향 스위치를 다르게 제어한 후, 제1모드와 제2모드를 반복 수행할 수 있다.The first mode and the second mode may be repeatedly performed, which is stopped when the SOC level of the battery cell having the lowest SOC level rises above the reference value or when the SOC level of the other battery cells becomes lower due to the higher SOC level. It can be. If the SOC level of the other battery cell is lower, but the SOC level of the battery cell is lower than the reference value, the control unit controls the one-way switch differently to perform balancing of the corresponding battery cell, and then the first mode and the second mode can be repeated.

도 8은 배경기술에서 설명했던 종래의 회로와 본 발명에 의한 셀 밸런싱 회로각각에서 배터리 셀에서 출력되는 전류값을 시뮬레이션을 통해 비교한 것이다.8 is a comparison of current values output from battery cells in each of the conventional circuit described in the background art and the cell balancing circuit according to the present invention through simulation.

도 8에 도시된 바와 같이, 종래의 회로에 비해, 본 발명에 의한 셀 밸런싱 회로에서 전류 최대값이 줄어들어, 배터리 셀의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.As shown in FIG. 8 , compared to the conventional circuit, the maximum current value is reduced in the cell balancing circuit according to the present invention, thereby preventing the lifespan of the battery cell from deteriorating.

도 9는 배경기술에서 설명했던 종래의 회로와 본 발명에 의한 셀 밸런싱 회로의 인덕터 전류의 파형을 시뮬레이션을 통해 비교한 것이다.9 is a comparison of inductor current waveforms of the conventional circuit described in the background art and the cell balancing circuit according to the present invention through simulation.

인덕터의 전류는 에너지 전달량을 의미하는데, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 배터리부(100)에서 출력되는 전류의 최대값은 감소하더라도, 에너지 전달량은 종래와 동일하게 유지되는 것을 확인할 수 있다.The current of the inductor means the amount of energy transfer. As shown in FIG. 9 , it can be seen that even if the maximum value of the current output from the battery unit 100 decreases in the present invention, the amount of energy transfer is maintained the same as in the prior art. .

본 발명의 제1모드 ~ 제3모드의 동작은 SOC가 가장 낮은 배터리 셀의 SOC가 소정 기준치 이하일 때에만 동작할 수 있다. 즉, 소정 기준치가 50%라고 했을 때, SOC가 가장 낮은 배터리 셀의 SOC가 55%라고 하면 제어부는 제1모드 ~ 제3모드로 동작하지 않고, SOC가 가장 낮은 배터리 셀의 SOC가 40%와 같이 50% 미만일 경우에만 제1모드 ~ 제3모드로 동작하여, 배터리 셀들의 밸런싱을 수행할 수 있다.The operations of the first to third modes of the present invention can be operated only when the SOC of the battery cell having the lowest SOC is equal to or less than a predetermined reference value. That is, when the predetermined reference value is 50%, if the SOC of the battery cell with the lowest SOC is 55%, the controller does not operate in the first mode to the third mode, and the SOC of the battery cell with the lowest SOC is 40% and Similarly, the battery cells may be balanced by operating in the first mode to the third mode only when the battery level is less than 50%.

제어부는 배터리 셀들의 SOC를 센싱하는 수단을 포함할 수 있다.The controller may include means for sensing SOCs of battery cells.

본 발명에 의한 셀 밸런싱 회로의 제어방법은, a) 제어부에서 상기 배터리 셀들 각각의 SOC레벨을 측정하고, SOC레벨이 가장 낮은 배터리 셀을 판별하는 단계, b) 제어부에서 상기 단방향 스위치들을 제어하여 상기 a) 단계에서 판별된 배터리 셀의 양단을 상기 인덕터에 연결하되, 나머지 배터리 셀들은 상기 인덕터에 연결하지 않고, 상기 제1PWM 스위치 및 상기 제2PWM 스위치를 온 제어해, 상기 배터리부에서 상기 인덕터측으로 에너지를 전달하는 제1모드로 동작하는 단계 및 c) 제어부에서 상기 제1PWM 스위치 및 상기 제2PWM 스위치를 오프제어하여, 상기 인덕터에 저장된 에너지를 SOC가 가장 낮은 배터리 셀로 전달하여, 셀 밸런싱을 수행하는 제2모드로 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for controlling a cell balancing circuit according to the present invention includes a) measuring the SOC level of each of the battery cells in a controller and determining a battery cell having the lowest SOC level, b) controlling the one-way switches in the controller to Both ends of the battery cell determined in step a) are connected to the inductor, but the remaining battery cells are not connected to the inductor, and the first PWM switch and the second PWM switch are turned on and controlled to transfer energy from the battery unit to the inductor. and c) performing cell balancing by transferring the energy stored in the inductor to a battery cell having the lowest SOC by controlling off the first PWM switch and the second PWM switch in a controller. It is characterized in that it includes the step of operating in 2 mode.

