WO2017086632A1 - 배터리 팩 관리 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 팩 관리 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017086632A1
WO2017086632A1 PCT/KR2016/012469 KR2016012469W WO2017086632A1 WO 2017086632 A1 WO2017086632 A1 WO 2017086632A1 KR 2016012469 W KR2016012469 W KR 2016012469W WO 2017086632 A1 WO2017086632 A1 WO 2017086632A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
battery pack
charge
battery cells
unit
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/012469
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
윤두성
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to CN201680028399.1A priority Critical patent/CN107615613B/zh
Priority to JP2018531282A priority patent/JP6531221B2/ja
Priority to EP16866584.2A priority patent/EP3280024B1/en
Priority to US15/568,181 priority patent/US10270264B2/en
Publication of WO2017086632A1 publication Critical patent/WO2017086632A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0069—Charging or discharging for charge maintenance, battery initiation or rejuvenation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction

Definitions

  • the present invention relates to a technology for managing a battery pack, and more particularly, to a battery pack management device and a battery pack management method for improving the life of the battery pack through charge and discharge control.
  • Batteries are widely used in various devices such as laptops, cameras, mobile phones, MP3, and the like, to automobiles, robots, and satellites. Batteries can be classified into primary cells and secondary batteries, secondary batteries of which are widely used because of the great advantage in terms of the storage of energy as well as the repetitive charging and discharging possible.
  • водородн ⁇ е ⁇ е ⁇ ество Commercially available secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, and thus are free of charge and discharge. The self-discharge rate is very low and the energy density is high.
  • Such a secondary battery may be configured so that one battery cell may be used alone, but in many cases, a plurality of battery cells are electrically connected to each other in one battery pack, thereby ensuring higher output and capacity.
  • the smart grid system Smart Grid System
  • Smart grid system is an intelligent power grid system that integrates information and communication technology into the production, transportation, and consumption of electric power to improve the efficiency of electric power utilization through the interaction of electric power supply and consumption.
  • the amount of power used by the consumer is not always constant and can fluctuate from time to time. For example, in the summer afternoon, the use of a cooling device increases power consumption rapidly, and at night, the power consumption decreases rapidly.
  • the power consumption is not constant and may fluctuate frequently.
  • the smart grid system adjusts the power supply elastically by grasping the power usage in real time to solve such a problem.
  • One of the key components for building such a smart grid system is power storage.
  • such a power storage device is configured such that a large number of battery cells are electrically connected than battery packs used in general electronic equipment or portable electronic products.
  • the battery packs used in such a manner that a plurality of battery cells are electrically connected to each other may be used not only in a smart grid system but also in other fields such as a micro grid system and an electric vehicle charging station that supplies charging power to an electric vehicle. Can be.
  • the application area of the battery pack is further extended to large battery packs, and as the performance of the device to which the battery pack is applied is improved, there is a continuous demand for performance improvement on the battery pack itself.
  • Factors for evaluating the performance of the battery pack may include a variety of factors, one of which is representative of the performance of the battery pack is the lifetime.
  • the battery pack is a device configured to allow repeated charging and discharging, but when the charging and discharging cycle is repeated, the battery pack can no longer be used.
  • the secondary battery included in the battery pack may deteriorate its performance due to deterioration of internal materials in the process of repeating charging and discharging, and thus may not operate properly.
  • the battery pack should be kept long for the longest possible use. Furthermore, when some of the secondary batteries of the secondary batteries included in the battery pack have reached the end of their lifespan, performance of the battery pack as a whole may be degraded. Therefore, the life of each secondary battery included in the battery pack needs to be as long as possible.
  • the battery pack included in the power storage device in the case of an electric power storage device, its size is very large, so it is not easy to find, replace or repair a secondary battery that has reached the end of its life. Therefore, it is desirable for the battery pack included in the power storage device to have a long life so that it can be used for a long time after installation.
  • an object of the present invention is to provide a battery pack management apparatus and a battery pack management method for improving the lifespan of a battery pack effectively.
  • Battery pack management apparatus for achieving the above object, a device for managing a battery pack electrically connected to a plurality of battery cells, measuring unit for measuring the number of charge and discharge cycles of each of the battery cells; A selecting unit which selects at least some of the battery cells from which the number of charge and discharge cycles measured by the measuring unit reaches a reference number; And a blocking unit for stopping the operation of the battery cell selected by the selecting unit for a first reference time.
  • the charge and discharge during the second reference time at a lower C-rate than the C-rate before stopping may further include a deceleration unit to be performed.
  • the second reference time may be one charge / discharge cycle.
  • the deceleration unit may allow charging and discharging to be performed at a C-rate of less than 1/2 of the C-rate before stopping during the second reference time.
  • the selector may sequentially select the battery cells one by one when there are a plurality of battery cells in which the number of charge / discharge cycles reaches the reference number.
  • the reference number of times may be set to at least one of 200 to 400 times.
  • the first reference time may be set to at least one of two days to four days.
  • the reference frequency may be set to two or more.
  • the blocking unit may include a switching device that turns on and off electrical connections of each of the battery cells, and may stop and resume operation of each of the battery cells through control of the switching device.
  • the battery pack according to the present invention for achieving the above object includes a battery pack management apparatus according to the present invention.
  • the power storage device according to the present invention for achieving the above object includes a battery pack management device according to the present invention.
  • a battery pack management method for achieving the above object, a method for managing a battery pack electrically connected to a plurality of battery cells, comprising the steps of measuring the number of charge and discharge cycles of each of the battery cells; Selecting at least some of the battery cells in which the number of charge / discharge cycles measured in the measuring step reaches a reference number; And stopping operation of the battery cell selected in the selecting step for a first reference time.
  • the life of the battery pack can be effectively improved.
  • the life of the battery pack can be improved through charge and discharge control even without changing the material of the lithium secondary battery.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a functional configuration of a battery pack management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a battery pack management apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a battery pack.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery pack management apparatus including a blocking unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery pack management apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating a method of managing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph illustrating a result of measuring a decrease in capacity retention rate as a cycle progresses for one embodiment and a comparative example of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a functional configuration of a battery pack management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a battery pack management apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a battery pack.
  • the battery pack management apparatus includes a measuring unit 100, a selecting unit 200, and a blocking unit 300.
  • the battery pack management apparatus may manage a battery pack in which a plurality of battery cells 10 are electrically connected.
  • the battery pack management apparatus according to the present invention may perform a management function on a battery pack in which a plurality of battery cells 10 are connected in parallel as shown in FIG. 2.
  • the measurement unit 100 may measure the number of charge and discharge cycles of each of the battery cells 10 included in the battery pack. For example, as shown in FIG. 2, when four battery cells 10 are included in a battery pack, the measurement unit 100 may perform charge and discharge cycles for each of the four battery cells 10. You can measure how many times it has been done.
  • the number of charge / discharge cycles may be counted by looking at the case where the corresponding battery cell 10 is charged from the full discharge state to the full charge state and then fully discharged in one cycle. That is, the measurement unit 100 counts in one charge / discharge cycle when the battery cell 10 goes from a state of charge (SOC) of 0 to 100 and then returns to a state of 0 again. can do.
  • SOC state of charge
  • the battery cell 10 may be charged again in a state that is not fully discharged, or may be discharged again in a state that is not fully charged.
  • the measurement unit 100 may count the charge and discharge cycle in various ways.
  • the measurement unit 100 may count the charge and discharge cycle in proportion to the amount of charged or discharged SOC. For example, when the SOC is charged from 0 to 50 with respect to the battery cell 10 and then discharged to 0 again, the measurement unit 100 may count a charge / discharge cycle of 0.5 cycles.
  • the measurement unit 100 may count a charge / discharge cycle by accumulating the amount of charged or discharged SOC. For example, the measurement unit 100, the charge and discharge cycle when the total amount of SOC charge is 100 and the total amount of SOC discharge amount is 100 and the total amount of SOC charge amount is 100 by adding the SOC amount at the time of charging, and the total amount of SOC at the time of discharge Can be counted once.
  • the measurement unit 100 may use various SOC measurement methods known at the time of filing the present invention. For example, the measurement unit 100 may estimate the SOC by measuring a voltage across each battery cell 10 or integrating a current.
  • the selecting unit 200 receives the measured cycle number information from the measuring unit 100. In addition, the selector 200 may determine whether the number of charge / discharge cycles measured for each battery cell 10 reaches a reference number. In addition, the selecting unit 200 determines which battery cell 10 has reached the reference number of charge and discharge cycles. In particular, when there are a plurality of battery cells 10 in which the number of charge / discharge cycles reaches the reference number, the selector 200 determines the plurality of battery cells 10 determined that the number of charge / discharge cycles has reached the reference number. ), At least some battery cells 10 may be selected.
  • the selector 200 may determine whether the number of charge / discharge cycles of any of the four battery cells 10 reaches the reference number. In this case, when the battery cell 10 in which the number of charge / discharge cycles reaches the reference number is all four battery cells 10, the selector 200 selects one or more battery cells 10 among them. can do. The selector 200 may transmit the selected battery cell 10 information to the cutoff unit 300.
  • the blocking unit 300 may stop the operation of the selected battery cell 10 for a predetermined time, that is, for a first reference time.
  • a predetermined time that is, for a first reference time.
  • the cutoff unit 300 may be configured to have a first function with respect to the selected one battery cell 10. Charging and discharging may be prevented during the reference time.
  • the battery cell 10 when the number of charge and discharge cycles reached a predetermined level may have a rest period for a predetermined time (first reference time). And, by this, the lifespan of the battery cell 10 can be increased, and eventually the performance of the battery pack can be kept stable for a longer period of time.
  • the reference number of times that the predetermined battery cell 10 is selected by the selecting unit 200 may be determined in consideration of various factors such as the characteristics of the battery cell 10 or the operation method of the battery pack.
  • the reference frequency may be set to at least one of 200 times to 400 times. Further, the reference frequency may be set to at least one of 250 times to 350 times. For example, the reference frequency may be set to 300 times.
  • the selecting unit 200 determines the battery cell 10 in which the number of charge / discharge cycles measured by the measuring unit 100 reaches 300 times. The selector 200 may select all or some of the identified battery cells 10 and provide selection information to the blocking unit 300. Specific examples of the reference number of times is set to a preferable value through repeated experiments on the lithium secondary battery, but the present invention is not necessarily limited to the specific value of the reference number of times.
  • the selector 200 sequentially selects the battery cells 10 one by one to block the block 300.
  • Information can be provided by
