KR100778414B1 - 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 배터리 관리 시스템은 복수의 셀을 포함하는 배터리를 관리한다. 배터리 관리 시스템은 센싱부, MCU 및 셀밸런싱부를 포함한다. 센싱부는 복수의 셀 각각의 셀 전압을 측정한다. MCU는 측정된 복수의 셀 전압에 따라 셀밸런싱이 필요한 셀을 검출하고, 검출된 셀의 셀밸런싱을 제어하는 복수의 셀전압신호를 생성한다. 셀밸런싱부는 복수의 셀전압신호에 따라 셀을 셀밸런싱시키며, 복수의 셀전압신호는 복수의 셀의 개수보다 작다. 그리고 셀밸런싱부는 복수의 셀전압신호에 각각 대응하여 복수의 셀밸런싱신호를 생성하며, 복수의 셀전압신호 중 적어도 하나는 복수의 셀 중 적어도 두개의 셀을 셀밸런싱한다.
BMS, 배터리, 셀전압신호, 셀밸런싱신호

Description

배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리, BMS 및 BMS의 주변장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MCU를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 셀밸런싱부의 구성요소를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 셀밸런싱부의 제1 셀밸런싱 제어부에서 처리되는 파형을 개략적으로 보여주는 타이밍도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 셀밸런싱부의 각각의 셀밸런싱 제어부에서 처리되는 파형을 개략적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 셀밸런싱부의 셀밸런싱구동부를 개략적으로 보여주는 회로도이다.
본 발명은 배터리 관리 시스템(Battery Management System)에 관한 것으로, 특히, 전기 에너지를 이용하는 자동차에 사용될 수 있는 배터리 관리 시스템 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
가솔린이나 중유를 주연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기오염 등 공해발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서 최근에는 공해발생을 줄이기 위하여, 전기 자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.
전기 자동차는 배터리(battery)에서 출력되는 전기에너지에 의해 동작하는 배터리 엔진을 이용하는 자동차이다. 이러한 전기 자동차는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지(cell)가 하나의 팩(pack)으로 형성된 배터리를 주동력원으로 이용하기 때문에 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 작은 장점이 있다.
한편, 하이브리드 자동차라 함은 내연 엔진을 이용하는 자동차와 전기 자동차의 중간 단계의 자동차로서, 두 가지 이상의 동력원, 예컨대 내연 엔진 및 배터리 엔진을 사용하는 자동차이다. 현재에는, 내연 엔진과 수소와 산소를 연속적으로 공급하면서 화학반응을 일으켜 직접 전기 에너지를 얻는 연료 전지를 이용하거나, 배터리와 연료 전지를 이용하는 등 혼합된 형태의 하이브리드 자동차가 개발되고 있다.
이와 같이 배터리 엔진을 이용하는 자동차는 동력원 향상을 위해 2차 전지(CELL)의 수가 점차 증가되고 있으며, 연결된 다수의 셀을 효율적으로 관리 할 수 있는 셀밸런싱 제어방법이 배터리 관리 시스템(Battery Management System, 이하 BMS)에 필요하다
특히, MBS를 제어하는 콘트롤 유닛은 배터리의 셀 개수가 증가함에 따라 더 많은 입출력 포트를 구비해야 하며, 그에 따라 콘트롤 유닛의 생산단가가 증가하고, BMS에서 종래보다 더 큰 면적이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 셀을 포함하는 배터리의 셀의 개수가 증가함에 따라, 보다 효율적으로 배터리의 셀을 관리할 수 있는 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 복수의 셀을 포함하는 배터리를 관리하는 배터리 관리 시스템에 있어서, 상기 복수의 셀 각각의 셀 전압을 측정하는 센싱부, 상기 측정된 복수의 셀 전압에 따라 셀밸런싱이 필요한 셀을 검출하고, 상기 검출된 셀의 셀밸런싱을 제어하는 복수의 셀전압신호를 생성하는 MCU, 및 상기 복수의 셀전압신호에 따라 상기 셀을 셀밸런싱시키는 셀밸런싱부를 포함하고, 상기 복수의 셀전압신호는 상기 복수의 셀의 개수보다 작으며, 상기 셀밸런싱부는 상기 복수의 셀전압신호에 각각 대응하여 복수의 셀밸런싱신호를 생성하며, 상기 복수의 셀전압신호 중 적어도 하나는 복수의 셀 중 적어도 두개의 셀을 셀밸런싱한다. 그리고, 상기 MCU는, 복수의 셀전압신호 중 적어도 두개의 셀을 셀밸런싱하는 셀전압신호에 대응하여 상기 셀밸런싱부로 함께 전달되는 제어신호를 더 생성하며, 상기 셀밸런싱부는, 상기 제어신호에 응답하여 상기 셀전압신호를 전달받는다. 또한, 상기 적어도 두개의 셀을 셀밸런싱하는 상기 셀전압신호는 상기 적어도 두개의 셀 중 하나 의 셀에 대응하여 생성되고, 제1 시간간격 뒤에 다른 셀에 대응하여 생성된다. 그리고, 상기 셀밸런싱부는, 상기 셀전압신호에 따라 셀밸런싱을 제어하는 제1 및 제2 셀밸런싱신호를 생성하고, 상기 제어신호에 응답하여 상기 적어도 두개의 셀에 각각 제1 및 제2 셀밸런싱신호를 전달한다. 이때, 상기 셀밸런싱부는, 상기 제1 셀밸런싱신호 및 제2 셀밸런싱신호를 상기 제어신호에 따라 제1 시간간격만큼 구분하여 생성한다. 그러면, 상기 셀밸런싱부는, 상기 제1 또는 제2 셀밸런싱신호에 따라, 상기 제1 및 제2 셀밸런싱신호 각각에 대응하는 셀을 방전시킨다.
