WO2013133555A1 - 무선 제어 방식의 배터리 에너지 저장장치 - Google Patents

무선 제어 방식의 배터리 에너지 저장장치 Download PDF

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WO2013133555A1
WO2013133555A1 PCT/KR2013/001432 KR2013001432W WO2013133555A1 WO 2013133555 A1 WO2013133555 A1 WO 2013133555A1 KR 2013001432 W KR2013001432 W KR 2013001432W WO 2013133555 A1 WO2013133555 A1 WO 2013133555A1
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WO
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cell
control signal
charge
discharge
converter
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/001432
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정윤이
Original Assignee
Jung Eun-Ey
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.)
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Publication date
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a battery energy storage device of a wireless control method.
  • Such a battery may be manufactured as a battery pack including a battery cell and various circuits.
  • the battery pack charges the battery cells through an external charger and repeatedly discharges voltage and current to an external load such as an electronic device or a car.
  • Previous battery packs connect battery cells in series, and then use a single external charger to quickly charge an entire cell. At this time, the cell may not be evenly charged or discharged, and a charge deviation or a discharge deviation may occur.
  • the battery pack performs cell balancing to correct this deviation, which takes a lot of time.
  • battery management apparatuses up to now have problems in performing cell balancing of large-scale energy storage devices composed of hundreds or thousands of cells.
  • battery packs so far are connected to a battery management system (BMS) by wire.
  • BMS battery management system
  • the wiring is complicated, and the battery pack and the battery management device have a limit that must always be within a range that can be wired.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a battery energy storage device of a wireless control method.
  • a battery energy storage device for controlling charging and discharging by a wireless control method comprising: receiving a wirelessly transmitted first control signal and individually charging or discharging a cell based on the first control signal; Receiving state information of a cell module and the cell wirelessly transmitted from the cell module, generating the first control signal based on the received state information, and wirelessly transmitting the generated first control signal to the cell module. It includes a battery management device.
  • the cell module wirelessly communicates with the cell in which energy is stored, the wireless communication module receiving the first control signal by wirelessly communicating with the battery management device, and transfers energy input to a charge / discharge power terminal to the cell based on a second control signal.
  • a charge / discharge circuit unit configured to transfer energy stored in the cell to the charge / discharge power terminal based on a third control signal, and receive the first control signal from the wireless communication module, based on the first control signal. It may include a charge and discharge control unit for generating any one of the second control signal and the third control signal to control the charge and discharge circuit.
  • the charge / discharge control unit may collect state information of the cell and transmit the collected state information to the battery management apparatus through the wireless communication module.
  • the charge / discharge circuit unit may include a DC / DC converter, one side of the DC / DC converter may be connected to the cell, and the other side of the DC / DC converter may be connected to the charge / discharge power supply terminal.
  • the charge / discharge circuit unit includes a bidirectional DC / DC converter, a bidirectional DC / AC converter, and a transformer, one side of the bidirectional DC / DC converter is connected to the cell, and the other side of the bidirectional DC / DC converter is the bidirectional DC. It is connected to one side of the / AC converter, the other side of the bi-directional DC / AC converter may be connected to one side of the transformer, the other side of the transformer may be connected to the charging and discharging power terminal.
  • the charging and discharging circuit unit may further include a bidirectional AC / DC converter and a bidirectional DC / DC converter between the transformer and the charge / discharge power supply terminal.
  • a battery energy storage device for controlling charging and discharging by a wireless control method comprising: a battery pack for charging or discharging cells of a plurality of cell modules based on at least one control signal transmitted wirelessly; A battery management apparatus for receiving state information of each cell wirelessly transmitted from a cell module, generating the at least one control signal based on the received state information, and wirelessly transmitting the generated at least one control signal to the battery pack.
  • the battery pack includes a cell module stack in which cells of a plurality of cell modules are connected in series, a first switch positioned between a positive electrode of the cell module stack and a positive terminal of the battery pack, and individually charging and discharging each cell module.
  • a second switch located between the power supply terminal for each cell module and a control signal wirelessly transmitted by the battery management device; Based on the control signal comprises a wireless switch controller for controlling the second switch and the first switch.
  • the first switch closes the first switch to rapidly charge a plurality of cell modules, and a state of each cell wirelessly transmitted from each cell module. Based on the information, the voltage of the plurality of cell modules reaches a reference voltage, and when the reference voltage is reached, the first control signal for individually charging each cell module may be generated and transmitted to the wireless switch controller. have.
  • the first control signal may be a signal that instructs to open the first switch and close the second switch.
  • Each cell module is a cell in which energy is stored, a wireless communication module configured to wirelessly communicate with the battery management device to receive a second control signal among control signals wirelessly transmitted by the battery management device, and a charge / discharge power source based on a third control signal.
  • a charge / discharge circuit unit configured to transfer energy input to a terminal to a cell, and to transfer energy stored in the cell to the charge / discharge power terminal based on a fourth control signal, and receive the second control signal from the wireless communication module,
  • the charging and discharging control unit may generate one of the third control signal and the fourth control signal based on a second control signal to control the charge and discharge circuit.
  • the battery management apparatus since the battery management apparatus, the battery pack, and each cell module communicate wirelessly, complicated wiring can be reduced.
  • the battery pack can be easily assembled and the cell module can be easily replaced.
  • FIG. 1 is a block diagram of a battery energy storage device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a cell module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a cell module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a cell module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of a cell module according to another embodiment of the present invention.
  • 6 and 7 are circuit diagrams of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of a battery energy storage device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an assembly view of a cell module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an assembly view of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a battery energy storage device according to an embodiment of the present invention.
  • the battery energy storage device 10 includes a battery pack 100 and a wireless battery management system (BMS) 300 for controlling the battery pack 100.
  • the wireless battery management apparatus 300 includes a battery manager 310 and a wireless communication module 330.
  • the battery pack 100 includes a plurality of cell modules 200 connected in one of serial, parallel, and a mixed form of serial and parallel.
  • Each cell module 200 includes a wireless communication module in wireless communication with the wireless battery management apparatus 300.
  • the cell module 200 transmits state information of the cell to the wireless battery management apparatus 300 and receives a control signal from the wireless battery management apparatus 300 to control charge and discharge of each cell.
  • the state information of the cell includes the voltage, current and temperature of the cell.