  • the selector 200 preferentially selects one of the battery cells. Only by selecting the 10 can be notified to the blocking unit 300. In addition, the selection unit 200 may select the remaining three battery cells 10 one by one and notify the blocking unit 300.
  • the selector 200 resumes operation at the same time or after the other one battery cell 10.
  • Select and notify the blocking unit 300 may be performed by the blocking unit 300, not the selection unit 200.
  • the selector 200 selects two or more battery cells 10 and notifies the blocking unit 300, so that the blocking unit 300 sequentially stops the operation of one battery cell 10. It may be.
  • the first reference time which is a time at which the operation of the battery cell 10 is stopped by the blocking unit 300, may be determined in consideration of various factors such as the characteristics of the battery cell 10 or a method of operating the battery pack. .
  • the first reference time may be set to at least one of 2 days (48 hours) to 4 days (96 hours). More specifically, the first reference time may be set to at least one of 60 hours to 80 hours.
  • the first reference time may be set to 3 days (72 hours).
  • the blocking unit 300 may allow the operation of the battery cell 10 selected by the selecting unit 200 to be stopped for three days, and then resume the operation after three days. have.
  • the specific example of the first reference time is set to a preferable value through repeated experiments on the lithium secondary battery, but the present invention is not necessarily limited to the specific value of the first reference time.
  • the battery pack management apparatus may further include a reduction unit 400.
  • the deceleration part 400 When the operation of the battery cell 10 whose operation is stopped by the blocking unit 300 is resumed, the deceleration part 400 has a lower C-rate than the C-rate before stopping, that is, 2 can be charged and discharged for a reference time. That is, the deceleration unit 400 may be configured such that charging / discharging is performed with a low charging / discharging rate for a predetermined time with respect to the battery cell 10 which is stopped and resumed.
  • the reduction unit 400 may have a recovery time with respect to the battery cell 10 in which the operation is stopped. The provision of such a recovery time can further improve the life of the battery cell 10.
  • the second reference time may be determined in consideration of various factors such as the characteristics of the battery cell 10 and the operation method of the battery pack.
  • the second reference time may be said to mean a period during which one charge / discharge cycle is performed.
  • the deceleration unit 400 is charged and discharged once at a charge and discharge rate lower than a normal level with respect to the battery cell 10 in which the operation is resumed after the operation is stopped by the blocking unit 300. It is possible to make a full discharge.
  • the deceleration part 400 has a C-rate of less than 1/2 of the C-rate before stopping during the second reference time.
  • Charge and discharge can be performed. For example, if charging and discharging were performed at 1C in a normal state before the operation of the battery cell 10 was stopped by the blocking unit 300, when the battery cell 10 is resumed after the operation is stopped by the blocking unit 300, The charging and discharging may be performed at 0.5 C or less for two reference times.
  • the deceleration unit 400 may allow the ratio of the C-rate after the interruption to the C-rate before the interruption to be configured to be less than one quarter. For example, when the charging and discharging is performed at 1C with respect to the battery cell 10 before stopping, the deceleration unit 400 may allow the charging and discharging at 0.2C during the recovery time when the battery cell 10 is resumed after stopping. In this case, when the operation of the battery cell 10 is resumed, the reduction unit 400 performs one full charge at a speed of 0.2 C and one full discharge at a speed of 0.2 C. Charge and discharge can be performed at a speed.
  • the reference frequency considered by the selector 200 may be set to two or more.
  • the selector 200 may select the battery cell 10 whenever the charge / discharge cycle reaches a predetermined number of times.
  • the selection unit 200 the number of charge / discharge cycles, such as 300 cycles, 600 cycles, 900 cycles, 1200 cycles, ... every time to reach a multiple of 300 cycles such that the battery cell 10 has reached
  • the battery cell 10 may be selected and at least some of the battery cells 10 may be selected.
  • the blocking unit 300 may repeatedly stop and resume the operation of the battery cell 10 whenever a multiple of 300 cycles is reached.
  • the battery cell 10 has a rest period based on the number of charge and discharge cycles.
  • the selector 200 may grasp and select the battery cell 10 that reaches the narrower interval gradually.
  • the selection unit 200 may allow the interval of the number of selection cycles to be gradually narrowed, such as 500 cycles, 900 cycles, 1200 cycles, 1400 cycles, and the like.
  • the timing to have a rest period and a recovery period can be advanced faster and faster as the use of the battery cell 10 is advanced. Since the battery cell 10 may be deteriorated by repeating charging and discharging, in this case, the battery cell 10 may have a rest period and a recovery period adaptively according to the deterioration of the battery cell 10, thereby further contributing to improving the life of the battery cell 10. Can be.
  • the blocking unit 300 may include a switching device for turning on and off electrical connection of each of the battery cells 10.
  • the blocking unit 300 may block and resume operation of each of the battery cells 10 through the control of the switching element. This will be described in more detail with reference to FIG. 3.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery pack management apparatus including a blocking unit 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the blocking unit 300 in a battery pack in which four battery cells 10 are connected in parallel, the blocking unit 300 includes four switching elements 310 to charge and discharge the battery cells 10.
  • One switching element 310 may be positioned per path.
  • the blocking unit 300 may stop or resume the operation of the battery cell 10 by turning on / off each switching element 310 provided therein.
  • the blocking unit 300 turns off the leftmost switching element 310 and keeps all remaining switching elements 310 turned on, thereby operating the leftmost battery cell 10. Only can be stopped.
  • the blocking unit 300 may be sequentially turned off from the switching element 310 located on the left side to the switching element 310 located on the right side. can do.
  • the switching element 310 is illustrated in a simple form, and various types of switching elements known at the time of filing the present invention, such as FETs or BJTs, may be employed in the blocking unit 300 of the present invention. Of course.
  • the blocking unit 300 may further include a control element for controlling the switching element 310 in addition to the switching element 310.
  • the control device may receive information on which cell is selected from the selector 200 and turn off the charge / discharge device located in the charge / discharge path of the selected battery cell 10.
  • the control device may turn on the corresponding switching device 310 again so that the corresponding battery cell 10 is operated again.
  • the control device may receive selection information about the other battery cell 10 from the selector 200, and turn off the charge / discharge device positioned in the charge / discharge path of the battery cell 10.
  • the battery cells 10 are illustrated based on a battery pack configuration connected in parallel, the present invention is not necessarily limited to such a battery pack configuration.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery pack management apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the configuration of FIG. 4 is mainly described for parts that are different from the above embodiments, and detailed descriptions of parts to which descriptions can be applied in the same or similar manner will be omitted.
  • each battery cell 10 may be electrically connected in series.
  • bypasses P1 to P4 may be formed in parallel so as not to pass through the battery cell 10.
  • the blocking unit 300 may include four switching elements 310.
  • each switching element 310 may be configured in the form of a three-contact switch. That is, in each switching element 310, a first contact is formed on the negative terminal side of the battery cell 10, a second contact is formed on the bypass circuits P1 to P4 side of the battery cell 10, and a third The contact may be configured to be formed on the positive terminal side or the charge / discharge path of the other battery cell 10.
  • the blocking unit 300 may stop the operation of the battery cell 10 corresponding thereto by changing the connection contact of each switching element 310.
  • the uppermost switching element 310 is connected to the bypass circuit P1 side, and the remaining switching element 310 is connected to the negative terminal side of each battery cell 10. can do. In this case, only the battery cell 10 positioned at the top may be stopped, and the remaining three battery cells 10 may be normally operated.
  • the uppermost switching element 310 is connected to the negative terminal side of the battery cell 10, and the second switching element 310 is connected to the bypass circuit P2 side with respect to the second switching element 310. can do. In this case, only the battery cells 10 positioned at the second from the top stop operation, and the remaining three battery cells 10 may operate normally. In addition, the switching operation may be sequentially performed on the remaining switching elements 310, and thus the operation may be sequentially stopped for all battery cells 10.
  • the battery cell 10 according to the present invention may include one or more secondary batteries.
  • each of the battery cells 10 is illustrated in a form in which one secondary battery is included, but the present invention is not necessarily limited thereto.
  • Two or more secondary batteries may be included in series and / or in parallel.
  • the battery pack management apparatus may be applied to the battery pack itself. That is, the battery pack according to the present invention may include the above-described battery pack management apparatus.
  • the battery pack may be provided with a battery management system (BMS) to manage the charge and discharge of the battery pack, the measurement unit 100, the selection unit 200, the blocking unit 300 and the deceleration unit At least a portion of 400 may be implemented by such a BMS.
  • BMS battery management system
  • the battery pack management apparatus may be applied to a power storage device.
  • the power storage device according to the present invention may be said to include the battery pack management device according to the present invention described above.
  • the power storage device is a device used for storing power in a smart grid system, an electric vehicle charging station, etc., and lifespan is a very important factor.
  • the battery pack management apparatus since the life of the secondary battery can be increased through the charge and discharge control, it can be more advantageously applied to the power storage device.
  • the battery pack used in the power storage device does not have a high output as compared to the battery pack used in the electric vehicle, and includes a very large number of secondary batteries.
  • the battery pack management apparatus even if the operation for some battery cells 10 is interrupted for a predetermined time or charged and discharged at a low C-rate, it is possible to operate without a great deal of operating performance. Can be.
  • FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating a method of managing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the subject of each operation may be various components of the above-described battery pack management apparatus.
  • the number of charge / discharge cycles of each battery cell is first measured (S110).
  • the battery cells having the number of charge / discharge cycles measured in step S110 reaching the reference number are identified and at least some of the battery cells are selected (S120).
  • the operation of the battery cell selected in the step S120 is stopped for a first reference time (S130).
  • the battery pack management method according to the present invention may further include the step of performing the charging and discharging for a second reference time with a lower C-rate than the C-rate before the operation is resumed.
  • S140 There is (S140).
  • charging and discharging may be performed at a level similar to a normal C-rate, that is, a C-rate before stopping the battery cell (S150).
  • the capacity storage rate may mean the ratio of the full charge capacity in each cycle to the initial (factory shipment) full charge capacity of the secondary battery.
  • the rechargeable battery of the embodiment in which the rest period in which the operation is stopped every predetermined cycle and the recovery period in which charge and discharge are performed at a low charge / discharge rate are performed compared to the rechargeable battery of the comparative example in which charge and discharge are continuously performed. It can be seen that the retention rate is remarkably high.
  • the secondary battery of the comparative example showed a similar capacity retention rate up to approximately 500 cycles compared with the secondary battery of the example, but after 500 cycles, the capacity retention ratio decreased with a large difference from the example.
  • the secondary battery of the comparative example the capacity storage ratio of 65% before the roughly 1900 cycles, while the secondary battery of the example, the capacity storage ratio of about 90% even near 1900 cycles.
  • the secondary battery of Example showed a 67.5% capacity retention rate up to 4,500 cycles of the experiment, which was significantly different from the comparative example showing a 65% capacity retention around 1900 cycles.
  • the term 'part' is used, such as 'measurement unit', 'selection unit', 'blocking unit', and 'deceleration unit', but this indicates a logical structural unit and may be physically separated. It does not represent a component that must be present or physically separated.