본 발명의 다른 특징에 따른 복수의 셀을 포함하는 배터리를 관리하는 배터리 관리 시스템에 있어서, 상기 복수의 셀 중 셀밸런싱이 필요한 셀의 셀밸런싱을 제어하는 복수의 셀전압신호 및 제어신호를 생성하여 복수의 출력단자로 출력하는 MCU, 상기 MCU에 연결되어, 상기 제어신호에 따라 상기 복수의 셀전압신호 중 적어도 두개의 제1 및 제2 셀전압신호를 입력받아, 상기 적어도 두개의 셀전압신호에 따른 셀밸런싱신호를 생성하는 제1 셀밸런싱 제어부, 상기 MCU에 연결되어, 상기 제어신호에 따라 상기 복수의 셀전압신호 중 적어도 두개의 제3 및 제4 셀전압신호를 입력받아, 상기 적어도 두개의 셀전압신호에 따른 셀밸런싱신호를 생성하는 제2 셀밸런싱 제어부, 및 상기 제1 및 제2 셀밸런싱 제어부에 연결되어, 상기 적어도 두개의 셀밸런싱신호를 입력받아, 상기 셀밸런싱신호에 대응하는 셀의 셀밸런싱을 수행하는 셀밸런싱구동부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 셀전압신호 중 어느 하나와 상기 제3 및 제4 셀전압신호 중 어느 하나가, 상기 MCU의 동일한 출력단자에서 출력된다. 그리고, 상기 제1 셀전압신호 및 제2 셀전압신호 중 어느 하나와 상기 제3 셀전압신호 및 제4 셀전압신호 중 어느 하나가 상기 MCU의 동일한 출력단자에서 출력되면, 상기 동일한 출력단자에서 출력된 셀전압신호는 상기 제어신호에 따라 제1 시간간격으로 상기 제1 및 제2 셀밸런싱 제어부로 전달되며, 상기 제1 및 제2 셀밸런싱 제어부는 상기 제1 시간간격으로 전달된 셀전압신호에 따라 셀밸런싱신호를 생성하여 셀밸런싱구동부로 전달한다. 이때, 상기 제1 셀밸런싱 제어부는, 상기 MCU의 동일 출력단자에서 출력된 상기 셀전압신호에 대응하는 상기 제1 및 제2 셀밸런싱신호 중 어느 하나를 출력하고, 상기 제2 셀밸런싱 제어부는, 제1 시간간격 뒤, 상기 MCU의 동일 출력단자에서 출력된 상기 셀전압신호에 대응하는 상기 제3 및 제4 셀밸런싱신호 중 어느 하나를 출력한다. 그리고, 상기 셀밸런싱구동부는, 양단이 상기 복수의 셀 중 상기 제1 내지 제4 셀밸런싱신호 각각에 대응하는 셀의 양단에 연결되어 있는 복수의 스위치를 포함하고, 상기 스위치는 상기 전달된 제1 내지 제4 셀밸런싱신호 각각에 응답하여 턴온된다. 또한, 상기 전달된 제1 내지 제4 셀밸런싱신호에 응답하여 발광하는 복수의 포토다이오드, 및 상기 복수의 포토다이오드와 포토커플링 되어있는 복수의 제1 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 스위치는 상기 제1 트랜지스터에 흐르는 전류에 응답하여 턴온된다. 이때, 상기 스위치는 양단에 대응하는 제1 전극 및 제2 전극을 갖고, 상기 제1 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 전압이 인가되는 제어전극을 갖는 제2 트랜지스터이며, 상기 제 2 트랜지스터의 제1 전극에 일단이 연결되고, 상기 셀의 일단에 타단이 연결되어 있는 제1 저항, 및 상기 제2 트랜지스터의 제어전극에 일단이 연결되고, 상기 셀의 타단에 타단이 연결되어 있는 제2 저항을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 복수의 셀중 적어도 두개의 셀을 포함하는 제1 그룹 및 상기 복수의 셀 중 상기 적어도 두개의 셀과 다른 적어도 두개의 셀을 포함하는 제2 그룹을 포함하는 배터리의 배터리 관리 시스템의 구동방법에 있어서,
a) 상기 제1 그룹 및 제2 그룹의 복수의 셀 중 셀밸런싱이 필요한 셀을 검출하는 단계,
b) 상기 제1 그룹의 셀 중 셀밸런싱이 필요한 제1 셀과 상기 제2 그룹의 셀 중 셀밸런싱이 필요한 제2 셀이 서로 대응하는 셀인지 판단하는 단계,
c) 상기 b)판단 결과 서로 대응하는 셀인 경우, 상기 제1 셀 및 제2 셀의 셀밸런싱 제어를 위한 하나의 셀전압신호를 생성하는 단계,
d) 상기 b)판단 결과 서로 대응하지 않는 셀인 경우, 상기 제1 셀 및 제2 셀 각각의 셀전압신호를 생성하는 단계, 및
e) 상기 셀전압신호에 따라 상기 제1 셀 및 제2 셀의 셀밸런싱을 수행하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 a) 단계는, 현재 배터리의 각 셀전압을 합산해 전체 셀의 개수로 나누어 배터리의 평균전압을 산출하는 단계, 및 상기 산출된 배터리의 평균전압과 상기 제1 및 제2 그룹 셀의 전압의 차이가 기준 전압레벨 이상인 셀을 검출하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 c)단계에서, 상기 셀전압신호는 상기 제1 셀에 대응하여 생성되고, 제1 시간간격 뒤에 제2 셀에 대응하여 생성되며, 상기 e)단계는 상기 셀전압신호에 따라 상기 제1 시간간격에 대응하는 제2 시간간격 간격으로 상기 제1 셀 및 제2 셀 각각의 셀밸런싱신호를 생성하는 단계, 및 상기 셀밸런싱신호에 따라 상기 제1 셀 및 제2 셀의 셀밸런싱을 수행하는 단계를 더 포 함한다.
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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결“되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리, BMS 및 BMS의 주변장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 자동차 시스템은, BMS(1), 배터리(2), 전류센서(3), MTCU(motor control unit, 4), 인버터(5) 및 모터제너레이터(6)를 포함한다.
먼저, 배터리(2)는 복수의 전지 셀이 서로 직렬로 연결된 복수의 서브팩(2a ~ 2h)으로 구성된다. 여기서 서브팩(2a ~ 2h)은 예시적으로 8개로 표시되고 서브팩은 복수의 전지 셀을 하나의 그룹으로 표시한 것에 불과한 것이고 이에 한정되 는 것은 아니다. 배터리의 출력단자는 인버터(5)와 연결된다.
전류센서(3)는 배터리(2)의 출력전류량을 측정하여 BMS(1)의 센싱부(10)로 출력한다. 구체적으로 전류센서(3)는 홀(Hall) 소자를 이용하여 전류를 측정하고 측정된 전류에 대응되는 아날로그 전류 신호로 출력하는 Hall CT(Hall current transformer)이거나 로드 라인(Load line) 상에 삽입된 저항을 통해 흐르는 전류 값에 대해 전압 신호를 내는 Shunt Resistor일 수 있다.
BMS(1)는 셀밸런싱부(10), 센싱부(20) 및 MCU(Micro control unit, 30)를 포함한다.
셀밸런싱부(10)는 각 셀의 충전상태의 균형을 맞춘다. 즉, 충전상태가 비교적 높은 셀은 방전시키고 충전상태가 비교적 낮은 셀은 충전시킬 수 있다.
센싱부(20)는 배터리의 전압(V), 배터리 전류(i) 및 배터리 온도(T)를 측정하여 MCU(30)에 전달한다.
MCU(30)는 센싱부(20)로부터 전달받은 배터리(2)의 각 셀의 전압을 합산해 배터리(2)의 전체 셀의 개수로 나누어 전체 셀의 평균전압을 산출하고, 산출된 전체 셀의 평균전압과 각 셀의 전압을 비교하여 기준 전압 이상의 차이가 발생하면, 셀밸런싱부(10)로 제어신호를 전달하여 셀밸런싱을 수행한다. 본 발명의 실시예에 따른 제어신호는 셀전압신호(D1 ~ D32), 셀밸런싱활성화신호(S0), 제 1 제어부 선택신호(S1) 및 제 2 제어부 선택신호(S2)이며, MCU(30)는 셀전압신호(D1 ~ D32), 셀밸런싱활성화신호(S0), 제 1 제어부 선택신호(S1) 및 제 2 제어부 선택신호(S2)를 생성하여 35개의 입출력 포트를 이용하여 셀밸런싱부(10)로 전달한다. 또한, MCU(30)는 센싱부(20)로부터 배터리의 전압(V), 배터리 전류(i) 및 배터리 온도(T)를 이용하여 배터리의 충전상태(state of charging, 이하 SOC) 및 건강상태(state of health, 이하 SOH)를 추정하여 배터리의 충전 및 방전을 제어한다.
MTCU(4)는 자동차의 액셀러레이터(accelerator), 브레이크(break), 자동차 속도 등의 정보에 기초하여 현재 자동차의 운행 상태를 파악하고, 필요한 토크 정도등의 정보를 결정한다. 구체적으로, 현재 자동차의 운행 상태란, 시동을 켜는 키온(KEY ON), 시동을 끄는 키오프(KEY OFF), 종속운행 및 가속도 운행등을 말한다. MTCU(4)는 모터제너레이터(6)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어한다. 즉 MTCU(4)는 인버터(5)의 스위칭을 제어하여 모터제너레이터(6)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어한다. 또한 MTCU(4)는 MCU(30)로부터 전달되는 배터리(2)의 SOC를 전달받아 배터리(2)의 SOC가 목표값(예컨대 55%)이 되도록 제어한다. 예를 들면 MCU(30)로부터 전달된 SOC가 55% 이하이면 인버터(5)의 스위치를 제어하여 전력이 배터리(2) 방향으로 출력되도록 하여 배터리(2)를 충전시키고 이때 배터리 전류 ‘+’값으로 설정할 수 있다. 한편, SOC가 55% 이상이면 인버터(5)의 스위치를 제어하여 전력이 모터제너레이터(6) 방향으로 출력되도록 하여 배터리(2)를 방전시키고 이때 배터리 전류는 ‘-’값으로 설정할 수 있다.
인버터(5)는 MTCU(4)의 제어신호에 기초하여 배터리(2)가 충전 또는 방전되도록 한다.
모터제너레이터(6)는 배터리(2)의 전기에너지를 이용하여 MTCU(4)로부터 전달되는 토크 정보에 기초하여 자동차를 구동한다.