또한, 상기 제어부에서 상기 배터리 셀들 각각의 SOC레벨을 측정하고, SOC레벨이 가장 낮은 배터리 셀의 SOC레벨이 기준치 이하일 경우, 상기 b) 단계를 수행한다. 이는 SOC레벨이 기준치 이상일 경우 추가적으로 본 발명에 의한 셀 밸런싱을 수행할 필요가 없기 때문이다. 상기 a) 내지 c) 단계는 반복 수행될 수 있다.In addition, the control unit measures the SOC level of each of the battery cells, and when the SOC level of the battery cell having the lowest SOC level is equal to or less than the reference value, step b) is performed. This is because there is no need to additionally perform cell balancing according to the present invention when the SOC level is greater than or equal to the reference value. Steps a) to c) may be repeatedly performed.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. The present invention is not limited to the above embodiments, and the scope of application is diverse, and various modifications and implementations are possible without departing from the gist of the present invention claimed in the claims.

100 : 배터리부
B1 ~ B4 : 제1배터리 셀 ~ 제4배터리 셀
C : 커패시터
L : 인덕터
S1 : 제1PWM 스위치
S2 : 제2PWM 스위치
S11 ~ S18 : 제1단방향 스위치 ~ 제8단방향 스위치
D1 ~ D8 : 제1다이오드 ~ 제8다이오드100: battery unit
B1 ~ B4: 1st battery cell ~ 4th battery cell
C: Capacitor
L : inductor
S1: 1st PWM switch
S2: 2nd PWM switch
S11 ~ S18: 1st one-way switch ~ 8th one-way switch
D1 ~ D8: 1st diode ~ 8th diode

Claims (9)

서로 직렬로 연결된 적어도 둘 이상의 배터리 셀을 포함하는 배터리부의 배터리 셀의 전압을 밸런싱하는 셀 밸런싱 회로에 있어서,
상기 배터리부의 양단에 병렬로 연결된 인덕터;
상기 배터리부의 양단에 병렬로 연결된 커패시터; 및
상기 배터리부의 양단과 상기 인덕터의 양단 사이에 연결된 제1PWM 스위치; 제2PWM 스위치;
를 포함하고,
상기 배터리 셀 각각의 양단과 상기 인덕터의 양단은 서로 연결되며,
상기 배터리 셀 각각의 양단과 상기 인덕터의 양단 사이에 위치하는 단방향 스위치; 및
상기 배터리 셀 각각의 양단과 상기 인덕터의 양단 사이에 위치해, 전류의 방향을 제한하는 다이오드;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 회로.
In a cell balancing circuit for balancing voltages of battery cells of a battery unit including at least two battery cells connected in series with each other,
an inductor connected in parallel to both ends of the battery unit;
capacitors connected in parallel to both ends of the battery unit; and
a first PWM switch connected between both ends of the battery unit and both ends of the inductor; a second PWM switch;
including,
Both ends of each of the battery cells and both ends of the inductor are connected to each other,
a one-way switch positioned between both ends of each of the battery cells and both ends of the inductor; and
a diode positioned between both ends of each of the battery cells and both ends of the inductor to limit a direction of current;
Cell balancing circuit characterized in that it further comprises.
 제1항에 있어서,
상기 배터리 셀들 각각의 SOC를 측정하고, 상기 제1PWM 스위치, 상기 제2PWM 스위치 및 상기 단방향 스위치의 스위칭을 제어하는 제어부;
를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 인덕터에 에너지를 전달하는 제1모드로 동작할 때, 상기 제1PWM 스위치 및 상기 제2PWM 스위치를 온 제어하고, 상기 배터리 셀들 중, SOC가 가장 낮은 배터리 셀 양단의 단방향 스위치는 온 제어하되, 나머지 단방향 스위치는 오프 제어하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 회로.
According to claim 1,
a control unit measuring the SOC of each of the battery cells and controlling switching of the first PWM switch, the second PWM switch, and the one-way switch;
Including more,
The control unit,
When operating in the first mode for delivering energy to the inductor, the first PWM switch and the second PWM switch are turned on, and among the battery cells, the one-way switch at both ends of the battery cell having the lowest SOC is turned on, and the remaining battery cells are controlled to be turned on. A cell balancing circuit characterized in that the one-way switch is off-controlled.
 제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 인덕터에 저장된 에너지를 SOC가 가장 낮은 배터리 셀로 전달하는 제2모드로 동작할 때, 상기 제1PWM 스위치 및 상기 제2PWM 스위치를 오프 제어하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 회로.
According to claim 2,
The control unit,
When operating in a second mode in which the energy stored in the inductor is transferred to a battery cell having the lowest SOC, the first PWM switch and the second PWM switch are off-controlled.
 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1모드와 상기 제2모드를 반복수행하며,
상기 제1PWM 스위치 및 상기 제2PWM 스위치의 듀티비의 최대값은 아래 수식을 통해 결정되는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 회로.
Figure pat00027