Abstract

본 발명은 배터리 팩의 수명이 효과적으로 향상될 수 있도록 하는 배터리 팩 관리 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 복수의 배터리 셀이 전기적으로 연결된 배터리 팩을 관리하는 장치로서, 상기 배터리 셀 각각의 충방전 사이클 횟수를 측정하는 측정부; 상기 측정부에 의해 측정된 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 배터리 셀 중 적어도 일부 배터리 셀을 선정하는 선정부; 및 상기 선정부에 의해 선정된 배터리 셀의 동작을 제1 기준시간 동안 중단시키는 차단부를 포함한다.

Description

배터리 팩 관리 장치 및 방법
본 출원은 2015년 11월 18일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2015-0161820호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리 팩을 관리하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충방전 제어를 통해 배터리 팩의 수명이 향상될 수 있도록 하는 배터리 팩 관리 장치 및 배터리 팩 관리 방법에 관한 것이다.
현대 사회에 있어서, 배터리는 노트북, 카메라, 휴대폰, MP3 등과 같은 휴대용 전자제품에서부터 자동차, 로봇, 위성 등의 각종 장치에 광범위하게 이용되고 있다. 배터리는 일차 전지와 이차 전지로 구분될 수 있는데, 그 중 이차 전지는 반복적인 충방전이 가능하다는 측면뿐 아니라, 에너지의 저장이 가능하다는 측면에서 큰 장점을 가져 널리 이용된다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있으며, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 이차 전지는 하나의 배터리 셀이 단독으로 이용될 수도 있지만, 많은 경우 하나의 배터리 팩 내에서 다수의 배터리 셀이 서로 전기적으로 연결되어, 보다 높은 출력 및 용량을 확보하도록 구성된다. 특히, 최근에는 전력 공급의 불균형을 해소하는 차원에서 스마트 그리드 시스템(Smart Grid System)이 주목받고 있다. 스마트 그리드 시스템이란 전력의 생산, 운반, 소비 과정에 정보통신 기술을 접목함으로써 전력 공급과 소비의 상호작용을 통해 전력 이용의 효율성을 높이고자 하는 지능형 전력망 시스템이다. 소비자가 사용하는 전력량은 항상 일정치 않고 수시로 변동될 수 있다. 대표적으로, 여름철 오후에는 냉방 장치의 사용으로 전력 사용량이 급격히 증가했다가 야간에는 전력 사용량이 급격히 감소하는 것을 예로 들 수 있다. 이와 같이 전력을 소비하는 측면에서는 전력 소비량이 일정치 않고 자주 변동될 수 있지만, 전력을 공급하는 측면에서는 어느 정도 전력 생산량을 조절한다 하더라도 그러한 전력 소비량에 맞추기는 현실적으로 어렵다. 따라서, 이와 같은 전력 공급과 소비의 불균형으로 전력 공급 과잉 또는 전력 공급 부족이 일어날 수 있는데, 스마트 그리드 시스템은 이와 같은 문제를 해결하고자 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하여 전력공급량을 탄력적으로 조절한다. 이러한 스마트 그리드 시스템을 구축하기 위해 중요한 핵심 구성요소 중 하나가 바로 전력 저장 장치이다. 그리고, 이러한 전력 저장 장치에는 일반적인 전자 장비나 휴대용 전자 제품에 이용되는 배터리 팩보다 훨씬 많은 수의 배터리 셀이 전기적으로 연결된 형태로 구성된다.
이와 같이 다수의 배터리 셀이 전기적으로 연결된 상태로 이용되는 배터리 팩은, 스마트 그리드 시스템뿐만 아니라 마이크로 그리드 시스템(Micro Grid System), 전기 자동차에 충전 전력을 공급하는 전기 자동차 충전소와 같은 다른 여러 분야에도 이용될 수 있다.
이처럼 배터리 팩의 적용 영역은 대형 배터리 팩까지 더욱 확장되고, 배터리 팩이 적용된 장치의 성능이 향상됨에 따라, 배터리 팩 자체에 대해서도 성능 향상에 대한 요구가 지속되고 있다. 배터리 팩의 성능을 평가하기 위한 요소에는 여러 가지가 포함될 수 있는데, 그 중 배터리 팩의 성능을 나타내는 대표적인 것 중 하나가 수명이라 할 수 있다.
배터리 팩은 반복적인 충방전이 가능하도록 구성된 장치이지만, 충방전 사이클이 반복되다 보면, 더 이상 배터리 팩을 사용할 수 없게 된다. 특히, 배터리 팩에 포함된 이차 전지는, 충방전을 반복하는 과정에서 내부 소재가 열화됨으로써 그 성능이 저하되어 제대로 동작하지 못하는 시기가 올 수 있다.
이러한 상황에서, 배터리 팩은 최대한 오랜 기간 사용이 가능하도록 그 수명이 길게 유지되는 것이 좋다. 더욱이, 배터리 팩에 포함된 많은 이차 전지 중 일부 이차 전지의 수명이 다한 경우, 배터리 팩 전체적으로 성능이 떨어질 수 있다. 따라서, 배터리 팩에 포함된 각 이차 전지의 수명은 최대한 길게 확보될 필요가 있다.
특히, 전력 저장 장치의 경우, 그 규모가 매우 크기 때문에, 수명이 다한 이차 전지를 찾거나 교체, 수리하는 것이 용이하지 않다. 그러므로, 전력 저장 장치에 포함되는 배터리 팩은, 긴 수명을 가짐으로써 설치 후 오랜 기간 동안 사용될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 배터리 팩의 수명이 효과적으로 향상될 수 있도록 하는 배터리 팩 관리 장치와 배터리 팩 관리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 복수의 배터리 셀이 전기적으로 연결된 배터리 팩을 관리하는 장치로서, 상기 배터리 셀 각각의 충방전 사이클 횟수를 측정하는 측정부; 상기 측정부에 의해 측정된 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 배터리 셀 중 적어도 일부 배터리 셀을 선정하는 선정부; 및 상기 선정부에 의해 선정된 배터리 셀의 동작을 제1 기준시간 동안 중단시키는 차단부를 포함한다.
여기서, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 상기 차단부에 의해 동작이 중단된 배터리 셀의 동작이 재개될 때, 중단 전 C-레이트보다 낮은 C-레이트로 제2 기준시간 동안 충전 및 방전이 수행되도록 하는 감속부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 기준시간은, 1회의 충방전 사이클일 수 있다.
또한, 상기 감속부는, 동작이 중단된 배터리 셀의 동작이 재개될 때, 제2 기준시간 동안 중단 전 C-레이트의 2분의 1 이하의 C-레이트로 충전 및 방전이 수행되도록 할 수 있다.
또한, 상기 선정부는, 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 배터리 셀이 복수 개 존재하는 경우, 배터리 셀을 하나씩 순차적으로 선정할 수 있다.
또한, 상기 기준횟수는, 200회 내지 400회 중 적어도 하나의 횟수로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제1 기준시간은, 2일 내지 4일 중 적어도 하나의 시간으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 기준횟수는, 둘 이상 설정될 수 있다.
또한, 상기 차단부는, 상기 배터리 셀 각각의 전기적 연결을 온오프시키는 스위칭 소자를 구비하여, 상기 스위칭 소자의 제어를 통해 상기 배터리 셀 각각의 동작을 중단 및 재개시킬 수 있다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치를 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치를 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 방법은, 복수의 배터리 셀이 전기적으로 연결된 배터리 팩을 관리하는 방법으로서, 상기 배터리 셀 각각의 충방전 사이클 횟수를 측정하는 단계; 상기 측정 단계에서 측정된 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 배터리 셀 중 적어도 일부 배터리 셀을 선정하는 단계; 및 상기 선정 단계에서 선정된 배터리 셀의 동작을 제1 기준시간 동안 중단시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 팩의 수명이 효과적으로 향상될 수 있다.
특히, 본 발명의 경우, 리튬 이차 전지의 소재를 변경하지 않더라도 충전 및 방전 제어를 통해 배터리 팩의 수명을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 배터리 팩의 교체나 수리를 최소화할 수 있고, 전력 저장 장치와 같이 배터리 팩이 적용된 장치에 대하여 장시간 안정적인 구동이 가능하도록 할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치가 배터리 팩과 연결된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 차단부가 포함된 배터리 팩 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 대하여 사이클이 진행됨에 따른 용량 보존율의 감소 결과를 측정하여 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 또한, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치가 배터리 팩과 연결된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 측정부(100), 선정부(200) 및 차단부(300)를 포함한다.
