KR20240023837A - Battery system for different types of batteries and controlling method thereof - Google Patents

Battery system for different types of batteries and controlling method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20240023837A
KR20240023837A KR1020220102033A KR20220102033A KR20240023837A KR 20240023837 A KR20240023837 A KR 20240023837A KR 1020220102033 A KR1020220102033 A KR 1020220102033A KR 20220102033 A KR20220102033 A KR 20220102033A KR 20240023837 A KR20240023837 A KR 20240023837A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
input
output terminal
switch
switching circuit
Prior art date
Application number
KR1020220102033A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조용민
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 KR1020220102033A priority Critical patent/KR20240023837A/en
Publication of KR20240023837A publication Critical patent/KR20240023837A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with provisions for charging different types of batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템은, 출력 및 용량이 서로 상이한 제1 배터리 및 제 2 배터리; 상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나를, 충방전을 위한 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 스위칭 회로; 및 동작 모드에 따라 사전 정의된 충방전 우선 순위, 및 상기 제1 및 제 2 배터리 중 적어도 하나에 대한 상태 정보를 기초로, 상기 스위칭 회로를 제어하는 배터리 관리 장치;를 포함할 수 있다.A battery system according to an embodiment of the present invention includes a first battery and a second battery having different outputs and capacities; a switching circuit that electrically connects one of the first and second batteries to an input/output terminal for charging and discharging; and a battery management device that controls the switching circuit based on a predefined charging/discharging priority according to the operation mode and status information for at least one of the first and second batteries.

Description

이종 배터리를 포함한 배터리 시스템 및 이의 제어 방법{BATTERY SYSTEM FOR DIFFERENT TYPES OF BATTERIES AND CONTROLLING METHOD THEREOF}Battery system including heterogeneous batteries and control method thereof {BATTERY SYSTEM FOR DIFFERENT TYPES OF BATTERIES AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 배터리 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 출력 및 용량이 서로 상이한 배터리들을 포함한 배터리 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것에 관한 것이다.The present invention relates to a battery system and a control method thereof, and more specifically, to a battery system including batteries with different outputs and capacities and a control method thereof.

이차 전지는 방전 이후에도 충전을 통해 재사용이 가능한 전지로, 휴대용 전화기, 태블릿 PC, 청소기 등 소형 디바이스의 에너지원으로 활용될 수 있으며, 개인 이동 수단(Personal Mobility), 자동차, 스마트 그리드용 ESS(Energy Storage System) 등의 중대형 에너지원으로서도 활용되고 있다. Secondary batteries are batteries that can be reused by charging even after discharge, and can be used as an energy source for small devices such as portable phones, tablet PCs, and vacuum cleaners. They can also be used as ESS (Energy Storage) for personal mobility, automobiles, and smart grids. It is also used as a medium-to-large energy source such as a system).

이차 전지는 시스템의 요구 조건에 따라 다수의 배터리 셀들이 직병렬로 연결된 배터리 모듈, 또는 배터리 모듈들이 직병렬로 연결된 배터리 팩 등의 어셈블리 형태로 사용된다. Secondary batteries are used in the form of an assembly such as a battery module in which multiple battery cells are connected in series or parallel, or a battery pack in which battery modules are connected in series or parallel, depending on the requirements of the system.

일반적으로, 배터리 어셈블리는 동일한 유형의 배터리 셀들로 구성되어 배터리 시스템에 적용된다. 이러한 형태의 배터리 어셈블리는, 부하 측의 다양한 출력 요구 조건에 효율적으로 대응하기 어려운 한계가 있다. 예를 들어, 가정용 공조 장치와 연계된 ESS의 경우, 초기 1초 이내에 10 내지 20 kW 수준의 출력이 요구되는데, 저출력 배터리 셀이 적용된 ESS는 이러한 초기 요구 조건에 효율적으로 대응하는데 한계가 있다. 이러한 초기 요구 조건에 대응하기 위하여 고출력 배터리 셀(예를 들어, 10C 이상의 출력이 가능한 배터리)을 적용하는 경우, ESS의 비용이 높아지며, 배터리 사이클 특성이 좋지 않아 장기간 운용이 어려워 질 수 있다. Generally, a battery assembly is composed of battery cells of the same type and applied to a battery system. This type of battery assembly has limitations that make it difficult to efficiently respond to various output requirements on the load side. For example, in the case of ESS linked to home air conditioning equipment, an output of 10 to 20 kW is required within the first second, but ESS with low-output battery cells has limitations in efficiently responding to these initial requirements. If high-output battery cells (for example, batteries capable of output of 10C or more) are applied to respond to these initial requirements, the cost of the ESS increases, and long-term operation may become difficult due to poor battery cycle characteristics.

이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 부하 측의 출력 요구 조건에 효율적으로 대응할 수 있고, 배터리 시스템의 운영 기간을 대폭 향상시킬 수 있으며, 안정적으로 운영이 가능한, 배터리 시스템 및 이의 제어 기술이 필요하다. In order to solve these problems of the prior art, a battery system and its control technology that can efficiently respond to the output requirements of the load, significantly improve the operation period of the battery system, and operate stably are needed. .

한국 공개특허 10-2018-0090673호Korean Patent Publication No. 10-2018-0090673

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 출력 및 용량이 서로 상이한 복수의 배터리들을 포함하는 배터리 시스템을 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a battery system including a plurality of batteries with different outputs and capacities.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 이러한 배터리 시스템의 제어 방법을 제공하는 데 있다.Another purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a control method for such a battery system.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 이러한 배터리 시스템의 동작을 제어하는 배터리 관리 장치를 제공하는 데 있다. Another purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a battery management device that controls the operation of such a battery system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템은, 출력 및 용량이 서로 상이한 제1 배터리 및 제 2 배터리; 상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나를, 충방전을 위한 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 스위칭 회로; 및 동작 모드에 따라 사전 정의된 충방전 우선 순위, 및 상기 제1 및 제 2 배터리 중 적어도 하나에 대한 상태 정보를 기초로, 상기 스위칭 회로를 제어하는 배터리 관리 장치;를 포함할 수 있다. A battery system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a first battery and a second battery having different outputs and capacities; a switching circuit that electrically connects one of the first and second batteries to an input/output terminal for charging and discharging; and a battery management device that controls the switching circuit based on a predefined charging/discharging priority according to the operation mode and status information for at least one of the first and second batteries.

여기에서, 상기 제1 배터리는, 상기 제2 배터리보다 출력이 높고 용량은 낮은 배터리로 구성될 수 있다. Here, the first battery may be configured as a battery with higher output and lower capacity than the second battery.

상기 배터리 시스템이 방전 모드로 동작하는 경우, 상기 배터리 관리 장치는, 상기 제1 배터리가 우선적으로 방전되어 부하 측으로 전력을 공급하고, 기정의된 고부하 조건이 해제되면, 상기 제1 배터리의 출력이 차단되고, 상기 제2 배터리가 방전되어 상기 부하 측으로 전력을 공급하도록, 상기 스위칭 회로를 제어할 수 있다. When the battery system operates in a discharge mode, the battery management device supplies power to the load by discharging the first battery preferentially, and when a predefined high load condition is released, the output of the first battery is blocked. And, the switching circuit can be controlled so that the second battery is discharged and supplies power to the load.

상기 배터리 시스템이 충전 모드로 동작하는 경우, 상기 배터리 관리 장치는, 상기 제2 배터리가 우선적으로 충전되고, 상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)가 기정의된 임계값 이상이 되면, 상기 제2 배터리의 충전이 중단되고, 상기 제1 배터리가 충전되도록, 상기 스위칭 회로를 제어할 수 있다. When the battery system operates in a charging mode, the battery management device charges the second battery preferentially, and when the state of charge (SOC) of the second battery is greater than a predefined threshold, the battery management device The switching circuit may be controlled so that charging of the battery is stopped and the first battery is charged.

상기 스위칭 회로는, 일단이 상기 제1 배터리에 연결되고, 타단이 상기 입출력 단자와 연결되며, 일단과 타단 사이에 제1 스위치가 배치된, 제1 스위칭 회로; 일단이 상기 제2 배터리에 연결되고, 타단이 상기 입출력 단자와 연결되며, 일단과 타단 사이에 제2 스위치가 배치된, 제2 스위칭 회로; 및 일단이 상기 제2 배터리와 연결되고, 타단이 상기 입출력 단자와 연결되며, 일단과 타단 사이에 프리 차지 저항과 제3 스위치가 직렬 연결되어 배치된, 프리 차지 회로;를 포함할 수 있다. The switching circuit includes: a first switching circuit, one end of which is connected to the first battery, the other end of which is connected to the input/output terminal, and a first switch disposed between one end and the other end; a second switching circuit, one end of which is connected to the second battery, the other end of which is connected to the input/output terminal, and a second switch disposed between one end and the other end; and a pre-charge circuit, one end of which is connected to the second battery, the other end of which is connected to the input/output terminal, and a pre-charge resistor and a third switch connected in series between one end and the other end.

