KR101279410B1 - 배터리 시스템 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직렬 연결된 복수의 배터리 셀이 포함된 배터리 시스템에서 성능이 저하된 배터리 셀이나 배터리 모듈이 존재하는 경우 이러한 배터리 시스템을 관리하는 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 시스템 관리 장치는, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀이 구비된 배터리 시스템을 관리하는 장치로서, 상기 배터리 셀 각각의 성능을 측정하는 성능 측정부; 상기 배터리 셀 각각에 대하여 다른 배터리 셀과의 연결을 턴 온 또는 턴 오프시키는 셀 스위칭부; 및 상기 성능 측정부에 의해 측정된 각각의 배터리 셀 성능을 기준 성능과 비교하여, 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 셀이 존재하는 경우, 해당 배터리 셀에 대하여 다른 배터리 셀과의 연결이 차단되도록 상기 셀 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

배터리 시스템 관리 장치 및 방법{Apparatus and method for managing battery system}
본 출원은 2010년 12월 28일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2010-0136350호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리 시스템을 관리하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직렬 연결된 복수의 배터리 셀이 포함된 배터리 시스템에서 성능이 저하된 배터리 셀이나 배터리 모듈이 존재하는 경우 이러한 배터리 시스템을 관리하는 장치 및 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 전지가 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, 하나의 배터리 시스템 내에서 다수의 배터리 셀이 서로 직렬 연결된 상태로 이용됨으로써, 보다 높은 전력을 출력 및 저장하도록 할 수 있다. 특히, 최근에는 탄소 에너지가 점차 고갈되고 환경에 대한 관심이 높아지면서, 이차 전지를 이용한 배터리 시스템이 대형 장비에 이용되는 경우가 많아지고 있다. 그리고, 이와 같이 대형 장비에 이용되는 배터리 시스템은 고출력을 필요로 하기 때문에, 다수의 배터리 셀이 직렬 연결된 상태로 이용된다.
이와 같이 다수의 배터리 셀이 직렬로 연결된 상태로 포함된 대형 배터리 시스템이 이용되는 경우의 일례로 스마트 그리드 시스템(Smart Grid System)을 들 수 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 구성요소 중 하나가 바로 전력을 저장하는 전력 저장용 배터리 시스템이다. 이러한 전력 저장용 배터리 시스템에는 일반적인 전자 장비나 휴대용 전자 제품에 이용되는 배터리 시스템보다 훨씬 많은 수의 배터리 셀이 직렬로 연결된다.
이와 같이 많은 배터리 셀이 직렬로 연결된 상태로 이용되는 배터리 시스템은, 스마트 그리드 시스템뿐만 아니라 마이크로그리드 시스템(Micro Grid System), 전기 자동차에 충전 전력을 공급하는 전기 자동차 충전소와 같은 다른 여러 분야에도 이용될 수 있다. 뿐만 아니라, 스마트 그리드 시스템이나 마이크로그리드 시스템, 전기 자동차 충전소만큼은 아니지만, 하이브리드 자동차나 전기 자동차용 배터리 팩에도, 차량 구동력을 얻기 위해 높은 출력을 필요로 하는 만큼, 복수의 배터리 셀이 직렬로 연결된 배터리 시스템이 이용된다.
그런데, 이와 같이 복수의 배터리 셀이 직렬로 연결된 배터리 시스템에서, 일부 배터리 셀의 성능이 저하된 경우가 발생할 수 있다. 즉, 배터리 시스템에 포함된 대부분의 배터리 셀이 정상적으로 작동하되, 일부 배터리 셀만이 정상적으로 작동하지 않는 경우가 생길 수 있다. 이와 같은 경우, 종래 기술에 의하면 대부분의 배터리 셀이 사용 가능함에도 성능이 저하된 일부 배터리 셀로 인해 해당 배터리 시스템 전체의 성능이 저하되어 배터리 시스템 자체의 사용을 중단하게 될 수 있다. 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 정상적인 배터리 셀이 다수 존재함에도 배터리 셀이 서로 직렬 연결된 특성상 배터리 시스템 자체를 교체하게 되는 경우가 발생할 수 있어, 비용 및 시간이 불필요하게 낭비되는 문제가 초래될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀이 포함된 배터리 시스템에서 일부 배터리 셀의 성능이 저하되더라도 해당 배터리 셀의 사용만을 중단하고 나머지 정상적인 셀의 사용은 계속할 수 있도록 하는 배터리 시스템 관리 장치 및 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 시스템 관리 장치는, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀이 구비된 배터리 시스템을 관리하는 장치로서, 상기 배터리 셀 각각의 성능을 측정하는 성능 측정부; 상기 배터리 셀 각각에 대하여 다른 배터리 셀과의 연결을 턴 온 또는 턴 오프시키는 셀 스위칭부; 및 상기 성능 측정부에 의해 측정된 각각의 배터리 셀 성능을 기준 성능과 비교하여, 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 셀이 존재하는 경우, 해당 배터리 셀에 대하여 다른 배터리 셀과의 연결이 차단되도록 상기 셀 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 배터리 셀의 성능은, 상기 배터리 셀의 전압, 전류, 저항 및 용량 중 하나 이상이다.
또한 바람직하게는, 상기 셀 스위칭부는 3접점 스위치로 구성된다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 방법은, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀이 구비된 배터리 시스템을 관리하는 방법으로서, 상기 배터리 셀 각각의 성능을 측정하는 단계; 상기 측정된 각각의 배터리 셀 성능과 기준 성능을 비교하는 단계; 및 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 셀이 존재하는 경우, 해당 배터리 셀에 대하여 다른 배터리 셀과의 연결을 차단하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 배터리 셀의 성능은, 상기 배터리 셀의 전압, 전류, 저항 및 용량 중 하나 이상이다.
또한 바람직하게는, 상기 배터리 셀 연결 차단 단계는 3접점 스위치를 이용하여 수행된다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는, 직렬 연결된 복수의 배터리 모듈이 구비된 배터리 시스템을 관리하는 장치로서, 상기 배터리 모듈 각각의 성능을 측정하는 성능 측정부; 상기 배터리 모듈 각각에 대하여 다른 배터리 모듈과의 연결을 턴 온 또는 턴 오프시키는 모듈 스위칭부; 및 상기 성능 측정부에 의해 측정된 각각의 배터리 모듈 성능을 기준 성능과 비교하여, 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 모듈이 존재하는 경우, 해당 배터리 모듈에 대하여 다른 배터리 모듈과의 연결이 차단되도록 상기 모듈 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 배터리 모듈의 성능은, 상기 배터리 모듈의 전압, 전류, 저항 및 용량 중 하나 이상이다.
또한 바람직하게는, 상기 모듈 스위칭부는 3접점 스위치로 구성된다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 복수의 배터리 셀이 직렬로 연결된 배터리 시스템에서 일부 배터리 셀의 성능이 저하되는 경우, 배터리 시스템의 전체 전류 경로가 성능 저하된 배터리 셀을 우회하여 형성되도록 함으로써 배터리 시스템이 계속적으로 이용되도록 할 수 있다.
따라서, 복수의 배터리 셀 중 일부 배터리 셀에 문제가 발생하더라도 정상적인 대부분의 배터리 셀은 계속적으로 이용되도록 할 수 있다. 그러므로, 일부 배터리 셀에 발생한 문제로 인해 정상적인 대부분의 배터리 셀이 사용되지 못하고 교체되어 비용 및 시간 등이 낭비되는 요소를 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 일부 배터리 셀의 성능 저하로 인해 배터리 시스템 전체의 사용이 중단되는 경우를 방지할 수 있으므로, 배터리 시스템을 이용하는 사용자 또는 소비자가 불편을 겪게 되는 것을 막을 수 있다.
더욱이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 성능이 저하된 배터리 셀의 개수가 소정 개수를 넘을 때 경고 정보를 사용자에게 제공하거나, 성능이 저하된 배터리 셀의 위치 정보, 성능 정보 및 수량 정보 등을 사용자에게 제공한다. 따라서, 사용자는 배터리 시스템을 수리하거나 보수, 또는 교체하는데 있어서 이러한 정보를 참고하여 적절하게 대처할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 복수의 배터리 모듈이 직렬로 연결된 배터리 시스템에서 일부 배터리 모듈의 성능이 저하된 경우, 전류 경로가 해당 배터리 모듈을 우회하도록 함으로써 배터리 시스템이 무리 없이 계속적으로 사용되도록 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 바람직한 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치가 배터리 시스템 내에서 연결된 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치의 셀 스위칭부가 3접점 스위치로 이루어진 경우 도 2의 A 부분을 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치의 셀 스위칭부가 2접점 스위치로 이루어진 경우 도 2의 A 부분을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템에서 셀 스위칭부가 제어부에 의해 제어된 상태의 서로 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
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 아니되며, 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 바람직한 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 그리고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치가 배터리 시스템 내에서 연결된 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는, 성능 측정부(100), 셀 스위칭부(200) 및 제어부(300)를 포함한다. 이러한 배터리 시스템 관리 장치는, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀(10)을 포함하는 배터리 시스템에 적용될 수 있다. 비록 도 2에서는 b1 내지 b4의 4개의 배터리 셀(10)만 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 본 발명은 이와 같은 배터리 셀(10)의 구체적인 개수에 의해 제한되지 않는다. 특히, 본 발명은 스마트 그리드 시스템의 전력 저장용 배터리 시스템과 같이 수십 내지 수백 개의 많은 수의 배터리 셀(10)이 포함된 배터리 시스템에 적용되는 것이 보다 바람직하다.
상기 성능 측정부(100)는, 배터리 시스템에서 상호간에 직렬 연결된 상태로 포함된 배터리 셀(10) 각각의 성능을 측정한다. 여기서, 배터리 셀(10)의 성능이란, 배터리 셀(10)이 배터리 시스템에서 정상적으로 동작할 수 있는지의 상태를 나타내는 배터리 특성 정보를 의미한다.
바람직하게는, 배터리 셀(10)의 성능은 배터리 셀(10)의 전압, 전류, 저항 및 용량 중 하나 이상을 나타내는 것이 좋다. 따라서, 상기 성능 측정부(100)는, 각 배터리 셀(10)에 대하여 전압이나 전류, 저항 또는 용량을 측정할 수 있다. 또한, 상기 성능 측정부(100)는 이들 중 둘 이상을 측정할 수도 있음은 물론이다. 이는 하나의 배터리 셀(10)에 대한 전압이나 전류, 저항 또는 용량이 배터리 셀(10)의 성능을 판별할 수 있는 가장 좋은 척도가 되기 때문이며, 배터리 셀(10)의 전압이나 전류, 저항 또는 용량이 비정상적으로 변화했다면 해당 배터리 셀(10)에 대한 성능이 저하된 것으로 볼 수 있다. 예를 들어, 배터리 시스템 내에 포함된 복수의 배터리 셀(10) 중 다른 배터리 셀(10)에 비해 특정 배터리 셀(10)에 대한 전압이나 전류 또는 용량이 과도하게 낮아지거나, 저항이 과도하게 증가한 경우 해당 배터리 셀(10)의 성능이 저하된 것으로 볼 수 있다.
한편, 상기 성능 측정부(100)는 다양한 방식으로 배터리 셀(10)의 전압, 전류, 저항 또는 용량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 성능 측정부(100)는, 배터리 셀(10)의 양단에 전압계를 병렬로 구비하여 배터리 셀(10)의 전압을 측정할 수 있다. 또한, 상기 성능 측정부(100)는 배터리 셀(10)과 직렬로 전류계를 연결하여 배터리 셀(10)의 전류를 측정할 수 있다. 이 밖에도 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 배터리 셀(10) 성능 측정 기술이 본 발명에 채용될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 있어서, 배터리 셀(10)의 성능은 배터리 셀(10)의 전압, 전류, 저항, 용량 또는 이들의 조합을 의미하는 것으로 보는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명이 반드시 이러한 점에 한정되는 것은 아니다. 즉, 배터리 셀(10)의 성능은 배터리 셀(10)의 전압, 전류, 저항 및 용량 이외에도 다른 요소로서 판별될 수 있다.
예를 들어, 배터리 셀(10)에 대한 온도나 스웰링 여부 또는 가스발생 여부가 성능 판별의 기준이 될 수 있다. 예를 들어, 특정 배터리 셀(10)의 온도만 과도하게 증가하거나 스웰링이 발생한 경우, 또는 특정 배터리 셀(10)에서 가스가 발생한 경우, 해당 배터리 셀(10)의 성능이 저하된 것으로 볼 수 있다. 이 경우, 상기 성능 측정부(100)는, 배터리 셀(10)의 온도나 스웰링 여부, 가스 발생 여부 등을 측정할 수 있다.
상기 셀 스위칭부(200)는, 배터리 셀(10) 각각에 대하여 다른 배터리 셀(10)과의 연결을 턴 온 또는 턴 오프시킨다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 시스템에서 배터리 셀(10)이 서로 직렬로 연결되어 있을 때, 상기 셀 스위칭부(200)는 각각의 배터리 셀(10)과 다른 배터리 셀(10) 사이에 배치되어 각 배터리 셀(10) 사이의 연결을 선택적으로 온오프시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 셀 스위칭부(200)는 3접점 스위치로 구성될 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치의 셀 스위칭부(200)가 3접점 스위치로 이루어진 경우 도 2의 A 부분을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 배터리 시스템 관리 장치의 셀 스위칭부(200)는, c1, c2, c3 3개의 접점을 가진 3접점 스위치로 이루어질 수 있다. 이러한 셀 스위칭부(200)에서 접점 c1과 접점 c2가 연결되면, 화살표 p1으로 도시된 바와 같이 배터리 셀(10) b1을 통과하도록 전류 경로가 형성되기 때문에, 배터리 셀(10) b1과 그에 인접한 다른 배터리 셀(10)이 서로 연결될 수 있다. 반면, 셀 스위칭부(200)에서 접점 c1과 접점 c3가 연결되면, 전류 경로는 화살표 p2로 도시된 바와 같이 배터리 셀(10) b1을 경유하지 않게 형성된다. 따라서, 이 경우 배터리 셀(10) b1과 다른 배터리 셀(10)의 연결은 턴 오프, 즉 차단된다. 이와 같이, 셀 스위칭부(200)가 3접점 스위치로 구성되는 경우, 하나의 스위치에 대한 한 번의 조작으로 배터리 셀(10)과 다른 배터리 셀(10)의 연결 또는 차단을 선택적으로 제어할 수 있다.
한편, 도 3의 실시예에서는 셀 스위칭부(200)가 3접점 스위치로 이루어진 경우의 일례를 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이와 같은 셀 스위칭부(200)의 구체적인 형태에 의해 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 셀 스위칭부(200)는 2접점 스위치로 구성될 수도 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치의 셀 스위칭부(200)가 2접점 스위치로 이루어진 경우 도 2의 A 부분을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 배터리 시스템 관리 장치의 셀 스위칭부(200)는, s1과 s2의 2개의 2접점 스위치로 구성될 수 있다. 이 경우, 도면에 도시된 바와 같이 s1이 턴 온되고 s2가 턴 오프되면 전류 경로가 배터리 셀(10) b1을 통과하도록 형성되기 때문에, 배터리 셀(10) b1은 다른 배터리 셀(10)과 연결될 수 있다. 하지만, s1이 턴 오프되고 s2가 턴 온되면 전류 경로가 배터리 셀(10) b1을 통과하지 않게 형성되어 배터리 셀(10) b1은 다른 배터리 셀(10)과의 연결이 차단될 수 있다.
한편, 도 2의 실시예에서 배터리 셀(10)이 4개만 도시되어 있기 때문에 셀 스위칭부(200) 또한 4개만 도시되어 있으나, 상술한 바와 같이 배터리 셀(10)의 개수는 그보다 많거나 적게 형성될 수 있으므로 셀 스위칭부(200)의 개수 또한 4개보다 많거나 적게 형성될 수 있다. 즉, 본 발명은 셀 스위칭부(200)를 이루는 단위 셀 스위칭부(200)의 특정 개수에 의해 제한되지 않는다.