결국, MTCU(4)는 SOC에 기초하여 충방전 할 수 있는 파워만큼 충방전함으로써 배터리(2)가 과충전이나 과방전되는 것을 방지하여 배터리(2)를 효율적으로 오랫동안 사용할 수 있도록 한다. 그러나 배터리(2)가 자동차에 장착된 후에는 배터리(2)의 실제 SOC를 측정하기는 어려우므로, BMS(1)는 센싱부(10)에서 센싱한 배터리 전압, 배터리 전압 및 온도등을 이용하여 SOC를 정확하게 추정하여 MTCU(4)에 전달하여야 한다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따라 MCU(30)에서 셀밸런싱부(10)로 전달되는 셀밸런싱 제어신호(D1 ~ D32, S0, S1 및 S2)의 생성 및 전달 과정을 보여주는 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 배터리(2)는 40개의 셀을 포함하며, MCU(30)는 셀전압신호(D1 ~ D32), 셀밸런싱활성화신호(S0), 제 1 제어부 선택신호(S1) 및 제 2 제어부 선택신호(S2)를 35개의 입출력 포트를 이용하여 셀밸런싱부(10)로 전달하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 셀의 개수에 따라 셀전압신호 및 제어부 선택신호의 개수를 달리할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 셀밸런싱활성화신호(SO), 제1 제어부 선택신호(S1), 제2 제어부 선택신호(S2), 셀전압신호(D1 ~ D32) 및 셀밸런싱신호(CB1 ~ CB40)는 셀밸런싱 제어 및 수행을 위해 일정 레벨의 전압을 갖는 신호이다.
도 2에 도시된 바와 같이, MCU(30)는 배터리 평균전압 산출부(310), 셀밸런싱 판단부(320), 셀밸런싱 제어신호 생성부(330) 및 셀밸런싱 제어신호 전달부(331)를 포함하며, 총 35개의 제어신호를 생성하여 셀밸런싱부(10)로 전달한다.
배터리 평균전압 산출부(310)는 센싱부(20)에서 전달받은 각 셀의 전압을 합산해 전체 40개 셀의 개수로 나누어 전체 셀의 평균전압을 산출한다.
셀밸런싱 판단부(320)는 센싱부(20)에서 전달받은 각 셀의 전압과 배터리 평균전압 산출부(310)에서 전달받은 전체 셀의 평균전압을 비교한다. 그리고, 셀밸런싱 판단부(320)는 배터리(2)의 셀(CELL1 ~ CELL40) 중 전체 셀의 평균전압보다 기준 전압이상 높은 전압을 갖는 셀을 검출하고, 검출된 셀 정보를 셀밸런싱 제어신호 생성부(330)로 전달한다. 본 발명의 실시예에서의 셀의 정보란, 배터리(2)의 40개의 셀(CELL1 ~ CELL40) 중에서 전체 셀의 평균전압보다 기준전압이상 높은 셀을 식별하기 위한 정보로, 셀의 위치를 포함한다.
셀밸런싱 제어신호 생성부(330)는 셀밸런싱 제어신호 전달부(331)를 포함하며, 셀밸런싱 판단부(320)로부터 검출된 셀 정보에 기초하여 32개의 셀전압신호(D1 ~ D32), 셀밸런싱활성화신호(S0), 제 1 제어부 선택신호(S1) 및 제 2 제어부 선택신호(S2)를 생성한다.
구체적으로, 셀밸런싱활성화신호(S0)는 셀밸런싱을 위한 제어신호(D1 ~ D32, S1 및 S2)를 MCU(30)로부터 전달받을 수 있도록 셀밸런싱부(10)를 제어하는 신호이다. 그리고, 제1 제어부 선택신호(S1) 및 제2 제어부 선택신호(S2)는 35개의 입출력 포트 수 보다 많은 40개 셀의 셀밸런싱을 효율적으로 관리하기 위한 신호이다. 본 발명의 실시예에 따른 BMS(1)는 복수의 셀 중 셀(CELL1~CELL32)을 제1 그룹 및 셀(CELL33~CELL40)을 제2 그룹으로 각각 구분하고, 제1 제어부 선택신호(S1) 및 제2 제어부 선택신호(S2)는 각각 제1 그룹 및 제2 그룹에 대응된다. 즉, 제 1 제어부 선택신호(S1)는 셀(CELL1 ~ CELL32) 중 셀밸런싱이 필요한 셀이 결정되면, 그 셀의 셀전압신호(D1 ~ D32)와 함께 셀밸런싱부(10)로 전달된다. 그러면 셀밸런싱부(10)는 제1 제어부 선택신호(S1)를 감지하여, 전체 40개의 셀 중 셀밸런싱이 필요한 셀이 제1그룹의 셀(CELL1 ~ CELL32) 중 하나임을 인식하고, 함께 전달된 셀전압신호(D1 ~ D32)에 의해 정확히 어떤 셀인지 판단한다. 마찬가지로, 제2 제어부 선택신호(S2)는 셀(CELL33 ~ CELL40) 중 셀밸런싱이 필요한 셀이 결정되면, 그 셀의 셀전압신호(D1 ~ D8)와 함께 셀밸런싱부(10)로 전달된다. 그러면 셀밸런싱부(10)는 제2 제어부 선택신호(S2)를 감지하여, 전체 40개의 셀 중 셀밸런싱이 필요한 셀이 제2그룹의 셀(CELL33 ~ CELL40) 중 하나임을 인식하고, 함께 전달된 셀전압신호(D1 ~ D8)에 의해 정확히 어떤 셀인지 판단한다.
셀밸런싱 제어신호 전달부(331)는 셀밸런싱을 위해, 셀전압신호(D1 ~ D32), 셀밸런싱활성화신호(S0), 제 1 제어부 선택신호(S1) 및 제 2 제어부 선택신호(S2)를 셀밸런싱부(10)로 전달한다. 특히, 셀밸런싱 제어신호 전달부(331)는 제1 제어부 선택신호(S1) 및 제2 제어부 선택신호(S2)를 일정시간 간격 차로 전달한다. 따라서, 전체 40개의 셀(CELL1 ~ CELL40) 중 제1 그룹의 셀(CELL1 ~ CELL32)에 셀밸런싱이 필요한 셀이 존재하면, 셀밸런싱 제어신호 전달부(331)는 제 1 제어부 선택신호(S1)를 전달하는 동안, 셀밸런싱이 필요한 셀의 셀전압신호(D1 ~ D32)를 함께 셀밸런싱부(10)로 전달한다. 마찬가지로, 제2그룹의 셀(CELL33 ~ CELL40)에 셀밸런싱이 필요한 셀이 존재하면, 셀밸런싱 제어신호 전달부(331)는 제 2 제어부 선택신호(S2)를 전달하는 동안, 셀밸런싱이 필요한 셀의 셀전압신호(D1 ~ D8)를 셀밸런싱부(10)로 전달한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 셀밸런싱부(10)를 구체적으로 설명한다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 셀밸런싱이 필요한 셀의 셀밸런싱 수행을 위한 셀밸런싱부(10)의 구성요소를 보여주는 도면이다.
셀밸런싱부(10)는 제 1 셀밸런싱 제어부(110), 제 2 셀밸런싱 제어부(120) 및 셀밸런싱구동부(130)를 포함한다. 그리고 셀밸런싱부(10)는 셀전압신호(D1 ~ D32), 셀밸런싱활성화신호(S0), 제 1 제어부 선택신호(S1) 및 제 2 제어부 선택신호(S2), 총 35개의 제어신호를 MCU(30)로부터 전달받는다. 본 발명의 실시예에 따른 셀밸런싱부(10)의 제 1 셀밸런싱 제어부(110) 및 제 2 셀밸런싱 제어부(120)는 셀밸런싱활성화신호(S0)가 하이레벨에서 로우레벨로 변경되는 폴링에지 타이밍이 발생할 때, 셀밸런싱이 필요한 셀의 셀전압신호(D1 ~ D32), 제1 및 제2 제어부 선택신호(S1, S2)를 전달받기 위해 제어된다.
제 1 셀밸런싱 제어부(110)는 4개의 셀밸런싱 신호생성부(111 ~ 114)를 포함하며, 32개의 셀전압신호(D1 ~ D32), 셀밸런싱활성화신호(S0) 및 제 1 제어부 선택신호(S1)를 MCU(30)로부터 전달받아 셀전압신호(D1 ~ D32)에 대응하는 셀밸런싱신호(CB1 ~ CB32)를 생성한다. 구체적으로, 제1셀밸런싱 제어부(110)는 셀전압신호(D1 ~D32) 및 제1 제어부 선택신호(S1)를 전달받을 수 있도록 셀밸런싱활성화신호(SO)에 의해 제어된다. 그리고, 제1 셀밸런싱 제어부(110)는 제1 제어부 선택신호(S1)가 하이레벨의 전압을 갖는 구간 동안 셀전압신호(D1 ~ D32)를 전달받아, 셀전압신호(D1 ~ D32)에 대응하는 셀밸런싱신호(CB1 ~ CB32)를 생성하여 셀밸런싱구동부(130)로 전달한다.
제 2 셀밸런싱 제어부(120)는 1개의 셀밸런싱 신호생성부(121)를 포함하며, 8개의 셀전압신호(D1 ~ D8), 셀밸런싱활성화신호(S0) 및 제 2 제어부 선택신호(S2)를 MCU(30)로부터 전달받아 셀전압신호(D1 ~ D8)에 대응하는 셀밸런싱신호(CB33 ~ CB40)를 생성한다. 구체적으로, 제2셀밸런싱 제어부(120) 셀전압신호(D1 ~D8) 및 제2 제어부 선택신호(S2)를 전달받을 수 있도록 셀밸런싱활성화신호(SO)에 의해 제어된다. 그리고 제2셀밸런싱 제어부(120)는 제2제어부 선택신호(S2)가 하이레벨의 전압을 갖는 구간동안 셀전압신호(D1 ~ D8)를 전달받아, 셀전압신호(D1 ~ D8)에 대응하는 셀밸런싱신호(CB33 ~ CB40)를 생성하여 셀밸런싱구동부(130)로 전달한다.
본 발명의 실시예에서는 셀의 수가 40개로 제한되어 있어 제 1 셀밸런싱 제어부(110)와 달리 제 2 셀밸런싱 제어부(120)가 하나의 셀밸런싱 신호생성부(121)를 포함하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 배터리(2)를 구성하는 총 셀의 개수에 따라 제 2 셀밸런싱 제어부 (120)는 증가할 수 있다. 만약, 제 2 셀밸런싱 제어부(120)가 제 1 셀밸런싱 제어부 (110)와 동일한 구성을 갖는다면 최대 64개의 셀을 제어할 수 있다. 즉 MCU(30)는 35개의 입출력 포트를 이용하여 최대 64개 셀의 셀밸런싱을 제어할 수 있다. 또한, 배터리(2)의 직렬 셀의 수가 실시예의 셀의 수인 64개를 초과하면, 셀전압신호(D1 ~ D32)의 수를 줄이고, 셀밸런싱부(10)의 셀밸런싱 제어부의 수를 증가시켜 MCU(30)의 제한된 입출력 포트에서 증가된 셀을 효율적으로 관리할 수 있다.
다음은 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 셀밸런싱 수행을 위해 필요한 셀밸런싱 제어신호의 타이밍도(도 4 및 도 5)에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 셀밸런싱부(10)의 제 1 셀밸런싱 제어부(110)에서 처리되는 셀밸런싱 제어신호의 파형으로, 배터리(2)의 셀(CELL1 ~ CELL40) 중 CELL8과 CELL15가 전체 셀의 평균 전압보다 기준 전압이상 높은 전압상태 일 때, 각 셀의 셀밸런싱 제어신호의 파형을 도시한 도면이다.
셀밸런싱부(10)의 제 1 셀밸런싱 제어부(110)는 CELL8 및 CELL15의 셀밸런싱을 위해, 셀밸런싱활성화신호(S0), 제1 모듈 선택신호(S1) 및 셀전압신호(D8, D15)를 MCU(30)로부터 전달받아 각 셀의 셀전압신호(CB8, CB15)를 생성한다.
제1 셀밸런싱 제어부(110)의 제 1 셀밸런싱 신호생성부(111)는 셀밸런싱활성화신호(S0)가 인가되는 시점(T1)에서 제1 모듈 선택신호(S1) 및 셀전압신호(D8)를 전달받기 위해 제어된다. 그리고, 제1제어부 선택신호(S1)가 하이레벨의 펄스로 인가되는 구간(M1on_1)동안, 하이레벨의 펄스를 갖는 셀전압신호(D8)를 감지한다. 그러면, 제1 셀밸런싱 신호생성부(111)는 셀전압신호(D8)의 폴링 타이밍이 발생하는 시점(T11)에서, 로우레벨의 셀밸런싱신호(CB8)를 생성한다. 마찬가지로, 제 1 셀밸런싱 제어부(110)의 제 2 셀밸런싱 신호생성부(112)는 셀밸런싱활성화신호(S0)가 인가되는 시점(T1)에서 제1 모듈 선택신호(S1) 및 셀전압신호(D15)를 전달받기 위해 제어된다. 그리고, 제1제어부 선택신호(S1)가 하이레벨의 펄스로 인가되는 구간(M1on_1)동안, 하이레벨의 펄스를 갖는 셀전압신호(D15)를 감지한다. 그러면, 제2 셀밸런싱 신호생성부(112)는 셀전압신호(D15)의 폴링 타이밍이 발생하는 시점(T21)에서, 로우레벨의 셀밸런싱신호(CB15)를 생성한다. 이때, MCU(30)는 셀밸런싱 수행 중인 셀과 전체 셀의 평균 전압과의 차이가 기준 전압이하가 되면, 하이레 벨 펄스 구간(M1on_2, M1on_3)을 갖는 제 1 제어부 선택신호(S1) 및 하이레벨의 펄스를 갖는 셀전압신호(D8 및 D15)를 생성하여 셀밸런싱부(10)로 전달하여 셀밸런싱을 종료한다. CELL8의 셀밸런싱이 완료되면, 제 1 셀밸런싱 신호생성부(111)는 제 1 제어부 선택신호(S1)가 하이레벨의 펄스로 인가되는 구간(M1on_2)동안 하이레벨의 펄스를 갖는 셀전압신호(D8)를 감지한다. 그리고, 셀전압신호(D8)의 폴링 타이밍이 발생하는 시점(T12)에서, 하이레벨의 셀밸런싱신호(CB8)를 생성하며 셀밸런싱을 종료한다. 마찬가지로, CELL15의 셀밸런싱이 완료되면, 제 2 셀밸런싱 신호생성부(112)는 제 1 제어부 선택신호(S1)가 하이레벨의 펄스로 인가되는 구간(M1on_3)동안 하이레벨의 펄스를 갖는 셀전압신호(D15)를 감지한다. 그리고 셀전압신호(D15)의 폴링 타이밍이 발생하는 시점(T22)에서, 하이레벨의 셀밸런싱신호(CB15)를 생성하며 셀밸런싱을 종료한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 셀밸런싱부(10)의 제 1 셀밸런싱 제어부(110) 및 제 2 셀밸런싱 제어부(120)에서 처리되는 셀밸런싱 제어신호의 파형으로, 배터리(2)의 셀(CELL1 ~ CELL40) 중 CELL8과 CELL40이 전체 셀의 평균 전압보다 기준 전압이상 높은 전압상태 일 때, 각 셀의 셀밸런싱 제어신호의 파형을 도시한 도면이다.
셀밸런싱부(10)의 제1 셀밸런싱 제어부(110) 및 제2 셀밸런싱 제어부(120)는 CELL8과 CELL40의 셀밸런싱을 위해, 셀밸런싱활성화신호(S0), 제 1 제어부 선택신호(S1), 제 2 제어부 선택신호(S2) 및 셀전압신호(D8)를 MCU(30)로부터 전달받아 각 셀의 셀전압신호(CB8, CB40)를 생성한다.
제1 셀밸런싱 제어부(110)의 제 1 셀밸런싱 신호생성부(111)는 셀밸런싱활성화신호(S0)가 인가되는 시점(T1`)에서 제1 모듈 선택신호(S1) 및 셀전압신호(D8)를 전달받기 위해 제어된다. 그리고, 제1제어부 선택신호(S1)가 하이레벨의 펄스로 인가되는 구간(M1on_1`)동안, 하이레벨의 펄스를 갖는 셀전압신호(D8)를 감지한다. 그러면, 제1 셀밸런싱 신호생성부(111)는 셀전압신호(D8)의 폴링 타이밍이 발생하는 시점(T11`)에서, 로우레벨의 셀밸런싱신호(CB8)를 생성한다. 마찬가지로, 제 2 셀밸런싱 제어부(120)의 제 5 셀밸런싱 신호생성부(121)는 셀밸런싱활성화신호(S0)가 인가되는 시점(T1`)에서 제2 모듈 선택신호(S2) 및 셀전압신호(D8)를 전달받기 위해 제어된다. 그리고, 일정시간 간격 뒤에 전달된 제 2 제어부 선택신호(S2)가 하이레벨의 펄스로 인가되는 구간(M2on_1`)동안, 하이레벨의 펄스를 갖는 셀전압신호(D8)를 감지한다. 그러면, 제5셀밸런싱 신호생성부(121)는 셀전압신호(D8)의 폴링 타이밍이 발생하는 시점(T21`)에서, 로우레벨의 셀밸런싱신호(CB40)를 생성한다. 이때, MCU(30)는 셀밸런싱 수행 중인 셀과 전체 셀의 평균 전압과의 차이가 기준 전압이하가 되면, 하이레벨 펄스 구간(M1on_2`)을 갖는 제 1 제어부 선택신호(S1), 하이레벨의 펄스 구간(M2on_2`)을 갖는 제2 제어부 선택신호(S2) 및 하이레벨의 펄스를 갖는 셀전압신호(D8)를 생성하여 셀밸런싱부(10)로 전달하여 셀밸런싱을 종료한다. CELL8의 셀밸런싱이 완료되면, 제 1 셀배런싱 제어부(110)의 제 1 셀밸런싱 신호생성부(111)는 제 1 제어부 선택신호(S1)가 하이레벨의 펄스로 인가되는 구간(M1on_2`)동안 하이레벨의 펄스를 갖는 셀전압신호(D8)를 감지한다. 그리고 셀전압신호(D8)의 폴링 타이밍이 발생하는 시점(T12`)에서, 하이레벨의 셀밸런 싱신호(CB8)를 생성하며 셀밸런싱을 종료한다. 마찬가지로, CELL40의 셀밸런싱이 완료되면, 제 2 셀밸런싱 제어부(120)의 제 5 셀밸런싱 신호생성부(121)는 제 2 제어부 선택신호(S2)가 하이레벨의 펄스로 인가되는 구간(M2on_2`)동안 하이레벨의 펄스를 갖는 셀전압신호(D8)를 감지한다. 그리고 셀전압신호(D8)의 폴링 타이밍이 발생하는 시점(T22`)에서, 하이레벨의 셀밸런싱신호(CB40)를 생성하며 셀밸런싱을 종료한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 셀밸런싱부(10)의 셀밸런싱구동부(130)로, 제 1 셀밸런싱 제어부(110) 및 제 2 셀밸런싱 제어부(120)에서 출력되는 셀밸런싱신호(CB1 ~ CB40)를 전달받아 셀밸런싱을 제어하는 회로도이다. 그리고, 셀밸런싱구동부(130)의 셀밸런싱 구동회로는 배터리(2)의 각 셀(CELL1 ~ CELL40)의 음의 단자(-) 및 양의 단자(+)에 연결되고, 셀밸런싱신호(CB1 ~ CB40)를 전달받아 셀밸런싱을 수행한다.
셀(CELL1 ~ CELL40) 중 CELL8이 전체 셀의 평균 전압보다 기준 전압이상 높은 전압상태 일 때, 셀밸런싱부(10)의 셀밸런싱구동부(130)는 제1 셀밸런싱 제어부(110)로부터 셀밸런싱신호(CB8)를 전달받아 CELL8의 셀밸런싱을 수행한다.
구체적으로, 셀밸런싱신호(CB8)가 폴링(도5, 시점 T11`)되어 로우레벨인 구간(T11`-T12`)동안, 셀밸런싱구동부(130)의 VDD와 셀밸런싱신호(CB8)의 전압차에 의해 포토다이오드(PD)가 바이어스되어 발광한다. 그리고 포토다이오드(PD)에 의해 생성된 광전류에 대응하여 트랜지스터 (Q2)가 턴온된다. 그러면 CELL8의 양의 단자(+)로부터 출력된 부분전류가 턴온된 트랜지스터(Q2)를 통해 저항(R3)에 인가되 고, 저항(R3)에서 발생된 전압 차에 의해 트랜지스터 (Q1)이 턴온된다. 따라서, CELL8은 저항 R2를 거쳐 턴온된 트랜지스터(Q1)의 컬렉터(C)에서 이미터(E)로 형성되는 방전 경로에 따라 셀밸런싱이 수행된다.
본 발명의 실시예에 따라 도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 40개 셀(CELL1 ~ CELL40) 중 CELL8 및 CELL40이 전체 셀의 평균 전압보다 기준 전압이상 높은 전압상태이면, 셀밸런싱부(10)의 제1 및 제2 셀밸런싱 제어부는 하나의 셀전압신호(D8)를 MCU(30)로부터 전달받아, 각 셀의 셀밸런싱신호(CB8, CB40)를 생성하여 셀밸런싱을 수행한다. 따라서, 배터리(2)의 셀의 수가 40개보다 초과되어도, 각각의 셀전압신호(D1 ~ D32)는 적어도 두개의 셀의 셀밸런싱을 제어할 수 있으므로, MCU(30)의 제한된 입출력 포트를 이용하여 증가된 셀의 셀밸렁싱을 효율적으로 관리할 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.
본 발명에 따르면, MCU는 제한된 입출력 포트를 이용하여 배터리의 셀의 개수보다 적은 셀전압신호를 생성하고, 생성된 각각의 셀전압신호는 셀밸런싱부로 전달되어 적어도 두 개 이상의 셀의 셀밸런싱을 수행함으로써, MCU의 제한된 입출력 포트를 이용하여 점차 증가되는 배터리의 셀의 셀밸런싱을 효율적으로 관리 할 수 있다.
따라서, 종래는 배터리의 셀의 개수가 증가함에 따라 더 많은 입출력 포트를 구비해야 했기 때문에 MCU의 생산단가가 증가하고 BMS도 더 큰 면적을 요구했었으나, 본 발명은 종래 MCU의 제한된 입출력 포트를 이용하기 때문에 MCU의 생산단가의 증가를 막을 수 있고 종래보다 더 큰 BMS의 면적이 요구되지 않아 보다 효율적으로 증가하는 배터리의 셀의 셀밸런싱을 관리할 수 있다.

Claims (16)

  1. 복수의 셀을 포함하는 배터리를 관리하는 배터리 관리 시스템에 있어서,
    상기 복수의 셀 각각의 셀 전압을 측정하는 센싱부,
    상기 측정된 복수의 셀 전압에 따라 셀밸런싱이 필요한 셀을 검출하고, 상기 검출된 셀의 셀밸런싱을 제어하는 복수의 셀전압신호를 생성하는 MCU, 및
    상기 복수의 셀전압신호에 따라 상기 셀을 셀밸런싱시키는 셀밸런싱부를 포함하고,
    상기 복수의 셀전압신호는 상기 복수의 셀의 개수보다 작으며, 상기 셀밸런싱부는 상기 복수의 셀전압신호에 각각 대응하여 복수의 셀밸런싱신호를 생성하며, 상기 복수의 셀전압신호 중 적어도 하나는 복수의 셀 중 적어도 두개의 셀을 셀밸런싱하는 배터리 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MCU는,
    복수의 셀전압신호 중 적어도 두개의 셀을 셀밸런싱하는 셀전압신호에 대응하여 상기 셀밸런싱부로 함께 전달되는 제어신호를 더 생성하며,
    상기 셀밸런싱부는,
    상기 제어신호에 응답하여 상기 셀전압신호를 전달받는 배터리 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 적어도 두개의 셀을 셀밸런싱하는 상기 셀전압신호는 상기 적어도 두개의 셀 중 하나의 셀에 대응하여 생성되고, 제1 시간간격 뒤에 다른 셀에 대응하여 생성되는 배터리 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 셀밸런싱부는,
    상기 셀전압신호에 따라 셀밸런싱을 제어하는 제1 및 제2 셀밸런싱신호를 생성하고,
    상기 제어신호에 응답하여 상기 적어도 두개의 셀에 각각 제1 및 제2 셀밸런싱신호를 전달하는 배터리 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 셀밸런싱부는,
    상기 제1 셀밸런싱신호 및 제2 셀밸런싱신호를 상기 제어신호에 따라 제1 시간간격만큼 구분하여 생성하는 배터리 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 셀밸런싱부는,
    상기 제1 또는 제2 셀밸런싱신호에 따라, 상기 제1 및 제2 셀밸런싱신호 각각에 대응하는 셀을 방전시키는 배터리 관리 시스템.
  7. 복수의 셀을 포함하는 배터리를 관리하는 배터리 관리 시스템에 있어서,
    상기 복수의 셀 중 셀밸런싱이 필요한 셀의 셀밸런싱을 제어하는 복수의 셀전압신호 및 제어신호를 생성하여 복수의 출력단자로 출력하는 MCU,
    상기 MCU에 연결되어, 상기 제어신호에 따라 상기 복수의 셀전압신호 중 적어도 두개의 제1 및 제2 셀전압신호를 입력받아, 상기 적어도 두개의 셀전압신호에 따른 셀밸런싱신호를 생성하는 제1 셀밸런싱 제어부,
    상기 MCU에 연결되어, 상기 제어신호에 따라 상기 복수의 셀전압신호 중 적어도 두개의 제3 및 제4 셀전압신호를 입력받아, 상기 적어도 두개의 셀전압신호에 따른 셀밸런싱신호를 생성하는 제2 셀밸런싱 제어부, 및
    상기 제1 및 제2 셀밸런싱 제어부에 연결되어, 상기 적어도 두개의 셀밸런싱신호를 입력받아, 상기 셀밸런싱신호에 대응하는 셀의 셀밸런싱을 수행하는 셀밸런싱구동부를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 셀전압신호 중 어느 하나와 상기 제3 및 제4 셀전압신호 중 어느 하나가, 상기 MCU의 동일한 출력단자에서 출력되는 배터리 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 셀전압신호 및 제2 셀전압신호 중 어느 하나와 상기 제3 셀전압신 호 및 제4 셀전압신호 중 어느 하나가 상기 MCU의 동일한 출력단자에서 출력되면,
    상기 동일한 출력단자에서 출력된 셀전압신호는 상기 제어신호에 따라 제1 시간간격으로 상기 제1 및 제2 셀밸런싱 제어부로 전달되며,
    상기 제1 및 제2 셀밸런싱 제어부는 상기 제1 시간간격으로 전달된 셀전압신호에 따라 셀밸런싱신호를 생성하여 셀밸런싱구동부로 전달하는 배터리 관리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 셀밸런싱 제어부는,
    상기 MCU의 동일 출력단자에서 출력된 상기 셀전압신호에 대응하는 상기 제1 및 제2 셀밸런싱신호 중 어느 하나를 출력하고,
    상기 제2 셀밸런싱 제어부는,
    제1 시간간격 뒤, 상기 MCU의 동일 출력단자에서 출력된 상기 셀전압신호에 대응하는 상기 제3 및 제4 셀밸런싱신호 중 어느 하나를 출력하는 배터리 관리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 셀밸런싱구동부는,
    양단이 상기 복수의 셀 중 상기 제1 내지 제4 셀밸런싱신호 각각에 대응하는 셀의 양단에 연결되어 있는 복수의 스위치를 포함하고,
    상기 스위치는 상기 전달된 제1 내지 제4 셀밸런싱신호 각각에 응답하여 턴온되는 배터리 관리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전달된 제1 내지 제4 셀밸런싱신호에 응답하여 발광하는 복수의포토다이오드, 및
    상기 복수의 포토다이오드와 포토커플링 되어있는 복수의 제1 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 스위치는 상기 제1 트랜지스터에 흐르는 전류에 응답하여 턴온되는 배터리 관리 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스위치는 양단에 대응하는 제1 전극 및 제2 전극을 갖고, 상기 제1 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 전압이 인가되는 제어전극을 갖는 제2 트랜지스터,
    상기 제 2 트랜지스터의 제1 전극에 일단이 연결되고, 상기 셀의 일단에 타단이 연결되어 있는 제1 저항, 및
    상기 제2 트랜지스터의 제어전극에 일단이 연결되고, 상기 셀의 타단에 타단이 연결되어 있는 제2 저항을 더 포함하는 배터리 관리 시스템.
  13. 복수의 셀중 적어도 두개의 셀을 포함하는 제1 그룹 및 상기 복수의 셀 중 상기 적어도 두개의 셀과 다른 적어도 두개의 셀을 포함하는 제2 그룹을 포함하는 배터리의 배터리 관리 시스템의 구동방법에 있어서,
    a) 상기 제1 그룹 및 제2 그룹의 복수의 셀 중 셀밸런싱이 필요한 셀을 검출하는 단계,
    b) 상기 제1 그룹의 셀 중 셀밸런싱이 필요한 제1 셀과 상기 제2 그룹의 셀 중 셀밸런싱이 필요한 제2 셀이 서로 대응하는 셀인지 판단하는 단계,
    c) 상기 b)판단 결과 서로 대응하는 셀인 경우, 상기 제1 셀 및 제2 셀의 셀밸런싱 제어를 위한 하나의 셀전압신호를 생성하는 단계,
    d) 상기 b)판단 결과 서로 대응하지 않는 셀인 경우, 상기 제1 셀 및 제2 셀 각각의 셀전압신호를 생성하는 단계, 및
    e) 상기 셀전압신호에 따라 상기 제1 셀 및 제2 셀의 셀밸런싱을 수행하는 단계를 포함하는 배터리 관리 시스템의 구동 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 a) 단계는,
    현재 배터리의 각 셀전압을 합산해 전체 셀의 개수로 나누어 배터리의 평균전압을 산출하는 단계, 및
    상기 산출된 배터리의 평균전압과 상기 제1 및 제2 그룹 셀의 전압의 차이가 기준 전압레벨 이상인 셀을 검출하는 단계를 포함하는 배터리 관리 시스템의 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 c)단계에서 상기 셀전압신호는 상기 제1 셀에 대응하여 생성되고, 제1 시간간격 뒤에 제2 셀에 대응하여 생성되는 배터리 관리 시스템의 구동방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 e)단계는,
    상기 셀전압신호에 따라 상기 제1 시간간격에 대응하는 제2 시간간격 간격으로 상기 제1 셀 및 제2 셀 각각의 셀밸런싱신호를 생성하는 단계, 및
    상기 셀밸런싱신호에 따라 상기 제1 셀 및 제2 셀의 셀밸런싱을 수행하는 단계를 더 포함하는 배터리 관리 시스템의 구동방법.