  • the wireless battery management apparatus 300 controls the switch of the battery pack 100 through the wireless communication module 330. Through this, the wireless battery management apparatus 300 controls rapid charging, cell balancing charging, and discharging of the cell module 200.
  • cell balancing refers to fully charging a cell in a CC / CV (Constant Current / Constant Voltage) method.
  • the wireless battery management apparatus 300 controls cell balancing charging and discharging of each cell module 200 through the wireless communication module 330.
  • the wireless battery management apparatus 300 monitors voltage, current, and temperature information of each cell module 200 through the wireless communication module 330.
  • the wireless battery management apparatus 300 controls the battery pack 100 based on the monitoring information.
  • FIG. 2 is a block diagram of a cell module according to an embodiment of the present invention.
  • the cell module 200 includes a cell 210 and a circuit unit 230.
  • the circuit unit 230 includes a charge / discharge circuit unit 231, a charge / discharge control unit 233, and a wireless communication module 235.
  • the wireless communication module 235 includes an antenna 250.
  • the cell 210 is connected to the positive terminal 271 and the negative terminal 272 to be rapidly charged and discharged.
  • the positive terminal 271 and the negative terminal 272 are connected to an external charger (not shown)
  • the cell 210 is charged.
  • the positive terminal 271 and the negative terminal 272 are connected to a load (not shown), the cell 210 is discharged.
  • the charge / discharge circuit unit 231 is positioned between the charge / discharge power supply terminals 273 and 274 and the cell 210.
  • the charge / discharge circuit unit 231 transfers energy input to the charge / discharge power supply terminals 273 and 274 to the cell 210, or a circuit for transmitting energy stored in the cell 210 to the charge / discharge power supply terminals 273 and 274. It consists of.
  • the charge / discharge control unit 233 controls the charge / discharge circuit unit 231 to charge or discharge the cells 210 individually. That is, the charge / discharge control unit 233 performs cell balancing of the cells 210. In this case, the charge / discharge control unit 233 controls the charge / discharge circuit unit 231 based on the control signal received from the wireless communication module 235.
  • the charge / discharge control unit 233 transmits state information of the cell 210 to the wireless communication module 235.
  • the wireless communication module 235 transmits a control signal received from the wireless battery management apparatus 300 to the charge / discharge control unit 233.
  • the wireless communication module 235 transmits state information of the cell 210 received from the charge / discharge control unit 233 to the wireless battery management apparatus 300.
  • the wireless communication module 235 may be a communication module of various methods, and may be, for example, Bluetooth, Zigbee, or the like.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a cell module according to an embodiment of the present invention.
  • the charge / discharge circuit unit 231 of the cell module 200 may be configured in various ways.
  • the charge / discharge circuit unit 231a includes a switch 400, a current detector 420, and a DC / DC converter 500.
  • the DC / DC converter 500 may be a bidirectional DC / DC converter or a unidirectional DC / DC converter.
  • One side of the DC / DC converter 500 is connected to the charge / discharge power supply terminals 273 and 274, and the other side is connected to the cell 210.
  • the switch 400 may be located between the cell 210 and the DC / DC converter 500.
  • the charge / discharge control unit 233 is connected to the charge / discharge power terminals 273 and 274 to receive power.
  • the charge / discharge control unit 233 may control the DC / DC converter 500 and the switch 400 based on the control signal transmitted from the wireless communication module 235.
  • the wireless communication module 235 receives a control signal from the wireless battery management apparatus 300.
  • the charge / discharge control unit 233 controls the DC / DC converter 500 to individually charge or discharge the cell 210.
  • the DC / DC converter 500 may operate as a CC / CV charger.
  • the charge / discharge control unit 233 may block the power consumption by controlling the switch 400. That is, the charge / discharge control unit 233 opens the switch 400 so that the cell module 200 does not consume unnecessary power. In addition, when there is no power supply through the charge / discharge power supply terminals 273 and 274, the charge / discharge control unit 233 opens the switch 400 to prevent unnecessary power consumption.
  • the charge / discharge control unit 233 detects the charging current of the cell 210 through the current detector 420.
  • the charge / discharge control unit 233 senses the temperature of the cell 210 through the temperature sensor 290.
  • the charge / discharge control unit 233 transmits state information of the cell 210 collected from the current detector 420, the temperature detector 290, and the like to the wireless communication module 235.
  • the wireless communication module 235 transmits state information of the cell 210 to the wireless battery management apparatus 300.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a cell module according to another embodiment of the present invention.
  • the charge / discharge circuit unit 231b is configured as an AC insulation circuit.
  • the charge / discharge circuit unit 231b includes a switch 400, a current detector 420, a bidirectional DC / DC converter 510, a bidirectional DC / AC converter 520, and a transformer 600.
  • the transformer 600 is positioned between the bidirectional DC / AC converter 520 and the charge / discharge power supply terminals 273 and 274 to insulate the power supply from the cell.
  • One side of the bidirectional DC / AC converter 520 is connected to the transformer 600, and the other side is connected to the bidirectional DC / DC converter 510.
  • the switch 400 may be located between the cell 210 and the bidirectional DC / AC converter 520.
  • the charge / discharge control unit 233 controls the switch 400, the bidirectional DC / DC converter 510, and the bidirectional DC / AC converter 520 to charge and discharge the cell 210.
  • the charge / discharge control unit 233 may control based on the control signal transmitted from the wireless communication module 235.
  • the wireless communication module 235 receives a control signal from the wireless battery management apparatus 300.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of a cell module according to another embodiment of the present invention.
  • the charge / discharge circuit unit 231c is configured as a DC insulated circuit.
  • the charge / discharge circuit unit 231c includes a switch 400, a current detector 420, cell side converters 510 and 520, power side converters 530 and 540, and a transformer 600.
  • the cell side converters 510 and 520 are composed of a bidirectional DC / DC converter 510 and a bidirectional DC / AC converter 520.
  • the power side converters 530, 540 are composed of a bidirectional AC / DC converter 530 and a bidirectional DC / DC converter 540.
  • the transformer 600 is positioned between the cell side converters 510 and 520 and the power side converters 530 and 540 to insulate the power supply from the cell.
  • One side of the power side converters 530 and 540 is connected to the charge / discharge power supply terminals 273 and 274, and the other side is connected to the transformer 600.
  • One side of the cell side converters 510 and 520 is connected to the transformer 600, and the other side is connected to the cell 210.
  • the switch 400 may be located between the cell 210 and the bidirectional DC / DC converter 510.