상기 제어부(300)는, 상기 성능 측정부(100)에 의해 측정된 각 배터리 셀(10)의 성능에 대한 정보를 상기 성능 측정부(100)로부터 수신하고, 수신된 각 배터리 셀(10)의 측정 성능을 기준 성능과 비교한다. 이때, 각 배터리 셀(10)에 대한 측정 성능과 비교되는 대상인 기준 성능은 제어부(300)의 내장 메모리 또는 그 외부에 구비된 별도의 저장 장치에 저장되어 있을 수 있다. 그리고, 이러한 기준 성능은 일정한 수치로서 저장되어 있을 수도 있고, 일정한 범위로서 저장되어 있을 수도 있다.
이와 같이 제어부(300)는 각 배터리 셀(10)마다 측정된 성능을 기준 성능과 비교하여, 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 셀(10)이 존재하는지 판별한다. 이때, 측정된 성능이 기준 성능에 미치지 못하는 배터리 셀(10)이 존재하는 경우, 상기 제어부(300)는 해당 배터리 셀(10)에 대하여 다른 배터리 셀(10)과의 연결이 차단되도록 셀 스위칭부(200)를 제어한다. 제어부(300)에 의해 셀 스위칭부(200)가 제어되는 구성에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템에서 셀 스위칭부(200)가 제어부(300)에 의해 제어된 상태의 서로 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 배터리 시스템에는 b1, b2, b3, 및 b4의 4개의 배터리 셀(10)이 직렬로 연결되어 있고, 3접점 스위치로 구성된 4개의 셀 스위칭부(200)가 각 배터리 셀(10)의 연결을 선택적으로 개폐한다.
제어부(300)는 성능 측정부(100)에 의해 측정된 각 배터리 셀(10)에 대한 성능 정보를 수신하여 미리 저장된 기준 성능과 비교한다. 예를 들어, 성능 측정부(100)가 각 배터리 셀(10)에 대한 전압을 그 성능으로서 측정하고, 기준 성능으로서 기준 전압이 2.5V~3.5V라고 가정하면, 상기 제어부(300)는 성능 측정부(100)로부터 제공받은 각 배터리 셀(10)의 측정 전압이 2.5V~3.5V의 범위 이내에 들어오는지 판단한다.
이 경우, 배터리 셀(10) b1~b4 모두의 측정 전압이 2.5V~3.5V라면, 제어부(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 셀 스위칭부(200)를 제어함으로써, b1~b4의 배터리 셀(10) 모두가 서로 연결되도록 한다. 따라서, 이때의 전체 전류 경로는 도 5의 화살표 p3로 도시된 바와 같이 배터리 셀(10) b1~b4를 모두 통과하도록 형성된다.
반면, 배터리 셀(10) b1, b3 및 b4의 측정 전압은 2.5V~3.5V 범위에 속하나, 배터리 셀(10) b2의 측정 전압이 2.5V 미만이거나 3.5V를 넘어서는 경우, 제어부(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 셀 스위칭부(200)를 제어할 수 있다. 이때, 배터리 셀(10) b2는 인접한 다른 배터리 셀(10) b1 및 b3와의 연결이 차단되며, 전체 전류 경로는 도 6의 화살표 p4로 도시된 바와 같이 배터리 셀(10) b2를 우회하도록 형성된다.
한편, 상기 도 5 및 도 6의 실시예에서는 성능 측정부(100)가 각 배터리 셀(10)의 전압을 그 배터리 셀(10)에 대한 성능으로서 측정하고, 제어부(300)가 각 배터리 셀(10)에 대한 측정 전압을 기준 전압과 비교하는 것으로 설명되었으나, 전압 이외의 다른 요소를 배터리 셀(10)의 성능으로서 비교 및 판단하는 경우에도 이러한 설명이 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 배터리 셀(10) b2의 측정 저항이 기준 저항보다 크거나, 배터리 셀(10) b2의 측정 용량이 기준 용량보다 작아진 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 셀 스위칭부(200)가 제어되어, P4와 같은 전류 경로가 형성될 수 있다.
또한, 도 2의 실시예와 마찬가지로, 도 5 및 도 6의 실시예에서는 배터리 셀(10)이 4개인 경우를 기준으로 설명되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 배터리 셀(10)의 개수가 이보다 많은 경우에도 상기 설명이 적용될 수 있다. 보다 바람직하게는, 본 발명은 배터리 셀(10)의 개수가 보다 많은 배터리 시스템에 적용되는 것이 좋다. 이는 배터리 시스템에 포함된 배터리 셀(10)의 개수가 적은 상황에서는 일부 배터리 셀(10)의 연결을 차단하는 경우, 배터리 시스템의 성능이 원래 성능보다 크게 낮아질 수 있기 때문에, 배터리 시스템이 본연의 기능을 수행하는데 지장이 있을 수 있다. 그러므로, 본 발명은 일부 배터리 셀(10)의 연결을 차단하더라도 나머지 배터리 셀(10)을 이용하여 배터리 시스템이 본연의 기능을 수행하는데 지장이 없을 정도로 배터리 셀(10)이 많이 포함된 배터리 시스템에 적용되는 것이 바람직하다. 특히, 스마트 그리드 시스템이나 마이크로 그리드 시스템에 적용되는 배터리 시스템에서는 일부 배터리 셀(10)의 연결을 차단하더라도 정상 전압 대비 1% 미만의 전압 강하만 있을 뿐이므로, 본 발명의 적용이 바람직하다.
본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 시스템 스위칭부(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 시스템 스위칭부(400)는, 배터리 시스템의 충방전 경로 상에 배치되어, 배터리 시스템에 포함된 복수의 배터리 셀(10) 전체에 대한 전류 흐름 경로를 턴 온시키거나 턴 오프시킨다. 그리고, 이러한 시스템 스위칭부(400)는 제어부(300)에 의해 그 스위칭이 제어될 수 있다.
특히, 상기 제어부(300)는, 셀 스위칭부(200)의 턴 온 또는 턴 오프시에, 이러한 시스템 스위칭부(400)를 턴 오프시키는 것이 좋다. 즉, 상기 제어부(300)는 상기 셀 스위칭부(200)를 턴 온 또는 턴 오프시키기 전에, 시스템 스위칭부(400)를 먼저 턴 오프시켜 배터리 시스템의 전체 전류가 차단되도록 할 수 있다. 셀 스위칭부(200)가 턴 온되거나 턴 오프될 때 셀 스위칭부(200)의 접점에서 아크가 발생할 수 있는데, 이와 같이 셀 스위칭부(200)의 스위칭 전에 시스템 스위칭부(400)로 전체 전류가 먼저 차단되도록 하면, 이러한 아크 발생을 방지할 수 있다. 그 밖에도 이와 같은 셀 스위칭부(200)의 아크 발생을 방지 또는 최소화하기 위해 셀 스위칭부(200)의 내외부에 아크소호 구조 등이 구비될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 제어부(300)는 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 셀(10)이 존재하더라도, 그 이전에 다른 배터리 셀(10)과의 연결이 차단된 배터리 셀(10)의 개수가 소정 개수 이상이 되는 경우, 해당 배터리 셀(10)에 대하여 다른 배터리 셀(10)과의 연결이 차단되지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 배터리 시스템에 100개의 배터리 셀(10)이 포함되어 있고, 6개 이상의 배터리 셀(10)이 차단되는 경우 배터리 시스템이 그 기능을 수행할 수 없게 된다고 가정한다. 이러한 상황에서, 성능 저하로 연결이 차단된 배터리 셀(10)이 이미 5개 이상 존재한다면, 성능이 저하된 배터리 셀(10)이 추가적으로 발생하더라도, 제어부(300)는 해당 배터리 셀(10), 즉 성능이 저하된 것으로 새롭게 판별된 배터리 셀(10)에 대하여 연결을 차단하지 않을 수 있다. 만일, 허용된 범위를 넘어서 배터리 셀(10)의 연결이 차단된다면 배터리 시스템이 정상적으로 동작할 수 없기 때문이다.
한편, 연결 차단 가능한 배터리 셀(10)의 개수에 대한 허용 범위는, 배터리 시스템에 포함된 배터리 셀(10)의 전체 개수와 같이 배터리 시스템의 규모나 종류 등에 따라 서로 다른 범위를 가질 수 있으며, 이러한 허용 범위는 제어부(300)의 내장 메모리 또는 제어부(300)와 별도로 구비된 저장 장치에 저장되어 있을 수 있다.
또한, 상기 제어부(300)는, 다른 배터리 셀(10)과의 연결이 차단된 배터리 셀(10)의 개수가 소정 개수 이상일 경우, 경고 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예와 같이, 100개의 배터리 셀(10)이 포함된 배터리 시스템에서, 6개 이상의 배터리 셀(10)이 차단될 때 배터리 시스템이 정상적으로 동작하지 않는 것으로 가정한다. 이때, 제어부(300)는 다른 배터리 셀(10)과의 연결이 차단된 배터리 셀(10)이 5개가 될 때, 이러한 상황에 대한 정보를 담고 있는 경고 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 따라서, 사용자는 이러한 경고 정보를 기초로, 배터리 시스템에 포함된 배터리 셀(10)의 보수나 교체 여부를 판단할 수 있다.
더욱이, 상기와 같은 경고 정보 제공은, 성능 저하된 배터리 셀(10)이 차단 허용 범위를 넘어선 것으로 인해 차단되지 못한 경우에도 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예와 같이, 100개의 배터리 셀(10) 중 5개의 배터리 셀(10) 차단만이 허용된다고 할 때, 상기 제어부(300)는 기준 성능 이하의 성능을 갖는 6번째 이상의 배터리 셀(10)에 대하여 배터리 셀(10)의 연결을 차단하지 않음과 동시에, 그에 대한 경고 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 제어부(300)가 사용자에게 경고 정보를 제공하는 방식은 다양하게 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(300)는, 경고 램프나 경고음을 통해, 또는 모니터 등과 같은 디스플레이 장치에 관련 정보를 표시함으로써 경고 정보를 사용자에게 전달할 수 있다.
또한, 상기 제어부(300)는, 다른 배터리 셀(10)과의 연결이 차단된 배터리 셀(10)이 존재하는 경우, 차단된 배터리 셀(10)의 위치 정보, 성능 정보 및 수량 정보 중 하나 이상을 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어부(300)는, 차단된 배터리 셀(10)이 전체 배터리 시스템에서 어느 위치에 존재하는지, 어떠한 성능이 저하되어 차단되었는지 또는 연결이 차단된 배터리 셀(10)의 전체 개수가 몇 개인지 등에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 따라서, 사용자는 이와 같이 제공된 정보를 기초로, 배터리 셀(10)의 수리나 교체 여부를 판단하고, 그러한 수리나 교체시 해당 작업을 용이하게 수행할 수 있게 된다.
여기서, 배터리 시스템 관리 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 메모리부(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 메모리부(500)는, 성능 저하로 연결이 차단된 배터리 셀(10)의 위치 정보, 성능 정보 및 수량 정보 중 하나 이상을 저장할 수 있다. 이와 같이, 메모리부(500)에 차단된 배터리 셀(10)의 위치 정보, 성능 정보, 수량 정보 등이 저장되면, 사용자는 언제든지 메모리부(500)에 저장된 정보를 참고하여 배터리 시스템의 상태를 판단하거나 배터리 셀(10)의 수리 또는 교체 여부를 결정할 수 있다.
이때, 차단된 배터리 셀(10)의 위치 정보, 성능 정보, 수량 정보 등에 대한 메모리부(500)로의 저장은 제어부(300)에 의해 수행될 수 있다. 그리고, 제어부(300)는 연결이 차단된 배터리 셀(10)이 추가 또는 감소될 때마다, 메모리부(500)에 저장된 관련 정보를 갱신할 수 있다.
한편, 도 2, 도 5 및 도 6에서, 배터리 시스템의 각 구성 요소 간 라인은 각 구성 요소가 서로 연결되어 각종 정보를 주고 받을 수 있다는 점을 나타낼 뿐, 도면에 도시된 라인의 개수 등이 특별한 의미를 갖는 것은 아니다. 예를 들어, 도면에서 성능 측정부(100)와 배터리 셀(10) 사이에 연결된 라인은 각 배터리 셀(10)마다 1개만 연결된 것으로 도시되어 있으나, 2개 또는 그 이상의 라인으로 연결될 수 있다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는 보조 배터리(600)를 더 포함할 수 있다. 상기 보조 배터리(600)는, 다른 배터리 셀(10)과의 연결이 차단된 배터리 셀(10)이 존재하는 경우, 이와 같이 차단된 배터리 셀(10)을 대신하여 다른 배터리 셀(10)과 추가로 직렬 연결된다. 이를 위해, 상기 보조 배터리(600)는, 각 배터리 셀(10)의 일단과 셀 스위칭부(200) 사이에 연결될 수 있다. 즉, 보조 배터리(600)는 각 배터리 셀(10)을 우회하는 경로에 설치될 수 있다.
도 7의 실시예에서는 전류 경로가 b2를 우회하도록 셀 스위칭부(200)가 제어되는 구성이 도시된다. 이때, 이러한 b2의 우회 전류 경로에는 b2를 대체할 수 있도록 보조 배터리(620)가 구비되어 있다. 따라서, b2가 다른 배터리 셀, 즉 b1, b3 및 b4와 연결이 차단되더라도, 보조 배터리(620)가 이러한 b2를 대신하여 b1, b3 및 b4와 추가로 직렬 연결된다.
이러한 실시예에 의하면, 일부 배터리 셀(10)의 성능에 문제가 있어 해당 배터리 셀(10)이 우회되더라도, 우회된 배터리 셀(10)을 대신하여 보조 배터리(600)가 추가 연결되므로, 배터리 시스템의 성능이 크게 변화하지 않을 수 있다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 8에서 각 단계의 주체는 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치이다.
도 8을 참조하면, 먼저 배터리 시스템에 직렬 연결된 상태로 포함된 배터리 셀(10) 각각의 성능을 측정한다(S110). 여기서, 배터리 셀(10)의 성능은, 배터리 셀(10)의 전압, 전류, 저항 및 용량 중 하나 이상일 수 있다. 다음으로, 이와 같이 측정된 각각의 배터리 셀(10) 성능을 기준 성능과 비교하여, 측정 성능이 기준 성능 이하인 배터리 셀(10)이 존재하는지 판별한다.(S120). 그리고, 측정 성능이 기준 성능 이하인 배터리 셀(10)이 존재하는 경우, 해당 배터리 셀(10)에 대하여 다른 배터리 셀(10)과의 연결을 차단한다(S150). 이때, 상기 S150 단계는, 3접점 스위치의 스위칭을 이용하여 수행될 수 있다.
바람직하게는, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 S150 단계 이전에, 복수의 배터리 셀(10) 전체에 대한 전류의 흐름을 차단하는 단계(S140)를 더 포함할 수 있다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 방법은, 상기 S120 단계에서 측정 성능이 기준 성능 이하인 배터리 셀(10)이 존재하더라도, 상기 S150 단계 이전에, 다른 배터리 셀(10)과의 연결이 차단된 배터리 셀(10)의 개수가 소정 개수 이상이 되는지 여부를 판단하는 단계(S130)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 다른 배터리 셀(10)과의 연결이 차단된 배터리 셀(10)의 개수가 이미 소정 개수 이상인 경우, 더 이상 배터리 셀(10)의 연결 차단이 추가적으로 이루어지지 않도록, 상기 S120 단계에서 측정 성능이 기준 성능 이하인 것으로 판별된 배터리 셀(10)에 대하여 다른 배터리 셀(10)과의 연결이 차단되지 않도록 할 수 있다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이, 다른 배터리 셀(10)과의 연결이 차단된 배터리 셀(10)의 개수가 소정 개수 이상일 경우, 경고 정보를 사용자에게 제공하는 단계(S170)를 더 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 방법은, 상기 S150 단계에 의해 배터리 셀(10)의 연결이 차단된 경우, 차단된 배터리 셀(10)에 대한 위치 정보, 성능 정보 및 수량 정보 중 하나 이상을 사용자에게 제공하는 단계(S160)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 S160 단계는, 상기 S150 단계에서 차단된 배터리 셀(10)의 위치 정보, 성능 정보 및 수량 정보 중 하나 이상을 메모리부(500)에 저장하여 사용자에게 제공하는 방식으로 수행될 수 있다.
한편, 상술한 실시예들에서는, 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치가 배터리 셀(10) 단위로 성능 측정 및 연결 차단 등이 이루어지는 구성을 위주로 설명되었으나, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는 배터리 모듈 단위로 성능 측정 및 연결 차단 등이 이루어지도록 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 시스템 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는, 성능 측정부(110), 모듈 스위칭부(210) 및 제어부(310)를 포함한다.
도 9에서는, 배터리 셀(10) 단위가 아닌 배터리 모듈(20) 단위로 성능 측정 및 연결 차단 등이 이루어진다는 점에서 차이가 있을 뿐, 도 2의 구성과 대체로 유사하다. 따라서, 이하에서는 도 2의 구성과 차별되는 부분을 위주로 설명하며, 도 2의 실시예에 대한 설명이 유사하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
상기 성능 측정부(110)는, 배터리 시스템에서 상호 간에 직렬 연결된 상태로 포함된 배터리 모듈(20) 각각의 성능을 측정한다. 여기서, 배터리 모듈(20)은, 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 배터리 셀을 포함한다. 상기 성능 측정부(110)는 이러한 다수의 배터리 셀에 대한 집합체인 배터리 모듈(20) 각각에 대한 성능을 측정할 수 있다. 이때, 성능 측정부(110)는 각 배터리 모듈(20)에 포함된 배터리 셀 각각의 성능을 측정함으로써 배터리 모듈(20)에 대한 성능으로 측정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 성능 측정부(110)는, 각 배터리 모듈(20)에 대하여 전압이나 전류, 저항 또는 용량을 측정할 수 있다. 그리고, 성능 측정부(110)는 이들 중 둘 이상을 측정할 수도 있다.
상기 모듈 스위칭부(210)는, 배터리 모듈(20) 각각에 대하여 다른 배터리 모듈(20)과의 연결을 턴 온 또는 턴 오프시킨다. 여기서, 상기 모듈 스위칭부(210)는 3접점 스위치로 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)는, 상기 성능 측정부(110)에 의해 측정된 각 배터리 모듈(20)의 성능에 대한 정보를 상기 성능 측정부(110)로부터 수신하고, 수신된 각 배터리 모듈(20)의 측정 성능을 기준 성능과 비교한다. 그리고, 상기 제어부(310)는 각 배터리 모듈(20)에 대하여 측정된 성능이 기준 성능 이하인지 판별한다. 만일, 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 모듈(20)이 존재하는 경우, 상기 제어부(310)는 해당 배터리 모듈(20)에 대하여 다른 배터리 모듈(20)과의 연결이 차단되도록 모듈 스위칭부(210)를 제어한다. 즉, 제어부(310)는, 다수의 배터리 모듈(20)이 직렬 연결된 구성에서, 전류 경로가 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 모듈(20)을 우회하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는, 복수의 배터리 모듈(20) 전체에 대한 전류 흐름 경로를 턴 온 또는 턴 오프시키는 시스템 스위칭부(410)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부(310)는 모듈 스위칭부(210)의 턴 온 또는 턴 오프 전에, 이러한 시스템 스위칭부(410)를 턴 오프시킬 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 제어부(310)는 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 모듈(20)이 존재하더라도, 그 이전에 다른 배터리 모듈(20)과의 연결이 차단된 배터리 모듈(20)의 개수가 소정 개수 이상이 되는 경우, 해당 배터리 모듈(20)에 대하여 다른 배터리 모듈(20)과의 연결이 차단되지 않도록 할 수 있다. 이때, 연결 차단 가능한 배터리 모듈(20)의 개수에 대해서는, 배터리 시스템에 포함된 배터리 모듈(20)의 전체 개수 등, 배터리 시스템의 규모나 종류 등에 따라 다양하게 결정될 수 있다.
또한, 상기 제어부(310)는, 다른 배터리 모듈(20)과의 연결이 차단된 배터리 모듈(20)의 개수가 소정 개수 이상일 경우, 경고 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 이때, 이러한 경고 정보 제공은, 성능 저하된 배터리 모듈(20)이 차단 허용 범위를 벗어난 것으로 인해 차단되지 못한 경우에도 수행될 수 있다.
또한, 상기 제어부(310)는, 다른 배터리 모듈(20)과의 연결이 차단된 배터리 모듈(20)이 존재하는 경우, 상기 차단된 배터리 모듈(20)의 위치 정보, 성능 정보 및 수량 정보 중 하나 이상을 사용자에게 제공할 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는, 차단된 배터리 모듈(20)의 위치, 성능 및 수량 정보 중 하나 이상을 저장하는 메모리부(510)를 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 배터리 시스템 관리 장치는, 다른 배터리 모듈(20)과의 연결이 차단된 배터리 모듈(20)이 존재하는 경우, 이러한 차단 배터리 모듈(20)을 대신하여 다른 배터리 모듈(20)과 추가로 직렬 연결되는 보조 배터리를 더 포함할 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 '부'라는 용어를 사용하였으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 분리될 수 있는 구성요소를 나타내는 것이 아니라는 점은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 자명하다.
10: 배터리 셀
100: 성능 측정부
200: 셀 스위칭부
300: 제어부
400: 시스템 스위칭부
500: 메모리부

Claims (19)

  1. 직렬 연결된 복수의 배터리 셀이 구비된 배터리 시스템을 관리하는 장치에 있어서,
    상기 배터리 셀 각각에 대하여 전압, 전류, 저항 및 용량 중 하나 이상을 상기 배터리 셀의 성능으로서 측정하는 성능 측정부;
    상기 배터리 셀 각각에 대하여 다른 배터리 셀과의 연결을 턴 온 또는 턴 오프시키는 셀 스위칭부;
    상기 복수의 배터리 셀 전체에 대한 전류 흐름 경로를 턴 온 또는 턴 오프시키는 시스템 스위칭부; 및
    상기 성능 측정부에 의해 측정된 각각의 배터리 셀 성능을 기준 성능과 비교하여, 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 셀이 존재하는 경우, 해당 배터리 셀에 대하여 다른 배터리 셀과의 연결이 차단되도록 상기 셀 스위칭부를 제어하되, 상기 셀 스위칭부를 제어하기 이전에 상기 시스템 스위칭부를 턴 오프시키는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 셀 스위칭부는, 3접점 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 셀이 존재하더라도, 그 이전에 다른 배터리 셀과의 연결이 차단된 배터리 셀의 개수가 소정 개수 이상이 되는 경우, 해당 배터리 셀에 대하여 다른 배터리 셀과의 연결이 차단되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 다른 배터리 셀과의 연결이 차단된 배터리 셀의 개수가 소정 개수 이상일 경우, 경고 정보를 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 다른 배터리 셀과의 연결이 차단된 배터리 셀이 존재하는 경우, 상기 차단된 배터리 셀의 위치 정보, 성능 정보 및 수량 정보 중 하나 이상을 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 차단된 배터리 셀의 위치 정보, 성능 정보 및 수량 정보 중 하나 이상을 저장하는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    다른 배터리 셀과의 연결이 차단된 배터리 셀이 존재하는 경우, 상기 차단된 배터리 셀을 대신하여 상기 다른 배터리 셀과 추가로 직렬 연결되는 보조 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  10. 직렬 연결된 복수의 배터리 셀이 구비된 배터리 시스템을 관리하는 방법에 있어서,
    상기 배터리 셀 각각에 대하여 전압, 전류, 저항 및 용량 중 하나 이상을 상기 배터리 셀의 성능으로서 측정하는 단계;
    상기 측정된 각각의 배터리 셀 성능과 기준 성능을 비교하는 단계;
    측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 셀이 존재하는 경우, 상기 복수의 배터리 셀 전체에 대한 전류 흐름 경로를 차단하는 단계; 및
    상기 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 셀에 대하여 다른 배터리 셀과의 연결을 차단하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 방법.
  11. 직렬 연결된 복수의 배터리 모듈이 구비된 배터리 시스템을 관리하는 장치에 있어서,
    상기 배터리 모듈 각각에 대하여 전압, 전류, 저항 및 용량 중 하나 이상을 상기 배터리 모듈의 성능으로서 측정하는 성능 측정부;
    상기 배터리 모듈 각각에 대하여 다른 배터리 모듈과의 연결을 턴 온 또는 턴 오프시키는 모듈 스위칭부;
    상기 복수의 배터리 모듈 전체에 대한 전류 흐름 경로를 턴 온 또는 턴 오프시키는 시스템 스위칭부; 및
    상기 성능 측정부에 의해 측정된 각각의 배터리 모듈 성능을 기준 성능과 비교하여, 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 모듈이 존재하는 경우, 해당 배터리 모듈에 대하여 다른 배터리 모듈과의 연결이 차단되도록 상기 모듈 스위칭부를 제어하되, 상기 모듈 스위칭부를 제어하기 이전에 상기 시스템 스위칭부를 턴 오프시키는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 모듈 스위칭부는, 3접점 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 측정된 성능이 기준 성능 이하인 배터리 모듈이 존재하더라도, 그 이전에 다른 배터리 모듈과의 연결이 차단된 배터리 모듈의 개수가 소정 개수 이상이 되는 경우, 해당 배터리 모듈에 대하여 다른 배터리 모듈과의 연결이 차단되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 다른 배터리 모듈과의 연결이 차단된 배터리 모듈의 개수가 소정 개수 이상일 경우, 경고 정보를 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 다른 배터리 모듈과의 연결이 차단된 배터리 모듈이 존재하는 경우, 상기 차단된 배터리 모듈의 위치 정보, 성능 정보 및 수량 정보 중 하나 이상을 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 차단된 배터리 모듈의 위치 정보, 성능 정보 및 수량 정보 중 하나 이상을 저장하는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    다른 배터리 모듈과의 연결이 차단된 배터리 모듈이 존재하는 경우, 상기 차단된 배터리 모듈을 대신하여 상기 다른 배터리 모듈과 추가로 직렬 연결되는 보조 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템 관리 장치.
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