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US11/835,055 US8054034B2 (en) 2006-10-12 2007-08-07 Battery management system to manage a battery having a plurality of cells and driving method thereof
JP2007216382A JP4445531B2 (ja) 2006-10-12 2007-08-22 バッテリー管理システム及びその駆動方法
CN200710151398A CN100588024C (zh) 2006-10-12 2007-09-30 电池管理***及其驱动方法
EP07253995.0A EP1912307B1 (en) 2006-10-12 2007-10-09 Battery management system and driving method thereof

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009145577A3 (ko) * 2008-05-28 2010-03-11 주식회사 엘지화학 과방전 방지 기능을 구비한 배터리 팩의 밸런싱 장치
KR100969589B1 (ko) * 2009-03-03 2010-07-12 대호전자(주) 급속 충전용 배터리 모듈 관리 시스템
WO2010087545A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Sk Energy Co., Ltd. Charge equalization apparatus for series-connected battery string using regulated voltage source
WO2011031067A2 (ko) * 2009-09-10 2011-03-17 주식회사 레오모터스 배터리 관리 시스템의 입출력 제어 회로
KR101210951B1 (ko) 2011-05-26 2012-12-11 이앤에스테크 (주) 에너지 저장 장치 셀의 셀 밸런싱 모듈
KR101394341B1 (ko) * 2011-08-19 2014-05-14 한국과학기술원 전기 차량의 전력 공급 신뢰성을 위한 배터리팩 이중 병렬 장치 및 제어 방법
KR101689865B1 (ko) 2016-04-28 2016-12-27 주식회사 대경산전 스마트 배터리 관리 시스템
KR20180070862A (ko) * 2016-12-19 2018-06-27 엘에스엠트론 주식회사 전압 센싱기능을 갖는 울트라 커패시터 모듈
KR102036892B1 (ko) 2018-06-04 2019-10-25 주식회사 대경산전 낙뢰 유입보호 기능이 적용된 ess
KR20200101753A (ko) * 2019-02-20 2020-08-28 삼성에스디아이 주식회사 셀 밸런싱 제어 방법 및 이를 수행하는 배터리 관리 시스템

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1834395A4 (en) * 2004-12-24 2011-07-27 Lg Chemical Ltd SYSTEM FOR CONTROLLING VOLATILE COMPENSATION IN SEVERAL LITHIUMION CELL BATTERY PACKS AND METHOD THEREFOR
US9270133B2 (en) * 2007-04-02 2016-02-23 Linear Technology Corporation Monitoring cells in energy storage system
US8030895B2 (en) * 2007-12-27 2011-10-04 Fenghua Xiao Cell balancing systems with multiple controllers
US8143851B2 (en) * 2008-02-15 2012-03-27 Apple Inc. Power source having a parallel cell topology
US20130033102A1 (en) * 2008-02-20 2013-02-07 Lonnie Calvin Goff Embedded battery management system and methods
US20090289603A1 (en) * 2008-05-21 2009-11-26 Apple Inc. Method and apparatus for maintaining a battery in a partially charged state
JP5274110B2 (ja) * 2008-05-29 2013-08-28 三洋電機株式会社 車両用の電源装置
US8063625B2 (en) 2008-06-18 2011-11-22 Apple Inc. Momentarily enabled electronic device
US8093862B2 (en) * 2008-09-03 2012-01-10 Modalis Engineering, Inc. Systems, apparatus and methods for battery charge management
KR101107115B1 (ko) 2008-12-01 2012-01-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 배터리 관리 방법
CN101826738B (zh) * 2009-03-05 2012-07-25 凹凸电子（武汉）有限公司 多通道转换器及其自诊断方法、电池管理***
US20110054817A1 (en) * 2009-09-02 2011-03-03 Jeff Burgett Battery Run-Time Prediction System
US11218003B2 (en) * 2009-09-22 2022-01-04 Phoenix Broadband Technologies, Llc Method and apparatus for intelligent battery charge equalization and monitoring
US8450979B2 (en) * 2009-09-30 2013-05-28 Apple Inc. Power adapter with internal battery
US8410783B2 (en) 2009-09-30 2013-04-02 Apple Inc. Detecting an end of life for a battery using a difference between an unloaded battery voltage and a loaded battery voltage
FR2952187A1 (fr) * 2009-10-30 2011-05-06 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de detection du desequilibre electrique entre les elements d'une batterie
KR101057542B1 (ko) * 2010-01-26 2011-08-17 에스비리모티브 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그 구동 방법
US20120292987A1 (en) * 2010-01-27 2012-11-22 A123 Systems, Inc. System and Method Providing Power Within a Battery Pack
US8519564B2 (en) 2010-05-12 2013-08-27 Apple Inc. Multi-output power supply
US8723481B2 (en) 2010-06-25 2014-05-13 O2Micro, Inc. Battery pack with balancing management
TWI505601B (zh) * 2010-07-29 2015-10-21 O2Micro Int Ltd 電池組之管理系統、管理方法及其電動車
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
US8773071B2 (en) * 2010-11-01 2014-07-08 The Boeing Company System and method for cell voltage balancing
US8089249B2 (en) * 2010-11-08 2012-01-03 O2Micro, Inc. Battery management systems and methods
CN102569926B (zh) * 2010-12-31 2015-10-14 欣旺达电子股份有限公司 汽车锂电池充电平衡方法以及平衡***
CN102590748A (zh) * 2011-01-14 2012-07-18 北汽福田汽车股份有限公司 动力电池平衡电路检测方法及设备
CN102064586A (zh) * 2011-01-14 2011-05-18 奇瑞汽车股份有限公司 一种新型电池均衡器控制***及其控制方法
US9397509B2 (en) * 2011-01-22 2016-07-19 Alpha Technologies Inc. Charge equalization systems and methods for battery systems and uninterruptible power supplies
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
FR2972304A1 (fr) * 2011-03-02 2012-09-07 Commissariat Energie Atomique Batterie avec gestion individuelle des cellules
DE102011015523A1 (de) * 2011-03-30 2012-10-04 Ads-Tec Gmbh Schaltungsanordnung zum Ladungsausgleich in einer Akkublockanordnung
US20140042974A1 (en) * 2011-04-22 2014-02-13 Sk Innovation Co., Ltd. Detachable battery module, and method and apparatus for the charge equalization of a battery string using same
DE102011079291A1 (de) * 2011-07-18 2013-01-24 Sb Limotive Company Ltd. Batteriemanagementsystem und Verfahren zur Bestimmung der Ladezustände von Batteriezellen, Batterie und Kraftfahrzeug mit Batteriemanagementsystem
CN102916458B (zh) 2011-08-05 2015-06-17 凹凸电子（武汉）有限公司 电池均衡***、电路及其方法
KR101243493B1 (ko) * 2011-09-02 2013-03-13 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩의 제어 시스템 및 이를 이용한 충방전 방법
US8933721B2 (en) * 2011-10-27 2015-01-13 Infineon Technologies Austria Ag Power source arrangement and method of diagnosing a power source arrangement
CN102368628B (zh) * 2011-11-25 2013-09-18 杭州富特科技有限公司 电动汽车动力电池智能均衡装置
CN102520360B (zh) * 2011-12-02 2014-10-15 苏州和钧新能源有限公司 用于电池组中的电池电压检测***及采用该***进行电压检测和误差修正的方法
DE102012207806A1 (de) 2012-05-10 2013-11-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems, Batteriesystem und Kraftfahrzeug
ES2445498B1 (es) * 2012-08-03 2015-01-20 Universitat Rovira I Virgili Sistema de suministro de tensión eléctrica recargable
KR101416799B1 (ko) 2012-11-27 2014-08-06 에스케이씨앤씨 주식회사 마스터부와 슬레이브부를 단일 보드화한 배터리 관리 시스템
JP2014157075A (ja) * 2013-02-15 2014-08-28 Omron Automotive Electronics Co Ltd 電池電圧検出装置、組電池管理システム
US9281696B2 (en) * 2013-02-27 2016-03-08 Fu-Sheng Tsai Current steering circuit and current steering method for controlling branch current flowing through branch
US9868360B2 (en) 2013-02-27 2018-01-16 Volvo Truck Corporation Method for balancing the voltage of battery cells
CN103178585A (zh) * 2013-04-08 2013-06-26 合肥创源车辆控制技术有限公司 电池管理微单元带
US9248789B2 (en) * 2014-01-08 2016-02-02 Verizon Patent And Licensing Inc. Method and apparatus for detecting key-on and key-off states using time-to-frequency transforms
DE102014207385A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Robert Bosch Gmbh Dynamische Regelung einer elektrischen Leistung
WO2015185070A1 (en) * 2014-06-02 2015-12-10 Volvo Truck Corporation A method and system for monitoring the status of battery cells
US10295608B2 (en) 2014-07-18 2019-05-21 Phoenix Broadband Technologies, Llc Non-intrusive correlating battery monitoring system and method
CN104242392B (zh) * 2014-09-11 2016-08-24 深圳供电局有限公司 一种用于监测及均衡蓄电池电压的装置
KR101622511B1 (ko) 2015-02-11 2016-05-18 엘에스산전 주식회사 배터리 에너지 저장 시스템을 포함하는 전력 공급 시스템
US10396582B2 (en) * 2015-07-01 2019-08-27 Maxim Integrated Products, Inc. Master slave charging architecture with communication between chargers
DE102015119193A1 (de) * 2015-11-07 2017-05-11 Terex MHPS IP Management GmbH Batteriemodul für einen Fahrantrieb und Transportfahrzeug hiermit
KR101704282B1 (ko) * 2015-11-09 2017-02-07 현대자동차주식회사 셀밸런싱 고장이 제어오류인지 회로고장인지 진단하는 방법
US20170232855A1 (en) * 2016-02-11 2017-08-17 GM Global Technology Operations LLC High voltage battery charger and methods of operation
DK179053B1 (en) * 2016-04-16 2017-09-18 Lithium Balance As Cell balancing method and system
US10826323B2 (en) * 2017-01-03 2020-11-03 Cyber Power Systems Inc. Un-interruptible power supply with voltage-balancing state detection of batteries
JP2018117438A (ja) * 2017-01-17 2018-07-26 太陽誘電株式会社 リチウムイオンキャパシタを備えた電源モジュール
GB2561361A (en) * 2017-04-10 2018-10-17 Detroit Electric Ev Ltd Electrical vehicle battery management sytem and method of operation thereof
CN110015176B (zh) * 2017-08-31 2021-04-20 比亚迪股份有限公司 电池均衡方法、***、车辆、存储介质及电子设备
US10833512B2 (en) 2017-11-14 2020-11-10 Neapco Intellectual Property Holdings, Llc Cell balancing with local sensing and switching
CN110682831B (zh) * 2018-06-19 2021-05-14 广州汽车集团股份有限公司 一种车载动力电池均衡方法、装置及汽车
US10778006B2 (en) * 2018-09-24 2020-09-15 Texas Instruments Incorporated Chip position sensing for battery protectors
KR20210045841A (ko) * 2019-10-17 2021-04-27 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001086656A (ja) * 1999-07-09 2001-03-30 Fujitsu Ltd バッテリ監視装置
JP2002042906A (ja) * 2000-07-21 2002-02-08 Honda Motor Co Ltd 電池電圧検出装置及び該装置を用いたハイブリッド車両の制御装置
JP2003240806A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Yazaki Corp 組電池のセル電圧測定装置及びその方法
KR20040092943A (ko) * 2003-04-30 2004-11-04 현대중공업 주식회사 연료전지 및 전기자동차용 축전지의 전압검출 시스템 및전압검출방법
KR20060079505A (ko) * 2004-12-31 2006-07-06 주식회사 케피코 하이브리드 자동차용 배터리 전압 검출부 보호회로

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5498950A (en) * 1994-04-29 1996-03-12 Delco Electronics Corp. Battery monitoring, charging and balancing apparatus
JPH11299122A (ja) 1998-02-10 1999-10-29 Denso Corp 充電状態制御方法及び装置
FR2776139B1 (fr) * 1998-03-13 2002-03-08 Denso Corp Dispositif d'equilibrage des tensions dans une batterie composee
FR2796503B1 (fr) * 1999-07-12 2001-10-26 Electricite De France Procede et dispositif de charge de plusieurs cellules electrochimiques
US6114835A (en) * 1999-07-26 2000-09-05 Unitrode Corporation Multi-cell battery pack charge balancing circuit
JP4081970B2 (ja) 2000-09-22 2008-04-30 株式会社デンソー 組電池の電圧調整装置及び組電池の電圧調整方法
JP3539412B2 (ja) * 2001-08-09 2004-07-07 日産自動車株式会社 組電池の異常検出装置
JP4605952B2 (ja) * 2001-08-29 2011-01-05 株式会社日立製作所 蓄電装置及びその制御方法
CN100365907C (zh) 2002-09-26 2008-01-30 伊顿动力品质有限公司 具有电池感知和电能重分配功能的模块电池管理装置
US7193392B2 (en) * 2002-11-25 2007-03-20 Tiax Llc System and method for determining and balancing state of charge among series connected electrical energy storage units
CN1306675C (zh) 2002-12-26 2007-03-21 北京机电研究所 用于电动汽车动力蓄电池组的管理装置
JP4169128B2 (ja) 2003-11-11 2008-10-22 株式会社リコー キャパシタ充電用半導体装置
JP4590906B2 (ja) 2004-04-07 2010-12-01 パナソニック株式会社 キャパシタ制御システム
US7126312B2 (en) * 2004-07-28 2006-10-24 Enerdel, Inc. Method and apparatus for balancing multi-cell lithium battery systems
CA2595639C (en) 2005-01-25 2015-03-31 Victhom Human Bionics, Inc. Power supply charging method and device
JP2006246646A (ja) * 2005-03-04 2006-09-14 Yazaki Corp 均等化方法及びその装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001086656A (ja) * 1999-07-09 2001-03-30 Fujitsu Ltd バッテリ監視装置
JP2002042906A (ja) * 2000-07-21 2002-02-08 Honda Motor Co Ltd 電池電圧検出装置及び該装置を用いたハイブリッド車両の制御装置
JP2003240806A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Yazaki Corp 組電池のセル電圧測定装置及びその方法
KR20040092943A (ko) * 2003-04-30 2004-11-04 현대중공업 주식회사 연료전지 및 전기자동차용 축전지의 전압검출 시스템 및전압검출방법
KR20060079505A (ko) * 2004-12-31 2006-07-06 주식회사 케피코 하이브리드 자동차용 배터리 전압 검출부 보호회로

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8004238B2 (en) 2008-05-28 2011-08-23 Lg Chem, Ltd. Apparatus for balancing of battery pack having function of prevention of over-discharge
KR101091352B1 (ko) * 2008-05-28 2011-12-07 주식회사 엘지화학 과방전 방지 기능을 구비한 배터리 팩의 밸런싱 장치
WO2009145577A3 (ko) * 2008-05-28 2010-03-11 주식회사 엘지화학 과방전 방지 기능을 구비한 배터리 팩의 밸런싱 장치
US8723480B2 (en) 2009-01-30 2014-05-13 Sk Innovation Co., Ltd. Charge equalization apparatus for series-connected battery string using regulated voltage source
WO2010087545A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Sk Energy Co., Ltd. Charge equalization apparatus for series-connected battery string using regulated voltage source
KR101093597B1 (ko) 2009-01-30 2011-12-15 한국과학기술원 정전압원을 이용한 자동전하균일 장치
KR100969589B1 (ko) * 2009-03-03 2010-07-12 대호전자(주) 급속 충전용 배터리 모듈 관리 시스템
WO2011031067A2 (ko) * 2009-09-10 2011-03-17 주식회사 레오모터스 배터리 관리 시스템의 입출력 제어 회로
WO2011031067A3 (ko) * 2009-09-10 2011-08-04 주식회사 레오모터스 배터리 관리 시스템의 입출력 제어 회로
KR101210951B1 (ko) 2011-05-26 2012-12-11 이앤에스테크 (주) 에너지 저장 장치 셀의 셀 밸런싱 모듈
KR101394341B1 (ko) * 2011-08-19 2014-05-14 한국과학기술원 전기 차량의 전력 공급 신뢰성을 위한 배터리팩 이중 병렬 장치 및 제어 방법
KR101689865B1 (ko) 2016-04-28 2016-12-27 주식회사 대경산전 스마트 배터리 관리 시스템
KR20180070862A (ko) * 2016-12-19 2018-06-27 엘에스엠트론 주식회사 전압 센싱기능을 갖는 울트라 커패시터 모듈
KR102036892B1 (ko) 2018-06-04 2019-10-25 주식회사 대경산전 낙뢰 유입보호 기능이 적용된 ess
KR20200101753A (ko) * 2019-02-20 2020-08-28 삼성에스디아이 주식회사 셀 밸런싱 제어 방법 및 이를 수행하는 배터리 관리 시스템
KR102556994B1 (ko) * 2019-02-20 2023-07-17 삼성에스디아이 주식회사 셀 밸런싱 제어 방법 및 이를 수행하는 배터리 관리 시스템

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