JP6787631B2 - バッテリーモジュール均等化装置および方法 - Google Patents

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Description

本出願は2017年05月24日付の韓国特許出願第10−2017−0064203号および2017年07月17日付の韓国特許出願第10−2017−0090340号に基づいた優先権の利益を主張し、該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、バッテリーモジュール均等化装置および方法に関し、より具体的には、一つ以上のバッテリーモジュールの充電状態(State of Charge;SoC)に異常が発生した場合、均等化電流供給回路を介して異常が診断された前記バッテリーモジュールに均等化電流を供給して一つ以上のバッテリーモジュールのSoCを均等化できるバッテリーモジュール均等化装置および方法に関する。
一般に、2次電池は、電気自動車、エネルギー貯蔵システムおよび無停電電源供給装置のような高容量を必要とする環境では、単位2次電池セル(Cell)を複数接合することによって一つのバッテリーモジュールとして用いることができ、場合によってはバッテリーモジュールを複数接合して用いることができる。
複数のバッテリーモジュールを共に用いる場合、バッテリーモジュールを生産するにつれて発生する偏差、バッテリーモジュールの温度偏差などの様々な要因により、複数のバッテリーモジュールの電圧が不均衡になりうる。
一方、電圧が不均衡なバッテリーモジュールを接合して用いる場合、複数のバッテリーモジュールのキャパシティ(Capacity)および電力(Power)が減少し、バッテリーモジュールの老化を加速化して寿命を短縮させるという問題点がある。
そこで、本発明者は、電圧が不均衡なバッテリーモジュールを接合して用いる時に発生する問題点を解決するために、一つ以上のバッテリーモジュールの充電状態(State of Charge;SoC)に異常が発生した場合、均等化電流供給回路を介して異常が診断された前記バッテリーモジュールに均等化電流を供給して一つ以上のバッテリーモジュールのSoCを均等化できるバッテリーモジュール均等化装置および方法を発明するに至った。
本発明は、上述した問題点を解決するために導き出されたものであり、本発明の目的は、一つ以上のバッテリーモジュールの充電状態(State of Charge;SoC)に異常が発生した場合、異常が診断されたバッテリーモジュールの位置に基づいて、一つ以上のセルモジュールコントローラ(Cell Module Controller;CMC)に各々含まれた一つ以上のスイッチング部を制御することによって、バッテリーモジュールコントローラ(Battery Module Controller;BMC)と異常が診断された前記バッテリーモジュールとを含む閉回路である均等化電流供給回路を形成し、均等化電流供給回路を介して異常が診断された前記バッテリーモジュールに均等化電流を供給して一つ以上のバッテリーモジュールのSoCを均等化できるバッテリーモジュール均等化装置および方法を提供することにある。
本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置は、一つ以上のバッテリーモジュールと各々連結され、前記一つ以上のバッテリーモジュールのうち連結されたバッテリーモジュール両端の電圧を各々測定する一つ以上のセルモジュールコントローラ(Cell Module Controller;CMC)、および前記測定された各々のバッテリーモジュール両端の電圧に基づいて前記一つ以上のバッテリーモジュール各々の充電状態(State of Charge;SoC)を算出し、算出されたSoCに基づいて前記一つ以上のバッテリーモジュール各々の異常を診断するバッテリーモジュールコントローラ(Battery Module Controller;BMC)を含み、前記BMCは、前記一つ以上のバッテリーモジュールのうち異常が診断されたバッテリーモジュールの位置に基づいて、前記一つ以上のCMCに各々含まれた一つ以上のスイッチング部を制御することによって、前記BMCと異常が診断された前記バッテリーモジュールとを含む閉回路である均等化電流供給回路を形成し、前記均等化電流供給回路を介して異常が診断された前記バッテリーモジュールに均等化電流を供給する。
一つの実施形態において、前記BMCは、前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCおよび前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCの前端に連結されたCMCに各々含まれた前記スイッチング部を制御して前記均等化電流供給回路を形成してもよい。
一つの実施形態において、前記一つ以上のCMCは、前記一つ以上のバッテリーモジュールに異常が診断されない場合、前記一つ以上のスイッチング部をオフ(OFF)状態に維持し、前記BMCは、前記一つ以上のバッテリーモジュールのうち異常が診断されたバッテリーモジュールがある場合、前記一つ以上のスイッチング部のうち前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCおよび前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCの前端に連結されたCMCに各々含まれたスイッチング部の状態をオン(ON)状態に制御することによって、前記異常が診断されたバッテリーモジュールが含まれた前記均等化電流供給回路を形成してもよい。
一つの実施形態において、前記BMCは、前記一つ以上のCMCのうち最前端に位置したCMCとの導通状態を制御する補助スイッチング部を含み、最前端に位置したバッテリーモジュールに異常が診断された場合、前記最前端に位置したCMCに含まれたスイッチング部および前記補助スイッチング部の導通状態を制御して前記最前端に位置したバッテリーモジュールを含むように前記均等化電流供給回路を形成してもよい。
一つの実施形態において、前記バッテリーモジュール均等化装置は、前記一つ以上のCMCと前記BMCを連結する均等化BUSおよび通信BUSをさらに含み、前記均等化BUSおよび通信BUSは、前記一つ以上のCMCと前記BMCをデイジーチェーン(Daisy Chain)結線方式により連結してもよい。
一つの実施形態において、前記均等化BUSは、前記一つ以上のCMCのうち最後端に位置したCMCを基準に奇数番目に位置した一つ以上のCMCを直列連結する正極BUS、および前記最後端に位置したCMCを基準に偶数番目に位置した一つ以上のCMCを直列連結する負極BUSを含んでもよい。
一つの実施形態において、前記一つ以上のCMCは、各々のCMCに連結されたバッテリーモジュール、前記各々のCMCに含まれたスイッチング部および前記均等化BUSを選択的に連結するコネクタ部、前記各々のCMCに連結されたバッテリーモジュール両端の電圧を測定する電圧センシング部、前記各々のCMCに連結されたバッテリーモジュールの負極と前記一つ以上のスイッチング部を連結するヒューズ部、前記各々のCMCに連結されたバッテリーモジュールを放電させるバランシング部、および前記測定された電圧に基づいて前記バランシング部の動作を制御する制御部を各々さらに含んでもよい。
一つの実施形態において、前記BMCは、前記異常が診断されたバッテリーモジュールに前記均等化電流を供給する均等化電流供給部、および前記均等化BUSの電圧を測定する電圧測定部を含み、前記均等化電流供給部および前記電圧測定部の正極端子は前記正極BUSと連結され、負極端子は前記負極BUSと連結されてもよい。
一つの実施形態において、前記BMCは、前記一つ以上のCMCのうち位置を把握しようとするCMCに含まれたスイッチング部を制御してモジュール位置識別回路を形成し、前記モジュール位置識別回路に印加される電圧に基づいて位置を把握しようとする前記CMCの位置を識別してもよい。
本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化方法は、バッテリーモジュール均等化装置がバッテリーモジュールを均等化する方法であって、一つ以上のセルモジュールコントローラ(Cell Module Controller;CMC)に各々連結された一つ以上のバッテリーモジュール両端の電圧を各々測定するステップ、前記測定された一つ以上のバッテリーモジュール各々の両端の電圧に基づいて算出された前記一つ以上のバッテリーモジュール各々の充電状態(State of Charge;SoC)に基づいて前記一つ以上のバッテリーモジュール各々の異常を診断するステップ、および前記一つ以上のバッテリーモジュールのうち異常が診断されたバッテリーモジュールの位置に基づいて、前記一つ以上のCMCに各々含まれた一つ以上のスイッチング部を制御することによって、均等化電流を供給する均等化電流供給部と異常が診断された前記バッテリーモジュールとを含む閉回路である均等化電流供給回路を形成するステップを含む。