본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 복수의 배터리 셀(10)이 전기적으로 연결된 배터리 팩을 관리할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 배터리 셀(10)이 병렬로 연결된 배터리 팩에 대하여 관리 기능을 수행할 수 있다.
상기 측정부(100)는, 배터리 팩에 포함된 배터리 셀(10) 각각의 충방전 사이클 횟수를 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 팩에 4개의 배터리 셀(10)이 포함된 경우, 상기 측정부(100)는, 4개의 배터리 셀(10) 각각에 대하여 충전 및 방전 사이클이 몇 회 이루어졌는지 그 횟수를 측정할 수 있다.
여기서, 충방전 사이클 횟수는, 해당 배터리 셀(10)이 만방전 상태에서 만충전 상태로 충전되었다가 다시 만방전된 경우를 1회의 사이클로 보고, 카운팅될 수 있다. 즉, 상기 측정부(100)는, 배터리 셀(10)이 충전 상태(State Of Charge; SOC)가 0인 상태에서 100인 상태로 갔다가 다시 0인 상태로 되돌아올 때를 1회의 충방전 사이클로 카운팅할 수 있다.
다만, 배터리 셀(10)은, 만방전되지 않은 상태에서 다시 충전이 이루어질 수도 있고, 만충전되지 않은 상태에서 다시 방전이 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 측정부(100)는, 다양한 방식으로 충방전 사이클을 카운팅할 수 있다.
일례로, 상기 측정부(100)는, 충전 또는 방전된 SOC 량에 비례하여 충방전 사이클을 카운팅할 수 있다. 이를테면, 배터리 셀(10)에 대하여 SOC가 0에서 50까지 충전되다가 다시 0으로 방전된 경우, 상기 측정부(100)는 충방전 사이클을 0.5회로 카운팅할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 측정부(100)는, 충전 또는 방전된 SOC량을 적산하여 충방전 사이클을 카운팅할 수 있다. 이를테면, 상기 측정부(100)는, 충전 시 SOC량을 서로 합산하고, 방전 시 SOC량을 서로 합산하여 SOC 충전량의 총합이 100이 되고 SOC 방전량의 총합이 100이 될 때, 충방전전 사이클을 1회로 카운팅될 수 있다.
여기서, 상기 측정부(100)가 SOC를 통해 배터리 셀(10)의 충방전 횟수를 카운팅하는 경우, 상기 측정부(100)는 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 SOC 측정 방식을 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 측정부(100)는, 각 배터리 셀(10) 양단의 전압을 측정하거 전류를 적산함으로써 SOC를 추정할 수 있다.
상기 선정부(200)는, 측정부(100)에 의해 충방전 사이클 횟수가 측정되면, 측정된 사이클 횟수 정보를 측정부(100)로부터 전송받는다. 그리고, 상기 선정부(200)는, 각 배터리 셀(10)에 대하여 측정된 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 상기 선정부(200)는, 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 배터리 셀(10)이 어느 것인지 파악한다. 특히, 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 배터리 셀(10)이 복수 개 존재하는 경우, 상기 선정부(200)는 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 것으로 파악된 복수의 배터리 셀(10) 중에서, 적어도 일부 배터리 셀(10)을 선정할 수 있다.
예를 들어, 도 2의 구성에서, 상기 선정부(200)는 4개의 배터리 셀(10) 중 어느 배터리 셀(10)의 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달하였는지 여부를 파악할 수 있다. 이때, 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 배터리 셀(10)이 4개의 배터리 셀(10) 모두인 경우, 상기 선정부(200)는 그 중 1개 또는 그 이상의 배터리 셀(10)을 선정할 수 있다. 그리고, 상기 선정부(200)는, 선정된 배터리 셀(10) 정보를 차단부(300)로 전송할 수 있다.
상기 차단부(300)는, 상기 선정부(200)에 의해 배터리 셀(10)이 선정되면, 선정된 배터리 셀(10)의 동작을 소정 시간, 즉 제1 기준시간 동안 중단시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에서, 선정부(200)에 의해 하나의 배터리 셀(10)이 선정된 경우, 상기 차단부(300)는, 선정된 1개의 배터리 셀(10)에 대하여 제1 기준시간 동안 충전 및 방전이 이루어지지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 충방전 사이클 횟수가 일정 수준(기준횟수)에 도달한 배터리 셀(10)은 일정 시간(제1 기준시간) 동안 휴지기를 가질 수 있다. 그리고, 이에 의해, 배터리 셀(10)의 수명은 증대될 수 있으며, 결국에는 배터리 팩의 성능이 보다 오랜 기간 동안 안정적으로 유지되도록 할 수 있다.
한편, 상기 선정부(200)에 의해 소정 배터리 셀(10)이 선정되기 위한 기준이 되는 기준횟수는, 배터리 셀(10)의 특성이나 배터리 팩의 운용 방식 등 다양한 요소를 고려하여 결정될 수 있다.
특히, 상기 기준횟수는, 200회 내지 400회 중 적어도 하나의 횟수로 설정될 수 있다. 더욱이, 상기 기준횟수는, 250회 내지 350회 중 적어도 하나의 횟수로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 기준횟수는, 300회로 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 선정부(200)는, 측정부(100)에 의해 측정된 충방전 사이클 횟수가 300회에 도달한 배터리 셀(10)을 파악한다. 그리고, 상기 선정부(200)는, 파악된 배터리 셀(10) 모두, 또는 그 중 일부의 배터리 셀(10)을 선정하여 차단부(300)로 선정 정보를 제공할 수 있다. 이와 같은 기준 횟수의 구체적인 실시예는 리튬 이차 전지에 대한 반복된 실험을 통해 바람직한 수치로 설정된 것이나, 본 발명이 반드시 이러한 기준횟수의 구체적인 수치로 한정되는 것은 아니다.
바람직하게는, 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 배터리 셀(10)이 복수 개 존재하는 경우, 상기 선정부(200)는, 배터리 셀(10)을 하나씩 순차적으로 선정하여 차단부(300)로 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 도 2의 구성에서 제1 기준횟수가 300회이고 4개의 배터리 셀(10) 모두 사이클 횟수가 동시에 300회에 이른 경우, 상기 선정부(200)는 우선적으로 그 중 1개의 배터리 셀(10)만을 선정하여 차단부(300)에 통보할 수 있다. 그리고, 상기 선정부(200)는, 나머지 3개의 배터리 셀(10)에 대하여, 1개씩 차례대로 선정하여 차단부(300)에 통보할 수 있다.
특히, 상기 선정부(200)는, 선정된 하나의 배터리 셀(10)에 대하여 제1 기준시간 동안 동작이 중단된 후, 다시 동작이 재개됨과 동시에 또는 그 이후에 다른 하나의 배터리 셀(10)을 선정하여 차단부(300)에 통보할 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 둘 이상의 배터리 셀(10)이 동시에 중단되지 않도록 함으로써, 배터리 팩의 용량이나 출력이 줄어드는 것을 최소화할 수 있다. 다만, 이와 같이 동시 중단되지 않도록 하는 구성은, 선정부(200)가 아닌 차단부(300)에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 선정부(200)는 둘 이상의 배터리 셀(10)을 선정하여 차단부(300)로 통보하되, 차단부(300)가 1개의 배터리 셀(10)씩 순차적으로 동작이 중단되도록 할 수도 있다.
