KR20230134371A - 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

차량의 배터리 팩 밸런싱 장치 및 그의 동작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230134371A
KR20230134371A KR1020220031673A KR20220031673A KR20230134371A KR 20230134371 A KR20230134371 A KR 20230134371A KR 1020220031673 A KR1020220031673 A KR 1020220031673A KR 20220031673 A KR20220031673 A KR 20220031673A KR 20230134371 A KR20230134371 A KR 20230134371A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery pack
voltage
charging
charger
vehicle
Prior art date
Application number
KR1020220031673A
Other languages
English (en)
Inventor
윤종서
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
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 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020220031673A priority Critical patent/KR20230134371A/ko
Publication of KR20230134371A publication Critical patent/KR20230134371A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22—Balancing the charge of battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/62—Monitoring or controlling charging stations in response to charging parameters, e.g. current, voltage or electrical charge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/308—Electric sensors
    • B60Y2400/3086—Electric voltages sensors
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 차량의 배터리 배터리 팩 밸런싱 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는, 제1 배터리 팩 및 제2 배터리 팩을 포함하는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들, 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 포함하는 적어도 둘 이상의 릴레이들, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들을 충전하기 위한 충전기, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압을 측정하기 위한 전압 센서, 및 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들, 상기 적어도 둘 이상의 릴레이들, 상기 충전기, 및 상기 전압 센서와 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 전압 센서를 통해 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제1 전압 차이가 제1 지정된 수준 이상이 되는지 모니터링하고, 상기 제1 전압 차이가 상기 제1 지정된 수준 이상인 것에 기반하여, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 전압을 균등화 시키는 제1 액티브 밸런싱(active balancing)을 수행하고, 상기 프로세서는, 상기 제1 액티브 밸런싱을, 상기 제1 배터리 팩에 대응되는 상기 제1 릴레이를 구동 시켜 상기 충전기를 통해 상기 제1 배터리 팩의 제1 충전을 수행하고, 상기 제1 충전을 수행하는 중, 상기 전압 센서를 통해 상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 제1 배터리 팩의 전압보다 높은 전압을 갖는 상기 제2 배터리 팩의 전압에 도달하는지 모니터링하고, 상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 제2 배터리 팩의 전압에 도달한 것에 기반하여, 상기 제2 배터리 팩에 대응되는 상기 제2 릴레이를 구동 시켜 상기 충전기를 통해 상기 제2 배터리 팩의 제2 충전을 수행함으로써 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

차량의 배터리 팩 밸런싱 장치 및 그의 동작 방법{APPARATUS FOR BALANCING BATTERY PACK OF VEHICLE AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 배터리 배터리 팩 밸런싱 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 배터리 팩은 직렬 및/또는 병렬 구조로 연결되는 복수의 배터리 셀을 포함한다. 또한, 차량의 배터리 팩은 전력 공급 제어, 전류, 전압 등의 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 균등화(equalization) 제어, SOC(state of charge) 추정, SOH(state of health) 추정과 같은 기능을 수행하는 BMS(battery management system)를 포함한다. 이러한 배터리 팩들이 연결된 경우 배터리 팩들의 열화를 방지하기 위해 배터리 팩들 상호간의 충전전압을 균일하게 밸런싱하는 것이 매우 중요하다.
한편, 배터리 팩을 밸런싱하는 방식은 전압이 높은 배터리 팩을 방전시켜 전압이 낮은 배터리 팩의 전압에 맞추는 패시브 밸런싱(passive balancing) 방식과 충전 또는 발전을 통해 얻은 에너지를 전압이 낮은 배터리 팩으로 이동시켜 전압이 높은 배터리 팩의 전압에 맞추는 액티브 밸런싱(active balancing) 방식이 있다.
종래의 배터리 팩 액티브 밸런싱 방식은, 타겟 배터리 팩의 전압만큼 나머지 배터리 팩들을 한번에 방전시켜 밸런싱을 수행하였기 때문에 밸런싱 도중 불필요한 에너지 손실이 발생하였다.
본 발명의 실시 예들은, 배터리 팩의 릴레이 제어를 통해 전압이 가장 높은 배터리 팩의 전압을 목표로 전압이 낮은 배터리 팩들을 순차적으로 충전함으로써 배터리 팩들의 에너지 손실을 최소화하며 액티브 밸런싱을 수행하는 배터리 팩 밸런싱 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는, 제1 배터리 팩 및 제2 배터리 팩을 포함하는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들, 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 포함하는 적어도 둘 이상의 릴레이들, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들을 충전하기 위한 충전기, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압을 측정하기 위한 전압 센서, 및 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들, 상기 적어도 둘 이상의 릴레이들, 상기 충전기, 및 상기 전압 센서와 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 전압 센서를 통해 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제1 전압 차이가 제1 지정된 수준 이상이 되는지 모니터링하고, 상기 제1 전압 차이가 상기 제1 지정된 수준 이상인 것에 기반하여, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 전압을 균등화 시키는 제1 액티브 밸런싱(active balancing)을 수행하고, 상기 프로세서는, 상기 제1 액티브 밸런싱을, 상기 제1 배터리 팩에 대응되는 상기 제1 릴레이를 구동 시켜 상기 충전기를 통해 상기 제1 배터리 팩의 제1 충전을 수행하고, 상기 제1 충전을 수행하는 중, 상기 전압 센서를 통해 상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 제1 배터리 팩의 전압보다 높은 전압을 갖는 상기 제2 배터리 