一つの実施形態において、前記均等化電流を供給するステップは、前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCおよび前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCの前端に連結されたCMCに各々含まれた前記スイッチング部を制御して前記均等化電流供給回路を形成するステップを含んでもよい。
一つの実施形態において、前記バッテリーモジュール均等化方法は、前記一つ以上のバッテリーモジュールに異常が診断されない場合、前記一つ以上のスイッチング部をオフ(OFF)状態に維持するステップをさらに含み、前記均等化電流を供給するステップは、前記一つ以上のバッテリーモジュールのうち異常が診断されたバッテリーモジュールがある場合、前記一つ以上のスイッチング部のうち前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCおよび前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCの前端に連結されたCMCに各々含まれたスイッチング部の状態をオン(ON)状態に制御することによって、前記異常が診断されたバッテリーモジュールが含まれた前記均等化電流供給回路を形成するステップを含んでもよい。
一つの実施形態において、前記均等化電流を供給するステップは、最前端に位置したバッテリーモジュールに異常が診断された場合、前記最前端に位置したCMCに含まれたスイッチング部および前記一つ以上のCMCのうち最前端に位置したCMCと連結された補助スイッチング部の導通状態を制御して前記最前端に位置したバッテリーモジュールを含むように前記均等化電流供給回路を形成するステップを含んでもよい。
一つの実施形態において、前記バッテリーモジュール均等化方法は、均等化BUSおよび通信BUSが前記一つ以上のCMCと前記BMCを連結するステップをさらに含み、前記均等化BUSおよび通信BUSは、前記一つ以上のCMCと前記BMCをデイジーチェーン(Daisy Chain)結線方式により連結してもよい。
一つの実施形態において、前記均等化BUSは、前記一つ以上のCMCのうち最後端に位置したCMCを基準に奇数番目に位置した一つ以上のCMCを直列連結する正極BUS、および前記最後端に位置したCMCを基準に偶数番目に位置した一つ以上のCMCを直列連結する負極BUSを含んでもよい。
一つの実施形態において、前記電圧を各々測定するステップは、各々のCMCに連結されたバッテリーモジュール、前記各々のCMCに含まれたスイッチング部および前記均等化BUSを選択的に連結するステップ、前記各々のCMCに連結されたバッテリーモジュール両端の電圧を測定するステップ、前記各々のCMCに連結されたバッテリーモジュールの負極と前記一つ以上のスイッチング部を連結するステップ、および前記各々のCMCに連結されたバッテリーモジュールを放電させるステップを含んでもよい。
一つの実施形態において、前記均等化電流を供給するステップは、前記異常が診断されたバッテリーモジュールに前記均等化電流を供給するステップ、および前記均等化BUSの電圧を測定するステップを含み、前記均等化電流供給部および前記電圧測定部の正極端子は前記正極BUSと連結され、負極端子は前記負極BUSと連結されてもよい。
一つの実施形態において、前記均等化電流を供給するステップは、前記一つ以上のCMCのうち位置を把握しようとするCMCに含まれたスイッチング部を制御してモジュール位置識別回路を形成するステップ、および前記モジュール位置識別回路に印加される電圧に基づいて位置を把握しようとする前記CMCの位置を識別するステップを含んでもよい。
本発明は、一つ以上のバッテリーモジュールの充電状態(State of
Charge;SoC)に異常が発生した場合、異常が診断されたバッテリーモジュールの位置に基づいて、一つ以上のセルモジュールコントローラ(Cell Module Controller;CMC)に各々含まれた一つ以上のスイッチング部を制御することによって、バッテリーモジュールコントローラ(Battery Module Controller;BMC)と異常が診断された前記バッテリーモジュールとを含む閉回路である均等化電流供給回路を形成し、均等化電流供給回路を介して異常が診断された前記バッテリーモジュールに均等化電流を供給して一つ以上のバッテリーモジュールのSoCを均等化できるという利点がある。
また、本発明は、一つ以上のバッテリーモジュールと各々連結された一つ以上のセルモジュールコントローラ(Cell Module Controller;CMC)のスイッチング部を制御してモジュール位置識別回路を形成し、モジュール位置識別回路に印加される電圧を基づいてCMCの位置を識別することによって、別の構成要素を追加しなくてもCMCの位置を識別できるという利点がある。
本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100の構成要素を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100に含まれたセルモジュールコントローラ110をより具体的に示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100において形成される均等化電流供給回路を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100において最前端に位置したバッテリーモジュールに異常が診断された場合に形成される均等化電流供給回路を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100において形成されるモジュール位置識別回路を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100において形成されるモジュール位置識別回路の他の形態を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100を用いて一つ以上のバッテリーモジュール10を均等化する一連の過程を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100を用いて一つ以上のセルモジュールコントローラ110の位置を識別する一連の過程を説明するためのフローチャートである。
以下では本発明の理解を助けるために好ましい実施形態を提示する。但し、下記の実施形態は本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、本実施形態によって本発明の内容が限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100の構成要素を概略的に示す図である。
図1を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100は、一つ以上のセルモジュールコントローラ(Cell Module Controller;CMC)110およびバッテリーモジュールコントローラ(Battery Module Controller;BMC)120を含むことができる。
先ず、一つ以上のCMC110は、一つ以上のバッテリーモジュール10と各々連結されることができる。一つ以上のCMC110は、一つ以上のバッテリーモジュール10のうち一つ以上のCMC110と連結されたバッテリーモジュール両端の電圧を各々測定することができる。以下では、図2を参照して、一つ以上のCMC110についてさらに詳しく説明する。
図2は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100に含まれたセルモジュールコントローラ110をより具体的に示す図である。
図2を参照すれば、一つ以上のCMC110は、コネクタ部111、スイッチング部112、電圧センシング部113、バランシング部114、制御部115およびヒューズ部116を各々含むことができる。
コネクタ部111は、内部的に一つ以上のCMC110と各々に連結されたバッテリーモジュール10の正極端子と各々のCMC110に含まれたスイッチング部112を連結することができる。また、コネクタ部111は、外部的に一つ以上のCMC110と各々に連結されたバッテリーモジュール10の正極端子および各々のCMC110に含まれたスイッチング部112のいずれか一つ以上と後述の均等化BUSを選択的に連結することができる。このために、コネクタ部111は、一つ以上のコネクタ(Connecter)で構成されることができる。
スイッチング部112は、コネクタ部111と各々のCMC110に連結されたバッテリーモジュール10の負極端子間の導通状態を制御することができる。一例として、スイッチング部112はリレー(Relay)、コンタクタ(Contactor)、トランジスタ(Transistor)およびサイリスタ(Thyristor)のようなスイッチング素子であってもよく、スイッチング素子の導通状態に応じて各々のCMC110に連結されたバッテリーモジュール10の負極端子間の導通状態を制御することができる。また、スイッチング部112は、必要により、一つ以上のスイッチング素子で構成されることができる。
一つの実施形態において、一つ以上のCMC110に各々含まれたスイッチング部112は、後述のBMC120を介してバッテリーモジュール10の異常が診断されない場合には、オフ(OFF)状態に維持される。
電圧センシング部113は、各々のCMC110に連結されたバッテリーモジュール10両端の電圧値をセンシングすることができる。一例として、電圧センシング部113はシャント(Shunt)抵抗であってもよく、シャント抵抗に印加される電圧値を後述の制御部115に伝達することができる。但し、これに限定されるものではない。
一つの実施形態において、電圧センシング部113は、センシングされるバッテリーモジュール10両端の電圧値を後述のBMCに提供することができる。
バランシング部114は、連結されたバッテリーモジュール10の電圧値に基づいて、連結されたバッテリーモジュール10の電力を追加的に消耗することができる。一例として、バランシング部は、一つ以上のスイッチ(図示せず)および一つ以上の抵抗(図示せず)を含むことができる。バランシング部114は、後述の制御部115からバランシング部制御信号の印加を受けて、一つ以上の抵抗を用いてバッテリーモジュール10の電力を熱として消耗することができる。
制御部115は、スイッチング部112にスイッチング部制御信号を出力することができる。ここで、スイッチング部制御信号は、スイッチング部112の導通状態を変更させる制御信号であってもよい。
一つの実施形態において、一つ以上のCMC110はスイッチを駆動するスイッチ駆動部(図示せず)を各々さらに含むことができ、制御部115からスイッチング部制御信号が出力されれば、スイッチ駆動部がスイッチング部112を制御することによってスイッチング部112の導通状態を変更させることができる。また、制御部115は、バランシング部114にバランシング部制御信号を出力することができる。ここで、バランシング部制御信号は、バランシング部114に含まれたスイッチの導通状態を制御する信号であってもよい。制御部115は、電圧センシング部113によりセンシングされたバッテリーモジュール10の電圧値に基づいてスイッチをオン(ON)状態に変更させ、バランシング部114に含まれた抵抗を用いて電力を消耗することによってバランシング部114が動作するようにすることができる。
一つの実施形態において、制御部115は、一つの集積回路であって、複数の構成要素を制御できるマイクロコントローラユニット(Micro Controller Unit;MCU)を含むことができる。
ヒューズ部116は、連結されたバッテリーモジュール10の負極端子とスイッチング部112との間に連結されることができる。一つの実施形態において、ヒューズ部116は、過電流遮断用ヒューズ(図示せず)および温度ヒューズ(図示せず)を含むことができる。過電流遮断用ヒューズは、バッテリーモジュール10とスイッチング部112との間に過電流が流れる場合に動作してバッテリーモジュール10の過電流を遮断することができる。温度ヒューズは、バランシング部に隣接して位置し、バランシング部から発生する温度が基準温度以上である場合に動作して、過温によりバッテリーモジュール10およびCMC110が損傷するのを防止することができる。
一つの実施形態において、一つ以上のCMC110は、パワー部(図示せず)を各々さらに含むことができる。パワー部は、一つ以上のCMC110が含む構成要素が動作することができるようにバッテリーモジュール10の電圧を減圧して提供することができる。例えば、制御部115がMCUである場合、MCUの許容電圧である3〜5Vに電圧を減圧して制御部115に提供することができる。
再び図1に戻り、一つ以上のCMC110は、デイジーチェーン(Daisy Chain)結線方式により連結されることができる。このために、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100は、通信BUSおよび均等化BUSを含むことができる。
通信BUSは、一つ以上のCMC110をデイジーチェーン結線方式により連結することができる。通信BUSは各々のCMC110と後述のBMC120を連結することができ、各々のCMC110とBMC120間のデータ送受信を行うようにすることができる。
均等化BUSは、一つ以上のCMC110をデイジーチェーン結線方式により連結することができる。このために、均等化BUSは、正極BUSおよび負極BUSで構成されることができる。
正極BUSは、最前端に位置したバッテリーモジュール10の正極端子から連結されたBUSであってもよい。正極BUSは、一つ以上のCMC110のうち最後端に位置したCMC110を基準に奇数番目に位置した一つ以上のCMC110を直列連結することができる。例えば、偶数であるN個のバッテリーモジュール10にN個のCMC110が各々連結されている場合、最後端に位置したCMC110から最前端に位置したCMC110まで各CMC110の番号を順次設定することができる。この時、最後端に位置したCMC110は1番に設定され、正極BUSは1、3、5、…N−1番目のCMC110を連結することができる。
負極BUSは、最後端に位置したバッテリーモジュール10の負極端子から連結されたBUSであってもよい。負極BUSは、一つ以上のCMC110のうち最後端に位置したCMC110を基準に偶数番目に位置した一つ以上のCMC110を直列連結することができる。例えば、最後端に位置したCMC110は1番に設定した場合、負極BUSは2、4、6、…N番目のCMC110を連結することができる。
BMC120は、一つ以上のCMC110から測定された一つ以上のバッテリーモジュール10両端の電圧に基づいて一つ以上のバッテリーモジュールの充電状態(State of Charge;SoC)を算出することができ、算出されたSoCに基づいて一つ以上のバッテリーモジュール10各々の異常を診断することができる。例えば、一つ以上のバッテリーモジュール10の電圧を測定し、測定された電圧を該バッテリーモジュール10の放電曲線(Discharge curve)と対照してSoCを算出することができる。BMC120は、算出されたSoCと基準SoC値を比較し、基準SoC値以下のバッテリーモジュール10を選択して異常があると診断することができる。ここで、基準SoC値は、バッテリーモジュール10が正常状態の時に算出される最小SoC値を意味し、バッテリーモジュール10の種類およびユーザの要求に応じて様々な値に設定できる。
一つの実施形態において、BMC120は、一つ以上のバッテリーモジュール10のうち異常が診断されたバッテリーモジュールの位置に基づいて、一つ以上のCMC110に各々含まれた一つ以上のスイッチング部を制御することによって、BMC120と異常が診断されたバッテリーモジュール10とを含む閉回路である均等化電流供給回路を形成することができる。また、BMC120は、形成された均等化電流供給回路を介して異常が診断されたバッテリーモジュール10に均等化電流を供給することができる。以下では、図3および4を参照して、BMC120が均等化電流供給回路を形成し、形成された均等化電流供給回路を介して異常があるバッテリーモジュール10に均等化電流を供給する一連の過程について説明する。
図3は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100において形成される均等化電流供給回路を概略的に示す図である。
図3を参照すれば、BMC120は、均等化電流供給回路を介して異常が診断されたバッテリーモジュール10に均等化電流を供給することができる。このために、均等化電流供給部121を含むことができる。
均等化電流供給部121は、一つ以上のバッテリーモジュール10から電圧の印加を受け、印加を受けた電圧を一定大きさの電圧に変換して異常があるバッテリーモジュール10に伝達できる。一例として、均等化電流供給部121は、DC−DCコンバータのような絶縁型コンバータであってもよい。但し、これに限定されるものではない。
BMC120は、異常が診断されたバッテリーモジュール10と連結されたCMC110および異常が診断されたバッテリーモジュール10と連結されたCMC110の前端に連結されたCMC110に各々含まれたスイッチング部112を制御して前記均等化電流供給回路を形成することができる。例えば、最後端に位置したバッテリーモジュール10−1およびCMC110−1を1番に設定した時、2番のバッテリーモジュール10−2にSoC異常がある場合、BMC120は2番のCMC110−2および3番のCMC110−3に制御信号を出力することができる。ここで、制御信号は、一つ以上のCMC110に含まれた制御部115がスイッチング制御信号を出力するように制御する信号であってもよい。他の一つの実施形態において、制御信号は、BMC120が一つ以上のCMC110に含まれたスイッチング部112の導通状態を直接制御する信号であってもよい。2番のCMC110−2および3番のCMC110−3は、BMC120から制御信号を受信して各々含まれたスイッチング部(112−2および112−3)の導通状態をオン(ON)状態に制御することができる。それにより、BMC120は図3に示されたような均等化電流供給回路を形成することができ、異常があるバッテリーモジュール10−2に均等化電流が提供されることができる。すなわち、均等化電流供給回路は、1番のコネクタ111−1、3番のコネクタ111−3、3番のスイッチング部112−3、3番のバッテリーモジュール10−3の負極端子、異常があるバッテリーモジュール10−2、2番のスイッチング部112−2、2番のコネクタ111−2および均等化電流供給部121を含んで形成される。均等化電流供給部121は、このように形成された均等化電流供給回路を介して均等化電流を異常があるバッテリーモジュール10−2に提供することができる。
一方、最前端に位置したバッテリーモジュール10に異常が発生した場合、最前端に位置したCMC110の前端にCMC110が位置しないため、上述した方法と同様の方法によっては均等化電流供給回路を形成し難い。これを補完するために、BMC120は補助スイッチング部122を含むことができ、最前端に位置したバッテリーモジュール10に異常が発生した場合、補助スイッチング部122と最前端に位置したCMC110に含まれたスイッチング部112の導通状態を制御することによって均等化電流供給回路を形成することができる。以下では、図4を参照してさらに詳しく説明する。
図4は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100において最前端に位置したバッテリーモジュールに異常が診断された場合に形成される均等化電流供給回路を概略的に示す図である。
図4を参照すれば、最前端に位置したバッテリーモジュール10−nに異常がある場合、BMC120は、最前端に位置したCMC110−nおよび補助スイッチング部122に制御信号を出力することができる。最前端に位置したCMC110−nに含まれたスイッチング部112−nおよび補助スイッチング部122は制御信号を受信することができ、それに基づいてスイッチング部112−nおよび補助スイッチング部122の状態をオン(ON)状態に制御することができる。それにより、図4に示されたような均等化電流供給回路が形成されることによって、異常がある最前端に位置したバッテリーモジュール10−nに均等化電流が提供されることができる。すなわち、均等化電流供給回路は、補助スイッチング部122、最前端に位置したCMC110−nのコネクタ部111−n、最前端に位置したバッテリーモジュール10−n、最前端に位置したCMC110−nのスイッチング部112−n、最前端に位置したCMC110−nのコネクタ部111−nおよび最後端を基準に偶数番号目のCMC110−n−2のコネクタ部111−n−2を含む均等化電流供給回路を形成することができる。均等化電流供給部121は、このように形成された均等化電流供給回路を介して均等化電流を最前端に位置したバッテリーモジュール10−nに提供することができる。
一つの実施形態において、BMC120は、均等化電流供給部121の出力端に位置し、均等化電流供給部121出力端の導通状態を変更する均等化回路スイッチング部124をさらに含むことができる。
均等化回路スイッチング部124は、異常が診断されたバッテリーモジュールに均等化電流を供給するための均等化電流供給回路を形成するために均等化電流供給部121出力端の導通状態を制御することができる。例えば、均等化回路スイッチング部124は、図1、図3〜図6に示すように4個のSPST(Single Pole Single Throw)スイッチであってもよい。しかし、本発明は、これに限定されず、均等化電流供給部121の出力端の出力電圧を短絡させるいかなる構成要素を適用してもよい。
一つの実施形態において、BMC120は、一つ以上のCMC110のうち位置を把握しようとするCMC110に含まれたスイッチング部112を制御してモジュール位置識別回路を形成することができる。また、BMCは、モジュール位置識別回路に印加される電圧に基づいて位置を把握しようとするCMC110の位置を識別することができる。以下では、図5および6を参照してさらに詳しく説明する。
図5は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100において形成されるモジュール位置識別回路を概略的に示す図であり、図6は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100において形成されるモジュール位置識別回路の他の形態を概略的に示す図である。
図5および6を参照すれば、BMC120は、位置を把握しようとするCMC110のスイッチング部112を制御することによってモジュール位置識別回路を形成することができ、形成されたモジュール位置識別回路の電圧に基づいて該CMC110の位置を識別することができる。このために、BMC120は電圧測定部123を含むことができる。
電圧測定部123の正極端子は正極BUSと連結され、負極端子は負極BUSと連結されることによって、モジュール位置識別回路に印加される電圧を測定することができる。例えば、最後端に位置したCMC110の前端に位置したCMC110の位置を把握しようとする場合、BMC120は、位置を把握しようとするCMC110、すなわち、最後端に位置したCMC110の前端に位置したCMC110に含まれたスイッチング部112の導通状態を制御することができる。それにより、図5に示されたようなモジュール位置識別回路が形成され、モジュール位置識別回路はN個のバッテリーモジュール10のうち一つのバッテリーモジュールのみを含むことができる。したがって、電圧測定部123を介して測定されたモジュール位置識別回路に印加される電圧は一つのバッテリーモジュールの電圧であってもよい。また、最後端に位置したCMC110を基準に3番目に位置したCMC110の位置を把握しようとする場合、BMC120は、3番目に位置したCMC110に含まれたスイッチング部112の導通状態を制御することができる。それにより、図6に示されたようなモジュール位置識別回路が形成され、モジュール位置識別回路はN個のバッテリーモジュール10のうちN−2個のバッテリーモジュールを含むことができる。したがって、電圧測定部123を介して測定されたモジュール位置識別回路に印加される電圧はN−2個のバッテリーモジュールの電圧であってもよい。すなわち、電圧が1Vである10個のバッテリーモジュール10を接合して用いる場合に上述の方法を適用すれば、10個のCMC110の位置に応じて0V〜9Vの電圧が測定される。BMC120は一つ以上のCMC110の位置に応じた電圧値を既に格納することができ、既に格納されている電圧値のうち電圧測定部123を介して測定される電圧と対応する電圧値をマッチングして位置を把握しようとするCMC110の位置を識別することができる。
他の一つの実施形態において、BMC120は、一つ以上のCMC110ごとにモジュール位置識別回路を形成して電圧測定部123を介して電圧を測定し、測定される電圧の大きさに基づいて一つ以上のCMC110ごとに識別番号を付与することができる。
以下では、図7および8を参照して、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100を用いて一つ以上のバッテリーモジュール10を均等化する方法について説明する。
図7は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100を用いて一つ以上のバッテリーモジュール10を均等化する一連の過程を説明するためのフローチャートである。
先ず、一つ以上のCMCが連結された各々のバッテリーモジュール両端の電圧を測定する(S110)。BMCは、S110ステップで測定されたバッテリーモジュール両端の電圧の提供を受けて一つ以上のバッテリーモジュール各々のSoCを算出することができる(S120)。BMCは、算出された一つ以上のバッテリーモジュールのSoCに基づいて一つ以上のバッテリーモジュールのSoC異常を各々診断する(S130)。S130ステップで一つ以上のバッテリーモジュールを診断した結果、異常があるバッテリーモジュールがある場合、異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCおよび該CMC前端に連結されたCMCに含まれたスイッチング部をオン(ON)状態に制御して均等化電流供給回路を形成する(S140)。均等化電流供給部は、S140ステップで形成された均等化電流供給回路を介して異常があるバッテリーモジュールに均等化電流を供給する(S150)。S150ステップを通じて均等化電流が供給されることによって、一つ以上のバッテリーモジュールのSoCが均等化されて異常がない場合、BMCは、異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCおよび該CMC前端に連結されたCMCに含まれたスイッチング部をオフ(OFF)状態に制御して正常動作を行う(S160)。仮にS150ステップを行った後にも異常があるバッテリーモジュールに再び異常があると判断される場合、S150ステップを繰り返し実行することによって一つ以上のバッテリーモジュールのSoCを均等化することができる。
図8は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール均等化装置100を用いて一つ以上のセルモジュールコントローラ110の位置を識別する一連の過程を説明するためのフローチャートである。
先ず、BMCは、位置を把握しようとするCMCに含まれたスイッチング部をオン(ON)状態に制御してモジュール位置識別回路を形成する(S210)。BMCは、電圧測定部を介してS210ステップで形成されたモジュール位置識別回路に印加される電圧を測定する(S220)。その後、一つ以上のCMCのうち電圧測定部を介して測定された電圧と対応するCMCをマッチングする(S230)。BMCは、S230ステップでマッチングされたCMCを通じて位置を把握しようとするCMCの位置を把握する。
前述したバッテリーモジュール均等化装置100を用いて一つ以上のバッテリーモジュール10を均等化する方法およびCMCの位置を把握する方法は、図面に提示されたフローチャートを参照して説明された。簡単に説明するために、前記方法は一連のブロックで図示し説明されたが、本発明は前記ブロックの順に限定されず、幾つかのブロックは他のブロックと本明細書で図示し記述されたものとは互いに異なる順にまたは同時になされてもよく、同一または類似した結果を達成する様々な他の分枝、流れ経路およびブロックの順が実現されてもよい。また、本明細書にて記述される方法の実現のために示された全てのブロックが要求されなくてもよい。
以上では本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該技術分野の熟練した当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることを理解することができるであろう。

Claims (16)

  1. 一つ以上のバッテリーモジュールと各々連結され、前記一つ以上のバッテリーモジュールのうち連結されたバッテリーモジュール両端の電圧を各々測定する一つ以上のセルモジュールコントローラ(Cell Module Controller;CMC)
    記測定された各々のバッテリーモジュール両端の電圧に基づいて前記一つ以上のバッテリーモジュール各々の充電状態(State of Charge;SoC)を算出し、算出されたSoCに基づいて前記一つ以上のバッテリーモジュール各々の異常を診断するバッテリーモジュールコントローラ(Battery Module Controller;BMC)と、
    前記一つ以上のCMCと前記BMCを連結する均等化BUSと、
    備え
    前記均等化BUSは、
    前記一つ以上のCMCのうち最後端に位置したCMCを基準に奇数番目に位置した一つ以上のCMCを直列連結する正極BUSと、
    前記最後端に位置したCMCを基準に偶数番目に位置した一つ以上のCMCを直列連結する負極BUSと、を有し、
    前記均等化BUSは、
    前記一つ以上のCMCと前記BMCをデイジーチェーン(Daisy Chain)結線方式により連結し、
    前記BMCは、
    前記一つ以上のバッテリーモジュールのうち異常が診断されたバッテリーモジュールの位置に基づいて、前記一つ以上のCMCに各々含まれた一つ以上のスイッチング部を制御することによって、前記BMCと異常が診断された前記バッテリーモジュールとを含む閉回路である均等化電流供給回路を形成し、前記均等化電流供給回路を介して異常が診断された前記バッテリーモジュールに均等化電流を供給する、バッテリーモジュール均等化装置。
  2. 前記BMCは、
    前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCおよび前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCの前端に連結されたCMCに各々含まれた前記スイッチング部を制御して前記均等化電流供給回路を形成する、請求項1に記載のバッテリーモジュール均等化装置。
  3. 前記一つ以上のCMCは、
    前記一つ以上のバッテリーモジュールに異常が診断されない場合、前記一つ以上のスイッチング部をオフ(OFF)状態に維持し、
    前記BMCは、
    前記一つ以上のバッテリーモジュールのうち異常が診断されたバッテリーモジュールがある場合、前記一つ以上のスイッチング部のうち前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCおよび前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCの前端に連結されたCMCに各々含まれたスイッチング部の状態をオン(ON)状態に制御することによって、前記異常が診断されたバッテリーモジュールが含まれた前記均等化電流供給回路を形成する、請求項1または2に記載のバッテリーモジュール均等化装置。
  4. 前記BMCは、
    前記一つ以上のCMCのうち最前端に位置したCMCとの導通状態を制御する補助スイッチング部を含み、
    最前端に位置したバッテリーモジュールに異常が診断された場合、前記最前端に位置したCMCに含まれたスイッチング部および前記補助スイッチング部の導通状態を制御して前記最前端に位置したバッテリーモジュールを含むように前記均等化電流供給回路を形成する、請求項1から3のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール均等化装置。
  5. 前記バッテリーモジュール均等化装置は、
    前記一つ以上のCMCと前記BMCを連結する通信BUSをさらに含み、
    記通信BUSは、
    前記一つ以上のCMCと前記BMCをデイジーチェーン(Daisy Chain)結線方式により連結する、請求項1から4のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール均等化装置。
  6. 前記一つ以上のCMCは、
    各々のCMCに連結されたバッテリーモジュール、前記各々のCMCに含まれたスイッチング部および前記均等化BUSを選択的に連結するコネクタ部、
    前記各々のCMCに連結されたバッテリーモジュール両端の電圧を測定する電圧センシング部、
    前記各々のCMCに連結されたバッテリーモジュールの負極と前記一つ以上のスイッチング部を連結するヒューズ部、
    前記各々のCMCに連結されたバッテリーモジュールを放電させるバランシング部、および
    前記測定された電圧に基づいて前記バランシング部の動作を制御する制御部を各々さらに含む、請求項1から5のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール均等化装置。
  7. 前記BMCは、
    前記異常が診断されたバッテリーモジュールに前記均等化電流を供給する均等化電流供給部、および
    前記均等化BUSの電圧を測定する電圧測定部を含み、
    前記均等化電流供給部および前記電圧測定部の正極端子は前記正極BUSと連結され、負極端子は前記負極BUSと連結される、請求項1から6のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール均等化装置。
  8. 前記BMCは、
    前記一つ以上のCMCのうち位置を把握しようとするCMCに含まれたスイッチング部を制御してモジュール位置識別回路を形成し、前記モジュール位置識別回路に印加される電圧に基づいて位置を把握しようとする前記CMCの位置を識別する、請求項1からいずれか一項に記載のバッテリーモジュール均等化装置。
  9. バッテリーモジュール均等化装置がバッテリーモジュールを均等化する方法であって、
    一つ以上のセルモジュールコントローラ(Cell Module Controller;CMC)に各々連結された一つ以上のバッテリーモジュール両端の電圧を各々測定するステップ
    前記測定された一つ以上のバッテリーモジュール各々の両端の電圧に基づいて算出された前記一つ以上のバッテリーモジュール各々の充電状態(State of Charge;SoC)に基づいて前記一つ以上のバッテリーモジュール各々の異常を診断するステップ
    均等化BUSが前記一つ以上のCMCとBMCを連結するステップと、
    前記一つ以上のバッテリーモジュールのうち異常が診断されたバッテリーモジュールの位置に基づいて、前記一つ以上のCMCに各々含まれた一つ以上のスイッチング部を制御することによって、均等化電流を供給する均等化電流供給部と異常が診断された前記バッテリーモジュールとを含む閉回路である均等化電流供給回路を形成するステップと、備え
    前記均等化BUSは、
    前記一つ以上のCMCのうち最後端に位置したCMCを基準に奇数番目に位置した一つ以上のCMCを直列連結する正極BUSと、
    前記最後端に位置したCMCを基準に偶数番目に位置した一つ以上のCMCを直列連結する負極BUSと、を含み、
    前記均等化BUSは、
    前記一つ以上のCMCと前記BMCをデイジーチェーン(Daisy Chain)結線方式により連結する、
    バッテリーモジュール均等化方法。
  10. 前記均等化電流供給回路形成するステップは、
    前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCおよび前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCの前端に連結されたCMCに各々含まれた前記スイッチング部を制御して前記均等化電流供給回路を形成するステップを含む、請求項に記載のバッテリーモジュール均等化方法。
  11. 前記バッテリーモジュール均等化方法は、
    前記一つ以上のバッテリーモジュールに異常が診断されない場合、前記一つ以上のスイッチング部をオフ(OFF)状態に維持するステップをさらに含み、
    前記均等化電流供給回路形成するステップは、
    前記一つ以上のバッテリーモジュールのうち異常が診断されたバッテリーモジュールがある場合、前記一つ以上のスイッチング部のうち前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCおよび前記異常が診断されたバッテリーモジュールと連結されたCMCの前端に連結されたCMCに各々含まれたスイッチング部の状態をオン(ON)状態に制御することによって、前記異常が診断されたバッテリーモジュールが含まれた前記均等化電流供給回路を形成するステップを含む、請求項または10に記載のバッテリーモジュール均等化方法。
  12. 前記均等化電流供給回路形成するステップは、
    最前端に位置したバッテリーモジュールに異常が診断された場合、前記一つ以上のCMCのうち最前端に位置したCMCに含まれたスイッチング部および前記最前端に位置したCMCと連結された補助スイッチング部の導通状態を制御して前記最前端に位置したバッテリーモジュールを含むように前記均等化電流供給回路を形成するステップを含む、請求項から11いずれか一項に記載のバッテリーモジュール均等化方法。
  13. 前記バッテリーモジュール均等化方法は、
    信BUSが前記一つ以上のCMCとBMCを連結するステップをさらに含み、
    記通信BUSは、
    前記一つ以上のCMCと前記BMCをデイジーチェーン(Daisy Chain)結線方式により連結する、請求項から12いずれか一項に記載のバッテリーモジュール均等化方法。
  14. 前記電圧を各々測定するステップは、
    各々のCMCに連結されたバッテリーモジュール、前記各々のCMCに含まれたスイッチング部および前記均等化BUSを選択的に連結するステップ、
    前記各々のCMCに連結されたバッテリーモジュール両端の電圧を測定するステップ、
    前記各々のCMCに連結されたバッテリーモジュールの負極と前記一つ以上のスイッチング部を連結するステップ、および
    前記各々のCMCに連結されたバッテリーモジュールを放電させるステップを含む、請求項10から13のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール均等化方法。
  15. 前記均等化電流供給回路形成するステップは、
    前記異常が診断されたバッテリーモジュールに前記均等化電流を供給するステップ、および
    前記均等化BUSの電圧を測定するステップを含み、
    均等化電流供給部および電圧測定部の正極端子は正極BUSと連結され、負極端子は負極BUSと連結される、請求項から14いずれか一項に記載のバッテリーモジュール均等化方法。
  16. 前記均等化電流供給回路形成するステップは、
    前記一つ以上のCMCのうち位置を把握しようとするCMCに含まれたスイッチング部を制御してモジュール位置識別回路を形成するステップ、および
    前記モジュール位置識別回路に印加される電圧に基づいて位置を把握しようとする前記CMCの位置を識別するステップを含む、請求項10から15いずれか一項に記載のバッテリーモジュール均等化方法。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102236384B1 (ko) * 2017-10-27 2021-04-05 주식회사 엘지화학 배터리 밸런싱을 위한 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩
KR102443667B1 (ko) * 2018-10-26 2022-09-14 주식회사 엘지에너지솔루션 밸런싱 장치, 및 그것을 포함하는 배터리 관리 시스템과 배터리팩
KR102248227B1 (ko) 2019-01-10 2021-05-03 주식회사 엘지화학 배터리 밸런싱 장치, 방법 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR102170505B1 (ko) * 2019-11-28 2020-10-28 이승호 태양광 발전을 이용한 에너지 저장 장치
US11552479B2 (en) 2020-06-02 2023-01-10 Inventus Power, Inc. Battery charge balancing circuit for series connections
CN116529978A (zh) 2020-06-02 2023-08-01 茵范帝能源公司 大型电池管理***
US11476677B2 (en) 2020-06-02 2022-10-18 Inventus Power, Inc. Battery pack charge cell balancing
US11594892B2 (en) 2020-06-02 2023-02-28 Inventus Power, Inc. Battery pack with series or parallel identification signal
US11489343B2 (en) 2020-06-02 2022-11-01 Inventus Power, Inc. Hardware short circuit protection in a large battery pack
US11509144B2 (en) 2020-06-02 2022-11-22 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system with in-rush current protection for master-slave battery packs
US11588334B2 (en) 2020-06-02 2023-02-21 Inventus Power, Inc. Broadcast of discharge current based on state-of-health imbalance between battery packs
US11245268B1 (en) 2020-07-24 2022-02-08 Inventus Power, Inc. Mode-based disabling of communiction bus of a battery management system
US11404885B1 (en) 2021-02-24 2022-08-02 Inventus Power, Inc. Large-format battery management systems with gateway PCBA
US11411407B1 (en) 2021-02-24 2022-08-09 Inventus Power, Inc. Large-format battery management systems with gateway PCBA