또한, 상기 차단부(300)에 의해 배터리 셀(10)의 동작이 중단되는 시간인 제1 기준시간은, 배터리 셀(10)의 특성이나 배터리 팩의 운용 방식 등 다양한 요소를 고려하여 결정될 수 있다. 특히, 상기 제1 기준시간은, 2일(48시간) 내지 4일(96시간) 중 적어도 하나의 시간으로 설정될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 기준시간은, 60시간 내지 80시간 중 적어도 하나의 기간으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 기준시간은, 3일(72시간)로 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 차단부(300)는, 선정부(200)에 의해 선정된 배터리 셀(10)에 대하여 3일 동안 동작이 중단되도록 한 후, 3일이 지난 이후에 다시 동작이 재개되도록 할 수 있다. 이와 같은 제1 기준시간의 구체적인 실시예는 리튬 이차 전지에 대한 반복된 실험을 통해 바람직한 수치로 설정된 것이나, 본 발명이 반드시 이러한 제1 기준시간의 구체적인 수치로 한정되는 것은 아니다.
또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 감속부(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 감속부(400)는, 차단부(300)에 의해 동작이 중단된 배터리 셀(10)의 동작이 재개될 때, 중단 전 C-레이트(C-rate)보다 낮은 C-레이트로, 즉 제2 기준시간 동안 충전 및 방전이 수행되도록 할 수 있다. 즉, 상기 감속부(400)는, 동작이 중단되었다가 재개되는 배터리 셀(10)에 대하여 일정 시간 동안 충방전율이 낮은 상태로 충방전이 이루어지도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 휴지기를 가진 배터리 셀(10)의 동작이 재개될 때, 곧바로 높은 충방전율로 충전이나 방전이 이루어지도록 하지 않고, 일정 기간 동안 낮은 충방전율로 충방전이 이루어지도록 함으로써, 동작이 중단된 배터리 셀(10)이 원활하게 정상 수준으로 회복되도록 할 수 있다. 즉, 상기 감속부(400)는, 동작이 중단된 배터리 셀(10)에 대하여 회복 시간을 갖도록 할 수 있다. 그리고, 이와 같은 회복 시간의 부여는, 배터리 셀(10)의 수명을 더욱 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 제2 기준시간은, 배터리 셀(10)의 특성이나 배터리 팩의 운용 방식 등 다양한 요소를 고려하여 결정될 수 있다. 특히, 상기 제2 기준시간은, 1회의 충방전 사이클이 이루어지는 기간을 의미한다고 할 수 있다. 예를 들어, 상기 감속부(400)는, 차단부(300)에 의해 동작이 중단된 후 동작이 재개되는 배터리 셀(10)에 대하여, 정상적인 수준보다 낮은 충방전율로 1회 만충전 및 1회 만방전이 이루어지도록 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 감속부(400)는, 동작이 중단된 배터리 셀(10)의 동작이 재개될 때, 제2 기준시간 동안, 중단 전 C-레이트의 2분의 1 이하의 C-레이트로 충전 및 방전이 수행되도록 할 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(10)이 차단부(300)에 의해 동작이 중단되기 전 정상적인 상태에서는 1C로 충방전이 수행되었다면, 차단부(300)에 의해 동작이 중단된 후 재개될 때에는, 제2 기준시간 동안 0.5C 이하로 충방전이 수행되도록 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 감속부(400)는, 중단 전 C-레이트에 대한 중단 후 C-레이트의 비율이 4분의 1 이하로 구성되도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 감속부(400)는, 배터리 셀(10)에 대하여 중단 전에 1C로 충방전이 이루어진 경우, 중단 후 재개될 때에는 회복 시간 동안 0.2C로 충방전이 이루어지도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 감속부(400)는, 배터리 셀(10)의 동작이 재개될 때, 0.2C의 속도로 1회 만충전 및 0.2C의 속도로 1회 만방전 수행 후, 정상적인 속도인 1C의 속도로 충방전이 수행되도록 할 수 있다.
한편, 상기 선정부(200)에 의해 고려되는 기준횟수는, 둘 이상으로 설정될 수 있다.
일례로서, 상기 선정부(200)는, 충방전 사이클이 소정 횟수의 배수에 이를 때마다 해당 배터리 셀(10)을 선정할 수 있다. 예를 들어, 상기 선정부(200)는, 충방전 횟수가 300 사이클, 600 사이클, 900 사이클, 1200 사이클, ...과 같이 300 사이클의 배수에 이를 때마다 그에 도달한 배터리 셀(10)이 있는지 파악하고, 그 중 적어도 일부의 배터리 셀(10)을 선정할 수 있다. 이 경우, 상기 차단부(300)는, 300 사이클의 배수에 이를 때마다 해당 배터리 셀(10)의 동작을 반복적으로 중단시켰다가 재개할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 충방전 사이클 횟수를 기준으로 주기적으로 배터리 셀(10)이 휴지기를 갖도록 할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 선정부(200)는, 충방전 사이클이 많아질수록 점차 좁은 간격으로, 그에 도달한 배터리 셀(10)을 파악 및 선정할 수 있다. 예를 들어, 상기 선정부(200)는, 충방전 횟수가 500 사이클, 900 사이클, 1200 사이클, 1400 사이클, ...과 같이, 선정 사이클 횟수의 간격이 점차 좁아지도록 할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 셀(10)에 대하여, 휴지기 및 회복기를 갖도록 하는 시기가 배터리 셀(10)의 사용이 진행됨에 따라 점점 빠르게 앞당겨질 수 있다. 배터리 셀(10)은 충방전을 반복함에 따라 열화될 수 있기 때문에, 이 경우 배터리 셀(10)의 열화에 따라 적응적으로 휴지기 및 회복기를 갖도록 함으로써, 배터리 셀(10)의 수명 향상에 더욱 기여할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 차단부(300)는, 배터리 셀(10) 각각의 전기적 연결을 온오프시키는 스위칭 소자를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 차단부(300)는, 이러한 스위칭 소자의 제어를 통해 배터리 셀(10) 각각의 동작을 차단 및 재개시킬 수 있다. 이에 대해서는, 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 차단부(300)가 포함된 배터리 팩 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 4개의 배터리 셀(10)이 병렬로 연결된 배터리 팩에 있어서, 상기 차단부(300)는, 4개의 스위칭 소자(310)를 구비하여, 각 배터리 셀(10)의 충방전 경로마다 1개의 스위칭 소자(310)가 위치하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 차단부(300)는, 내부에 구비된 각 스위칭 소자(310)를 온오프시킴으로써, 배터리 셀(10)의 동작을 중단시키거나 재개시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 차단부(300)는, 가장 좌측에 위치한 스위칭 소자(310)를 턴오프시키고 나머지 스위칭 소자(310)는 모두 턴온 상태로 유지함으로써, 가장 좌측에 위치한 배터리 셀(10)의 동작만을 중단시킬 수 있다.
더욱이, 4개의 배터리 셀(10) 모두 동작이 중단될 필요가 있는 경우, 상기 차단부(300)는, 좌측에 위치한 스위칭 소자(310)부터 우측에 위치한 스위칭 소자(310)로 순차적으로 턴오프되도록 할 수 있다.
도면에서 상기 스위칭 소자(310)는, 간단한 형태로 도시되어 있는데, FET나 BJT와 같이 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 형태의 스위칭 소자가 본원 발명의 차단부(300)에 채용될 수 있음은 물론이다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 차단부(300)는, 이러한 스위칭 소자(310) 이외에 스위칭 소자(310)를 제어하기 위한 제어 소자를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 제어 소자는, 선정부(200)로부터 어느 셀이 선정되었는지에 대한 정보를 수신하고, 선정된 배터리 셀(10)의 충방전 경로에 위치한 충방전 소자를 턴오프시킬 수 있다. 그리고, 상기 제어 소자는, 턴오프된 시간이 제1 기준시간을 경과하면 해당 스위칭 소자(310)를 다시 턴온시켜, 그에 대응하는 배터리 셀(10)이 다시 동작되도록 할 수 있다. 또한, 상기 제어 소자는, 선정부(200)로부터 다른 배터리 셀(10)에 대한 선정 정보를 전송받고, 해당 배터리 셀(10)의 충방전 경로에 위치한 충방전 소자를 턴오프시킬 수 있다.