  • the charge / discharge control unit 233 controls the switch 400, the cell side converters 510 and 520, and the power side converters 530 and 540 to charge and discharge the cell 210.
  • the charge / discharge control unit 233 may control based on a control signal transmitted from the wireless communication module 235.
  • the wireless communication module 235 receives a control signal from the wireless battery management apparatus 300.
  • 6 and 7 are circuit diagrams of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the battery packs 100a and 100b include a plurality of cell modules 200.
  • the battery packs 100a and 100b further include switches 750 and 760, a wireless switch controller 770, and a power supply 780.
  • the plurality of cell modules 200 are connected in series to form a cell module stack.
  • the positive electrode of the cell module stack is connected to the battery pack positive terminal 710, and the negative electrode of the cell module stack is connected to the battery pack negative terminal 720.
  • the plurality of cell modules 200 are connected to charge / discharge power terminals for individual charging in parallel.
  • each cell module 200 may have a charge / discharge power terminal connected to the battery pack positive terminal 710 and the battery pack negative terminal 720.
  • each cell module 200 may be connected to separate charge / discharge power terminals 730 and 740.
  • the switch 750 connects or blocks the cell module stack and the battery pack positive terminal 710 and the battery pack negative terminal 720.
  • the switch 760 connects or blocks the cell module and the charge / discharge power terminals 730 and 740.
  • the wireless switch controller 770 communicates wirelessly with the wireless battery management apparatus 300.
  • the wireless switch controller 770 controls the on and off of the switches 750 and 760 according to the control signal of the wireless battery management apparatus 300.
  • the wireless battery management apparatus 300 collects state information of a cell from each cell module 200.
  • the wireless battery management apparatus 300 controls the switches 750 and 760 based on state information of each cell.
  • the wireless switch controller 770 monitors whether the voltage of the cell modules 200 reaches a reference voltage.
  • the wireless battery management apparatus 300 opens the switch 750 to block rapid charging by the external charger.
  • the wireless battery management apparatus 300 closes the switch 760 to individually charge / charge the CC / CV method using the charge / discharge circuit unit 231 of each cell module 200.
  • the reference voltage varies depending on the cell used, but may be about 4.1V in the case of a lithium polymer battery. In this case, the wireless battery management apparatus 300 may rapidly charge about 90% to 95% of the cell capacity and separately charge the remaining capacity through the charge / discharge circuit unit 231 of each cell module.
  • the battery packs 100a and 100b may further include a system switch 790 for connecting or disconnecting power to the power supply 780.
  • a system switch 790 for connecting or disconnecting power to the power supply 780.
  • the system switch 790 When the system switch 790 is closed, power is supplied to the power supply 780 to operate the wireless switch controller 770.
  • the system switch 790 When the system switch 790 is opened, the power supply 780 may be cut off to reduce power consumption of the battery pack 100.
  • FIG. 8 is a block diagram of a battery energy storage device according to another embodiment of the present invention.
  • the battery energy storage device 1000 includes a plurality of battery packs 1100-1, 1100-2,..., 1100 -M, and a plurality of battery packs 1100-1, 1100-2,. ..., a plurality of slave wireless battery management devices (1200-1, 1200-2, ..., 1200-M) to control the charging and discharging of the 1100-M, and the master wireless battery management device (1300) ).
  • the master wireless battery management apparatus 1300 transmits a control signal or receives various status information to the slave wireless battery management apparatuses 1200-1, 1200-2, ..., 1200-M. At this time, the master wireless battery management device 1300 and the slave wireless battery management devices 1200-1, 1200-2,..., 1200 -M communicate wirelessly. Each slave wireless battery management device has unique identification information, so that the master wireless battery management device 1300 may classify a plurality of slave wireless battery management devices based on the identification information.
  • FIG. 9 is an assembly view of a cell module according to an embodiment of the present invention.
  • the cell module 200 may be manufactured in various forms.
  • the cell module 200 may be formed of a part containing the cell 210 and a case containing the circuit unit 230.
  • Terminals 271, 272, 273, and 274 for external connection are exposed to the outside of the circuit unit 230.
  • the antenna 250 of the wireless communication module 235 is exposed to the outside of the circuit unit 230.
  • FIG. 10 is an assembly view of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 100 is assembled by stacking a plurality of cell modules 200.
  • the plurality of cell modules 200 are connected to the positive terminal 271 and the negative terminal 272 in series.
  • the plurality of cell modules 200 are connected to the charge / discharge power supply terminals 273 and 274 in parallel.
  • the positions of the negative electrode and the positive electrode of the cell module 200 stacked up and down may be reversed.
  • the first type of cell module 200 and the second type of cell module 200 having opposite positions of the negative electrode and the positive electrode may be manufactured.
  • the wireless battery management apparatus may perform cell formation while wirelessly communicating with the cell module or the battery pack.
  • the battery management apparatus and the battery pack communicate wirelessly, complicated wiring can be reduced.
  • the battery pack can be easily assembled, and the unit cell module can be easily replaced.

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Abstract

무선 제어 방식으로 충전 및 방전을 제어하는 배터리 에너지 저장장치로서, 무선 전송된 제1 제어 신호를 수신하고, 상기 제1 제어 신호를 기초로 셀을 개별 충전하거나 방전하는 셀모듈, 그리고 상기 셀모듈로부터 무선 전송된 상기 셀의 상태 정보를 수신하고, 수신한 상태 정보를 기초로 생성한 상기 제1 제어 신호를 상기 셀모듈로 무선 전송하는 배터리 관리 장치를 포함한다.

Description

무선 제어 방식의 배터리 에너지 저장장치
본 발명은 무선 제어 방식의 배터리 에너지 저장장치에 관한 것이다.
노트북과 휴대폰 등의 전자 기기와 자동차는 배터리를 통해 필요한 에너지를 공급받는다. 이러한 배터리는 배터리 셀(cell)과 각종 회로를 포함하는 배터리팩(battery pack)으로 제작될 수 있다. 배터리팩은 외부 충전기를 통해 배터리 셀을 충전하고 전자 기기나 자동차와 같은 외부 부하에 전압 및 전류를 공급하는 방전을 반복한다.
지금까지의 배터리팩은 배터리 셀들을 직렬로 연결한 후, 하나의 외부 충전기로 전체 셀을 급속 충전을 한다. 이때 셀이 균등하게 충전되거나 방전되지 못하여 충전 편차 또는 방전 편차가 발생할 수 있다. 배터리팩은 이러한 편차를 바로 잡기 위해 셀밸런싱(cell balancing)을 하는데, 이 셀밸런싱에 많은 시간이 소요된다. 특히, 지금까지의 배터리 관리 장치는 수백개 또는 수천개 이상의 셀로 구성된 대규모 에너지 저장장치의 셀밸런싱을 수행하는데 문제가 있다.
지금까지의 배터리팩은 급속 충전하면 특정 셀의 전압이 다른 셀들의 전압보다 먼저 만충전 전압에 도달할 수 있다. 그런데, 아직 만충전 되지 않은 다른 셀을 충전하기 위해 계속 급속 충전을 하면, 만충전된 셀은 과충전이 되어 위험하다. 특히 방전으로 인해 셀의 밸런스가 무너져 있는 경우에는 급속 충전을 하면 이러한 현상이 더욱 심하다.
또한 지금까지의 배터리팩은 유선으로 배터리 관리 장치(Battery Management System, BMS)와 연결된다. 이 경우, 배선이 복잡하고 배터리팩과 배터리 관리 장치는 항상 유선으로 연결될 수 있는 범위 내에 있어야 하는 한계가 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 무선 제어 방식의 배터리 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 무선 제어 방식으로 충전 및 방전을 제어하는 배터리 에너지 저장장치로서, 무선 전송된 제1 제어 신호를 수신하고, 상기 제1 제어 신호를 기초로 셀을 개별 충전하거나 방전하는 셀모듈, 그리고 상기 셀모듈로부터 무선 전송된 상기 셀의 상태 정보를 수신하고, 수신한 상태 정보를 기초로 상기 제1 제어 신호를 생성하고, 생성한 제1 제어 신호를 상기 셀모듈로 무선 전송하는 배터리 관리 장치를 포함한다.
상기 셀모듈은 에너지가 저장되는 상기 셀, 상기 배터리 관리 장치와 무선 통신하여 상기 제1 제어 신호를 수신하는 무선 통신 모듈, 제2 제어 신호를 기초로 충방전 전원 단자로 입력된 에너지를 상기 셀로 전달하고, 제3 제어 신호를 기초로 상기 셀에 저장된 에너지를 상기 충방전 전원 단자로 전달하는 충방전 회로부, 그리고 상기 무선 통신 모듈로부터 상기 제1 제어 신호를 입력받고, 상기 제1 제어 신호를 기초로 상기 제2 제어 신호와 상기 제3 제어 신호 중 어느 하나를 생성하여 상기 충방전 회로부를 제어하는 충방전 제어부를 포함할 수 있다.
상기 충방전 제어부는 상기 셀의 상태 정보를 수집하고, 수집한 상태 정보를 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 배터리 관리 장치로 전송할 수 있다.
상기 충방전 회로부는 DC/DC 변환기를 포함하며, 상기 DC/DC 변환기의 일측은 상기 셀로 연결되고, 상기 DC/DC 변환기의 다른 일측은 상기 충방전 전원 단자에 연결될 수 있다.
상기 충방전 회로부는 양방향 DC/DC 변환기, 양방향 DC/AC 변환기, 그리고 변압기를 포함하며, 상기 양방향 DC/DC 변환기의 일측은 상기 셀로 연결되고, 상기 양방향 DC/DC 변환기의 다른 일측은 상기 양방향 DC/AC 변환기의 일측에 연결되며, 상기 양방향 DC/AC 변환기의 다른 일측은 상기 변압기의 일측에 연결되고, 상기 변압기의 다른 일측은 상기 충방전 전원 단자에 연결될 수 있다.
상기 충방전 회로부는 상기 변압기와 상기 충방전 전원 단자 사이에 양방향 AC/DC 변환기와 양방향 DC/DC 변환기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 제어 방식으로 충전 및 방전을 제어하는 배터리 에너지 저장장치로서, 무선 전송된 적어도 하나의 제어 신호를 기초로 복수 셀모듈의 셀을 충전하거나 방전하는 배터리팩, 그리고 각 셀모듈로부터 무선 전송된 각 셀의 상태 정보를 수신하고, 수신한 상태 정보를 기초로 상기 적어도 하나의 제어 신호를 생성하고, 생성한 적어도 하나의 제어 신호를 상기 배터리팩으로 무선 전송하는 배터리 관리 장치를 포함하며, 상기 배터리팩은 복수 셀모듈의 셀이 직렬로 연결된 셀모듈스택, 상기 셀모듈스택의 양극과 상기 배터리팩 양극 단자 사이에 위치하는 제1 스위치, 각 셀모듈의 개별 충전 및 방전을 위한 전원 단자와 각 셀모듈 사이에 위치하는 제2 스위치, 그리고 상기 배터리 관리 장치가 무선 전송한 제어 신호 중 제1 제어 신호를 기초로 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치를 제어하는 무선 스위치 제어장치를 포함한다.
상기 배터리 관리 장치는 상기 배터리팩 양극 단자와 배터리팩 음극 단자에 연결된 외부 충전기를 이용해 충전하는 경우, 상기 제1 스위치를 닫아 복수 셀모듈을 급속 충전하고, 각 셀모듈로부터 무선 전송된 각 셀의 상태 정보를 기초로 복수 셀모듈의 전압이 기준 전압에 도달하는 지 모니터링하며, 기준 전압에 도달하면, 각 셀모듈을 개별적으로 충전하도록 하는 상기 제1 제어 신호를 생성하여 상기 무선 스위치 제어장치로 전송할 수 있다.
상기 제1 제어 신호는 상기 제1 스위치를 열고, 상기 제2 스위치를 닫도록 명령하는 신호일 수 있다.
각 셀모듈은 에너지가 저장되는 셀, 상기 배터리 관리 장치와 무선 통신하여 상기 배터리 관리 장치가 무선 전송한 제어 신호 중 제2 제어 신호를 수신하는 무선 통신 모듈, 제3 제어 신호를 기초로 충방전 전원 단자로 입력된 에너지를 셀로 전달하고, 제4 제어 신호를 기초로 셀에 저장된 에너지를 상기 충방전 전원 단자로 전달하는 충방전 회로부, 그리고 상기 무선 통신 모듈로부터 상기 제2 제어 신호를 입력받고, 상기 제2 제어 신호를 기초로 상기 제3 제어 신호와 상기 제4 제어 신호 중 어느 하나를 생성하여 상기 충방전 회로부를 제어하는 충방전 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 무선으로 배터리 관리 장치와 배터리팩, 그리고 각 셀모듈이 통신하므로, 복잡한 배선을 줄일 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따르면 배터리팩을 쉽게 조립할 수 있고, 셀모듈을 쉽게 교환할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 에너지 저장장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 셀모듈의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 셀모듈의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀모듈의 회로도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 셀모듈의 회로도이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리팩의 회로도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 에너지 저장장치의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 셀모듈의 조립도이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리팩의 조립도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 제어 방식의 배터리 에너지 저장장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 에너지 저장장치의 블록도이다.
도 1을 참고하면, 배터리 에너지 저장장치(10)는 배터리팩(100), 그리고 이를 제어하는 무선 배터리 관리 장치(Battery Management System, BMS)(300)를 포함한다. 무선 배터리 관리 장치(300)는 배터리 관리부(310), 그리고 무선 통신 모듈(330)을 포함한다.
배터리팩(100)는 직렬, 병렬, 그리고 직렬과 병렬의 혼합 형태 중 어느 하나의 형태로 연결된 복수의 셀모듈(200)을 포함한다. 각 셀모듈(200)은 무선 배터리 관리 장치(300)와 무선 통신하는 무선 통신 모듈을 포함한다. 셀모듈(200)은 셀의 상태 정보를 무선 배터리 관리 장치(300)로 전달하고, 무선 배터리 관리 장치(300)으로부터 제어 신호를 수신하여 각 셀의 충방전을 제어한다. 여기서 셀의 상태 정보는 셀의 전압, 전류 그리고 온도 등을 포함한다.
무선 배터리 관리 장치(300)는 무선 통신 모듈(330)을 통해 배터리팩(100)의 스위치를 제어한다. 이를 통해, 무선 배터리 관리 장치(300)는 셀모듈(200)의 급속 충전, 셀밸런싱(cell balancing) 충전, 그리고 방전을 제어한다. 여기서 셀밸런싱이란 셀을 CC/CV(Constant Current/ Constant Voltage) 방식으로 만충전 하는 것을 말한다.
특히, 배터리팩(100)은 복수의 셀모듈로 구성되므로, 충전 및 방전할 때 셀간의 용량 차이에서 비롯되는 불균형 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해, 무선 배터리 관리 장치(300)는 무선 통신 모듈(330)을 통해 셀모듈(200) 각각의 셀밸런싱(cell balancing) 충전 및 방전을 제어한다.
무선 배터리 관리 장치(300)는 무선 통신 모듈(330)을 통해 각 셀모듈(200)의 전압, 전류 그리고 온도 정보를 모니터링한다. 무선 배터리 관리 장치(300)는 모니터링 정보를 기초로 배터리팩(100)을 제어한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 셀모듈의 블록도이다.
도 2를 참고하면, 셀모듈(200)은 셀(210), 그리고 회로부(230)를 포함한다. 회로부(230)는 충방전 회로부(231), 충방전 제어부(233), 그리고 무선 통신 모듈(235)을 포함한다. 무선 통신 모듈(235)은 안테나(250)를 포함한다.
셀(210)은 양극 단자(271)와 음극 단자(272)에 연결되어 급속 충전 및 방전된다. 양극 단자(271)와 음극 단자(272)가 외부 충전기(미도시)에 연결된 경우, 셀(210)은 충전된다. 양극 단자(271)와 음극 단자(272)가 부하(미도시)에 연결된 경우, 셀(210)은 방전된다.
충방전 회로부(231)는 충방전 전원 단자(273, 274)와 셀(210) 사이에 위치한다. 충방전 회로부(231)는 충방전 전원 단자(273, 274)로 입력된 에너지를 셀(210)로 전달하거나, 셀(210)에 저장된 에너지를 충방전 전원 단자(273, 274)로 전달하는 회로로 구성된다.
충방전 제어부(233)는 충방전 회로부(231)를 제어하여 셀(210)을 개별적으로 충전하거나 방전한다. 즉, 충방전 제어부(233)는 셀(210)의 셀 밸런싱을 수행한다. 이때, 충방전 제어부(233)는 무선 통신 모듈(235)로부터 수신한 제어 신호를 기초로 충방전 회로부(231)를 제어한다.
충방전 제어부(233)는 무선 통신 모듈(235)로 셀(210)의 상태 정보를 전달한다.
무선 통신 모듈(235)은 무선 배터리 관리 장치(300)로부터 수신한 제어 신호를 충방전 제어부(233)로 전달한다. 그리고, 무선 통신 모듈(235)는 충방전 제어부(233)로부터 받은 셀(210)의 상태 정보를 무선 배터리 관리 장치(300)로 전송한다.
무선 통신 모듈(235)은 다양한 방식의 통신 모듈이 가능하며, 예를 들면 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등 일 수 있다
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 셀모듈의 회로도이다.
도 3을 참고하면, 셀모듈(200)의 충방전 회로부(231)는 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 충방전 회로부(231a)는 스위치(400), 전류 감지기(420), 그리고 DC/DC 변환기(500)를 포함한다. 여기서, DC/DC 변환기(500)는 양방향 DC/DC 변환기이거나, 단방향 DC/DC 변환기일 수 있다.
DC/DC 변환기(500)의 일측은 충방전 전원 단자(273, 274)에 연결되고, 다른 일측은 셀(210)로 연결된다.
스위치(400)는 셀(210)과 DC/DC 변환기(500) 사이에 위치할 수 있다.
충방전 제어부(233)는 충방전 전원 단자(273, 274)에 연결되어 전원을 공급받는다.
충방전 제어부(233)는 무선 통신 모듈(235)로부터 전달된 제어 신호를 기초로 DC/DC 변환기(500)와 스위치(400)를 제어할 수 있다. 이때, 무선 통신 모듈(235)은 무선 배터리 관리 장치(300)로부터 제어 신호를 수신한다.
충방전 제어부(233)는 DC/DC 변환기(500)를 제어하여 셀(210)을 개별 충전하거나 방전한다. DC/DC 변환기(500)는 CC/CV 충전기로 동작할 수 있다.
충방전 제어부(233)는 스위치(400)를 제어하여 전력 소비를 차단할 수 있다. 즉, 충방전 제어부(233)는 스위치(400)를 열어서 셀모듈(200)이 불필요한 전력 소비를 하지 않도록 한다. 또한, 충방전 제어부(233)는 충방전 전원 단자(273, 274)를 통해 전원 공급이 없는 경우, 스위치(400)를 열어서 불필요한 전력 소비를 하지 않도록 한다.
충방전 제어부(233)는 전류 감지기(420)를 통해 셀(210)의 충전 전류를 감지한다.
충방전 제어부(233)는 온도 감지기(290)를 통해 셀(210)의 온도를 감지한다.
충방전 제어부(233)는 전류 감지기(420)와 온도 감지기(290) 등으로부터 수집한 셀(210)의 상태 정보를 무선 통신 모듈(235)로 전달한다. 무선 통신 모듈(235)은 셀(210)의 상태 정보를 무선 배터리 관리 장치(300)로 전송한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀모듈의 회로도이다.
도 4를 참고하면, 충방전 회로부(231b)는 교류 절연형 회로로 구성된다.
충방전 회로부(231b)는 스위치(400), 전류 감지기(420), 양방향 DC/DC 변환기(510), 양방향 DC/AC 변환기(520), 그리고 변압기(600)를 포함한다.
변압기(600)는 양방향 DC/AC 변환기(520)와 충방전 전원 단자(273, 274) 사이에 위치하여 전원과 셀을 절연한다.
양방향 DC/AC 변환기(520)의 일측은 변압기(600)에 연결되고, 다른 일측은 양방향 DC/DC 변환기(510)에 연결된다.
스위치(400)는 셀(210)과 양방향 DC/AC 변환기(520) 사이에 위치할 수 있다.
충방전 제어부(233)는 스위치(400), 양방향 DC/DC 변환기(510), 양방향 DC/AC 변환기(520)를 제어하여 셀(210)을 충전 및 방전시킨다. 이때, 충방전 제어부(233)는 무선 통신 모듈(235)로부터 전달된 제어 신호를 기초로 제어할 수 있다. 무선 통신 모듈(235)은 무선 배터리 관리 장치(300)로부터 제어 신호를 수신한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 셀모듈의 회로도이다.
도 5를 참고하면, 충방전 회로부(231c)는 직류 절연형 회로로 구성된다.
충방전 회로부(231c)는 스위치(400), 전류 감지기(420), 셀 측 변환기(510, 520), 전원 측 변환기(530, 540), 그리고 변압기(600)를 포함한다. 셀 측 변환기(510, 520)는 양방향 DC/DC 변환기(510)와 양방향 DC/AC 변환기(520)로 구성된다. 전원 측 변환기(530, 540)는 양방향 AC/DC 변환기(530)와 양방향 DC/DC 변환기(540)로 구성된다.
변압기(600)는 셀 측 변환기(510, 520)와 전원 측 변환기(530, 540) 사이에 위치하여 전원과 셀을 절연한다.
전원 측 변환기(530, 540)의 일측은 충방전 전원 단자(273, 274)에 연결되고, 다른 일측은 변압기(600)에 연결된다.
셀 측 변환기(510, 520)의 일측은 변압기(600)에 연결되고, 다른 일측은 셀(210)로 연결된다.
스위치(400)는 셀(210)과 양방향 DC/DC 변환기(510) 사이에 위치할 수 있다.
충방전 제어부(233)는 스위치(400), 셀 측 변환기(510, 520), 전원 측 변환기(530, 540)를 제어하여 셀(210)을 충전 및 방전시킨다. 충방전 제어부(233)는 무선 통신 모듈(235)로부터 전달된 제어 신호를 기초로 제어할 수 있다. 이때, 무선 통신 모듈(235)은 무선 배터리 관리 장치(300)로부터 제어 신호를 수신한다.
도 6과 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리팩의 회로도이다.
도 6과 도 7을 참고하면, 배터리팩(100a, 100b)은 복수의 셀모듈(200)을 포함한다. 배터리팩(100a, 100b)은 스위치(750, 760), 무선 스위치 제어장치(770), 그리고 파워 서플라이(power supply)(780)를 더 포함한다.
복수의 셀모듈(200)은 직렬로 연결되어 셀모듈스택을 형성한다. 셀모듈스택의 양극은 배터리팩 양극 단자(710)에 연결되고, 셀모듈스택의 음극은 배터리팩 음극 단자(720)에 연결된다.
복수의 셀모듈(200)은 병렬로 개별 충전을 위한 충방전 전원 단자에 연결된다. 이때, 도 6과 같이, 각 셀모듈(200)은 충방전 전원 단자가 배터리팩 양극 단자(710)와 배터리팩 음극 단자(720)에 연결될 수 있다. 또는 도 7과 같이, 각 셀모듈(200)은 별도의 충방전 전원 단자(730, 740)에 연결될 수 있다.
스위치(750)는 셀모듈스택과 배터리팩 양극 단자(710)/배터리팩 음극 단자(720)를 연결하거나 차단한다.
스위치(760)는 셀모듈과 충방전 전원 단자(730, 740)를 연결하거나 차단한다.
무선 스위치 제어장치(770)는 무선 배터리 관리 장치(300)와 무선 통신한다. 무선 스위치 제어장치(770)는 무선 배터리 관리 장치(300)의 제어 신호에 따라 스위치(750, 760)의 온오프를 제어한다. 무선 배터리 관리 장치(300)는 각 셀모듈(200)로부터 셀의 상태 정보를 수집한다. 무선 배터리 관리 장치(300)는 각 셀의 상태 정보를 기초로 스위치(750, 760)를 제어한다.
예를 들어, 무선 배터리 관리 장치(300)가 외부 충전기로 충전하는 경우, 무선 스위치 제어장치(770)는 셀모듈(200)들의 전압이 기준 전압에 도달하는지 모니터링한다. 기준 전압에 도달하면, 무선 배터리 관리 장치(300)는 스위치(750)를 열어, 외부 충전기에 의한 급속 충전을 차단한다. 그리고 무선 배터리 관리 장치(300)는 스위치(760)를 닫아 각 셀모듈(200)의 충방전 회로부(231)를 이용해 개별적으로 CC/CV 방식의 만충전을 수행한다. 여기서 기준 전압은 사용하는 셀에 따라 다르나, 리튬 폴리머 전지의 경우 4.1V 정도일 수 있다. 이때 무선 배터리 관리 장치(300)는 셀 용량의 90% 내지 95% 정도를 급속 충전하고, 나머지 용량을 각 셀모듈의 충방전 회로부(231)를 통해 개별적으로 CC/CV 충전할 수 있다.
배터리팩(100a, 100b)은 파워 서플라이(780)로의 전원을 연결하거나 차단하는 시스템 스위치(790)를 더 포함할 수 있다. 시스템 스위치(790)가 닫히면 파워 서플라이(780)로 전원이 공급되어 무선 스위치 제어장치(770)가 동작한다. 그리고 시스템 스위치(790)가 열리면 파워 서플라이(780)로 전원을 차단하여 배터리팩(100)에서의 소비 전력을 줄일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 에너지 저장장치의 블록도이다.
도 8을 참고하면, 배터리 에너지 저장장치(1000)는 복수의 배터리팩 (1100-1, 1100-2, ..., 1100-M), 복수의 배터리팩(1100-1, 1100-2, ..., 1100-M)의 충전 및 방전을 제어하는 복수의 슬레이브(slave) 무선 배터리 관리 장치(1200-1, 1200-2, ..., 1200-M), 그리고 마스터 무선 배터리 관리 장치(1300)를 포함한다.
마스터 무선 배터리 관리 장치(1300)는 슬레이브 무선 배터리 관리 장치(1200-1, 1200-2, ..., 1200-M)로 제어 신호를 전송하거나 각종 상태 정보를 수신한다. 이때, 마스터 무선 배터리 관리 장치(1300)와 슬레이브 무선 배터리 관리 장치(1200-1, 1200-2, ..., 1200-M)는 무선 통신한다. 각 슬레이브 무선 배터리 관리 장치는 고유의 식별 정보를 가지고 있어서, 마스터 무선 배터리 관리 장치(1300)는 식별 정보를 기초로 복수의 슬레이브 무선 배터리 관리 장치를 구분할 수 있다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 셀모듈의 조립도이다.
도 9를 참고하면, 셀모듈(200)은 다양한 형태로 제작될 수 있다.
예를 들면, 셀모듈(200)은 셀(210)이 들어있는 부분과 회로부(230)가 들어 있는 케이스로 구성될 수 있다.
회로부(230)의 외부에는 외부 연결을 위한 단자(271, 272, 273, 274)가 노출되어 있다. 그리고, 회로부(230)의 외부에는 무선 통신 모듈(235)의 안테나(250)가 노출되어 있다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리팩의 조립도이다.
도 10을 참고하면, 배터리팩(100)은 복수의 셀모듈(200)이 적층되어 조립된다.
복수의 셀모듈(200)은 직렬로 양극 단자(271)와 음극 단자(272)에 연결된다. 복수의 셀모듈(200)은 병렬로 충방전 전원 단자(273, 274)에 연결된다.
이때, 양극 단자(271)와 음극 단자(272)로의 직렬 연결을 쉽게 하기 위해, 위아래로 적층되는 셀모듈(200)의 음극과 양극의 위치를 반대로 하여 쌓을 수 있다. 또는 음극과 양극의 위치가 반대인 제1종류의 셀모듈(200)과 제2종류의 셀모듈(200)을 제작할 수 있다.
이상에서, 충전 및 방전을 예로 들어 설명했으나, 무선 배터리 관리 장치는 셀모듈이나 배터리팩과 무선 통신하면서 셀포메이션(cell formation)할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 무선으로 배터리 관리 장치와 배터리팩이 통신하므로, 복잡한 배선을 줄일 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따르면 배터리팩을 쉽게 조립할 수 있고, 단전지모듈을 쉽게 교환할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

  1. 무선 제어 방식으로 충전 및 방전을 제어하는 배터리 에너지 저장장치로서,
    무선 전송된 제1 제어 신호를 수신하고, 상기 제1 제어 신호를 기초로 셀을 개별 충전하거나 방전하는 셀모듈, 그리고
    상기 셀모듈로부터 무선 전송된 상기 셀의 상태 정보를 수신하고, 수신한 상태 정보를 기초로 상기 제1 제어 신호를 생성하고, 생성한 제1 제어 신호를 상기 셀모듈로 무선 전송하는 배터리 관리 장치
    를 포함하는 배터리 에너지 저장장치.
  2. 제1항에서,
    상기 셀모듈은
    에너지가 저장되는 상기 셀,
    상기 배터리 관리 장치와 무선 통신하여 상기 제1 제어 신호를 수신하는 무선 통신 모듈,
    제2 제어 신호를 기초로 충방전 전원 단자로 입력된 에너지를 상기 셀로 전달하고, 제3 제어 신호를 기초로 상기 셀에 저장된 에너지를 상기 충방전 전원 단자로 전달하는 충방전 회로부, 그리고
    상기 무선 통신 모듈로부터 상기 제1 제어 신호를 입력받고, 상기 제1 제어 신호를 기초로 상기 제2 제어 신호와 상기 제3 제어 신호 중 어느 하나를 생성하여 상기 충방전 회로부를 제어하는 충방전 제어부
    를 포함하는 배터리 에너지 저장장치.
  3. 제2항에서,
    상기 충방전 제어부는
    상기 셀의 상태 정보를 수집하고, 수집한 상태 정보를 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 배터리 관리 장치로 전송하는 배터리 에너지 저장장치.
  4. 제2항에서,
    상기 충방전 회로부는 DC/DC 변환기를 포함하며,
    상기 DC/DC 변환기의 일측은 상기 셀로 연결되고, 상기 DC/DC 변환기의 다른 일측은 상기 충방전 전원 단자에 연결되는 배터리 에너지 저장장치.
  5. 제2항에서,
    상기 충방전 회로부는 양방향 DC/DC 변환기, 양방향 DC/AC 변환기, 그리고 변압기를 포함하며,
    상기 양방향 DC/DC 변환기의 일측은 상기 셀로 연결되고, 상기 양방향 DC/DC 변환기의 다른 일측은 상기 양방향 DC/AC 변환기의 일측에 연결되며,
    상기 양방향 DC/AC 변환기의 다른 일측은 상기 변압기의 일측에 연결되고, 상기 변압기의 다른 일측은 상기 충방전 전원 단자에 연결되는 배터리 에너지 저장장치.
  6. 제5항에서,
    상기 충방전 회로부는 상기 변압기와 상기 충방전 전원 단자 사이에 양방향 AC/DC 변환기와 양방향 DC/DC 변환기를 더 포함하는 배터리 에너지 저장장치.
  7. 무선 제어 방식으로 충전 및 방전을 제어하는 배터리 에너지 저장장치로서,
    무선 전송된 적어도 하나의 제어 신호를 기초로 복수 셀모듈의 셀을 충전하거나 방전하는 배터리팩, 그리고
    각 셀모듈로부터 무선 전송된 각 셀의 상태 정보를 수신하고, 수신한 상태 정보를 기초로 상기 적어도 하나의 제어 신호를 생성하고, 생성한 적어도 하나의 제어 신호를 상기 배터리팩으로 무선 전송하는 배터리 관리 장치를 포함하며,
    상기 배터리팩은
    복수 셀모듈의 셀이 직렬로 연결된 셀모듈스택,
    상기 셀모듈스택의 양극과 상기 배터리팩 양극 단자 사이에 위치하는 제1 스위치,
    각 셀모듈의 개별 충전 및 방전을 위한 전원 단자와 각 셀모듈 사이에 위치하는 제2 스위치, 그리고
    상기 배터리 관리 장치가 무선 전송한 제어 신호 중 제1 제어 신호를 기초로 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치를 제어하는 무선 스위치 제어장치를 포함하는 배터리 에너지 저장장치.
  8. 제7항에서,
    상기 배터리 관리 장치는
    상기 배터리팩 양극 단자와 배터리팩 음극 단자에 연결된 외부 충전기를 이용해 충전하는 경우, 상기 제1 스위치를 닫아 복수 셀모듈을 급속 충전하고, 각 셀모듈로부터 무선 전송된 각 셀의 상태 정보를 기초로 복수 셀모듈의 전압이 기준 전압에 도달하는 지 모니터링하며, 기준 전압에 도달하면, 각 셀모듈을 개별적으로 충전하도록 하는 상기 제1 제어 신호를 생성하여 상기 무선 스위치 제어장치로 전송하는 배터리 에너지 저장장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 제어 신호는 상기 제1 스위치를 열고, 상기 제2 스위치를 닫도록 명령하는 신호인 배터리 에너지 저장장치.
  10. 제7항에서,
    각 셀모듈은
    에너지가 저장되는 셀,
    상기 배터리 관리 장치와 무선 통신하여 상기 배터리 관리 장치가 무선 전송한 제어 신호 중 제2 제어 신호를 수신하는 무선 통신 모듈,
    제3 제어 신호를 기초로 충방전 전원 단자로 입력된 에너지를 셀로 전달하고, 제4 제어 신호를 기초로 셀에 저장된 에너지를 상기 충방전 전원 단자로 전달하는 충방전 회로부, 그리고
    상기 무선 통신 모듈로부터 상기 제2 제어 신호를 입력받고, 상기 제2 제어 신호를 기초로 상기 제3 제어 신호와 상기 제4 제어 신호 중 어느 하나를 생성하여 상기 충방전 회로부를 제어하는 충방전 제어부
    를 포함하는 배터리 에너지 저장장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2018135663A1 (ja) * 2017-01-23 2019-11-07 ヤマハ発動機株式会社 放電中通信式可搬型マルチユース蓄電装置
WO2020055046A1 (ko) * 2018-09-13 2020-03-19 엘지전자 주식회사 차량용 무선 배터리 관리 시스템
CN112659925A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 重庆峘能电动车科技有限公司 分箱换电系统及电动汽车
ES2875953A1 (es) * 2020-05-07 2021-11-11 Fundacion Para La Promocion De La Innovacion Investig Y Desarrollo Tecnologico En La Industria De Au Sistema integrado de gestion de bateria para un vehiculo electrico
US11601995B2 (en) 2018-09-13 2023-03-07 Lg Electronics Inc. Wireless battery management system for vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101027314B1 (ko) * 2009-03-27 2011-04-06 주식회사 뉴티씨 (Newtc) 다중 배터리 충전 시스템
KR20110042403A (ko) * 2009-10-19 2011-04-27 김현민 전기자동차용 무선충전 시스템 및 그충전방법
KR20110103295A (ko) * 2010-03-12 2011-09-20 삼성전자주식회사 통신망을 이용한 무선 충전 방법
KR101105684B1 (ko) * 2009-06-03 2012-01-13 한전케이디엔주식회사 충전 부하 분산 알고리즘을 포함하는 전기 자동차의 충전소 관리 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101027314B1 (ko) * 2009-03-27 2011-04-06 주식회사 뉴티씨 (Newtc) 다중 배터리 충전 시스템
KR101105684B1 (ko) * 2009-06-03 2012-01-13 한전케이디엔주식회사 충전 부하 분산 알고리즘을 포함하는 전기 자동차의 충전소 관리 시스템
KR20110042403A (ko) * 2009-10-19 2011-04-27 김현민 전기자동차용 무선충전 시스템 및 그충전방법
KR20110103295A (ko) * 2010-03-12 2011-09-20 삼성전자주식회사 통신망을 이용한 무선 충전 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WU, YUN ET AL.: "A Battery Management System for Electric Vehicle Based on Zigbee and CAN", 2011 4TH INTERNATIONAL CONGRESS ON IMAGE AND SIGNAL PROCESSING, vol. 5, 2011, pages 2517 - 2521, XP032071215, DOI: doi:10.1109/CISP.2011.6100781 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2018135663A1 (ja) * 2017-01-23 2019-11-07 ヤマハ発動機株式会社 放電中通信式可搬型マルチユース蓄電装置
EP3557716A4 (en) * 2017-01-23 2019-12-25 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha COMMUNICATION-TYPE MULTI-PURPOSE PORTABLE ENERGY STORAGE DEVICE DURING DISCHARGE
WO2020055046A1 (ko) * 2018-09-13 2020-03-19 엘지전자 주식회사 차량용 무선 배터리 관리 시스템
US11395119B2 (en) 2018-09-13 2022-07-19 Lg Electronics Inc. Wireless battery management system for vehicle
US11601995B2 (en) 2018-09-13 2023-03-07 Lg Electronics Inc. Wireless battery management system for vehicle
ES2875953A1 (es) * 2020-05-07 2021-11-11 Fundacion Para La Promocion De La Innovacion Investig Y Desarrollo Tecnologico En La Industria De Au Sistema integrado de gestion de bateria para un vehiculo electrico
CN112659925A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 重庆峘能电动车科技有限公司 分箱换电系统及电动汽车

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