여기에서, 상기 배터리 시스템이 방전 모드로 동작하는 경우, 상기 배터리 관리 장치는, 상기 제1 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제2 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 상기 제1 배터리가 우선적으로 방전되어 상기 제1 스위칭 회로를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록 할 수 있다. 이후, 기정의된 고부하 조건이 해제되면, 상기 배터리 관리 장치는, 상기 제3 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 2 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 상기 제1 배터리의 출력이 차단되고, 상기 제2 배터리가 상기 프리 차지 회로를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록 할 수 있다. 이후, 상기 프리 차지 회로를 통해 흐르는 전류가 기정의된 임계값 이하가 되면, 상기 배터리 관리 장치는, 상기 제2 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 상기 제2 배터리가 상기 제2 스위칭 회로를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록 할 수 있다. Here, when the battery system operates in a discharge mode, the battery management device controls the first switch to be in an ON state and the second and third switches to be in an OFF state, 1 The battery may be discharged preferentially to supply power to the load through the first switching circuit. Thereafter, when the predefined high load condition is released, the battery management device controls the third switch to be turned on and the first and second switches to be turned off, thereby turning the first battery on. The output may be blocked, and the second battery may supply power to the load through the pre-charge circuit. Thereafter, when the current flowing through the pre-charge circuit falls below a predefined threshold, the battery management device turns the second switch on and the first and third switches in the off state. By controlling, the second battery can supply power to the load through the second switching circuit.

상기 배터리 시스템이 충전 모드로 동작하는 경우, 상기 배터리 관리 장치는, 상기 제2 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 상기 제2 배터리가 상기 제2 스위칭 회로를 통해 우선적으로 충전되도록 할 수 있다. 이후, 상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)가 기정의된 임계 값 이상이 되면, 상기 배터리 관리 장치는, 상기 제3 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 2 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 상기 제2 배터리가 상기 프리 차지 회로를 통해 충전되도록 할 수 있다. 이후, 상기 입출력 단자에서 측정되는 외부 전압값과, 상기 제1 배터리의 전압 값의 차이가 기정의된 임계값 이하가 되면, 상기 배터리 관리 장치는, 상기 제1 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제2 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 상기 제2 배터리의 충전이 중단되고, 상기 제1 배터리가 상기 제1 스위칭 회로를 통해 충전되도록 할 수 있다.When the battery system operates in a charging mode, the battery management device controls the second switch to be ON and the first and third switches to be OFF, so that the second battery is It can be charged preferentially through the second switching circuit. Thereafter, when the state of charge (SOC) of the second battery exceeds a predefined threshold, the battery management device turns the third switch ON and turns off the first and second switches. ) state, the second battery can be charged through the pre-charge circuit. Thereafter, when the difference between the external voltage value measured at the input/output terminal and the voltage value of the first battery becomes less than a predefined threshold, the battery management device turns the first switch to the ON state, By controlling the second and third switches to the OFF state, charging of the second battery can be stopped and the first battery can be charged through the first switching circuit.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템의 제어 방법은, 출력 및 용량이 서로 상이한 제1 배터리 및 제 2 배터리; 및 상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나를, 충방전을 위한 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 스위칭 회로;를 포함하는 배터리 시스템의 제어 방법으로서, 동작 모드에 따라 사전 정의된 충방전 우선 순위에 기초하여, 상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계; 상기 입출력 단자와 연결된 배터리의 상태 정보를 수집하는 단계; 및 상기 수집된 상태 정보에 기초하여, 상기 입출력 단자와 연결되는 배터리가 전환되도록 상기 스위칭 장치를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다. A method of controlling a battery system according to an embodiment of the present invention for achieving the above other object includes a first battery and a second battery having different outputs and capacities; and a switching circuit that electrically connects one of the first and second batteries to an input/output terminal for charging and discharging, based on a predefined charging and discharging priority according to the operation mode. Thus, electrically connecting one of the first and second batteries to the input/output terminal; collecting status information of a battery connected to the input/output terminal; and controlling the switching device to switch the battery connected to the input/output terminal based on the collected state information.

여기에서, 상기 제1 배터리는, 상기 제2 배터리보다 출력이 높고 용량은 낮은 배터리로 구성될 수 있다. Here, the first battery may be configured as a battery with higher output and lower capacity than the second battery.

상기 배터리 시스템이 방전 모드로 동작하는 경우, 상기 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계는, 상기 제1 배터리가 우선적으로 방전되어 부하 측으로 전력을 공급하도록, 상기 제1 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계;를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 스위칭 장치를 제어하는 단계는, 상기 제1 배터리의 출력 상태 정보를 기초로 기정의된 고부하 조건이 해제되었는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 고부하 조건이 해제되면, 상기 제1 배터리의 출력이 차단되고, 상기 제2 배터리가 방전되어 상기 부하 측으로 전력을 공급하도록, 상기 제2 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계;를 포함할 수 있다. When the battery system operates in a discharge mode, the step of electrically connecting the one battery to the input/output terminal includes discharging the first battery preferentially to supply power to the load. It may include a step of electrically connecting to the input/output terminal. At this time, controlling the switching device may include determining whether a predefined high load condition has been released based on output state information of the first battery; and electrically connecting the second battery to the input/output terminal so that when the high load condition is released, the output of the first battery is blocked and the second battery is discharged to supply power to the load. can do.

상기 배터리 시스템이 충전 모드로 동작하는 경우, 상기 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계는, 상기 제2 배터리가 우선적으로 충전되도록, 상기 제2 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계;를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 스위칭 장치를 제어하는 단계는, 상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)를 기정의된 임계값과 비교하는 단계; 및 상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)가 기정의된 임계값 이상이 되면, 상기 제2 배터리의 충전이 중단되고, 상기 제1 배터리가 충전되도록, 상기 제1 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계;를 포함할 수 있다. When the battery system operates in a charging mode, the step of electrically connecting the one battery to the input/output terminal includes electrically connecting the second battery to the input/output terminal so that the second battery is charged preferentially. It may include; At this time, controlling the switching device includes comparing the state of charge (SOC) of the second battery with a predefined threshold; And when the state of charge (SOC) of the second battery exceeds a predefined threshold, charging of the second battery is stopped, and the first battery is electrically connected to the input/output terminal so that the first battery is charged. It may include a connecting step.

상기 스위칭 회로는, 일단이 상기 제1 배터리에 연결되고, 타단이 상기 입출력 단자와 연결되며, 일단과 타단 사이에 제1 스위치가 배치된, 제1 스위칭 회로; 일단이 상기 제2 배터리에 연결되고, 타단이 상기 입출력 단자와 연결되며, 일단과 타단 사이에 제2 스위치가 배치된, 제2 스위칭 회로; 및 일단이 상기 제2 배터리와 연결되고, 타단이 상기 입출력 단자와 연결되며, 일단과 타단 사이에 프리 차지 저항과 제3 스위치가 직렬 연결되어 배치된, 프리 차지 회로;를 포함할수 있다. The switching circuit includes: a first switching circuit, one end of which is connected to the first battery, the other end of which is connected to the input/output terminal, and a first switch disposed between one end and the other end; a second switching circuit, one end of which is connected to the second battery, the other end of which is connected to the input/output terminal, and a second switch disposed between one end and the other end; and a pre-charge circuit, one end of which is connected to the second battery, the other end of which is connected to the input/output terminal, and a pre-charge resistor and a third switch connected in series between one end and the other end.

여기에서, 상기 배터리 시스템이 방전 모드로 동작하는 경우, 상기 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계는, 상기 제1 배터리가 우선적으로 방전되어 상기 제1 스위칭 회로를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록, 상기 제1 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제2 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하는 단계;를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 스위칭 장치를 제어하는 단계는, 상기 제1 배터리의 출력 상태 정보를 기초로 기정의된 고부하 조건이 해제되었는지 여부를 판단하는 단계; 상기 고부하 조건이 해제되면, 상기 제1 배터리의 출력이 차단되고, 상기 제2 배터리가 상기 프리 차지 회로를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록, 상기 제3 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 2 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하는 단계; 및 상기 프리 차지 회로를 통해 흐르는 전류가 기정의된 임계값 이하가 되면, 상기 제2 배터리가 상기 제2 스위칭 회로를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록, 상기 제2 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하는 단계;를 포함할 수 있다. Here, when the battery system operates in a discharge mode, the step of electrically connecting the one battery to the input/output terminal means that the first battery is preferentially discharged and the power is supplied to the load through the first switching circuit. It may include controlling the first switch to be in an ON state and the second and third switches to be in an OFF state to supply . At this time, controlling the switching device may include determining whether a predefined high load condition has been released based on output state information of the first battery; When the high load condition is released, the output of the first battery is blocked, the third switch is turned on so that the second battery supplies power to the load through the pre-charge circuit, and the first battery is turned on. and 2 controlling the switch to the OFF state; and when the current flowing through the pre-charge circuit is below a predefined threshold, turning the second switch on so that the second battery supplies power to the load through the second switching circuit. It may include controlling the first and third switches to an OFF state.

상기 배터리 시스템이 충전 모드로 동작하는 경우, 상기 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계는, 상기 제2 배터리가 상기 제2 스위칭 회로를 통해 우선적으로 충전되도록, 상기 제2 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하는 단계;를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 스위칭 장치를 제어하는 단계는, 상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)를 기정의된 임계값과 비교하는 단계; 상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)가 기정의된 임계 값 이상이 되면, 상기 제2 배터리가 상기 프리 차지 회로를 통해 충전되도록, 상기 제3 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 2 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하는 단계; 및 상기 입출력 단자에서 측정되는 외부 전압값과, 상기 제1 배터리의 전압 값의 차이가 기정의된 임계값 이하가 되면, 상기 제1 배터리가 상기 제1 스위칭 회로를 통해 충전되도록, 상기 제1 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제2 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하는 단계;를 포함할 수 있다. When the battery system operates in a charging mode, the step of electrically connecting the one battery to the input/output terminal includes turning the second switch so that the second battery is preferentially charged through the second switching circuit. It may include controlling the first and third switches to be in an ON state and the first and third switches to be in an OFF state. At this time, controlling the switching device includes comparing the state of charge (SOC) of the second battery with a predefined threshold; When the state of charge (SOC) of the second battery is greater than or equal to a predefined threshold, the third switch is turned on so that the second battery is charged through the precharge circuit, and the first and 2 Controlling the switch to OFF state; and when the difference between the external voltage value measured at the input/output terminal and the voltage value of the first battery is less than or equal to a predefined threshold, the first switch is configured to charge the first battery through the first switching circuit. It may include controlling the second and third switches to the ON state and the second and third switches to the OFF state.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는, 출력 및 용량이 서로 상이한 제1 배터리 및 제 2 배터리; 및 상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나를, 충방전을 위한 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 스위칭 회로;를 포함하는 배터리 시스템 내에 위치하는, 배터리 관리 장치로서, 적어도 하나의 프로세서; 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함할 수 있다. A battery management device according to an embodiment of the present invention for achieving the above still other object includes a first battery and a second battery having different outputs and capacities; and a switching circuit electrically connecting any one of the first and second batteries to an input/output terminal for charging and discharging. A battery management device located in a battery system including: at least one processor; It may include a memory that stores at least one instruction executed through the at least one processor.

여기에서, 상기 적어도 하나의 명령은, 동작 모드에 따라 사전 정의된 충방전 우선 순위에 기초하여, 상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 명령; 상기 입출력 단자와 연결된 배터리의 상태 정보를 수집하는 명령; 및 상기 수집된 상태 정보에 기초하여, 상기 입출력 단자와 연결되는 배터리가 전환되도록 상기 스위칭 장치를 제어하는 명령;을 포함할 수 있다.Here, the at least one command includes: a command to electrically connect one of the first and second batteries to the input/output terminal based on a predefined charge/discharge priority according to an operation mode; A command to collect status information of a battery connected to the input/output terminal; and a command for controlling the switching device to switch the battery connected to the input/output terminal based on the collected state information.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 부하의 출력 요구 조건에 효율적인 대응이 가능하며, 배터리 시스템의 운용 기간을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, it is possible to efficiently respond to the output requirements of the load and improve the operating period of the battery system.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방전 모드로 동작하는 배터리 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 충전 제어 모드로 동작하는 배터리 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 회로를 포함한 배터리 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방전 모드로 동작하는 배터리 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 제어 모드로 동작하는 배터리 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 블록 구성도이다.
1 is a block diagram for explaining a battery system according to the present invention.
Figure 2 is an operation flowchart of a method for controlling a battery system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an operation flowchart of a method for controlling a battery system operating in a discharge mode according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an operation flowchart of a control method of a battery system operating in a charging control mode according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a block diagram for explaining a battery system including a switching circuit according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an operation flowchart of a method for controlling a battery system operating in a discharge mode according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is an operation flowchart of a method for controlling a battery system operating in a charging control mode according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 is a block diagram of a battery management device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms such as first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention. The term “and/or” includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다. Some terms used in this specification are defined as follows.

배터리 셀은 전력을 저장하는 역할을 수행하는 최소 단위이며, 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀들이 전기적으로 연결된 집합체를 의미한다.A battery cell is the smallest unit that stores power, and a battery module refers to an assembly of multiple battery cells electrically connected.

배터리 팩 또는 배터리 랙은, 배터리 제조사에서 설정한 모듈 단위를 전기적으로 연결하여 BMS를 통해 모니터링과 제어가 가능한 최소 단일 구조의 시스템을 의미하며, 여러 개의 배터리 모듈과 1개의 BPU 또는 보호장치를 포함하여 구성될 수 있다.A battery pack or battery rack refers to a system with a minimal single structure that electrically connects module units set by the battery manufacturer and can be monitored and controlled through a BMS, including multiple battery modules and one BPU or protection device. It can be configured.

배터리 뱅크(Bank)는, 복수의 배터리 랙들을 병렬 연결하여 구성되는 큰 규모의 배터리 랙 시스템의 집합 군을 의미할 수 있다. 배터리 뱅크 단위의 BMS를 통해 배터리 랙 단위의 랙 BMS(RBMS)에 대한 모니터링과 제어를 수행할 수 있다.A battery bank may refer to a large-scale battery rack system set by connecting a plurality of battery racks in parallel. Monitoring and control of the rack BMS (RBMS) at the battery rack level can be performed through the BMS at the battery bank level.

배터리 어셈블리는, 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성되며, 특정 시스템 또는 장치에 적용되어 전력 공급원으로 기능하는 집합체를 의미한다. 여기서, 배터리 어셈블리는 배터리 모듈, 배터리 팩, 배터리 랙 또는 배터리 뱅크 등을 의미할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이들 개체에 한정되는 것은 아니다.A battery assembly refers to an assembly that includes a plurality of electrically connected battery cells and is applied to a specific system or device to function as a power source. Here, the battery assembly may mean a battery module, battery pack, battery rack, or battery bank, but the scope of the present invention is not limited to these entities.

SOC(State of Charge; 충전율)는 배터리의 현재 충전된 상태를 비율[%]로 표현한 것이고, SOH(State of Health; 잔존율)은 배터리의 현재 잔존 상태를 비율[%]로 표현한 것이다.SOC (State of Charge; Charging Rate) expresses the current charged state of the battery as a percentage [%], and SOH (State of Health; Remaining Rate) expresses the current remaining state of the battery as a percentage [%].

정격 용량(Nominal Capacity; Nominal Capa.)는 배터리 제조사에서 개발 시 설정한 배터리의 설정 용량을 의미할 수 있다. Nominal Capacity (Nominal Capa.) may refer to the battery capacity set by the battery manufacturer during development.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.1 is a block diagram for explaining a battery system according to the present invention.

도 1을 참조하면, 배터리 시스템은, 제1 배터리(100), 제2 배터리(200), 스위칭 회로(300) 및 배터리 관리 장치(400)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the battery system may include a first battery 100, a second battery 200, a switching circuit 300, and a battery management device 400.

본 발명에서, 제1 배터리(100) 및 제2 배터리(200)는, 출력 및 용량이 서로 상이한 배터리로 구성될 수 있다. 여기에서, 제1 배터리(100)는, 제2 배터리(200) 보다 출력이 높고 용량은 낮은 배터리로 구성될 수 있다. 즉, 제1 배터리(100)는 상대적으로 고출력, 저용량의 배터리이고, 제2 배터리(200)는 상대적으로 저출력, 고용량의 배터리에 해당할 수 있다. In the present invention, the first battery 100 and the second battery 200 may be composed of batteries with different outputs and capacities. Here, the first battery 100 may be configured as a battery with higher output and lower capacity than the second battery 200. That is, the first battery 100 may be a relatively high-output, low-capacity battery, and the second battery 200 may be a relatively low-output, high-capacity battery.

예를 들어, 제1 배터리(100)는 10C 이상의 출력 성능을 나타내고 2kWh의 정격 용량을 갖는 배터리로, 제2 배터리(200)는 1C 이하의 출력 성능을 나타내고 8kWh의 정격 용량을 갖는 배터리로 구성될 수 있다. 한편, 이러한 예시는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 권리범위는 이러한 예시에 제한되지 않는 것으로 해석되어야 한다. For example, the first battery 100 may be a battery that exhibits an output performance of 10C or more and has a rated capacity of 2kWh, and the second battery 200 may be a battery that exhibits an output performance of 1C or less and has a rated capacity of 8kWh. You can. Meanwhile, these examples are for a clear understanding of the present invention, and the scope of rights of the present invention should be construed as not limited to these examples.

본 발명에서, 제1 배터리(100) 및 제2 배터리(200) 각각은, 배터리 셀 단위를 지칭할 수 있으며, 또는 배터리 어셈블리 단위를 지칭할 수도 있다. 예를 들어, 제1 배터리(100)는 제1 타입(고출력, 저용량)의 배터리 셀을, 제2 배터리(100)는 제2 타입(저출력, 고용량)의 배터리 셀을 의미할 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 배터리(100)는 복수의 배터리 셀로 구성된 제1 타입(고출력, 저용량)의 배터리 모듈(또는 팩)을, 제2 배터리(100)는 복수의 배터리 셀로 구성된 제2 타입(저출력, 고용량)의 배터리 모듈(또는 팩)을 의미할 수 있다.In the present invention, the first battery 100 and the second battery 200 may each refer to a battery cell unit or a battery assembly unit. For example, the first battery 100 may refer to a first type (high output, low capacity) battery cell, and the second battery 100 may refer to a second type (low output, high capacity) battery cell. For another example, the first battery 100 is a first type (high output, low capacity) battery module (or pack) composed of a plurality of battery cells, and the second battery 100 is a second type (or pack) composed of a plurality of battery cells. It may refer to a low-output, high-capacity battery module (or pack).

스위칭 회로(300)는, 제1 및 제2 배터리(100, 200) 중 어느 하나를, 충방전을 위한 입출력 단자(T)와 전기적으로 연결하는 장치이다. 여기에서, 스위칭 회로(300)는, 제1 및 제2 배터리(100, 200) 중 어느 하나를 입출력 단자(T)와 전기적으로 연결하기 위한 복수의 스위치를 포함하여 구성될 수 있다. The switching circuit 300 is a device that electrically connects one of the first and second batteries 100 and 200 to an input/output terminal (T) for charging and discharging. Here, the switching circuit 300 may be configured to include a plurality of switches for electrically connecting any one of the first and second batteries 100 and 200 to the input/output terminal (T).

입출력 단자(T)는, 배터리 시스템이 방전 모드인 경우, 배터리로부터 방전되는 전력을 부하 측으로 전달하고, 배터리 시스템이 충전 모드인 경우, 외부 전원으로부터 전달되는 전력을 배터리 측으로 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 입출력 단자(T)의 일측은, 도 2에 도시된 바와 같이 스위칭 회로(300)와 연결되고, 입출력 단자(T)의 타측은, 인버터(미도시)와 연결될 수 있다. 여기에서, 입출력 단자(T)는, 배터리 시스템이 방전 모드인 경우, 배터리로부터 방전되는 전력을 인버터로 전달하고, 배터리 시스템이 충전 모드인 경우, 인버터로부터 입력되는 전력을 배터리 측으로 전달할 수 있다. The input/output terminal T may be configured to transfer power discharged from the battery to the load when the battery system is in a discharge mode, and to transfer power delivered from an external power source to the battery when the battery system is in a charge mode. For example, one side of the input/output terminal (T) may be connected to the switching circuit 300 as shown in FIG. 2, and the other side of the input/output terminal (T) may be connected to an inverter (not shown). Here, the input/output terminal (T) can transmit power discharged from the battery to the inverter when the battery system is in a discharge mode, and can transmit power input from the inverter to the battery when the battery system is in a charge mode.

배터리 관리 장치(400)는, 스위칭 회로(400)를 제어하는 장치이다. 여기에서, 배터리 관리 장치(200)는, 배터리 시스템 내부에 위치한 BMS에 해당하거나, BMS에 포함되어 구현될 수 있다.The battery management device 400 is a device that controls the switching circuit 400. Here, the battery management device 200 may correspond to a BMS located inside the battery system or may be implemented by being included in the BMS.

배터리 관리 장치(400)는, 동작 모드에 따라 사전 정의된 충방전 우선 순위, 및 상기 제1 및 제 2 배터리(100, 200) 중 적어도 하나에 대한 상태 정보를 기초로 스위칭 회로(300)를 제어할 수 있다. 여기에서, 배터리 관리 장치(400)는 제1 및 제 2 배터리(100, 200)의 상태 정보(예를 들어, 전압, 전류 등)를 수집하기 위한 적어도 하나의 센서와 연결될 수 있으며, 수집된 센싱 값을 이용해 특정 상태 정보(예를 들어, SOC 등)를 산출할 수 있다. The battery management device 400 controls the switching circuit 300 based on a predefined charging/discharging priority according to the operation mode and status information for at least one of the first and second batteries 100 and 200. can do. Here, the battery management device 400 may be connected to at least one sensor for collecting status information (e.g., voltage, current, etc.) of the first and second batteries 100 and 200, and the collected sensing The value can be used to calculate specific state information (for example, SOC, etc.).

본 발명의 실시예에 따르면, 배터리 시스템이 방전 모드로 동작하는 경우, 고출력, 저용량의 배터리인 제1 배터리(100)가 우선적으로 방전되고, 기정의된 조건을 만족하는 상태가 되면, 제1 배터리(100)가 차단되고, 저출력, 고용량의 배터리인 제2 배터리(200)가 방전되도록 설정될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배터리 시스템이 충전 모드로 동작하는 경우, 저출력, 고용량의 배터리인 제2 배터리(200)가 우선적으로 충전되고, 기정의된 조건을 만족하는 상태가 되면, 제2 배터리(100)의 충전이 차단되고, 고출력, 저용량의 배터리인 제1 배터리(100)가 충전되도록 설정될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, when the battery system operates in a discharge mode, the first battery 100, which is a high-output, low-capacity battery, is discharged preferentially, and when a predefined condition is satisfied, the first battery 100 is discharged preferentially. 100 may be set to be cut off and the second battery 200, a low-output, high-capacity battery, to be discharged. According to another embodiment of the present invention, when the battery system operates in a charging mode, the second battery 200, which is a low-output, high-capacity battery, is charged preferentially, and when a predefined condition is satisfied, the second battery 200 is charged first. Charging of the battery 100 may be blocked, and the first battery 100, which is a high-output, low-capacity battery, may be set to be charged.

이하에서는, 도 2 내지 7을 참조하여, 본 발명에 따른 배터리 시스템의 제어 방법 및 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 2 to 7, the control method of the battery system according to the present invention and various embodiments of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.Figure 2 is an operation flowchart of a method for controlling a battery system according to an embodiment of the present invention.

배터리 관리 장치(400)는, 배터리 시스템의 동작 모드(방전 모드 또는 충전 모드)를 확인한다(S210). The battery management device 400 checks the operation mode (discharge mode or charge mode) of the battery system (S210).

배터리 관리 장치(400)는, 동작 모드 각각에 대해 사전 정의된 충방전 우선 순위에 따라, 제1 및 제2 배터리(100, 200) 중 우선 순위에 있는 배터리를 입출력 단자(T)와 연결한다(S220). 예를 들어, 방전 모드에서는 고출력, 저용량인 제1 배터리(100)가 1순위로 정의되고, 충전 모드에서는 저출력, 고용량인 제2 배터리(200)가 1 순위로 정의될 수 있다. The battery management device 400 connects the battery with priority among the first and second batteries 100 and 200 to the input/output terminal T according to a predefined charging/discharging priority for each operation mode ( S220). For example, in discharging mode, the first battery 100 with high output and low capacity may be defined as first priority, and in charging mode, the second battery 200 with low output and high capacity may be defined as first priority.

배터리 관리 장치(400)는, 입출력 단자(T)와 연결된 배터리에 대한 상태 정보를 수집한다(S230). 여기에서, 상태 정보는 배터리 전환 조건과 연관된 상태 정보에 해당할 수 있다. The battery management device 400 collects status information about the battery connected to the input/output terminal (T) (S230). Here, the status information may correspond to status information related to battery switching conditions.

배터리 관리 장치(400)는, 수집된 상태 정보에 기초하여, 기정의된 배터리 전환 조건의 만족 여부를 체크한다(S240). 예를 들어, 방전 모드인 경우, 배터리 전환 조건은, 제1 배터리(100)의 출력 전력이 기정의된 임계값(예를 들어, 10kW) 이하인 상태(즉, 고부하 조건이 해제된 상태)로 정의될 수 있다. 여기에서, 배터리 관리 장치(400)는, 제1 배터리(100)의 출력 전력을 기정의된 단위 시간마다 모니터링하여, 배터리 전환 조건이 만족되는 상태인지 체크할 수 있다. The battery management device 400 checks whether predefined battery switching conditions are satisfied based on the collected state information (S240). For example, in the case of discharge mode, the battery switching condition is defined as a state in which the output power of the first battery 100 is less than or equal to a predefined threshold (e.g., 10 kW) (i.e., the high load condition is released). It can be. Here, the battery management device 400 may monitor the output power of the first battery 100 every predefined unit time to check whether the battery switching condition is satisfied.

기정의된 배터리 전환 조건을 만족하는 상태가 되면, 배터리 관리 장치(400)는, 입출력 단자(T)와 연결된 배터리의 연결이 해제되고, 다른 배터리가 입출력 단자(T)와 연결되도록, 스위칭 회로(300)를 제어한다(S250). 상기 예에서, 제1 배터리(100)의 출력 전력이 10kW 이하인 상태가 되어 고부하 조건이 해제되면, 배터리 관리 장치(400)는, 스위칭 회로(300)를 제어하여, 제1 배터리(100)와 입출력 단자(T)의 연결을 해제하고, 제2 배터리(200)를 입출력 단자(T)와 연결할 수 있다. When the predefined battery switching condition is satisfied, the battery management device 400 switches the switching circuit ( 300) is controlled (S250). In the above example, when the output power of the first battery 100 is 10kW or less and the high load condition is released, the battery management device 400 controls the switching circuit 300 to connect the first battery 100 and the input/output The terminal (T) can be disconnected, and the second battery 200 can be connected to the input/output terminal (T).

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방전 모드로 동작하는 배터리 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.Figure 3 is an operation flowchart of a method for controlling a battery system operating in a discharge mode according to an embodiment of the present invention.

배터리 시스템이 방전 모드로 동작하는 경우, 배터리 관리 장치(400)는, 고출력, 저용량인 제1 배터리(100)가 우선적으로 방전되어 부하 측으로 전력을 공급하도록, 제1 배터리(100)를 입출력 단자(T)와 연결한다(S310). When the battery system operates in a discharge mode, the battery management device 400 connects the first battery 100 to the input/output terminal ( T) (S310).

이후, 배터리 관리 장치(400)는, 제1 배터리(100)에 대한 상태 정보를 수집한다. 여기에서, 배터리 관리 장치(400)는, 제1 배터리(100)의 전류, 전압, 출력 전력 중 적어도 하나에 대한 상태 정보를 수집할 수 있다. Afterwards, the battery management device 400 collects status information about the first battery 100 . Here, the battery management device 400 may collect status information about at least one of current, voltage, and output power of the first battery 100.

이후, 배터리 관리 장치(400)는, 수집된 상태 정보에 기초하여, 기정의된 고부하 조건이 해제되는지 여부를 체크할 수 있다(S320). 여기에서, 고부하 조건은, 제1 배터리(100)의 출력 전력 값(P_bat1)이 기정의된 임계값(P_s)을 초과한 상태로 정의될 수 있다. Thereafter, the battery management device 400 may check whether the predefined high load condition is released based on the collected state information (S320). Here, the high load condition may be defined as a state in which the output power value (P_bat1) of the first battery 100 exceeds the predefined threshold value (P_s).

기정의된 고부하 조건이 해제(P_bat1 ≤ P_s)되면, 배터리 관리 장치(400)는, 제1 배터리(100)의 출력이 차단되고, 저출력, 고용량인 제2 배터리(200)가 방전되어 부하 측으로 전력을 공급하도록, 스위칭 회로(300)를 제어하여 입출력 단자(T)와 연결되는 배터리를 제2 배터리(200)로 전환한다(S330). When the predefined high load condition is released (P_bat1 ≤ P_s), the battery management device 400 blocks the output of the first battery 100, discharges the low-output, high-capacity second battery 200, and supplies power to the load. The switching circuit 300 is controlled to supply the battery connected to the input/output terminal (T) to the second battery 200 (S330).

상기 실시예에 따르면, 사이클 특성이 상대적으로 좋지 않은 고출력, 저용량 배터리는 고출력이 요구되는 방전 초기에 동작되고, 이후 안정적인 출력이 요구되는 상황에서는 저출력, 고용량 배터리가 동작됨으로써, 부하의 요구 출력에 효율적인 대응이 가능하며, 배터리 시스템의 운용 기간을 향상시킬 수 있다. According to the above embodiment, a high-output, low-capacity battery with relatively poor cycle characteristics is operated at the beginning of discharging when high output is required, and then, in situations where stable output is required, the low-output, high-capacity battery is operated, thereby making it more efficient to meet the required output of the load. Response is possible and the operating period of the battery system can be improved.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 충전 제어 모드로 동작하는 배터리 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.Figure 4 is an operation flowchart of a control method of a battery system operating in a charging control mode according to an embodiment of the present invention.

배터리 시스템이 충전 모드로 동작하는 경우, 배터리 관리 장치(400)는, 저출력, 고용량인 제2 배터리(200)가 우선적으로 충전되도록, 제2 배터리(200)를 입출력 단자(T)와 연결한다(S410). When the battery system operates in charging mode, the battery management device 400 connects the second battery 200 to the input/output terminal (T) so that the low-output, high-capacity second battery 200 is charged preferentially ( S410).

이후, 배터리 관리 장치(400)는, 제2 배터리(200)에 대한 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보에 기초하여, 제2 배터리(200)의 충전 상태(SOC)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(400)는, 제2 배터리(200)의 개방 전압값(OCV)을 수집하고, 개방 전압값(OCV)을 기초로 제2 배터리(200)의 충전 상태(SOC)를 산출할 수 있다. 한편, 이러한 예시는 본 발명의 이해를 위한 것으로, 본 발명의 권리범위를 한정하고자 하는 것은 아니며, 개방 전압값(OCV) 이외 다른 상태 정보를 이용하여 충전 상태(SOC)를 산출할 수 있음은 물론이다. Thereafter, the battery management device 400 may collect state information about the second battery 200 and calculate the state of charge (SOC) of the second battery 200 based on the collected state information. For example, the battery management device 400 collects the open-circuit voltage value (OCV) of the second battery 200 and determines the state of charge (SOC) of the second battery 200 based on the open-circuit voltage value (OCV). can be calculated. Meanwhile, these examples are for understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. Of course, the state of charge (SOC) can be calculated using state information other than the open-circuit voltage value (OCV). am.

이후, 배터리 관리 장치(400)는, 제2 배터리(200)의 충전 상태(SOC_bat2)를 기정의된 임계값(SOC_s)(예를 들어, 95%)과 비교한다(S420). Thereafter, the battery management device 400 compares the state of charge (SOC_bat2) of the second battery 200 with a predefined threshold (SOC_s) (eg, 95%) (S420).

제2 배터리의 충전 상태(SOC)가 기정의된 임계값 이상(SOC_bat2 ≥ SOC_s)이 되면, 배터리 관리 장치(400)는, 제2 배터리(200)의 충전이 중단되고, 제1 배터리(100)가 충전되도록, 스위칭 회로(300)를 제어하여 입출력 단자(T)와 연결되는 배터리를 제1 배터리(100)로 전환한다(S430). When the state of charge (SOC) of the second battery is greater than or equal to a predefined threshold (SOC_bat2 ≥ SOC_s), the battery management device 400 stops charging the second battery 200 and recharges the first battery 100. The switching circuit 300 is controlled so that the battery connected to the input/output terminal (T) is switched to the first battery 100 (S430).

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 회로를 포함한 배터리 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.Figure 5 is a block diagram for explaining a battery system including a switching circuit according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 스위칭 회로(300)는, 제1 스위칭 회로(310), 제2 스위칭 회로(320) 및 프리 차지 회로(330)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 5 , the switching circuit 300 may include a first switching circuit 310, a second switching circuit 320, and a precharge circuit 330.

제1 스위칭 회로(310)는, 일단이 제1 배터리(100)에 연결되고, 타단이 입출력 단자(T)와 연결되도록 구성되며, 제1 스위칭 회로(310)의 일단과 타단 사이에 제1 스위치(S1)가 배치될 수 있다. The first switching circuit 310 is configured such that one end is connected to the first battery 100 and the other end is connected to the input/output terminal (T), and a first switch is provided between one end and the other end of the first switching circuit 310. (S1) can be placed.

제2 스위칭 회로(320)는, 일단이 제2 배터리(200)에 연결되고, 타단이 입출력 단자(T)와 연결되도록 구성되며, 제2 스위칭 회로(320)의 일단과 타단 사이에 제2 스위치(S2)가 배치될 수 있다. The second switching circuit 320 is configured such that one end is connected to the second battery 200 and the other end is connected to the input/output terminal (T), and a second switch is installed between one end and the other end of the second switching circuit 320. (S2) can be placed.

프리 차지 회로(330)는, 일단이 제2 배터리(200)와 연결되고, 타단이 입출력 단자(T)와 연결되도록 구성되며, 프리 차지 회로(330)의 일단과 타단 사이에 프리 차지 저항(Rp)과 제3 스위치(S3)가 직렬 연결되어 배치될 수 있다. The precharge circuit 330 is configured to have one end connected to the second battery 200 and the other end connected to the input/output terminal (T), and a precharge resistance (Rp) between one end and the other end of the precharge circuit 330. ) and the third switch (S3) may be arranged in series.

이하에서는, 도 6 및 7을 참조하여, 도 5에 도시된 스위칭 회로(300)를 구비한 배터리 시스템의 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 6 and 7, a method of controlling a battery system including the switching circuit 300 shown in FIG. 5 will be described in detail.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방전 모드로 동작하는 배터리 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.Figure 6 is an operation flowchart of a method for controlling a battery system operating in a discharge mode according to another embodiment of the present invention.

배터리 시스템이 방전 모드로 동작하는 경우, 배터리 관리 장치(400)는, 제1 스위치(S1)를 온(ON) 상태로, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 제1 배터리(100)가 우선적으로 방전되어 제1 스위칭 회로(310)를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록 한다(S610). When the battery system operates in a discharge mode, the battery management device 400 turns the first switch S1 on and the second switch S2 and the third switch S3 off. By controlling the state, the first battery 100 is preferentially discharged to supply power to the load through the first switching circuit 310 (S610).

이후, 배터리 관리 장치(400)는, 제1 배터리(100)에 대한 상태 정보를 수집한다. 여기에서, 배터리 관리 장치(400)는, 제1 배터리(100)의 전류, 전압, 출력 전력 중 적어도 하나에 대한 상태 정보를 수집할 수 있다. Afterwards, the battery management device 400 collects status information about the first battery 100 . Here, the battery management device 400 may collect status information about at least one of current, voltage, and output power of the first battery 100.

이후, 배터리 관리 장치(400)는, 수집된 상태 정보에 기초하여, 기정의된 고부하 조건이 해제되는지 여부를 체크할 수 있다(S620). 여기에서, 고부하 조건은, 제1 배터리(100)의 출력 전력 값(P_bat1)이 기정의된 임계값(P_s)을 초과한 상태로 정의될 수 있다. Thereafter, the battery management device 400 may check whether the predefined high load condition is released based on the collected state information (S620). Here, the high load condition may be defined as a state in which the output power value (P_bat1) of the first battery 100 exceeds the predefined threshold value (P_s).

기정의된 고부하 조건이 해제(P_bat1 ≤ P_s)되면, 배터리 관리 장치(400)는, 제3 스위치(S3)를 온(ON) 상태로, 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 제1 배터리(100)의 출력이 차단되고, 제2 배터리(200)가 프리 차지 회로(330)를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록 한다(S630). When the predefined high load condition is released (P_bat1 ≤ P_s), the battery management device 400 turns on the third switch S3 and turns the first switch S1 and the second switch S2 on. By controlling it to the OFF state, the output of the first battery 100 is blocked and the second battery 200 supplies power to the load through the pre-charge circuit 330 (S630).

이후, 배터리 관리 장치(400)는, 제2 배터리(200)에 대한 출력 전류 값을 수집할 수 있다. 여기에서, 배터리 관리 장치(400)는, 프리 차지 회로(330)를 통해 흐르는 전류를 센싱하는 전류 센서를 통해 제2 배터리(200)의 출력 전류를 모니터링할 수 있다. Thereafter, the battery management device 400 may collect the output current value for the second battery 200. Here, the battery management device 400 may monitor the output current of the second battery 200 through a current sensor that senses the current flowing through the precharge circuit 330.

배터리 관리 장치(400)는, 제2 배터리(200)의 출력 전류(I_prech)를 기정의된 임계값(I_s)(예를 들어, 1A)과 비교한다(S640). The battery management device 400 compares the output current (I_prech) of the second battery 200 with a predefined threshold (I_s) (eg, 1A) (S640).

제2 배터리(200)의 출력 전류가 기정의된 임계값 이하(I_prech ≤ I_s)가 되면, 배터리 관리 장치(400)는, 제2 스위치(S2)를 온(ON) 상태로, 제1 스위치(S1) 및 제3 스위치(S3)를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 제2 배터리(200)가 제2 스위칭 회로(320)를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록 한다(S650).When the output current of the second battery 200 is below a predefined threshold (I_prech ≤ I_s), the battery management device 400 turns on the second switch S2 and turns the first switch ( S1) and the third switch S3 are controlled to be OFF, so that the second battery 200 supplies power to the load through the second switching circuit 320 (S650).

본 실시예에 따르면, 제1 배터리(100) 및 제2 배터리(200)가 동시에 방전되지 않도록 제어 가능하며, 동시에 제1 배터리(100)와 제2 배터리(200)의 전압차에 의한 내부 단락을 방지할 수 있다. According to this embodiment, it is possible to control the first battery 100 and the second battery 200 so that they are not discharged at the same time, and at the same time, prevent an internal short circuit due to the voltage difference between the first battery 100 and the second battery 200. It can be prevented.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 제어 모드로 동작하는 배터리 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.Figure 7 is an operation flowchart of a method for controlling a battery system operating in a charging control mode according to another embodiment of the present invention.

배터리 시스템이 충전 모드로 동작하는 경우, 배터리 관리 장치(400)는, 제2 스위치(S2)를 온(ON) 상태로, 제1 스위치(S1) 및 3 스위치(S3)를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 제2 배터리(200)가 제2 스위칭 회로(320)를 통해 우선적으로 충전되도록 한다(S710). When the battery system operates in charging mode, the battery management device 400 keeps the second switch S2 in the ON state and the first switch S1 and the third switch S3 in the OFF state. is controlled so that the second battery 200 is preferentially charged through the second switching circuit 320 (S710).

이후, 배터리 관리 장치(400)는, 제2 배터리(200)에 대한 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보에 기초하여, 제2 배터리(200)의 충전 상태(SOC)를 산출한다. Thereafter, the battery management device 400 collects state information about the second battery 200 and calculates the state of charge (SOC) of the second battery 200 based on the collected state information.

이후, 배터리 관리 장치(400)는, 제2 배터리(200)의 충전 상태(SOC_bat2)를 기정의된 임계값(SOC_s)(예를 들어, 95%)과 비교한다(S720). Thereafter, the battery management device 400 compares the state of charge (SOC_bat2) of the second battery 200 with a predefined threshold (SOC_s) (eg, 95%) (S720).

제2 배터리의 충전 상태(SOC)가 기정의된 임계값 이상(SOC_bat2 ≥ SOC_s)이 되면, 배터리 관리 장치(400)는, 제3 스위치(S3)를 온(ON) 상태로, 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 제2 배터리(200)가 프리 차지 회로(330)를 통해 충전되도록 한다(S730). When the state of charge (SOC) of the second battery is greater than or equal to a predefined threshold (SOC_bat2 ≥ SOC_s), the battery management device 400 turns on the third switch (S3) and turns the first switch ( S1) and the second switch S2 are controlled to be OFF, so that the second battery 200 is charged through the pre-charge circuit 330 (S730).

이후, 배터리 관리 장치(400)는, 제1 배터리(100)의 전압 값과 입출력 단자(T)에서 측정되는 외부 전압 값을 수집할 수 있다. 여기에서, 외부 전압 값은 인터버의 출력 전압 값에 해당할 수 있다. Thereafter, the battery management device 400 may collect the voltage value of the first battery 100 and the external voltage value measured at the input/output terminal (T). Here, the external voltage value may correspond to the output voltage value of the inverter.

이후, 배터리 관리 장치(400)는, 외부 전압 값(V_inv)과 제1 배터리(100)의 전압 값(V_bat1)의 차이를, 기정의된 임계값(V_s)과 비교한다(S740). Thereafter, the battery management device 400 compares the difference between the external voltage value (V_inv) and the voltage value (V_bat1) of the first battery 100 with a predefined threshold (V_s) (S740).

외부 전압 값과 제1 배터리(100)의 전압 값의 차이가 기정의된 임계값 이하(V_inv - V_bat1 ≤ V_s)가 되면, 배터리 관리 장치(400)는, 제1 스위치(S1)를 온(ON) 상태로, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 제1 배터리(100)가 제1 스위칭 회로(310)를 통해 충전되도록 한다(S750).When the difference between the external voltage value and the voltage value of the first battery 100 is less than or equal to a predefined threshold (V_inv - V_bat1 ≤ V_s), the battery management device 400 turns on the first switch S1. ) state, the second switch S2 and the third switch S3 are controlled to be OFF, so that the first battery 100 is charged through the first switching circuit 310 (S750).

본 실시예에 따르면, 제1 배터리(100) 및 제2 배터리(200)가 동시에 충전되지 않도록 제어 가능하며, 제1 배터리(100)와 인버터의 전압 차에 의한 내부 단락을 방지할 수 있다. According to this embodiment, the first battery 100 and the second battery 200 can be controlled not to be charged at the same time, and an internal short circuit due to a voltage difference between the first battery 100 and the inverter can be prevented.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 블록 구성도이다. Figure 8 is a block diagram of a battery management device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 장치(400)는, 출력 및 용량이 서로 상이한 제1 배터리 및 제 2 배터리; 및 상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나를, 충방전을 위한 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 스위칭 회로;를 포함하는 배터리 시스템 내에 위치하며, 적어도 하나의 프로세서(410), 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(420) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(430)를 포함할 수 있다. A battery management device 400 according to an embodiment of the present invention includes a first battery and a second battery having different outputs and capacities; and a switching circuit that electrically connects one of the first and second batteries to an input/output terminal for charging and discharging; at least one processor 410, executed through the processor. It may include a memory 420 that stores at least one command, and a transmitting and receiving device 430 that is connected to a network and performs communication.

상기 적어도 하나의 명령은, 동작 모드에 따라 사전 정의된 충방전 우선 순위에 기초하여, 상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 명령; 상기 입출력 단자와 연결된 배터리의 상태 정보를 수집하는 명령; 및 상기 수집된 상태 정보에 기초하여, 상기 입출력 단자와 연결되는 배터리가 전환되도록 상기 스위칭 장치를 제어하는 명령;을 포함할 수 있다.The at least one command may include a command for electrically connecting one of the first and second batteries to the input/output terminal based on a predefined charge/discharge priority according to an operation mode; A command to collect status information of a battery connected to the input/output terminal; and a command for controlling the switching device to switch the battery connected to the input/output terminal based on the collected state information.

배터리 관리 장치(400)는 또한, 입력 인터페이스 장치(440), 출력 인터페이스 장치(450), 저장 장치(460) 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 관리 장치(400)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(470)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.The battery management device 400 may further include an input interface device 440, an output interface device 450, a storage device 460, etc. Each component included in the battery management device 400 is connected by a bus 470 and can communicate with each other.

여기서, 프로세서(410)는 중앙처리장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(또는 저장 장치)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.Here, the processor 410 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. . Memory (or storage device) may be comprised of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory may consist of at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).

본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. The operation of the method according to an embodiment of the present invention can be implemented as a computer-readable program or code on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Additionally, computer-readable recording media can be distributed across networked computer systems so that computer-readable programs or codes can be stored and executed in a distributed manner.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다. Although some aspects of the invention have been described in the context of an apparatus, it may also refer to a corresponding method description, where a block or device corresponds to a method step or feature of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method may also be represented by corresponding blocks or items or features of a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as a microprocessor, programmable computer, or electronic circuit, for example. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it is possible.

100: 제1 배터리
200: 제2 배터리
300: 스위칭 회로
310: 제1 스위칭 회로
320: 제2 스위칭 회로
330: 프리 차지 회로
400: 배터리 관리 장치
100: first battery
200: second battery
300: switching circuit
310: first switching circuit
320: second switching circuit
330: Precharge circuit
400: Battery management device

Claims (15)

출력 및 용량이 서로 상이한 제1 배터리 및 제 2 배터리;
상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나를, 충방전을 위한 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 스위칭 회로; 및
동작 모드에 따라 사전 정의된 충방전 우선 순위, 및 상기 제1 및 제 2 배터리 중 적어도 하나에 대한 상태 정보를 기초로, 상기 스위칭 회로를 제어하는 배터리 관리 장치;를 포함하는, 배터리 시스템.
A first battery and a second battery having different outputs and capacities;
a switching circuit that electrically connects one of the first and second batteries to an input/output terminal for charging and discharging; and
A battery system comprising: a battery management device that controls the switching circuit based on a predefined charging/discharging priority according to an operation mode and status information for at least one of the first and second batteries.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 배터리는,
상기 제2 배터리보다 출력이 높고 용량은 낮은 배터리로 구성되는, 배터리 시스템.
In claim 1,
The first battery,
A battery system consisting of a battery with higher output and lower capacity than the second battery.
청구항 2에 있어서,
상기 배터리 시스템이 방전 모드로 동작하는 경우,
상기 배터리 관리 장치는,
상기 제1 배터리가 우선적으로 방전되어 부하 측으로 전력을 공급하고, 기정의된 고부하 조건이 해제되면, 상기 제1 배터리의 출력이 차단되고, 상기 제2 배터리가 방전되어 상기 부하 측으로 전력을 공급하도록, 상기 스위칭 회로를 제어하는, 배터리 시스템.
In claim 2,
When the battery system operates in discharge mode,
The battery management device,
The first battery is preferentially discharged to supply power to the load, and when a predefined high load condition is released, the output of the first battery is blocked and the second battery is discharged to supply power to the load, A battery system that controls the switching circuit.
청구항 2에 있어서,
상기 배터리 시스템이 충전 모드로 동작하는 경우,
상기 배터리 관리 장치는,
상기 제2 배터리가 우선적으로 충전되고, 상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)가 기정의된 임계값 이상이 되면, 상기 제2 배터리의 충전이 중단되고, 상기 제1 배터리가 충전되도록, 상기 스위칭 회로를 제어하는, 배터리 시스템.
In claim 2,
When the battery system operates in charging mode,
The battery management device,
The second battery is charged preferentially, and when the state of charge (SOC) of the second battery exceeds a predefined threshold, charging of the second battery is stopped and the switching is performed so that the first battery is charged. Battery system controlling circuit.
청구항 1에 있어서,
상기 스위칭 회로는,
일단이 상기 제1 배터리에 연결되고, 타단이 상기 입출력 단자와 연결되며, 일단과 타단 사이에 제1 스위치가 배치된, 제1 스위칭 회로;
일단이 상기 제2 배터리에 연결되고, 타단이 상기 입출력 단자와 연결되며, 일단과 타단 사이에 제2 스위치가 배치된, 제2 스위칭 회로; 및
일단이 상기 제2 배터리와 연결되고, 타단이 상기 입출력 단자와 연결되며, 일단과 타단 사이에 프리 차지 저항과 제3 스위치가 직렬 연결되어 배치된, 프리 차지 회로;를 포함하는, 배터리 시스템.
In claim 1,
The switching circuit is,
a first switching circuit, one end of which is connected to the first battery, the other end of which is connected to the input/output terminal, and a first switch disposed between one end and the other end;
a second switching circuit, one end of which is connected to the second battery, the other end of which is connected to the input/output terminal, and a second switch disposed between one end and the other end; and
A pre-charge circuit, one end of which is connected to the second battery, the other end of which is connected to the input/output terminal, and a pre-charge resistor and a third switch connected in series between one end and the other end.
청구항 5에 있어서,
상기 배터리 시스템이 방전 모드로 동작하는 경우,
상기 배터리 관리 장치는,
상기 제1 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제2 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 상기 제1 배터리가 우선적으로 방전되어 상기 제1 스위칭 회로를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록 하고,
기정의된 고부하 조건이 해제되면, 상기 제3 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 2 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 상기 제1 배터리의 출력이 차단되고, 상기 제2 배터리가 상기 프리 차지 회로를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록 하고,
상기 프리 차지 회로를 통해 흐르는 전류가 기정의된 임계값 이하가 되면, 상기 제2 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 상기 제2 배터리가 상기 제2 스위칭 회로를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록 하는, 배터리 시스템.
In claim 5,
When the battery system operates in discharge mode,
The battery management device,
Controlling the first switch to the ON state and the second and third switches to the OFF state so that the first battery is preferentially discharged to supply power to the load through the first switching circuit. do,
When the predefined high load condition is released, the third switch is controlled to be turned on and the first and second switches are controlled to be turned off, so that the output of the first battery is blocked, and the second switch is turned on. Allow the battery to supply power to the load through the pre-charge circuit,
When the current flowing through the precharge circuit is below a predefined threshold, the second switch is controlled to be turned on and the first and third switches are controlled to be turned off, thereby discharging the second battery. A battery system that supplies power to the load through the second switching circuit.
청구항 5에 있어서,
상기 배터리 시스템이 충전 모드로 동작하는 경우,
상기 배터리 관리 장치는,
상기 제2 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 상기 제2 배터리가 상기 제2 스위칭 회로를 통해 우선적으로 충전되도록 하고,
상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)가 기정의된 임계 값 이상이 되면, 상기 제3 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 2 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 상기 제2 배터리가 상기 프리 차지 회로를 통해 충전되도록 하고,
상기 입출력 단자에서 측정되는 외부 전압값과, 상기 제1 배터리의 전압 값의 차이가 기정의된 임계값 이하가 되면, 상기 제1 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제2 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하여, 상기 제2 배터리의 충전이 중단되고, 상기 제1 배터리가 상기 제1 스위칭 회로를 통해 충전되도록 하는, 배터리 시스템.
In claim 5,
When the battery system operates in charging mode,
The battery management device,
Controlling the second switch to the ON state and the first and third switches to the OFF state so that the second battery is preferentially charged through the second switching circuit,
When the state of charge (SOC) of the second battery is greater than or equal to a predefined threshold, the third switch is controlled to be turned on and the first and second switches are controlled to be turned off. 2 Allow the battery to be charged through the pre-charge circuit,
When the difference between the external voltage value measured at the input/output terminal and the voltage value of the first battery is less than a predefined threshold, the first switch is turned on and the second and third switches are turned off. (OFF) state, so that charging of the second battery is stopped and the first battery is charged through the first switching circuit.
출력 및 용량이 서로 상이한 제1 배터리 및 제 2 배터리; 및 상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나를, 충방전을 위한 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 스위칭 회로;를 포함하는 배터리 시스템의 제어 방법으로서,
동작 모드에 따라 사전 정의된 충방전 우선 순위에 기초하여, 상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계;
상기 입출력 단자와 연결된 배터리의 상태 정보를 수집하는 단계; 및
상기 수집된 상태 정보에 기초하여, 상기 입출력 단자와 연결되는 배터리가 전환되도록 상기 스위칭 장치를 제어하는 단계;를 포함하는, 배터리 시스템의 제어 방법.
A first battery and a second battery having different outputs and capacities; and a switching circuit that electrically connects one of the first and second batteries to an input/output terminal for charging and discharging,
electrically connecting one of the first and second batteries to the input/output terminal based on a predefined charge/discharge priority according to an operation mode;
collecting status information of a battery connected to the input/output terminal; and
Based on the collected state information, controlling the switching device to switch the battery connected to the input/output terminal.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 배터리는,
상기 제2 배터리보다 출력이 높고 용량은 낮은 배터리로 구성되는, 배터리 시스템의 제어 방법.
In claim 8,
The first battery,
A method of controlling a battery system comprising a battery with higher output and lower capacity than the second battery.
청구항 9에 있어서,
상기 배터리 시스템이 방전 모드로 동작하는 경우,
상기 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계는,
상기 제1 배터리가 우선적으로 방전되어 부하 측으로 전력을 공급하도록, 상기 제1 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계;를 포함하고,
상기 스위칭 장치를 제어하는 단계는,
상기 제1 배터리의 출력 상태 정보를 기초로 기정의된 고부하 조건이 해제되었는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 고부하 조건이 해제되면, 상기 제1 배터리의 출력이 차단되고, 상기 제2 배터리가 방전되어 상기 부하 측으로 전력을 공급하도록, 상기 제2 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계;를 포함하는, 배터리 시스템의 제어 방법.
In claim 9,
When the battery system operates in discharge mode,
The step of electrically connecting one of the batteries to the input/output terminal,
Comprising: electrically connecting the first battery to the input/output terminal so that the first battery is preferentially discharged to supply power to the load,
The step of controlling the switching device is,
determining whether a predefined high load condition has been released based on output state information of the first battery; and
When the high load condition is released, electrically connecting the second battery to the input/output terminal so that the output of the first battery is blocked and the second battery is discharged to supply power to the load. , Control method of battery system.
청구항 9에 있어서,
상기 배터리 시스템이 충전 모드로 동작하는 경우,
상기 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계는,
상기 제2 배터리가 우선적으로 충전되도록, 상기 제2 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계;를 포함하고,
상기 스위칭 장치를 제어하는 단계는,
상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)를 기정의된 임계값과 비교하는 단계; 및
상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)가 기정의된 임계값 이상이 되면, 상기 제2 배터리의 충전이 중단되고, 상기 제1 배터리가 충전되도록, 상기 제1 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계;를 포함하는, 배터리 시스템의 제어 방법.
In claim 9,
When the battery system operates in charging mode,
The step of electrically connecting one of the batteries to the input/output terminal,
Comprising: electrically connecting the second battery to the input/output terminal so that the second battery is charged preferentially,
The step of controlling the switching device is,
Comparing the state of charge (SOC) of the second battery with a predefined threshold; and
When the state of charge (SOC) of the second battery exceeds a predefined threshold, charging of the second battery is stopped, and the first battery is electrically connected to the input/output terminal so that the first battery is charged. A method of controlling a battery system, including the step of:
청구항 8에 있어서,
상기 스위칭 회로는,
일단이 상기 제1 배터리에 연결되고, 타단이 상기 입출력 단자와 연결되며, 일단과 타단 사이에 제1 스위치가 배치된, 제1 스위칭 회로;
일단이 상기 제2 배터리에 연결되고, 타단이 상기 입출력 단자와 연결되며, 일단과 타단 사이에 제2 스위치가 배치된, 제2 스위칭 회로; 및
일단이 상기 제2 배터리와 연결되고, 타단이 상기 입출력 단자와 연결되며, 일단과 타단 사이에 프리 차지 저항과 제3 스위치가 직렬 연결되어 배치된, 프리 차지 회로;를 포함하는, 배터리 시스템의 제어 방법.
In claim 8,
The switching circuit is,
a first switching circuit, one end of which is connected to the first battery, the other end of which is connected to the input/output terminal, and a first switch disposed between one end and the other end;
a second switching circuit, one end of which is connected to the second battery, the other end of which is connected to the input/output terminal, and a second switch disposed between one end and the other end; and
Control of the battery system, including a pre-charge circuit, one end of which is connected to the second battery, the other end of which is connected to the input/output terminal, and a pre-charge resistor and a third switch connected in series between one end and the other end. method.
청구항 12에 있어서,
상기 배터리 시스템이 방전 모드로 동작하는 경우,
상기 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계는,
상기 제1 배터리가 우선적으로 방전되어 상기 제1 스위칭 회로를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록, 상기 제1 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제2 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하는 단계;를 포함하고,
상기 스위칭 장치를 제어하는 단계는,
상기 제1 배터리의 출력 상태 정보를 기초로 기정의된 고부하 조건이 해제되었는지 여부를 판단하는 단계;
상기 고부하 조건이 해제되면, 상기 제1 배터리의 출력이 차단되고, 상기 제2 배터리가 상기 프리 차지 회로를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록, 상기 제3 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 2 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하는 단계; 및
상기 프리 차지 회로를 통해 흐르는 전류가 기정의된 임계값 이하가 되면, 상기 제2 배터리가 상기 제2 스위칭 회로를 통해 부하 측으로 전력을 공급하도록, 상기 제2 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하는 단계;를 포함하는, 배터리 시스템의 제어 방법.
In claim 12,
When the battery system operates in discharge mode,
The step of electrically connecting one of the batteries to the input/output terminal,
Controlling the first switch to be turned on and the second and third switches to be turned off so that the first battery is preferentially discharged to supply power to the load through the first switching circuit. Including steps;
The step of controlling the switching device is,
determining whether a predefined high load condition has been released based on output state information of the first battery;
When the high load condition is released, the output of the first battery is blocked, the third switch is turned on so that the second battery supplies power to the load through the pre-charge circuit, and the first battery is turned on. and 2 controlling the switch to the OFF state; and
When the current flowing through the pre-charge circuit is below a predefined threshold, the second switch is turned on so that the second battery supplies power to the load through the second switching circuit. A method of controlling a battery system comprising: controlling the first and third switches to be in an OFF state.
청구항 12에 있어서,
상기 배터리 시스템이 충전 모드로 동작하는 경우,
상기 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 단계는,
상기 제2 배터리가 상기 제2 스위칭 회로를 통해 우선적으로 충전되도록, 상기 제2 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하는 단계;를 포함하고,
상기 스위칭 장치를 제어하는 단계는,
상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)를 기정의된 임계값과 비교하는 단계;
상기 제2 배터리의 충전 상태(SOC)가 기정의된 임계 값 이상이 되면, 상기 제2 배터리가 상기 프리 차지 회로를 통해 충전되도록, 상기 제3 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제1 및 2 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하는 단계; 및
상기 입출력 단자에서 측정되는 외부 전압값과, 상기 제1 배터리의 전압 값의 차이가 기정의된 임계값 이하가 되면, 상기 제1 배터리가 상기 제1 스위칭 회로를 통해 충전되도록, 상기 제1 스위치를 온(ON) 상태로, 상기 제2 및 3 스위치를 오프(OFF) 상태로 제어하는 단계;를 포함하는, 배터리 시스템의 제어 방법.
In claim 12,
When the battery system operates in charging mode,
The step of electrically connecting one of the batteries to the input/output terminal,
A step of controlling the second switch to be turned on and the first and third switches to be turned off so that the second battery is preferentially charged through the second switching circuit,
The step of controlling the switching device is,
Comparing the state of charge (SOC) of the second battery with a predefined threshold;
When the state of charge (SOC) of the second battery is greater than or equal to a predefined threshold, the third switch is turned on so that the second battery is charged through the precharge circuit, and the first and 2 Controlling the switch to OFF state; and
When the difference between the external voltage value measured at the input/output terminal and the voltage value of the first battery is less than or equal to a predefined threshold, the first switch is turned on so that the first battery is charged through the first switching circuit. A method of controlling a battery system comprising: controlling the second and third switches to an ON state and the second and third switches to an OFF state.
출력 및 용량이 서로 상이한 제1 배터리 및 제 2 배터리; 및 상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나를, 충방전을 위한 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 스위칭 회로;를 포함하는 배터리 시스템 내에 위치하는, 배터리 관리 장치로서,
적어도 하나의 프로세서;
상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함하고,
상기 적어도 하나의 명령은,
동작 모드에 따라 사전 정의된 충방전 우선 순위에 기초하여, 상기 제1 및 제2 배터리 중 어느 하나의 배터리를 상기 입출력 단자와 전기적으로 연결하는 명령;
상기 입출력 단자와 연결된 배터리의 상태 정보를 수집하는 명령; 및
상기 수집된 상태 정보에 기초하여, 상기 입출력 단자와 연결되는 배터리가 전환되도록 상기 스위칭 장치를 제어하는 명령;을 포함하는, 배터리 관리 장치.
A first battery and a second battery having different outputs and capacities; and a switching circuit that electrically connects one of the first and second batteries to an input/output terminal for charging and discharging. A battery management device located in a battery system comprising:
at least one processor;
Includes a memory that stores at least one instruction executed through the at least one processor,
The at least one command is:
A command to electrically connect one of the first and second batteries to the input/output terminal based on a predefined charge/discharge priority according to an operation mode;
A command to collect status information of a battery connected to the input/output terminal; and
A battery management device comprising: a command for controlling the switching device to switch the battery connected to the input/output terminal based on the collected state information.
KR1020220102033A 2022-08-16 2022-08-16 Battery system for different types of batteries and controlling method thereof KR20240023837A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220102033A KR20240023837A (en) 2022-08-16 2022-08-16 Battery system for different types of batteries and controlling method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220102033A KR20240023837A (en) 2022-08-16 2022-08-16 Battery system for different types of batteries and controlling method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240023837A true KR20240023837A (en) 2024-02-23

Family

ID=90041872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220102033A KR20240023837A (en) 2022-08-16 2022-08-16 Battery system for different types of batteries and controlling method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240023837A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180090673A (en) 2017-02-03 2018-08-13 롯데케미칼 주식회사 Hybrid energy storage system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180090673A (en) 2017-02-03 2018-08-13 롯데케미칼 주식회사 Hybrid energy storage system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3561940B1 (en) Master battery management unit and battery pack including same
EP2186181B1 (en) Apparatus and method for balancing of battery cell's charge capacity
US9231440B2 (en) Power supply apparatus and controlling method of the same
JP4798548B2 (en) Battery pack
US5430363A (en) Charging device and method performing battery activation function
US11831716B2 (en) System and method for communication between BMSs
KR102618739B1 (en) Battery management system, and method of balancing of battery module thereof
US20220077710A1 (en) Battery controller, wireless battery control system, battery pack, and battery balancing method
KR101174893B1 (en) A battery pack and method for controlling the battery pack
CN112165156A (en) Charging/discharging device, battery system, charging/discharging control method, and storage medium
KR20180049545A (en) Battery pack with multi-charging function and energy storage system considered extensibility of battery pack
KR20240023837A (en) Battery system for different types of batteries and controlling method thereof
US20230148088A1 (en) Battery management apparatus and method
US20220077706A1 (en) Charging system and charger for reducing inrush current
EP3840102B1 (en) Bms recognition system and method
KR20230046145A (en) Battery control system and method of the same
KR20180049543A (en) Energy storage system considered extensibility of battery pack and method for controlling therefor
KR20210114757A (en) Battery pack and controlling method thereof
KR20210080070A (en) Apparatus and method for diagnosing parallel battery relay
KR20210050396A (en) Apparatus and method for detecting failure of battery
EP4307516A1 (en) Battery management device and method
US20240047976A1 (en) Battery control system and method
CN1357956A (en) Charger with energy detector
US20230163621A1 (en) Battery management apparatus and method, and battery management system
KR20240051014A (en) Battery diagnosis apparatus and method for detecting leakage current