한편, 상기 도 2 및 도 3의 실시예에서는, 배터리 셀(10)이 병렬로 연결된 배터리 팩 구성을 중심으로 도시되었으나, 본 발명이 반드시 이러한 배터리 팩 구성으로 한정되는 것은 아니다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 이러한 도 4의 구성에 대해서는, 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하고, 동일 또는 유사하게 설명이 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 4를 참조하면, 배터리 팩에 4개의 배터리 셀(10)이 포함되되, 각 배터리 셀(10)은 전기적으로 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 각 배터리 셀(10)에 대해서는, 해당 배터리 셀(10)을 경유하지 않도록 우회로(P1~P4)가 병렬로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 차단부(300)는, 4개의 스위칭 소자(310)를 구비할 수 있다. 이때, 각 스위칭 소자(310)는, 3접점 스위치 형태로 구성될 수 있다. 즉, 각 스위칭 소자(310)는, 제1 접점이 배터리 셀(10)의 음극 단자 측에 형성되고, 제2 접점이 배터리 셀(10)의 우회로(P1~P4) 측에 형성되며, 제3 접점이 다른 배터리 셀(10)의 양극 단자 측 또는 충방전 경로에 형성되도록 구성될 수 있다.
이러한 구성에 있어서, 상기 차단부(300)는, 각 스위칭 소자(310)의 연결 접점을 변화시킴으로써 그에 대응하는 배터리 셀(10)의 동작을 중단시킬 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서 가장 상부에 위치하는 스위칭 소자(310)를 우회로(P1) 측에 연결하고, 나머지 스위칭 소자(310)에 대해서는 각 배터리 셀(10)의 음극 단자 측에 연결되도록 할 수 있다. 이 경우, 가장 상부에 위치하는 배터리 셀(10)만 동작이 중단되고, 나머지 3개의 배터리 셀(10)들은 정상적으로 동작될 수 있다.
그리고, 가장 상부에 위치하는 스위칭 소자(310)에 대하여 배터리 셀(10)의 음극 단자 측에 연결되도록 하고, 상부에서 2번째에 위치하는 스위칭 소자(310)에 대하여 우회로(P2) 측에 연결되도록 할 수 있다. 이 경우, 상부에서 2번째에 위치하는 배터리 셀(10)만 동작이 중단되고, 나머지 3개의 배터리 셀(10)들은 정상적으로 동작할 수 있다. 그리고, 이와 같은 스위칭 동작을 나머지 스위칭 소자(310)에 대해서도 순차적으로 수행되도록 함으로써, 모든 배터리 셀(10)에 대하여 동작이 순차적으로 중단되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 배터리 셀(10)은, 하나 이상의 이차 전지를 포함할 수 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 도면에서는, 각 배터리 셀(10)에 하나의 이차 전지가 포함된 형태로 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니며, 각 배터리 셀(10)에는 둘 이상의 이차 전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 형태로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 배터리 팩 자체에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 배터리 팩 관리 장치를 포함할 수 있다. 이 경우, 측정부(100), 선정부(200), 차단부(300) 및 감속부(400) 중 적어도 일부는 배터리 팩에 이미 구비된 구성요소에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩에는, 배터리 팩의 충방전을 관리하기 위해 BMS(Battery Management System)가 구비될 수 있는데, 상기 측정부(100), 선정부(200), 차단부(300) 및 감속부(400)의 적어도 일부는 이러한 BMS에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 전력 저장 장치에 적용될 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 상술한 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치를 포함한다고 할 수 있다. 특히, 전력 저장 장치는, 스마트 그리드 시스템이나 전기 자동차 충전소 등에서 전력을 저장하기 위해 이용되는 장치로서, 수명이 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치의 경우, 충방전 제어를 통해 이차 전지의 수명을 증대시킬 수 있으므로, 전력 저장 장치에 보다 유리하게 적용될 수 있다. 더욱이, 전력 저장 장치에 사용되는 배터리 팩의 경우, 전기 자동차에 사용되는 배터리 팩에 비해 출력이 높지 않고, 매우 많은 수의 이차 전지가 포함되어 있다. 따라서, 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩 관리 장치와 같이, 일부 배터리 셀(10)에 대하여 소정 시간 동안 동작을 중단시키거나 낮은 C-레이트로 충방전되도록 하더라도 동작 성능에 큰 무리 없이 가동되도록 할 수 있다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 이러한 흐름도에서, 각 동작의 주체는, 상술한 배터리 팩 관리 장치의 여러 구성요소가 될 수 있다.
복수의 배터리 셀(10)이 전기적으로 연결된 배터리 팩을 관리하는 방법으로서, 본 발명에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 배터리 셀 각각의 충방전 사이클 횟수가 측정된다(S110). 다음으로, 상기 S110 단계에서 측정된 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 배터리 셀을 파악하고 그 중 적어도 일부 배터리 셀을 선정한다(S120). 그리고 나서, 상기 S120 단계에서 선정된 배터리 셀의 동작을 제1 기준시간 동안 중단시킨다(S130).
그리고, 제1 기준시간이 지나면, 동작이 중단된 배터리 셀의 동작을 재개시킨다.
이때, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 방법은, 동작이 재개되는 배터리 셀에 대하여, 중단 전 C-레이트보다 낮은 C-레이트로 제2 기준시간 동안 충전 및 방전이 수행되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다(S140).
그리고, 제2 기준시간이 경과되면, 해당 배터리 셀에 대해서는 정상적인 C-레이트, 즉 중단 전 C-레이트와 유사한 수준으로 충방전이 진행되도록 할 수 있다(S150).
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
비교예
리튬 이차 전지에 대하여, 1C로 만충전과 만방전을 반복하는 충방전 사이클을 연속적으로 진행하였다. 그리고, 각 사이클 횟수마다 리튬 이차 전지의 용량 보존율(capacity retention)을 측정하여, 그 결과를 도 6의 그래프에 비교예로 표시하였다. 여기서, 용량 보존율이란, 이차 전지의 초기(공장 출하 시) 만충전 용량에 대한 각 사이클에서의 만충전 용량의 비를 의미한다고 할 수 있다.
실시예
상기 비교예와 동일한 종류의 리튬 이차 전지에 대하여, 1C로 만충전과 만방전을 반복하여 수행하였다. 다만, 상기 비교예와 달리, 실시예에 대해서는, 300 사이클마다 3일 간 동작이 중단되도록 하였으며, 동작 중단 후 재개되는 시점에서는 1사이클 동안 0.2C로 충방전이 진행되도록 하였다. 그리고, 비교예와 마찬가지로 각 사이클 횟수마다 리튬 이차 전지의 용량 보존율을 측정하고, 그 결과를 도 6의 그래프에 실시예로 표시하였다.
도 6의 그래프를 참조하면, 소정 사이클마다 동작이 중단되는 휴지기 및 낮은 충방전율로 충방전이 이루어지는 회복기가 수행된 실시예의 이차 전지는, 충방전이 연속적으로 수행된 비교예의 이차 전지에 비해, 용량 보존율이 현저하게 높다는 것을 알 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 비교예의 이차 전지는, 실시예의 이차 전지에 비해 대략 500 사이클까지는 비슷한 수준의 용량 보존율을 보이다가, 500 사이클 이후에서는 용량 보존율이 실시예와 큰 차이를 보이며 감소하였다. 특히, 비교예의 이차 전지는, 대략 1900 사이클 이전에 용량 보존율이 65% 수준으로 떨어지는 반면, 실시예의 이차 전지는, 1900 사이클 부근에서도 용량 보존율이 대략 90%에 근접하는 결과를 보이고 있다. 더욱이, 실시예의 이차 전지는, 실험이 계속된 4500 사이클까지도 67.5% 수준의 용량 보존율을 보임으로써, 1900 사이클 부근에서 65%의 용량 보존율을 보인 비교예와는 현격한 차이를 나타내었다.
그러므로, 이러한 실시예 및 비교예의 실험 결과에 기초하여 볼 때, 본 발명의 실시예에 따라 이차 전지의 충방전이 수행되는 경우, 용량 보존율이 크게 개선됨으로써, 그 수명이 현저하게 향상될 수 있다는 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 명세서에서 '측정부', '선정부', '차단부' 및 '감속부' 등과 같이 '부'라는 용어가 사용되었으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 분리될 수 있거나 물리적으로 분리되어야 하는 구성요소를 나타내는 것은 아니다.