팩의 전압에 도달하는지 모니터링하고, 상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 제2 배터리 팩의 전압에 도달한 것에 기반하여, 상기 제2 배터리 팩에 대응되는 상기 제2 릴레이를 구동 시켜 상기 충전기를 통해 상기 제2 배터리 팩의 제2 충전을 수행함으로써 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제1 충전을, 상기 제1 릴레이를 구동 시킨 후, 상기 충전기의 충전 전류를 제1 충전 전류로 설정하도록 상기 충전기를 제어하고, 상기 충전 전류가 상기 제1 충전 전류로 설정된 것에 기반하여, 상기 충전기를 통해 상기 제1 배터리 팩의 충전을 수행함으로써 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 제2 배터리 팩의 전압에 도달한 것에 기반하여, 상기 충전기의 상기 충전 전류를 제2 충전 전류로 설정하도록 상기 충전기를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제2 충전을, 상기 충전 전류가 상기 제2 충전 전류로 설정된 것에 기반하여, 상기 제2 릴레이를 구동 시키고, 상기 제2 릴레이를 구동 시킨 후, 상기 충전기의 상기 충전 전류를 제3 충전 전류로 설정하도록 상기 충전기를 제어하고, 상기 충전 전류가 상기 제3 충전 전류로 설정된 것에 기반하여, 상기 충전기를 통해 상기 제2 배터리 팩의 충전을 수행함으로써 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 배터리 팩의 전압은 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압 중 가장 낮은 전압이고, 상기 제2 배터리 팩의 전압은 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압 중 두 번째로 낮은 전압인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압 중 가장 높은 전압에 도달할 때까지 상기 제1 충전을 수행하고, 상기 제2 배터리 팩의 전압이 상기 가장 높은 전압에 도달할 때까지 상기 제2 충전을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제1 액티브 밸런싱을 수행하는 중, 상기 전압 센서를 통해 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제2 전압 차이가 제2 지정된 수준 이하가 되는지 모니터링하고, 상기 제2 전압 차이가 상기 제2 지정된 수준 이하인 것에 기반하여, 상기 제1 액티브 밸런싱을 종료하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제1 액티브 밸런싱 종료 후, 상기 전압 센서를 통해 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제3 전압 차이가 제3 지정된 수준 이상이 되는지 모니터링 하고, 상기 제3 전압 차이가 상기 제3 지정된 수준 이상인 것에 기반하여, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 전압을 균등화 시키는 제2 액티브 밸런싱을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제2 액티브 밸런싱을 수행하는 중, 상기 전압 센서를 통해 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제4 전압 차이가 제4 지정된 수준 이하가 되는지 모니터링 하고, 상기 제4 전압 차이가 상기 제4 지정된 수준 이하인 것에 기반하여, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 만충전(full-charging)을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법은, 제1 배터리 팩 및 제2 배터리 팩을 포함하는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제1 전압 차이가 제1 지정된 수준 이상인 것에 기반하여, 상기 제1 배터리 팩에 대응되는 제1 릴레이를 구동 시켜 충전기를 통해 상기 제1 배터리 팩의 제1 충전을 수행하는 단계, 및 상기 제1 충전을 수행하는 중, 상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 제1 배터리 팩의 전압보다 높은 전압을 갖는 상기 제2 배터리 팩의 전압에 도달한 것에 기반하여, 상기 제2 배터리 팩에 대응되는 제2 릴레이를 구동 시켜 상기 제2 배터리 팩의 제2 충전을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 충전을 수행하는 단계는, 상기 제1 릴레이를 구동 시킨 후, 상기 충전기의 충전 전류를 제1 충전 전류로 설정하도록 상기 충전기를 제어하는 단계, 및 상기 충전 전류가 상기 제1 충전 전류로 설정된 것에 기반하여, 상기 충전기를 통해 상기 제1 배터리 팩의 충전을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법은, 상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 제2 배터리 팩의 전압에 도달한 것에 기반하여, 상기 충전기의 상기 충전 전류를 제2 충전 전류로 설정하도록 상기 충전기를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 충전을 수행하는 단계는, 상기 충전 전류가 상기 제2 충전 전류로 설정된 것에 기반하여, 상기 제2 릴레이를 구동 시키는 단계, 상기 제2 릴레이를 구동 시킨 후, 상기 충전기의 상기 충전 전류를 제3 충전 전류로 설정하도록 상기 충전기를 제어하는 단계, 및 상기 충전 전류가 상기 제3 충전 전류로 설정된 것에 기반하여, 상기 충전기를 통해 상기 제2 배터리 팩의 충전을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법은, 상기 제1 액티브 밸런싱을 수행하는 중, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제2 전압 차이가 제2 지정된 수준 이하인 것에 기반하여, 상기 제1 액티브 밸런싱을 종료하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법은, 상기 제1 액티브 밸런싱 종료 후, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제3 전압 차이가 제3 지정된 수준 이상인 것에 기반하여, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 전압을 균등화 시키는 제2 액티브 밸런싱을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 기술은 배터리 팩의 릴레이 제어를 통해 전압이 가장 높은 배터리 팩의 전압을 목표로 전압이 낮은 배터리 팩들을 순차적으로 충전함으로써 배터리 팩들의 에너지 손실을 최소화하며 배터리 팩 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치(100)는 차량의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치(100)는 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치(100)는 전압 센서(110), 충전기(120), 프로세서(130), 릴레이들(140), 및/또는 배터리 팩들(150)을 포함할 수 있다.
전압 센서(110)는 배터리 팩들(150) 각각의 전압을 측정할 수 있다. 전압 센서(110)는 측정된 전압 데이터를 프로세서(130)에 전송할 수 있다.
충전기(120)는 프로세서(130)의 제어에 따라 배터리 팩들(150)의 충전을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 충전기(120)는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 설정하도록 하는 제어 메시지를 프로세서(130)로부터 수신할 수 있다. 충전기(120)는 프로세서(130)로부터 수신한 제어 메시지에 기반하여 배터리 팩들(150)을 충전하기 위한 충전 전압 및/또는 충전 전류를 설정할 수 있다. 충전기(120)는 설정된 충전 전압 및/또는 충전 전류에 기반하여 배터리 팩들(150)을 충전할 수 있다.
예를 들어, 충전기(120)는 설정된 충전 전압 및/또는 충전 전류에 기반한 충전 전력을 릴레이들(140) 중 닫힘 상태인 제1 릴레이(140-1)를 경유하여 제1 릴레이(140-1)에 대응되는 제1 배터리 팩(150-1)으로 전송할 수 있다. 충전기(120)는 상기 충전 전력을 제1 배터리 팩(150-1)으로 전송함으로써 제1 배터리 팩(150-1)의 충전을 수행할 수 있다.
프로세서(130)는 전압 센서(110), 충전기(120), 릴레이들(140), 및/또는 배터리 팩들(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 소프트웨어를 실행하여 프로세서(130)에 연결된 적어도 하나의 다른 구성 요소를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 프로세서(130)에 연결된 적어도 하나의 다른 구성 요소를 제어하여 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(130)는 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processor), PLD(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), CPU(central processing unit), 마이크로컨트롤러(microcontrollers) 및/또는 마이크로프로세서(microprocessors)와 같은 처리 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
프로세서(130)는 전압 센서(110)를 통해 배터리 팩들(150) 간의 전압 차이를 모니터링 할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 배터리 팩들(150) 간의 전압 차이가 제1 지정된 수준 이상인 것으로 판단한 경우, 배터리 팩들(150)의 전압을 균등화 시키는 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제1 지정된 수준은 배터리 사양 및/또는 차량 사양에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
프로세서(130)는 충전기(120)를 통해 배터리 팩들(150) 중 충전 대상 배터리 팩을 충전함으로써 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 릴레이들(140) 중 충전 대상 배터리 팩에 대응되는 릴레이를 구동 시켜 충전기(120)를 통해 충전 대상 배터리 팩의 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 충전 대상 배터리 팩의 릴레이를 열림 상태에서 닫힘 상태로 전환시켜 충전기(120)를 통해 충전 대상 배터리 팩의 충전을 수행할 수 있다.
프로세서(130)는 목표 전압을 설정하고, 배터리 팩들(150) 중 충전 대상 배터리 팩의 전압이 상기 목표 전압에 도달할 때까지 충전 대상 배터리 팩을 충전함으로써 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 배터리 팩들(150) 중 하나의 배터리 팩의 전압을 목표 전압으로 설정하고, 나머지 배터리 팩을 충전 대상 배터리 팩으로 설정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 배터리 팩들(150) 중 가장 높은 전압을 갖는 제n 배터리 팩(150-n)(n은 3 이상의 자연수)의 전압을 목표 전압으로 설정하고, 나머지 배터리 팩을 충전 대상 배터리 팩으로 설정할 수 있다.
프로세서(130)는 설정된 충전 대상 배터리 팩의 전압이 상기 목표 전압에 도달할 때까지 충전 대상 배터리 팩을 충전함으로써 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 충전기(120)의 충전 전압을 상기 목표 전압으로 설정하도록 충전기(120)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 충전기(120)의 충전 전압을 상기 목표 전압으로 설정하도록 하는 제어 메시지를 충전기(120)로 전송할 수 있다.
프로세서(130)는 배터리 팩들(150) 중 충전 대상 배터리 팩 각각을 순차적으로 충전함으로써 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 배터리 팩들(150) 중 제1 배터리 팩(150-1)에 대응되는 제1 릴레이(140-1)를 구동 시켜 충전기(120)를 통해 제1 배터리 팩(150-1)의 제1 충전을 수행할 수 있다. 제1 배터리 팩(150-1)의 전압은, 예를 들면, 배터리 팩들(150) 각각의 전압 중 가장 낮은 전압일 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 제1 릴레이(140-1)를 구동 시킨 후, 충전기(120)의 충전 전류를 제1 충전 전류로 설정하도록 충전기(120)를 제어할 수 있다. 제1 충전 전류는, 예를 들면, 30A(ampere)로 설정될 수 있다. 다만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 제1 충전 전류는 배터리 사양 및/또는 차량 사양에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
프로세서(130)는 충전기(120)의 충전 전류가 제1 충전 전류로 설정된 경우, 충전기(120)를 통해 제1 배터리 팩(150-1)의 제1 충전을 수행할 수 있다. 프로세서(130)는 상기 제1 충전을 수행하는 중, 전압 센서(110)를 통해 제1 배터리 팩(150-1)의 전압이 배터리 팩들(150) 중 제1 배터리 팩(150-1)의 전압보다 높은 전압을 갖는 제2 배터리 팩(150-2)의 전압에 도달하는지 모니터링할 수 있다.
제2 배터리 팩(150-2)의 전압은, 예를 들면, 배터리 팩들(150) 각각의 전압 중 두 번째로 낮은 전압일 수 있다. 프로세서(130)는 제1 배터리 팩(150-1)의 전압이 제2 배터리 팩(150-2)의 전압에 도달한 경우, 충전기(120)의 충전 전류를 제2 충전 전류로 설정하도록 충전기(120)를 제어할 수 있다. 제2 충전 전류는, 예를 들면, 0A로 설정될 수 있다. 다만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 제2 충전 전류는 다양하게 설정될 수 있다.
프로세서(130)는 충전기(120)의 충전 전류가 제2 충전 전류로 설정된 경우, 제2 배터리 팩(150-2)에 대응되는 제2 릴레이(140-2)를 구동 시킬 수 있다. 프로세서(130)는 제2 릴레이(140-2)를 구동 시킨 후, 충전기(120)의 충전 전류를 제3 충전 전류로 설정하도록 충전기(120)를 제어할 수 있다. 제3 충전 전류는, 예를 들면, 30A(ampere)로 설정될 수 있다. 다만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 제3 충전 전류는 배터리 사양 및/또는 차량 사양에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
프로세서(130)는 충전기(120)의 충전 전류가 제3 충전 전류로 설정된 경우, 충전기(120)를 통해 제1 배터리 팩(150-1)의 제1 충전 수행과 함께 제2 배터리 팩(150-2)의 제2 충전을 수행할 수 있다. 프로세서(130)는 상기와 같은 방식으로 배터리 팩들(150) 중 충전 대상 배터리 팩 각각을 순차적으로 충전함으로써 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 액티브 밸런싱을 수행하는 중 전압 센서(110)를 통해 배터리 팩들(150) 간의 전압 차이를 모니터링할 수 있다. 프로세서(130)는 배터리 팩들(150) 간의 전압 차이가 제2 지정된 수준 이하인 것으로 판단한 경우, 액티브 밸런싱을 종료할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 릴레이들(140)을 모두 열림 상태로 전환하여 충전 대상 배터리 팩의 충전을 종료함으로써 액티브 밸런싱을 종료할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 충전기(120)의 충전 전압을 OV로 설정하도록 충전기(120)를 제어하거나, 및/또는 충전기(120)의 충전 전류를 0A로 설정하도록 충전기(120)를 제어하여 충전 대상 배터리 팩의 충전을 종료함으로써 액티브 밸런싱을 종료할 수 있다.
릴레이들(140)은 고전압 연결을 차폐하는 기능을 수행하는 스위칭 소자일 수 있다. 릴레이들(140)은 n개(n은 3 이상의 자연수)의 배터리 팩들(예: 제1 배터리 팩(150-1) 내지 제n 배터리 팩(150-n) 각각에 대응되는 n개의 릴레이들(예: 제1 릴레이(140-1) 내지 제n 릴레이(140-n))을 포함할 수 있다. 도면 상에는 릴레이들(140)이 3개의 릴레이들(140-1, 140-2, 및 140-n)을 포함하는 것으로 개시하고 있으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 배터리 사양 및/또는 차량 사양에 따라 제1 릴레이(140-1), 제2 릴레이(140-2), 또는 제n 릴레이(140-n) 중 적어도 하나의 릴레이가 생략될 수도 있고, 4개 이상의 릴레이들을 포함할 수도 있다.
또한, 도면 상에는 릴레이들(140)이 배터리 팩들(150)과는 별도의 구성인 것으로 개시하고 있으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 릴레이들(140)은 각각에 대응되는 배터리 팩들(150)에 포함되는 구성일 수도 있다.
배터리 팩들(150)은 병렬로 연결되는 n개(n은 3 이상의 자연수)의 배터리 팩들(예: 제1 배터리 팩(150-1) 내지 제n 배터리 팩(150-n))을 포함할 수 있다. 도면 상에는 배터리 팩들(150)이 3개의 배터리 팩들(150-1, 150-2, 및 150-n)을 포함하는 것으로 개시하고 있으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 배터리 사양 및/또는 차량 사양에 따라 제1 배터리 팩(150-1), 제2 배터리 팩(150-2), 또는 제n 배터리 팩(150-n) 중 적어도 하나의 배터리 팩이 생략될 수도 있고, 4개 이상의 배터리 팩들을 포함할 수도 있다. 배터리 팩들(150) 각각은 다중 셀(cell)로 구성될 수 있다.
이하, 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치가 제1 액티브 밸런싱을 수행하는 조건에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 2에 도시된 실시 예는 일 실시 예일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 단계의 순서는 도 2에 도시된 바와 다를 수 있고, 도 2에 도시된 일부 단계들이 생략되거나 단계들 간의 순서가 변경되거나 단계들이 병합될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 단계 205 내지 215는 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치(예: 도 1의 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치(100))의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(130))에서 수행되는 것으로 이해될 수 있다.
도 2를 참조하면, 단계 205에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들(예: 도 1의 배터리 팩들(150)) 간의 제1 전압 차이를 모니터링할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 전압 센서(예: 도 1의 전압 센서(110))를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간의 제1 전압 차이를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 전압 센서를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압을 측정하고, 그 중 가장 낮은 전압과 가장 높은 전압의 차이를 제1 전압 차이로 결정할 수 있다.
단계 210에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 단계 205에서 모니터링한 제1 전압 차이가 제1 지정된 수준 이상인지 판단할 수 있다. 제1 지정된 수준은, 예를 들면, 10V(volt)로 설정될 수 있다. 다만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 다양한 실시 예에 따르면, 제1 지정된 수준은 배터리 사양 및/또는 차량 사양에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
단계 210에서 제1 전압 차이가 제1 지정된 수준 미만인 것으로 판단한 경우, 단계 205로 연결되어 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간의 제1 전압 차이를 모니터링할 수 있다.
단계 210에서 제1 전압 차이가 제1 지정된 수준 이상인 것으로 판단한 경우, 단계 215에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 전압을 균등화 시키는 제1 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기(예: 도 1의 충전기(120))를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 중 충전 대상 배터리 팩을 충전함으로써 제1 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전 대상 배터리 팩에 대응되는 릴레이를 구동 시켜 충전기를 통해 충전 대상 배터리 팩의 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전 대상 배터리 팩의 릴레이를 열림 상태에서 닫힘 상태로 전환시켜 충전기를 통해 충전 대상 배터리 팩의 충전을 수행할 수 있다.
차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 목표 전압을 설정하고, 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 중 충전 대상 배터리 팩의 전압이 상기 목표 전압에 도달할 때까지 충전 대상 배터리 팩을 충전함으로써 제1 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 중 하나의 배터리 팩의 전압을 목표 전압으로 설정하고, 나머지 배터리 팩을 충전 대상 배터리 팩으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 중 가장 높은 전압을 갖는 배터리 팩의 전압을 목표 전압으로 설정하고, 나머지 배터리 팩을 충전 대상 배터리 팩으로 설정할 수 있다.
차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 설정된 충전 대상 배터리 팩의 전압이 상기 목표 전압에 도달할 때까지 충전 대상 배터리 팩을 충전함으로써 제1 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전압 및/또는 충전 전류를 설정하도록 충전기를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전압을 상기 목표 전압으로 설정하도록 충전기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전압을 상기 목표 전압으로 설정하도록 하는 제어 메시지를 충전기로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 중 충전 대상 배터리 팩 각각을 순차적으로 충전함으로써 제1 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 충전 대상 배터리 팩 각각에 대한 순차적인 충전 수행에 대해서는 후술할 도 3을 통해 구체적으로 설명될 수 있다.
이하, 도 3을 참고하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치가 배터리 팩들을 순차적으로 충전함으로써 액티브 밸런싱을 수행하는 단계에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 3에 도시된 실시 예는 일 실시 예일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 단계의 순서는 도 3에 도시된 바와 다를 수 있고, 도 3에 도시된 일부 단계들이 생략되거나 단계들 간의 순서가 변경되거나 단계들이 병합될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 단계 305 내지 325는 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치(예: 도 1의 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치(100))의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(130))에서 수행되는 것으로 이해될 수 있다.
도 3을 참조하면, 단계 305에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제1 배터리 팩(예: 도 1의 제1 배터리 팩(150-1))의 제1 충전을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제1 배터리 팩에 대응되는 제1 릴레이(예: 도 1의 제1 릴레이(140-1))를 구동 시켜 제1 배터리 팩의 제1 충전을 수행할 수 있다. 제1 배터리 팩의 전압은, 예를 들면, 적어도 둘 이상의 배터리 팩들(예: 도 1의 배터리 팩들(150)) 각각의 전압 중 가장 낮은 전압일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제1 배터리 팩의 제1 릴레이를 열림 상태에서 닫힘 상태로 전환함으로써 제1 배터리 팩의 제1 충전을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제1 릴레이를 구동 시킨 후, 충전기(예: 도 1의 충전기(120))의 충전 전류를 제1 충전 전류로 설정하도록 충전기를 제어할 수 있다. 제1 충전 전류는, 예를 들면, 30A로 설정될 수 있다. 다만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 제1 충전 전류는 배터리 사양 및/또는 차량 사양에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
또한, 제1 충전 전류는 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치가 현재 수행하고 있는 액티브 밸런싱이 도 2에서 전술한 제1 액티브 밸런싱인지 도 3에서 후술할 제2 액티브 밸런싱인지에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전류가 제1 충전 전류로 설정된 경우, 충전기를 통해 제1 배터리 팩의 제1 충전을 수행할 수 있다.
차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 설정된 충전 전압(예: 도 2의 단계 215에서 전술한 목표 전압) 및 충전 전류에 기반한 충전 전력을 충전기를 통해 닫힘 상태인 제1 릴레이를 경유하여 제1 배터리 팩으로 전송할 수 있다. 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 상기 충전 전력을 제1 배터리 팩으로 전송함으로써 제1 배터리 팩의 제1 충전을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제1 배터리 팩의 전압이 설정된 목표 전압에 도달할 때까지 제1 배터리 팩의 제1 충전을 수행할 수 있다.
단계 310에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제1 배터리 팩의 전압을 모니터링할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 전압 센서(예: 도 1의 전압 센서(110))를 통해 제1 배터리 팩의 전압을 모니터링할 수 있다.
단계 315에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 단계 310에서 모니터링한 제1 배터리 팩의 전압이 제2 배터리 팩(예: 도 1의 제2 배터리 팩(150-2))의 전압에 도달하였는지 판단할 수 있다. 제2 배터리 팩의 전압은 제1 배터리 팩의 전압보다 높은 전압일 수 있다. 제2 배터리 팩의 전압은, 예를 들면, 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압 중 두 번째로 낮은 전압일 수 있다.
단계 315에서 제1 배터리 팩의 전압이 제2 배터리 팩의 전압에 도달하지 못한 것으로 판단한 경우, 단계 310으로 연결되어 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 전압 센서를 통해 제1 배터리 팩의 전압을 모니터링할 수 있다.
단계 315에서 제1 배터리 팩의 전압이 제2 배터리 팩의 전압에 도달한 것으로 판단한 경우, 단계 320에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기(예: 도 1의 충전기(120))의 충전 전류를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전류를 제2 충전 전류로 설정하도록 충전기를 제어할 수 있다.
충전기의 충전 전류가 제1 충전 전류(예: 30A)로 설정된 상태에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치가 제2 배터리 팩에 대응되는 제2 릴레이(예: 도 1의 제2 릴레이(140-2))를 열림 상태에서 닫힘 상태로 전환시킬 경우 돌입 전류가 발생할 수 있다. 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 상기 돌입 전류를 최소화하기 위해 충전기의 충전 전류를 제2 충전 전류로 설정하도록 충전기를 제어할 수 있다. 제2 충전 전류는, 예를 들면, 0A로 설정될 수 있다. 다만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 제2 충전 전류는 다양하게 설정될 수 있다.
단계 325에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제2 배터리 팩(예: 도 1의 제2 배터리 팩(150-2))의 제2 충전을 수행할 수 있다. 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제1 배터리 팩의 제1 충전 및 제2 배터리 팩의 제2 충전을 동시에 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제2 배터리 팩에 대응되는 제2 릴레이(예: 도 1의 제2 릴레이(140-2))를 열림 상태에서 닫힘 상태로 전환함으로써 제2 배터리 팩의 제2 충전을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제2 릴레이를 구동 시킨 후, 충전기(예: 도 1의 충전기(120))의 충전 전류를 제3 충전 전류로 설정하도록 충전기를 제어할 수 있다. 제3 충전 전류는, 예를 들면, 30A로 설정될 수 있다. 다만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 제3 충전 전류는 배터리 사양 및/또는 차량 사양에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
또한, 제3 충전 전류는 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치가 현재 수행하고 있는 액티브 밸런싱이 도 2에서 전술한 제1 액티브 밸런싱인지 도 3에서 후술할 제2 액티브 밸런싱인지에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전류가 제3 충전 전류로 설정된 경우, 충전기를 통해 제2 배터리 팩의 제2 충전을 수행할 수 있다.
차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 설정된 충전 전압(예: 도 2의 단계 215에서 전술한 목표 전압) 및 충전 전류에 기반한 충전 전력을 충전기를 통해 닫힘 상태인 제2 릴레이를 경유하여 제2 배터리 팩으로 전송할 수 있다.
차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 상기 충전 전력을 제2 배터리 팩으로 전송함으로써 제2 배터리 팩의 제2 충전을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제2 배터리 팩의 전압이 설정된 목표 전압에 도달할 때까지 제2 배터리 팩의 제2 충전을 수행할 수 있다.
도 3에서는 제1 배터리 팩 및 제2 배터리 팩이 충전 대상 배터리 팩인 것으로 개시하고 있으나, 이에 제한되거나 한정되지 않는다. 예를 들어, 적어도 둘 이상의 배터리 팩들이 n개(n은 3 이상의 자연수)의 배터리 팩들을 포함하는 경우, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 가장 높은 전압을 갖는 하나의 배터리 팩을 제외한 나머지 n-1개의 배터리 팩들을 충전 대상 배터리 팩인 것으로 설정할 수 있다.
구체적으로, 적어도 둘 이상의 배터리 팩들이 4개의 배터리 팩들을 포함하는 경우, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 상기 제1 충전 및 상기 제2 충전을 수행하는 중 전압 센서를 통해 제2 배터리 팩의 전압이 제2 배터리 팩의 전압보다 높은 전압을 갖는 제3 배터리 팩의 전압에 도달하는지 모니터링 할 수 있다.
제3 배터리 팩의 전압은, 예를 들면, 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압 중 세 번째로 낮은 전압일 수 있다. 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전류를 제2 충전 전류(예: 0A)로 설정하도록 충전기를 제어할 수 있다.
차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 상기 제1 충전 및 상기 제2 충전 수행과 함께 제3 배터리 팩에 대응되는 제3 릴레이를 구동 시켜 제3 배터리 팩의 제3 방전을 수행할 수 있다.
차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제3 릴레이를 구동 시킨 후, 충전기의 충전 전류를 제4 충전 전류(예: 30A)로 설정하도록 충전기를 제어할 수 있다. 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전류가 제4 충전 전류로 설정된 경우, 충전기를 통해 제3 배터리 팩의 제3 충전을 수행할 수 있다.
차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 상기와 같은 단계를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 중 충전 대상 배터리 팩 각각을 순차적으로 충전함으로써 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 이 경우 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 에너지 손실을 최소화하며 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다.
이하, 도 4를 참고하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치가 제1 액티브 밸런싱을 수행하는 중 제1 액티브 밸런싱을 종료하는 조건 및 제2 액티브 밸런싱을 수행하는 조건에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 4에 도시된 실시 예는 일 실시 예일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 단계의 순서는 도 4에 도시된 바와 다를 수 있고, 도 4에 도시된 일부 단계들이 생략되거나 단계들 간의 순서가 변경되거나 단계들이 병합될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 단계 405 내지 435는 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치(예: 도 1의 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치(100))의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(130))에서 수행되는 것으로 이해될 수 있다.
도 4를 참조하면, 단계 405에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 도 2를 통해 전술한 제1 액티브 밸런싱을 수행하는 중인지 판단할 수 있다.
단계 405에서 제1 액티브 밸런싱을 수행하는 중인 것으로 판단한 경우, 단계 410에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들(예: 도 1의 배터리 팩들(150)) 간의 제2 전압 차이를 모니터링할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 전압 센서(예: 도 1의 전압 센서(110))를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간의 제2 전압 차이를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 전압 센서를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압을 측정하고, 그 중 가장 낮은 전압과 가장 높은 전압의 차이를 제2 전압 차이로 결정할 수 있다.
단계 415에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 단계 410에서 모니터링한 제2 전압 차이가 제2 지정된 수준 이하인지 판단할 수 있다. 제2 지정된 수준은, 예를 들면, 1V로 설정될 수 있다. 다만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 다양한 실시 예에 따르면, 제2 지정된 수준은 배터리 사양 및/또는 차량 사양에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
단계 415에서 제2 전압 차이가 제2 지정된 수준을 초과하는 것으로 판단한 경우, 단계 410으로 연결되어 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간의 제2 전압 차이를 모니터링할 수 있다.
단계 415에서 제2 전압 차이가 제2 지정된 수준 이하인 것으로 판단한 경우, 단계 420에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 제1 액티브 밸런싱을 종료할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 릴레이들(예: 도 1의 릴레이들(140))을 모두 열림 상태로 전환하여 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 충전을 종료함으로써 제1 패시브 밸런싱을 종료할 수 있다.
또한, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기(예: 도 1의 충전기(120))의 충전 전압을 0V로 설정하도록 충전기를 제어하거나, 및/또는 충전기의 충전 전류를 0A로 설정하도록 충전기를 제어하여 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 충전을 종료함으로써 제1 액티브 밸런싱을 종료할 수 있다.
단계 425에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간의 제3 전압 차이를 모니터링할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 전압 센서를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간의 제3 전압 차이를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 전압 센서를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압을 측정하고, 그 중 가장 낮은 전압과 가장 높은 전압의 차이를 제3 전압 차이로 결정할 수 있다.
단계 430에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 단계 425에서 모니터링한 제3 전압 차이가 제3 지정된 수준 이상인지 판단할 수 있다. 제3 지정된 수준은 제1 액티브 밸런싱 종료 후 적어도 둘 이상의 배터리 팩들을 구성하는 셀의 분극 현상으로 인해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간에 발생하는 전압 차이일 수 있다. 제3 지정된 수준은, 예를 들면, 2V로 설정될 수 있다. 다만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 다양한 실시 예에 따르면, 제3 지정된 수준은 배터리 사양 및/또는 차량 사양에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
단계 430에서 제3 전압 차이가 제3 지정된 수준 이상인 것으로 판단한 경우, 단계 435에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 전압을 균등화 시키는 제2 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기(예: 도 1의 충전기(120))를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 중 충전 대상 배터리 팩을 충전함으로써 제2 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전 대상 배터리 팩에 대응되는 릴레이를 구동 시켜 충전기를 통해 충전 대상 배터리 팩의 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전 대상 배터리 팩에 대응되는 릴레이를 열림 상태에서 닫힘 상태로 전환시켜 충전기를 통해 충전 대상 배터리 팩의 충전을 수행할 수 있다.
차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 목표 전압을 설정하고, 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 중 충전 대상 배터리 팩의 전압이 상기 목표 전압에 도달할 때까지 충전 대상 배터리 팩을 충전함으로써 제2 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 중 하나의 배터리 팩의 전압을 목표 전압으로 설정하고, 나머지 배터리 팩을 충전 대상 배터리 팩으로 설정할 수 있다.
예를 들어, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 중 가장 높은 전압을 갖는 배터리 팩의 전압을 목표 전압으로 설정하고, 나머지 배터리 팩을 충전 대상 배터리 팩으로 설정할 수 있다. 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 설정된 충전 대상 배터리 팩의 전압이 상기 목표 전압에 도달할 때까지 충전 대상 배터리 팩을 충전함으로써 제2 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전압 및/또는 충전 전류를 설정하도록 충전기를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전압을 상기 목표 전압으로 설정하도록 충전기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전압을 상기 목표 전압으로 설정하도록 하는 제어 메시지를 충전기로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 중 충전 대상 배터리 팩 각각을 순차적으로 방전시킴으로써 제2 액티브 밸런싱을 수행할 수 있다. 충전 대상 배터리 팩 각각에 대한 순차적인 충전 수행에 대해서는 전술한 도 3을 통해 구체적으로 설명될 수 있다.
이하, 도 5를 참고하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치가 제2 액티브 밸런싱을 수행하는 중 배터리 팩들의 만충전을 수행하는 단계에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 5에 도시된 실시 예는 일 실시 예일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 단계의 순서는 도 5에 도시된 바와 다를 수 있고, 도 5에 도시된 일부 단계들이 생략되거나 단계들 간의 순서가 변경되거나 단계들이 병합될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 단계 505 내지 525는 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치(예: 도 1의 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치(100))의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(130))에서 수행되는 것으로 이해될 수 있다.
도 5를 참조하면, 단계 505에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 도 4를 통해 전술한 제2 액티브 밸런싱을 수행하는 중인지 판단할 수 있다.
단계 505에서 제2 액티브 밸런싱을 수행하는 중인 것으로 판단한 경우, 단계 510에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들(예: 도 1의 배터리 팩들(150)) 간의 제4 전압 차이를 모니터링할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 전압 센서(예: 도 1의 전압 센서(110))를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간의 제4 전압 차이를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 전압 센서를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압을 측정하고, 그 중 가장 낮은 전압과 가장 높은 전압의 차이를 제4 전압 차이로 결정할 수 있다.
단계 515에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 단계 510에서 모니터링한 제4 전압 차이가 제4 지정된 수준 이하인지 판단할 수 있다. 제4 지정된 수준은, 예를 들면, 1V로 설정될 수 있다. 다만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 다양한 실시 예에 따르면, 제4 지정된 수준은 배터리 사양 및/또는 차량 사양에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
단계 515에서 제4 전압 차이가 제4 지정된 수준을 초과하는 것으로 판단한 경우, 단계 510으로 연결되어 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간의 제4 전압 차이를 모니터링할 수 있다.
단계 515에서 제4 전압 차이가 제4 지정된 수준 이하인 것으로 판단한 경우, 단계 520에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 만충전(full-charging)을 수행할 수 있다. 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기(예: 도 1의 충전기(120))를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 만충전을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각에 대응되는 릴레이들을 구동 시켜 충전기를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 만충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각에 대응되는 릴레이들 중 열림 상태인 것을 닫힘 상태로 전환시켜 충전기를 통해 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 만충전을 수행할 수 있다.
차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 만충전 상태의 전압을 목표 전압으로 설정하고, 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 전압이 상기 목표 전압에 도달할 때까지 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 만충전을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 SOC(state of charge)를 측정함으로써 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 만충전 상태의 전압을 측정할 수 있다.
차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 상기 측정된 만충전 상태의 전압을 목표 전압으로 설정하고, 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 전압이 상기 목표 전압에 도달할 때까지 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 만충전을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전압 및/또는 충전 전류를 설정하도록 충전기를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전압을 상기 목표 전압으로 설정하도록 충전기를 제어할 수 있다.
단계 525에서, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 충전을 종료할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 릴레이들(예: 도 1의 릴레이들(140))을 모두 열림 상태로 전환함으로써 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 충전을 종료할 수 있다.
또한, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치는 충전기의 충전 전압을 0V로 설정하도록 충전기를 제어하거나, 및/또는 충전기의 충전 전류를 0A로 설정하도록 충전기를 제어하여 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 충전을 종료할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다. 도 6을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1100)는 도 1의 프로세서(130)에 대응할 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스 입력 장치(1400)는 사용자로부터 입력을 수신하기 위한 적어도 하나의 물리적인 인터페이스 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스 입력 장치(1400)는 임의의 입력 버튼, 터치 스크린 디스플레이, 또는 임의의 조작가능한 입력 수단 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스 출력 장치(1500)는 사용자에게 임의의 정보를 제공하기 위한 적어도 하나의 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스 출력 장치(1500)는 임의의 입력 버튼, 터치 스크린 디스플레이 또는 스피커 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
네트워크 인터페이스(1700)는 임의의 네트워크(예: 유선 또는 무선 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 컴퓨팅 시스템(1000) 사이의 통신을 제공하도록 설정될 수 있다. 네트워크 인터페이스(1700)는, 또한, 차량 내부의 구성요소들 사이의 통신을 제공하도록 설정될 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.
예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치에 있어서,
    제1 배터리 팩 및 제2 배터리 팩을 포함하는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들;
    제1 릴레이 및 제2 릴레이를 포함하는 적어도 둘 이상의 릴레이들;
    상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들을 충전하기 위한 충전기;
    상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압을 측정하기 위한 전압 센서; 및
    상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들, 상기 적어도 둘 이상의 릴레이들, 상기 충전기, 및 상기 전압 센서와 전기적으로 연결되는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 전압 센서를 통해 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제1 전압 차이가 제1 지정된 수준 이상이 되는지 모니터링하고,
    상기 제1 전압 차이가 상기 제1 지정된 수준 이상인 것에 기반하여, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 전압을 균등화 시키는 제1 액티브 밸런싱(active balancing)을 수행하고,
    상기 프로세서는, 상기 제1 액티브 밸런싱을,
    상기 제1 배터리 팩에 대응되는 상기 제1 릴레이를 구동 시켜 상기 충전기를 통해 상기 제1 배터리 팩의 제1 충전을 수행하고,
    상기 제1 충전을 수행하는 중, 상기 전압 센서를 통해 상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 제1 배터리 팩의 전압보다 높은 전압을 갖는 상기 제2 배터리 팩의 전압에 도달하는지 모니터링하고,
    상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 제2 배터리 팩의 전압에 도달한 것에 기반하여, 상기 제2 배터리 팩에 대응되는 상기 제2 릴레이를 구동 시켜 상기 충전기를 통해 상기 제2 배터리 팩의 제2 충전을 수행함으로써 수행하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 충전을,
    상기 제1 릴레이를 구동 시킨 후, 상기 충전기의 충전 전류를 제1 충전 전류로 설정하도록 상기 충전기를 제어하고,
    상기 충전 전류가 상기 제1 충전 전류로 설정된 것에 기반하여, 상기 충전기를 통해 상기 제1 배터리 팩의 충전을 수행함으로써 수행하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 제2 배터리 팩의 전압에 도달한 것에 기반하여, 상기 충전기의 상기 충전 전류를 제2 충전 전류로 설정하도록 상기 충전기를 제어하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제2 충전을,
    상기 충전 전류가 상기 제2 충전 전류로 설정된 것에 기반하여, 상기 제2 릴레이를 구동 시키고,
    상기 제2 릴레이를 구동 시킨 후, 상기 충전기의 상기 충전 전류를 제3 충전 전류로 설정하도록 상기 충전기를 제어하고,
    상기 충전 전류가 상기 제3 충전 전류로 설정된 것에 기반하여, 상기 충전기를 통해 상기 제2 배터리 팩의 충전을 수행함으로써 수행하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 배터리 팩의 전압은 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압 중 가장 낮은 전압이고,
    상기 제2 배터리 팩의 전압은 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압 중 두 번째로 낮은 전압인 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 각각의 전압 중 가장 높은 전압에 도달할 때까지 상기 제1 충전을 수행하고,
    상기 제2 배터리 팩의 전압이 상기 가장 높은 전압에 도달할 때까지 상기 제2 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 액티브 밸런싱을 수행하는 중, 상기 전압 센서를 통해 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제2 전압 차이가 제2 지정된 수준 이하가 되는지 모니터링하고,
    상기 제2 전압 차이가 상기 제2 지정된 수준 이하인 것에 기반하여, 상기 제1 액티브 밸런싱을 종료하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 액티브 밸런싱 종료 후, 상기 전압 센서를 통해 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제3 전압 차이가 제3 지정된 수준 이상이 되는지 모니터링 하고,
    상기 제3 전압 차이가 상기 제3 지정된 수준 이상인 것에 기반하여, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 전압을 균등화 시키는 제2 액티브 밸런싱을 수행하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 액티브 밸런싱을 수행하는 중, 상기 전압 센서를 통해 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제4 전압 차이가 제4 지정된 수준 이하가 되는지 모니터링 하고,
    상기 제4 전압 차이가 상기 제4 지정된 수준 이하인 것에 기반하여, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 만충전(full-charging)을 수행하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치.
  10. 제1 배터리 팩 및 제2 배터리 팩을 포함하는 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제1 전압 차이가 제1 지정된 수준 이상인 것에 기반하여, 상기 제1 배터리 팩에 대응되는 제1 릴레이를 구동 시켜 충전기를 통해 상기 제1 배터리 팩의 제1 충전을 수행하는 단계; 및
    상기 제1 충전을 수행하는 중, 상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 제1 배터리 팩의 전압보다 높은 전압을 갖는 상기 제2 배터리 팩의 전압에 도달한 것에 기반하여, 상기 제2 배터리 팩에 대응되는 제2 릴레이를 구동 시켜 상기 제2 배터리 팩의 제2 충전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 충전을 수행하는 단계는,
    상기 제1 릴레이를 구동 시킨 후, 상기 충전기의 충전 전류를 제1 충전 전류로 설정하도록 상기 충전기를 제어하는 단계; 및
    상기 충전 전류가 상기 제1 충전 전류로 설정된 것에 기반하여, 상기 충전기를 통해 상기 제1 배터리 팩의 충전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 배터리 팩의 전압이 상기 제2 배터리 팩의 전압에 도달한 것에 기반하여, 상기 충전기의 상기 충전 전류를 제2 충전 전류로 설정하도록 상기 충전기를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 충전을 수행하는 단계는,
    상기 충전 전류가 상기 제2 충전 전류로 설정된 것에 기반하여, 상기 제2 릴레이를 구동 시키는 단계;
    상기 제2 릴레이를 구동 시킨 후, 상기 충전기의 상기 충전 전류를 제3 충전 전류로 설정하도록 상기 충전기를 제어하는 단계; 및
    상기 충전 전류가 상기 제3 충전 전류로 설정된 것에 기반하여, 상기 충전기를 통해 상기 제2 배터리 팩의 충전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 액티브 밸런싱을 수행하는 중, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제2 전압 차이가 제2 지정된 수준 이하인 것에 기반하여, 상기 제1 액티브 밸런싱을 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 액티브 밸런싱 종료 후, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들 간 제3 전압 차이가 제3 지정된 수준 이상인 것에 기반하여, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩들의 전압을 균등화 시키는 제2 액티브 밸런싱을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치의 동작 방법.
KR1020220031673A 2022-03-14 2022-03-14 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치 및 그의 동작 방법 KR20230134371A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220031673A KR20230134371A (ko) 2022-03-14 2022-03-14 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치 및 그의 동작 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220031673A KR20230134371A (ko) 2022-03-14 2022-03-14 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치 및 그의 동작 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230134371A true KR20230134371A (ko) 2023-09-21

Family

ID=88189313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220031673A KR20230134371A (ko) 2022-03-14 2022-03-14 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치 및 그의 동작 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230134371A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117507920A (zh) * 2024-01-04 2024-02-06 质子汽车科技有限公司 充电系统及充电方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117507920A (zh) * 2024-01-04 2024-02-06 质子汽车科技有限公司 充电系统及充电方法
CN117507920B (zh) * 2024-01-04 2024-03-22 质子汽车科技有限公司 充电系统及充电方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102194842B1 (ko) 배터리의 내부 저항을 최적화하기 위한 배터리 관리 시스템 및 방법
EP1798839B1 (en) Battery management system and method
JP4858378B2 (ja) 多セル直列電池用のセル電圧監視装置
EP2341357B1 (en) Apparatus and method for monitoring voltages of cells of battery pack
KR101497602B1 (ko) 배터리 밸런싱 시스템 및 이를 이용한 배터리 밸런싱 방법
JP4237804B2 (ja) 組電池の保護装置及び電池パック装置
CN101005210B (zh) 充放电控制电路和充电型电源装置
EP2418751B1 (en) Battery charger and battery charging method
EP2365351B1 (en) Battery cell voltage measuring apparatus and method
US20100019724A1 (en) Battery system using secondary battery
EP2838152A1 (en) Discharging device for electricity storage device
KR101084828B1 (ko) 배터리팩의 충전제어방법
TWI484719B (zh) 電池充電器，電氣系統，以及可充電電池之充電方法
US10910847B2 (en) Active cell balancing in batteries using switch mode dividers
US8829854B2 (en) Secondary battery
US9935472B2 (en) Battery pack
JP2018125977A (ja) 電池モジュールの制御装置
KR20110021396A (ko) 이차 전지
KR20230134371A (ko) 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치 및 그의 동작 방법
KR20180035080A (ko) 배터리 셀 밸런싱 회로
KR102025287B1 (ko) 충전 제어 장치 및 방법
US20160156211A1 (en) Battery charging method and battery pack using the same
KR102255490B1 (ko) 배터리의 내부 저항을 최적화하기 위한 배터리 관리 시스템 및 방법
KR20230134655A (ko) 차량의 배터리 팩 밸런싱 장치 및 그의 동작 방법
KR20180130821A (ko) 멀티 셀 충전 시스템