CN115833875B (zh) * 2022-01-18 2023-11-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种菊花链通讯故障检测方法、定位检测方法和电路
CN114528240A (zh) * 2022-01-25 2022-05-24 阳光储能技术有限公司 一种菊花链通信控制方法及装置

Family Cites Families (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6184656B1 (en) * 1995-06-28 2001-02-06 Aevt, Inc. Radio frequency energy management system
US5631534A (en) * 1995-08-21 1997-05-20 Delco Electronics Corp. Bidirectional current pump for battery charge balancing
US7400113B2 (en) * 2001-03-30 2008-07-15 Designline International Holdings, Llc Battery management unit, system and method
US6583602B2 (en) * 2001-05-11 2003-06-24 Denso Corporation Vehicular power supply apparatus and method of controlling the same
US7245108B2 (en) * 2002-11-25 2007-07-17 Tiax Llc System and method for balancing state of charge among series-connected electrical energy storage units
DE102004031216A1 (de) * 2004-06-28 2006-01-19 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zum Ladungsausgleich in Reihe geschalteter Energiespeicher
JP2008538408A (ja) * 2005-04-05 2008-10-23 エナジーシーエス マルチプレクサ及びスイッチベース電気化学セルの監視及び管理システム並びに方法
JP4484858B2 (ja) * 2006-10-19 2010-06-16 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電池管理装置およびそれを備える車両制御装置
CN101119036B (zh) * 2007-07-23 2011-01-19 柏禄帕迅能源科技有限公司 用于电动汽车的电池管理***
KR101107999B1 (ko) * 2007-10-16 2012-01-25 한국과학기술원 전압 센서와 전하 균일 장치가 결합된 배터리 운용 시스템
KR101164629B1 (ko) * 2007-10-16 2012-07-11 한국과학기술원 직렬 연결 배터리 스트링을 위한 2단 전하 균일 방법 및장치
WO2009076418A1 (en) * 2007-12-11 2009-06-18 Antonio Trigiani Battery management system
KR101156977B1 (ko) * 2007-12-31 2012-06-20 에스케이이노베이션 주식회사 고전압 배터리 팩의 셀 밸런싱 방법
KR101077154B1 (ko) * 2008-04-22 2011-10-27 한국과학기술원 직렬연결 배터리 스트링을 위한 2단 전하 균일 방법 및장치
KR101187766B1 (ko) * 2008-08-08 2012-10-05 주식회사 엘지화학 배터리 셀의 전압 변화 거동을 이용한 셀 밸런싱 장치 및 방법
US8294421B2 (en) * 2008-09-05 2012-10-23 O2Micro Inc Cell balancing systems employing transformers
JP5448408B2 (ja) * 2008-10-15 2014-03-19 三菱重工業株式会社 二次電池制御システム
KR20110096119A (ko) * 2008-11-07 2011-08-29 삭티3, 인크. 하이브리드 전기화학물질로 이루어진 전지, 모듈 및 팩의 제어
KR101093597B1 (ko) * 2009-01-30 2011-12-15 한국과학기술원 정전압원을 이용한 자동전하균일 장치
KR101076786B1 (ko) * 2009-01-30 2011-10-25 한국과학기술원 직렬연결 배터리 스트링을 위한 지능제어 전하균일 장치 및방법
US20100225277A1 (en) 2009-03-06 2010-09-09 Asic Advantage Inc. Battery charge and discharge controller
JP5133926B2 (ja) * 2009-03-26 2013-01-30 株式会社日立製作所 車両用電池システム
US8390147B2 (en) * 2009-05-13 2013-03-05 Solar Semiconductor, Inc. Methods and apparatuses for photovoltaic power management
CN104135217B (zh) * 2009-05-19 2016-08-24 最大输出可再生能源公司 包括发电装置的集群的电站的构造
JP2011072153A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Sanyo Electric Co Ltd 車両用電源装置及びこれを備える車両並びに車両用電源装置の容量均等化方法
KR101000550B1 (ko) 2009-11-30 2010-12-14 정윤이 배터리 팩과 이를 포함한 능동형 셀 발란싱 배터리 관리장치
CN102027628B (zh) * 2009-11-30 2014-05-14 郑润珥 电池组及包含该电池组的主动型单电池平衡电池管理装置
US20110144840A1 (en) * 2009-12-15 2011-06-16 Ise Corporation Expandable Energy Storage Control System and Method
FR2956260B1 (fr) * 2010-02-05 2012-04-13 Commissariat Energie Atomique Systeme d'equilibrage de charge pour batteries
KR101234059B1 (ko) * 2010-02-22 2013-02-15 주식회사 엘지화학 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치 및 방법
JP5546370B2 (ja) * 2010-06-28 2014-07-09 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電器制御回路及び蓄電装置
JP5571485B2 (ja) * 2010-07-14 2014-08-13 矢崎総業株式会社 組電池の電圧均等化装置
JP5567956B2 (ja) * 2010-09-16 2014-08-06 矢崎総業株式会社 複数組電池のセル電圧均等化装置
KR20120077482A (ko) * 2010-12-30 2012-07-10 최두진 배터리 모듈의 균등 충전장치
DE102011009474A1 (de) * 2011-01-26 2012-07-26 Liebherr-Elektronik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen und Symmetrieren eines mehrzelligen Energiespeicherstapels
EP2490315A1 (en) * 2011-02-15 2012-08-22 austriamicrosystems AG Cell balancing module, voltage balancer device, and method for voltage balancing, particularly for voltage balancing of a stack of batteries
JP5469625B2 (ja) * 2011-03-01 2014-04-16 株式会社日立製作所 電池システム
WO2012124221A1 (ja) * 2011-03-14 2012-09-20 三洋電機株式会社 通信システムおよび蓄電池システム
JP6038822B2 (ja) * 2011-03-17 2016-12-07 イーブイ チップ エナジー リミテッドEv Chip Energy Ltd. 電池パックシステム
WO2012132220A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電圧監視モジュール及びこれを用いた電圧監視システム
WO2012144674A1 (ko) * 2011-04-22 2012-10-26 Sk 이노베이션 주식회사 착탈 가능한 배터리 모듈, 이를 이용한 배터리 스트링을 위한 전하 균일 방법 및 장치
US8970162B2 (en) * 2011-07-12 2015-03-03 Texas Instruments Incorporated System and method for balancing electrical energy storage devices via differential power bus and capacitive load switched-mode power supply
US8947048B2 (en) * 2011-07-29 2015-02-03 Infineon Technologies Ag Power supply system with charge balancing
CN102957172B (zh) * 2011-08-23 2015-04-22 福建睿能科技股份有限公司 一种多节串联锂电池组均衡及保护***
US9203121B2 (en) * 2011-10-12 2015-12-01 Texas Instruments Incorporated Inductor-based active balancing for batteries and other power supplies
KR101497602B1 (ko) 2012-05-02 2015-03-03 주식회사 엘지화학 배터리 밸런싱 시스템 및 이를 이용한 배터리 밸런싱 방법
KR101402802B1 (ko) 2012-05-03 2014-06-03 주식회사 엘지화학 배터리 셀의 전압 변화 거동을 이용한 셀 밸런싱 장치 및 방법
KR101942970B1 (ko) * 2012-09-21 2019-01-28 삼성전자주식회사 밸런싱 방법 및 배터리 시스템
KR101387658B1 (ko) * 2012-10-31 2014-04-24 한국전기연구원 에너지 절감형 배터리 모듈의 셀 밸런싱 방법
JP5693547B2 (ja) * 2012-11-20 2015-04-01 三菱重工業株式会社 電池管理装置およびその制御方法ならびにプログラム、それを備えた電池監視システム
KR20140070149A (ko) 2012-11-30 2014-06-10 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈의 셀 밸런싱 장치 및 그 방법
KR101865969B1 (ko) 2012-12-17 2018-06-11 현대자동차주식회사 배터리전압 밸런싱장치 및 방법
KR101589198B1 (ko) * 2013-02-19 2016-01-28 주식회사 엘지화학 셀 밸런싱 회로의 고장 진단 장치 및 방법
KR102028923B1 (ko) 2013-04-11 2019-10-08 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 밸런싱 장치 및 방법
CN103199589B (zh) * 2013-04-12 2014-12-10 哈尔滨工业大学 一种锂离子电池组模块化快速均衡电路及均衡方法
WO2014191794A1 (en) * 2013-05-29 2014-12-04 Freescale Semiconductor, Inc. Cell monitoring apparatus, battery monitoring apparatus, integrated circuit and method of monitoring a rechargeable cell
US9520613B2 (en) * 2013-07-23 2016-12-13 Infineon Technologies Ag Battery control with block selection
US10033212B2 (en) * 2013-08-06 2018-07-24 Analog Devices, Inc. Battery cell with discretion to drive loads within battery stack
JP2015065796A (ja) 2013-09-26 2015-04-09 ソニー株式会社 蓄電装置、蓄電制御装置および蓄電制御方法
US20150102943A1 (en) * 2013-10-10 2015-04-16 Datang Nxp Semiconductors Co., Ltd. Daisy-chain communication bus and protocol
JP6049603B2 (ja) 2013-12-19 2016-12-21 株式会社日立製作所 電池制御システム及び電池制御方法
DE102014214996A1 (de) * 2014-07-30 2016-02-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems
KR101712244B1 (ko) 2014-10-08 2017-03-13 주식회사 엘지화학 엘씨 공진을 이용한 배터리 셀 밸런싱 시스템 및 방법
US10293693B2 (en) * 2015-04-21 2019-05-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Battery control method and apparatus, battery module, and battery pack
WO2017002526A1 (ja) * 2015-06-30 2017-01-05 株式会社Gsユアサ 制御装置、蓄電装置及び蓄電システム、ならびに、制御方法
KR101917913B1 (ko) * 2015-07-23 2018-11-12 주식회사 엘지화학 배터리 스택 밸런싱 장치
CN105259494B (zh) * 2015-10-27 2018-04-03 北京新能源汽车股份有限公司 电池均衡电路的测试装置及方法
KR102052241B1 (ko) * 2016-09-21 2019-12-04 주식회사 엘지화학 밸런싱 배터리를 이용한 배터리 관리 시스템 및 방법
KR102137759B1 (ko) * 2017-07-06 2020-07-24 주식회사 엘지화학 배터리 팩 관리 장치
KR102173778B1 (ko) * 2017-07-25 2020-11-03 주식회사 엘지화학 배터리 관리 유닛 및 이를 포함하는 배터리팩
KR102173777B1 (ko) * 2017-07-25 2020-11-03 주식회사 엘지화학 마스터 배터리 관리 유닛 및 이를 포함하는 배터리팩
KR102202613B1 (ko) * 2017-09-27 2021-01-12 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 균등화 장치, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR102236384B1 (ko) * 2017-10-27 2021-04-05 주식회사 엘지화학 배터리 밸런싱을 위한 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩
KR102308299B1 (ko) * 2017-11-06 2021-10-01 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 모듈 균등화 및 프리차지 장치 및 방법
KR102180138B1 (ko) * 2017-11-24 2020-11-17 주식회사 엘지화학 무선 배터리 관리 시스템 및 그것을 이용하여 배터리팩을 보호하는 방법
KR102374744B1 (ko) * 2018-10-16 2022-03-14 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈 밸런싱 장치 및 방법

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