Claims (12)

  1. 복수의 배터리 셀이 전기적으로 연결된 배터리 팩을 관리하는 장치에 있어서,
    상기 배터리 셀 각각의 충방전 사이클 횟수를 측정하는 측정부;
    상기 측정부에 의해 측정된 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 배터리 셀 중 적어도 일부 배터리 셀을 선정하는 선정부; 및
    상기 선정부에 의해 선정된 배터리 셀의 동작을 제1 기준시간 동안 중단시키는 차단부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단부에 의해 동작이 중단된 배터리 셀의 동작이 재개될 때, 중단 전 C-레이트보다 낮은 C-레이트로 제2 기준시간 동안 충전 및 방전이 수행되도록 하는 감속부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 기준시간은, 1회의 충방전 사이클인 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 감속부는, 동작이 중단된 배터리 셀의 동작이 재개될 때, 제2 기준시간 동안 중단 전 C-레이트의 2분의 1 이하의 C-레이트로 충전 및 방전이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선정부는, 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 배터리 셀이 복수 개 존재하는 경우, 배터리 셀을 하나씩 순차적으로 선정하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기준횟수는, 200회 내지 400회 중 적어도 하나의 횟수로 설정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기준시간은, 2일 내지 4일 중 적어도 하나의 시간으로 설정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기준횟수는, 둘 이상 설정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차단부는, 상기 배터리 셀 각각의 전기적 연결을 온오프시키는 스위칭 소자를 구비하여, 상기 스위칭 소자의 제어를 통해 상기 배터리 셀 각각의 동작을 중단 및 재개시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩 관리 장치를 포함하는 배터리 팩.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩 관리 장치를 포함하는 전력 저장 장치.
  12. 복수의 배터리 셀이 전기적으로 연결된 배터리 팩을 관리하는 방법에 있어서,
    상기 배터리 셀 각각의 충방전 사이클 횟수를 측정하는 단계;
    상기 측정 단계에서 측정된 충방전 사이클 횟수가 기준횟수에 도달한 배터리 셀 중 적어도 일부 배터리 셀을 선정하는 단계; 및
    상기 선정 단계에서 선정된 배터리 셀의 동작을 제1 기준시간 동안 중단시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 방법.
PCT/KR2016/012469 2015-11-18 2016-11-01 배터리 팩 관리 장치 및 방법 WO2017086632A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680028399.1A CN107615613B (zh) 2015-11-18 2016-11-01 电池组管理装置和方法
JP2018531282A JP6531221B2 (ja) 2015-11-18 2016-11-01 バッテリーパックの管理装置及び方法
EP16866584.2A EP3280024B1 (en) 2015-11-18 2016-11-01 Battery pack management apparatus and method
US15/568,181 US10270264B2 (en) 2015-11-18 2016-11-01 Battery pack management apparatus selectively controlling battery cells

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150161820A KR102010021B1 (ko) 2015-11-18 2015-11-18 배터리 팩 관리 장치 및 방법
KR10-2015-0161820 2015-11-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017086632A1 true WO2017086632A1 (ko) 2017-05-26

Family

ID=58717519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/012469 WO2017086632A1 (ko) 2015-11-18 2016-11-01 배터리 팩 관리 장치 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10270264B2 (ko)
EP (1) EP3280024B1 (ko)
JP (1) JP6531221B2 (ko)
KR (1) KR102010021B1 (ko)
CN (1) CN107615613B (ko)
WO (1) WO2017086632A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107356877A (zh) * 2017-06-26 2017-11-17 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种可实现锂离子电池循环寿命快速预测的方法
EP4044337A4 (en) * 2019-09-26 2023-12-06 Makita Corporation BATTERY PACK

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018207558A (ja) * 2017-05-30 2018-12-27 本田技研工業株式会社 車両
KR102441469B1 (ko) 2017-11-13 2022-09-06 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 충전 방법 및 배터리 충전 장치
KR102530940B1 (ko) * 2018-04-23 2023-05-11 현대자동차주식회사 차량용 에너지저장장치 시스템
KR20200127740A (ko) * 2019-05-03 2020-11-11 삼성전자주식회사 복수의 배터리들을 포함하는 전자 장치
JP7191873B2 (ja) 2020-01-17 2022-12-19 株式会社東芝 充放電制御装置、充放電システム、充放電制御方法及び充放電制御プログラム
CN116937754B (zh) * 2023-09-15 2024-01-05 深圳市杰成镍钴新能源科技有限公司 退役电池放电并网装置、方法及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013520947A (ja) * 2010-02-20 2013-06-06 ツェ，ローレンス・ツェ−レオン バッテリセルコンバータ管理システム
WO2013176379A1 (ko) * 2012-05-25 2013-11-28 (주)피엠그로우 배터리팩의 배터리 유닛 노후화 시스템 및 방법
KR101349874B1 (ko) * 2011-11-30 2014-01-10 삼성중공업 주식회사 선박 추진용 배터리 관리 시스템 및 그 방법
KR101440889B1 (ko) * 2012-04-18 2014-09-17 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 이를 포함하는 전력 공급 장치
KR101477272B1 (ko) * 2012-11-09 2015-01-06 주식회사 엘지화학 이차 전지 셀의 충전량 밸런싱 작업을 제어하는 장치 및 방법