According to claim 3,
The control unit,
The first mode and the second mode are repeatedly performed,
The cell balancing circuit, characterized in that the maximum value of the duty ratio of the first PWM switch and the second PWM switch is determined through the following formula.
Figure pat00027

 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
SOC가 가장 낮은 배터리 셀의 SOC가 소정 기준치 이하일 경우에만, 상기 제1모드 또는 상기 제2모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 회로.
According to claim 3,
The control unit,
The cell balancing circuit characterized in that it operates in the first mode or the second mode only when the SOC of the battery cell having the lowest SOC is equal to or less than a predetermined reference value.
 제1항에 있어서,
상기 배터리부의 일단은 상기 인덕터의 일단과 연결되고, 상기 배터리부의 타단은 상기 인덕터의 타단과 연결되며,
상기 배터리 셀의 일단은 상기 인덕터의 타단과 연결되고, 상기 배터리 셀의 타단은 상기 인덕터의 일단과 연결되며,
상기 다이오드는, 전류가 상기 인덕터의 타단에서 상기 배터리 셀의 일단으로 흐르고, 전류가 상기 배터리 셀의 타단에서 상기 인덕터의 일단으로 흐르도록 방향을 제한하는 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 회로.
According to claim 1,
One end of the battery unit is connected to one end of the inductor, and the other end of the battery unit is connected to the other end of the inductor;
One end of the battery cell is connected to the other end of the inductor, and the other end of the battery cell is connected to one end of the inductor;
The diode is installed in a direction limiting a direction so that current flows from the other end of the inductor to one end of the battery cell, and current flows from the other end of the battery cell to one end of the inductor Cell balancing circuit.
 제1항의 셀 밸런싱 회로의 제어방법에 있어서,
a) 제어부에서 상기 배터리 셀들 각각의 SOC레벨을 측정하고, SOC레벨이 가장 낮은 배터리 셀을 판별하는 단계;
b) 제어부에서 상기 단방향 스위치들을 제어하여 상기 a) 단계에서 판별된 배터리 셀의 양단을 상기 인덕터에 연결하되, 나머지 배터리 셀들은 상기 인덕터에 연결하지 않고, 상기 제1PWM 스위치 및 상기 제2PWM 스위치를 온 제어해, 상기 배터리부에서 상기 인덕터측으로 에너지를 전달하는 제1모드로 동작하는 단계; 및
c) 제어부에서 상기 제1PWM 스위치 및 상기 제2PWM 스위치를 오프제어하여, 상기 인덕터에 저장된 에너지를 SOC가 가장 낮은 배터리 셀로 전달하여, 셀 밸런싱을 수행하는 제2모드로 동작하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 회로의 제어방법.
In the control method of the cell balancing circuit of claim 1,
a) measuring the SOC level of each of the battery cells by a controller and determining a battery cell having the lowest SOC level;
b) The control unit controls the one-way switches to connect both ends of the battery cell determined in step a) to the inductor, but does not connect the remaining battery cells to the inductor, and turns on the first PWM switch and the second PWM switch. controlling and operating in a first mode to transfer energy from the battery unit to the inductor; and
c) controlling the first PWM switch and the second PWM switch to be turned off by a controller to deliver energy stored in the inductor to a battery cell having the lowest SOC, operating in a second mode in which cell balancing is performed;
A control method of a cell balancing circuit comprising a.
 제7항에 있어서,
상기 제어부에서 상기 배터리 셀들 각각의 SOC레벨을 측정하고, SOC레벨이 가장 낮은 배터리 셀의 SOC레벨이 기준치 이하일 경우, 상기 b) 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 회로의 제어방법.
According to claim 7,
Wherein the control unit measures the SOC level of each of the battery cells, and performs step b) when the SOC level of the battery cell having the lowest SOC level is equal to or less than a reference value.
 제7항에 있어서,
상기 a) 내지 c) 단계는 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 회로의 제어방법.According to claim 7,
The control method of the cell balancing circuit, characterized in that steps a) to c) are repeatedly performed.
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