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1199061A (en) * 1983-06-08 1986-01-07 Paul Kotlarewsky Battery charging circuit
US6511764B1 (en) * 1997-10-20 2003-01-28 Usar Systems, Inc. Voltaic pile with charge equalizing system
US6023151A (en) * 1998-03-16 2000-02-08 Eveready Battery Company, Inc. Method and device for enhancing smart battery performance
JP3638102B2 (ja) * 1999-09-30 2005-04-13 Ｎｅｃトーキン栃木株式会社 電池パック
TW492021B (en) * 1999-11-05 2002-06-21 Tokin Corp Electrical energy storage provided with cell energy adjusting device and adjust method of cell energy
DE10256545A1 (de) * 2002-12-04 2004-06-24 Hilti Ag Ladeverfahren für Akkumulatorenpacks
US20070075678A1 (en) * 2002-12-20 2007-04-05 Andrew Sung On Ng Life cycle extending batteries and battery charging means, method and apparatus
JP3976268B2 (ja) * 2003-11-28 2007-09-12 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 電池パック、電気機器、コンピュータ装置、電池の制御方法、電力供給方法、およびプログラム
US20070001651A1 (en) * 2004-07-02 2007-01-04 Harvey Troy A Distributed networks of electric double layer capacitor supervisory controllers and networks thereof
US7786699B2 (en) * 2005-01-25 2010-08-31 Victhom Human Bionics, Inc. Power supply charger and method of charging
US7518340B2 (en) * 2005-12-15 2009-04-14 Dell Products L.P. Method and system for charge rate adjustment to enhance battery cycle life
EP1814206A1 (en) * 2006-01-27 2007-08-01 Berner Fachhochschule Hochschule für Technik und Architektur Biel Battery balancing apparatus
KR101201110B1 (ko) * 2006-04-11 2012-11-13 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩의 충전 장치 및 그 방법
JP2007318950A (ja) * 2006-05-27 2007-12-06 Gs Yuasa Corporation:Kk 二次電池のセル電圧バランス装置
US8044637B2 (en) * 2008-09-29 2011-10-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Battery charging method
WO2011016273A1 (ja) * 2009-08-04 2011-02-10 日本電気株式会社 エネルギーシステム
CN102214938B (zh) * 2010-04-02 2014-07-30 联想(北京)有限公司 充电电池的充电控制方法及便携式电脑
US9065292B2 (en) * 2010-08-23 2015-06-23 California Institute Of Technology Methods and systems for charging electrochemical cells
JP5174104B2 (ja) * 2010-09-01 2013-04-03 三洋電機株式会社 二次電池の充電方法及びパック電池
EP2662948A4 (en) * 2011-01-06 2014-12-03 Panasonic Corp METHOD FOR CONTROLLING THE LOADING / DISCHARGE OF AN ALKALI MEMORY CELL AND POWER SYSTEM
US9177466B2 (en) * 2011-01-20 2015-11-03 Indiana University Research And Technology Corporation Advanced battery early warning and monitoring system
US9885757B2 (en) * 2011-04-01 2018-02-06 Atieva, Inc. Method and apparatus for determining the state-of-charge of a battery
US9018912B2 (en) * 2011-05-17 2015-04-28 Inphi Corporation System and method for managing parallel-connected battery cells
US9153973B2 (en) * 2011-06-13 2015-10-06 Mehmet Kadri Nalbant Active cell balancing
US9097774B2 (en) * 2011-07-14 2015-08-04 Southwest Electronic Energy Corporation Short detection in battery cells
US9159990B2 (en) * 2011-08-19 2015-10-13 Envia Systems, Inc. High capacity lithium ion battery formation protocol and corresponding batteries
US8854012B2 (en) * 2011-08-25 2014-10-07 Apple Inc. Management of high-voltage lithium-polymer batteries in portable electronic devices
US8816644B2 (en) * 2011-08-30 2014-08-26 Perumala Corporation Interrupting the charging status of a rechargeable battery
US9145059B2 (en) * 2011-09-09 2015-09-29 GM Global Technology Operations LLC Method and system for estimating cell resistances within a vehicle battery
FR2982089B1 (fr) * 2011-10-26 2013-11-01 Renault Sa Procede d'equilibrage du niveau de charge et de decharge d'une batterie par commutation de ses blocs de cellules
WO2013138176A1 (en) * 2012-03-16 2013-09-19 Boston-Power, Inc. Method and system for balancing cells with variable bypass current
JP5867345B2 (ja) * 2012-09-03 2016-02-24 カシオ計算機株式会社 充電装置および充電方法
US20140097787A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-10 Yi-Ming Lin Active battery management system for a battery pack
US10218036B2 (en) * 2013-03-13 2019-02-26 Nec Energy Devices, Ltd. Battery pack, electrical device, and control method therefor
JP6163040B2 (ja) * 2013-07-31 2017-07-12 積水化学工業株式会社 電力管理装置、電力管理方法及びプログラム
US9531038B2 (en) * 2013-07-31 2016-12-27 Dell Products, Lp System and method of cell block voltage analytics to improve balancing effectiveness and identify self-discharge rate
KR20150050215A (ko) * 2013-10-31 2015-05-08 주식회사 엘지화학 배터리 팩 관리 장치 및 방법
US9413189B2 (en) * 2013-12-04 2016-08-09 Google Technology Holdings LLC Method and system for rapid charging of rechargeable cells
US10063066B2 (en) * 2014-01-07 2018-08-28 Utah State University Battery control
US9864012B2 (en) * 2014-02-20 2018-01-09 NOHMs Technologies, Inc. Charge control and termination of lithium sulfur cells and fuel gauging systems and methods
GB2528290A (en) * 2014-07-16 2016-01-20 John Leslie Gordon Hardy Battery management
US9889752B2 (en) * 2014-08-19 2018-02-13 General Electric Company Vehicle propulsion system having an energy storage system and optimized method of controlling operation thereof
US20160064960A1 (en) * 2014-09-02 2016-03-03 Apple Inc. User-behavior-driven battery charging
US10591979B2 (en) * 2015-04-03 2020-03-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Battery management in a device with multiple batteries
DE102015207730A1 (de) * 2015-04-28 2016-11-03 Robert Bosch Gmbh Ladegerät für ein Akkupack einer Handwerkzeugmaschine
DE102015011230A1 (de) * 2015-08-25 2017-03-02 Audi Ag Energiespeichervorrichtung für ein elektrisches Wechselspannungsnetz

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013520947A (ja) * 2010-02-20 2013-06-06 ツェ，ローレンス・ツェ−レオン バッテリセルコンバータ管理システム
KR101349874B1 (ko) * 2011-11-30 2014-01-10 삼성중공업 주식회사 선박 추진용 배터리 관리 시스템 및 그 방법
KR101440889B1 (ko) * 2012-04-18 2014-09-17 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 이를 포함하는 전력 공급 장치
WO2013176379A1 (ko) * 2012-05-25 2013-11-28 (주)피엠그로우 배터리팩의 배터리 유닛 노후화 시스템 및 방법
KR101477272B1 (ko) * 2012-11-09 2015-01-06 주식회사 엘지화학 이차 전지 셀의 충전량 밸런싱 작업을 제어하는 장치 및 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3280024A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107356877A (zh) * 2017-06-26 2017-11-17 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种可实现锂离子电池循环寿命快速预测的方法
EP4044337A4 (en) * 2019-09-26 2023-12-06 Makita Corporation BATTERY PACK

Also Published As

Publication number Publication date
KR102010021B1 (ko) 2019-08-12
EP3280024A4 (en) 2018-12-19
KR20170058072A (ko) 2017-05-26
EP3280024B1 (en) 2022-05-11
CN107615613B (zh) 2020-09-29
US20180138722A1 (en) 2018-05-17
CN107615613A (zh) 2018-01-19
EP3280024A1 (en) 2018-02-07
JP6531221B2 (ja) 2019-06-12
JP2018530305A (ja) 2018-10-11
US10270264B2 (en) 2019-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017086632A1 (ko) 배터리 팩 관리 장치 및 방법
WO2012091402A2 (ko) 배터리 시스템 관리 장치 및 방법
WO2012128445A1 (ko) 배터리 팩 연결 제어 장치 및 방법
US9013148B2 (en) Lithium-ion battery pack and method of charge/discharge equalizing
US7928691B2 (en) Method and system for cell equalization with isolated charging sources
US9136715B2 (en) Rechargeable battery pack and method of charge/discharge equalizing
US20110181245A1 (en) Unitized charging and discharging battery management system and programmable battery management module thereof
KR20000057966A (ko) 충전용 배터리 관리기 및 그 관리기에 의한 충전용 배터리관리 방법
CN105429212A (zh) 电池组电压均衡控制电路及电池管理设备
WO2020071682A1 (ko) Bms 간 통신 시스템 및 방법
CN1126223C (zh) 充放电控制电路及充电型电源装置
CN211720290U (zh) 一种串联式充放电回路中电池接入节点的电路结构
CN102324773A (zh) 动力锂离子串联电池组的电量均衡芯片
CN102324770A (zh) 一种电池箱充电系统与一种电池箱用电系统
CN111181224A (zh) 一种多节串联电池组用充电系统及其充电方法
WO2022149958A1 (ko) 배터리 제어 장치, 배터리 시스템, 전원 공급 시스템 및 배터리 제어 방법
CN111293755B (zh) 一种并联电池组均衡放电的保护电路及可充电装置
KR100815431B1 (ko) 하이브리드 전기자동차 배터리 셀의 균등 에너지 백업장치
CN110444824B (zh) 一种电池组结构重构装置和方法
CN112736999A (zh) 具有多个反激式变换器的串联电池均衡装置
CN211701533U (zh) 一种多节串联电池组用充电系统
WO2023038289A1 (ko) 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
EP3772153A1 (en) Battery protection system
CN217240368U (zh) 并联电池保护电路及供电装置
KR101844992B1 (ko) 배터리 셀모듈 장치, 그리고 이를 포함하는 배터리 에너지 저장장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16866584

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15568181

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018531282

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE