KR101829547B1 - 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법 및 다중 배터리 관리 시스템 - Google Patents

다중 배터리 관리 시스템 운용 방법 및 다중 배터리 관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101829547B1
KR101829547B1 KR1020160116559A KR20160116559A KR101829547B1 KR 101829547 B1 KR101829547 B1 KR 101829547B1 KR 1020160116559 A KR1020160116559 A KR 1020160116559A KR 20160116559 A KR20160116559 A KR 20160116559A KR 101829547 B1 KR101829547 B1 KR 101829547B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
power
amount
battery pack
module
Prior art date
Application number
KR1020160116559A
Other languages
English (en)
Inventor
이응혁
김부용
조범동
김진모
Original Assignee
한국산업기술대학교산학협력단
주식회사 넥스트모터스
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 한국산업기술대학교산학협력단, 주식회사 넥스트모터스 filed Critical 한국산업기술대학교산학협력단
Priority to KR1020160116559A priority Critical patent/KR101829547B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101829547B1 publication Critical patent/KR101829547B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0445—Multimode batteries, e.g. containing auxiliary cells or electrodes switchable in parallel or series connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/122—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

다중 배터리 관리 시스템 운용 방법 및 다중 배터리 관리 시스템이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법은, 충전 명령의 발생에 연동하여, 배터리 팩 내의, 복수 개의 셀로 구성된 배터리 모듈을 확인하는 단계와, 상기 배터리 모듈 각각에 대한 전원 잔여량을 식별하는 단계, 및 상기 각 전원 잔여량이 동일해지도록, 상기 충전 명령이 유지되는 동안, 적어도 하나의 배터리 모듈로 전원을 공급하여, 상기 배터리 팩을 충전하는 단계를 포함한다.

Description

다중 배터리 관리 시스템 운용 방법 및 다중 배터리 관리 시스템{MULTIPLE BATTERY MANAGEMENT SYSTEM OPERATING METHOD AND MULTIPLE BATTERY MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 전기 오토바이, 전기 자동차 등과 같은 전기 동작체에 구비되는 배터리에 대한 충전 제어 기술에 관한 것으로, 전기 동작체의 다중 배터리로서 장착되는 배터리 팩을 충전 시, 배터리 팩을 구성하는 배터리 모듈 별로 동일한 전압으로 충전이 되도록 제어하는 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법 및 다중 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.
최근, 기존에 차량의 연료로 사용되는 오일이나 가스의 사용을 줄여 환경을 보호하고, 자원 부족 문제를 해결하려는 목적으로, 전기를 동력원으로 사용하는 전기 자동차, 전기 오토바이, 전기 자전거 등과 같은 다양한 하이브리드 제품(이하, 전기 동작체)이 개발되어 상용화되고 있다.
이러한 전기 동작체에는 리튬이온(Li-ion) 배터리와 같은 2차전지가 착탈 가능한 배터리로서 장착되며, 차량 운전자는 배터리의 전력이 떨어지면 배터리 충전소를 방문하여 완충된 배터리로 교체하거나, 또는 이동식 충전 서비스를 제공하는 차량으로부터, 대략 10분 내지 15분간의 급속 충전을 통해 배터리를 충전할 수 있다.
기존의 전기 동작체에서는, 통상적으로 BMS(Battery Management System)를 사용하여 제어 및 관리하고 있으나, 기존의 BMS는 연결된 단전지의 수에 따라 별도의 모델이 요구되는 문제점을 가질 수 있다.
또한, 기존의 BMS에 의해 복수의 모듈로 이루어진 리튬이온 배터리를 충전 시, 각 모듈에서의 충전 전압이 상이해져 리튬이온 배터리의 수명이 짧아지는 문제점을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예는 전기 동작체의 다중 배터리로서 장착되는 배터리 팩을 충전 시, 배터리 팩을 구성하는 배터리 모듈 별로 동일한 전압으로 충전이 되도록 제어하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 배터리 팩을, 복수 개의 셀로 이루어진 다수 개의 배터리 모듈로 구성하고, 각 배터리 모듈 내의 셀을 조정하여 배터리 모듈 별로 동일한 전압으로 충전이 되도록 제어하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법은, 충전 명령의 발생에 연동하여, 배터리 팩 내의, 복수 개의 셀로 구성된 배터리 모듈을 확인하는 단계와, 상기 배터리 모듈 각각에 대한 전원 잔여량을 식별하는 단계, 및 상기 각 전원 잔여량이 동일해지도록, 상기 충전 명령이 유지되는 동안, 적어도 하나의 배터리 모듈로 전원을 공급하여, 상기 배터리 팩을 충전하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 전기 동작체의 다중 배터리로서 장착되는 배터리 팩을 충전 시, 배터리 모듈 별로 동일한 전압으로 충전이 되도록 제어 함으로써, 배터리 팩의 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 배터리 팩을, 복수 개의 셀로 이루어진 다수 개의 배터리 모듈로 구성 함으로써, 각 배터리 모듈 내에서 충전되는 전원을 셀 단위로 유연하게 조정하여, 각 배터리 모듈이 균등하게 충전되도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 기존에 전기 동작체에 장착되는 배터리 팩의 무게와 부피를 줄여 경량화 하고, 경량화에 따라 기존의 용량(예를 들어, '48V급') 보다 큰 대용량(예를 들어, '72V급')의 배터리 팩을 전기 동작체에 적용하여 효율성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 배터리 팩의 충전 시간, 전기 동작체의 배터리 충전소 및 교환소의 개발 비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 디지털 소자를 적용하여 컴팩트하게 제작되는 다중 배터리 관리 시스템을 통해, 전기 동작체에 구비된 배터리 팩을 용이하게 디지털 제어하여, 배터리 팩의 기대 수명과 효율성을 증대시키고, 배터리 제조 비용과, 사용된 배터리의 폐기 과정 시 발생되는 탄소발자국을 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템과, 전기 동작체에 장착된 다중 배터리 및 배터리 충전 단말 간의 전체적인 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템에서, 전기 동작체에 장착된 다중 배터리를 제어 및 관리하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템에서, 배터리 팩을 충전하는 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 응용프로그램 업데이트 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템과, 전기 동작체에 장착된 다중 배터리 및 배터리 충전 단말 간의 전체적인 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템(100)은, 전기 동작체(110)의 내부에 포함되어, 전기 동작체(110)의 동력원(전기)이 유지되는 다중 배터리(120)의 충전을 제어 및 관리할 수 있다.
여기서, 전기 동작체(110)는 전기 자동차, 전기 오토바이, 전기 자전거 등과 같은 전기를 동력원으로 사용하는 이동체를 지칭할 수 있다.
다중 배터리(120)는 적어도 하나의 배터리 팩으로 구성되어 전기 동작체(110)에 장착될 수 있고, 하나의 배터리 팩은, 복수 개의 셀(cell)로 이루어진 다수 개의 배터리 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 각 셀은 충전이 되지 않은 유휴 상태의 유휴 셀과, 충전에 따라 일정량의 전원을 유지하는 활성 상태의 활성 셀로 구분되며, 방전에 따라 활성 셀의 전원이 전기 동작체(110)의 동력원으로 사용되면 해당 활성 셀은 유휴 상태로 변경되어 유휴 셀로 전환될 수 있다.
다중 배터리 관리 시스템(100)은 배터리 충전 단말(130)의 충전 케이블이 전기 동작체(110)와 연결됨에 따라, 충전 명령의 발생을 감지하고, 전기 동작체(110)에 장착된 배터리 팩 내의 배터리 모듈을 확인하고, 배터리 모듈 각각에 대한 전원 잔여량을 식별하여, 충전이 필요한 배터리 모듈에서의 충전량을 산출할 수 있다. 이때, 다중 배터리 관리 시스템(100)은 배터리 모듈 각각의 전원 잔여량이 동일해지도록, 배터리 모듈의 충전량을 산출할 수 있다.
다중 배터리 관리 시스템(100)은 배터리 충전 단말(130)에 의해 공급되는 상기 충전량에 상응하는 전원(즉, 외부 전원)을, 배터리 팩(120) 내의 적어도 하나의 배터리 모듈로 공급하여, 배터리 모듈 각각의 전원 잔여량이 동일해지도록 배터리 팩(120)을 충전할 수 있다.
일례로, 다중 배터리 관리 시스템(100)은 적어도 하나의 배터리 모듈 내의, 상기 공급된 전원에 상응하는 유휴 셀을, 활성 상태로 변경하여, 배터리 팩을 충전할 수 있다.
이와 같이, 다중 배터리 관리 시스템(100)은 전기 동작체(110)의 다중 배터리(120)로서 장착되는 배터리 팩을 충전 시, 배터리 모듈 별로 동일한 전압으로 충전이 되도록 제어 함으로써, 배터리 팩의 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 다중 배터리 관리 시스템(100)은 배터리 팩을, 복수 개의 셀로 이루어진 다수 개의 배터리 모듈로 구성 함으로써, 각 배터리 모듈 내에서 충전되는 전원을 셀 단위로 유연하게 조정하여, 각 배터리 모듈이 균등하게 충전되도록 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 다중 배터리(120)는 전기 동작체(110)로부터 착탈 가능한 적어도 하나의 배터리 팩(150)으로 구성될 수 있다. 또한, 다중 배터리 관리 시스템(100)은 배터리 충전 단말(130)의 내부에 포함되어, 복수 개의 슬롯(140)에 연결되는 배터리 팩(150)의 충전을 제어 및 관리할 수도 있다.
이 경우, 차량 운전자는 전기 동작체(110)에 충전 케이블을 연결하지 않더라도, 전기 동작체(110) 내의 방전된 배터리 팩을, 배터리 충전 단말(130)에 의해 완충된 배터리 팩(150)으로 용이하게 교체할 수 있다.
또한, 다중 배터리 관리 시스템(100)은 차량 운전자가 보유하는 단말 또는 관리 서버와의 통신 기능이 구비된 메인보드 형태로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 배터리 팩(150)으로 구성되는 다중 배터리(120)를 제어 가능한 모터 컨트롤러를 포함할 수 있다.
또한, 다중 배터리 관리 시스템(100)은 배터리 팩 내의 배터리 모듈 각각을 구성하는 개별 셀에 대한 SOC(State of Charge) 제어를 수행할 수 있고, 단말 또는 관리 서버의 요청에 따라 배터리 팩의 배터리 모듈 별 방전률이나 충전량을 제어 가능한 펌웨어(SW)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다중 배터리 관리 시스템(100)은, 디지털 소자를 적용하여 컴팩트하게 제작될 수 있으며, 전기 동작체(110)에 구비된 배터리 팩을 디지털 제어하여, 배터리 팩의 기대 수명과 효율성을 증대시키고, 배터리 제조 비용과, 사용된 배터리의 폐기 과정 시 발생되는 탄소발자국을 최소화 할 수 있다.
또한, 다중 배터리 관리 시스템(100)은 전기 동작체(110)의 다중 배터리(120)로서 장착되는 배터리 팩 내의, 배터리 모듈 별 전원 잔여량을, 무선 네트워크를 통해 차량 운전자가 보유하는 단말에 일정 주기로 전송하여 표시할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 다중 배터리(120)는 전기 동작체(110)의 구동 시 필요한 구동 전원에 따라 다수 개의 배터리 팩으로 구성될 수 있으며, 배터리 팩은, 예를 들어, 높은 가성비를 가지는 18650 규격의 리튬이온 셀로 이루어진 다수 개의 배터리 모듈을 포함할 수 있으며, 용량 대비 무게가 기존 제품 대비 75% 이하('180Wh/kg')로서, 기존의 48V급과 차별화된 대용량의 72V급 2차 전지로 구현될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 전기 동작체(110)에 장착되는 배터리 팩의 무게와 부피를 경량화 하여, 기존(예를 들어, '48V급') 보다 큰 대용량(예를 들어, '72V급')의 배터리 팩을 전기 동작체(110)에 적용하여 효율성을 높일 수 있으며, 아울러, 배터리 팩의 충전 시간, 전기 동작체의 배터리 충전소 및 교환소의 개발 비용을 줄일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템(200)은 식별부(210) 및 제어부(220)를 포함하여 구성할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 통신부(230) 및 임시저장소(240)를 각각 추가하여 구성할 수 있다.
식별부(210)는 충전 명령의 발생에 연동하여, 배터리 팩(250) 내의, 복수 개의 셀(252)로 구성된 배터리 모듈(251) 각각에 대한 전원 잔여량을 식별한다.
일례로, 식별부(210)는 배터리 충전 단말의 충전 케이블이 전기 동작체와 연결됨에 따라, 충전 명령의 발생을 감지할 수 있다. 식별부(210)는 통신부(230)를 통해 차량 운전자의 단말로부터 충전 명령을 수신할 수도 있다.
식별부(210)는 충전 명령의 발생에 따라, 전기 동작체에 장착된 배터리 팩(250) 내의 배터리 모듈(251)을 확인하고, 배터리 모듈(251) 각각에 대한 전원 잔여량을 식별할 수 있다.
전기 동작체는 전기 자동차, 전기 오토바이, 전기 자전거 등과 같은 전기를 동력원으로 사용하는 이동체로서, 전기 동작체의 구동 시 필요한 구동전원에 따라, 하나 또는 다수 개의 배터리 팩(250)이 장착될 수 있다.
배터리 팩(250)은 n개(n은 2 이상)의 배터리 모듈(251)로 구성되고, 각 배터리 모듈(251)은 m개(m은 2 이상)의 셀(252)로 구성될 수 있다.
본 발명에서, 배터리 팩(250)은 용량 대비 무게가 기존 제품 대비 예컨대 75% 이하('180Wh/kg') 수준으로 경량화되고, 기존의 48V급과 차별화된 예컨대 72V급의 대용량 리튬이온 배터리로 구현될 수 있다.
여기서, 각 셀(252)은 충전이 되지 않은 유휴 상태의 유휴 셀과, 충전에 따라 일정량의 전원을 유지하는 활성 상태의 활성 셀로 구분될 수 있다. 여기서, 활성 셀의 전원이 방전되어 전기 동작체의 동력원으로 사용되면, 해당 활성 셀은 유휴 상태로 변경되어 유휴 셀로 전환될 수 있다.
예를 들어, 배터리 팩(250)을 구성하는 2개의 배터리 모듈(251) 각각이 10개의 셀(252)로 구성되고, 배터리 모듈(251)의 충전 가능한 최대 전압이 45V인 경우, 활성 셀은 각각 4.5V의 전원을 유지하며, 방전에 따라 전기 동작체로 4.5V의 전원을 공급할 수 있다.
일례로, 식별부(210)는 충전 명령의 발생에 따라, 배터리 팩(250) 내의 각 배터리 모듈(251)에서 카운트한 활성 셀의 개수를, 활성 셀이 유지하는 전원량에 곱하여, 각 배터리 모듈(251)의 전원 잔여량을 식별할 수 있다.
또한, 식별부(210)는 배터리 모듈(251) 각각의 전압과 전류 및 온도를 측정한 신호로부터, 배터리 모듈(251)이 유지하는 전원 잔여량을 식별할 수도 있다.
여기서, 식별부(210)는 각 배터리 모듈(251)에 대한 전원 잔여량의 합산을 통해, 배터리 팩(250)에 충전된 전기량을 의미하는 잔존용량(SOC, State of Charge)을 측정할 수도 있다.
제어부(220)는 상기 각 전원 잔여량이 동일해지도록, 상기 충전 명령이 유지되는 동안, 적어도 하나의 배터리 모듈(251)로 전원을 공급하여, 배터리 팩(250)을 충전한다.
이때, 제어부(220)는 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(251) 내의, 상기 공급된 전원에 상응하는 유휴 셀을, 활성 상태로 변경하여, 배터리 팩(250)을 충전할 수 있다. 이에 따라, 상기 유휴 셀은 일정량의 전원을 유지하는 활성 셀로 전환될 수 있다.
예를 들어, 제어부(220)는 일정량('4.5V')의 전원을 유지할 수 있는 셀(252) 10개로 구성되는 배터리 모듈(251)로, 전원('18V')을 공급할 경우, 배터리 모듈(251) 내의 5개(18V÷4.5V = 4개)의 유휴 셀을, 전원을 유지하는 활성 셀로 전환할 수 있다.
일례로, 제어부(220)는 충전에 따라 배터리 팩(250) 내의 배터리 모듈(251) 각각의 전원 잔여량이, 배터리 모듈(251) 별로 동일하게 설정되는 기준치에 도달되도록 충전량을 산출 함으로써, 배터리 팩(250)을 충전할 수 있다.
구체적으로, 제어부(220)는 배터리 팩(250)과 연관된 전기 동작체의 구동에 필요한 구동 전원을, 배터리 모듈(251)의 개수로 나눈 값을, 각 배터리 모듈(251)에 대한 기준치로 설정할 수 있다.
제어부(220)는 상기 기준치 미만의 전원 잔여량을 가지는 배터리 모듈(251)에 대해, 식별된 전원 잔여량을, 상기 기준치에서 차감하여 충전량을 산출하고, 상기 충전량에 상응하는 외부 전원을, 상기 기준치 미만의 전원 잔여량을 가지는 배터리 모듈(251)로 공급하여, 배터리 팩(250)을 충전할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 제어부(220)는 전기 동작체의 구동 전원이 '72V'이고, 전기 동작체에 장착된 배터리 팩(400)이 2개의 배터리 모듈(410, 420)로 구성되는 경우, 각 배터리 모듈(410, 420)의 기준치를 36V로 동일하게 설정할 수 있다.
제어부(220)는 배터리 팩(400) 내의 배터리 모듈(410, 420) 중 기준치('36V') 미만의 전원 잔여량('18V', '27V')을 가지는 배터리 모듈(410, 420)에 대해 각각, 기준치에서 전원 잔여량을 차감하여 충전량('18V', '9V')을 산출하고, 배터리 충전 단말로부터 공급되는 충전량에 상응하는 전원을, 각 배터리 모듈(410, 420)로 공급할 수 있다.
제어부(220)는 배터리 모듈(410, 410)이 일정량('4.5V')의 전원을 유지할 수 있는 셀 10개로 구성되는 경우, 충전량('18V', '9V')에 상응하는 배터리 모듈(410) 내의 4개의 유휴 셀(401)과, 배터리 모듈(420) 내의 2개의 유휴 셀(402)을 각각 활성 셀로 전환할 수 있다.
이와 같이, 제어부(220)는 배터리 팩(250) 내의 각 배터리 모듈(410, 420)이 구동 전원에 근거하여 균등한 전압('36V')을 가지도록, 배터리 팩(250)을 충전할 수 있다.
실시예에 따라, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 전기 동작체와 연관된 단말과의 인터페이스를 제공하고, 외부의 관리 서버와의 통신 기능을 수행하는 통신부(230)를 더 포함할 수 있다.
다중 배터리 관리 시스템(200)은 적어도 하나의 배터리 팩(250)으로 구성되는 다중 배터리를 제어 가능한 모터 컨트롤러와, 통신부(230)를 포함하는 메인보드 형태로 구현될 수 있다.
통신부(230)는 전기 동작체와 연관된 단말로부터, 입력된 충전비용에 상응하는 전원값을 수신하거나, 또는 관리 서버에 의해 지정된 전원값을 수신하는 역할을 한다.
일례로, 통신부(230)는 ECU(Electric Control Unit) 및 BMS(Battery Management System) 제어를 위한 CAN 통신 모듈과, 다중 배터리 관리 시스템(300)의 내부 모듈과의 통신을 위한 블루투스 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
CAN 통신 모듈은 BMS와 ECU 모듈과의 인터페이스에 사용되며, 블루투스 통신 모듈은 SPI 인터페이스를 통해 마이크로 컨트롤러와 접속되어, 주소와 데이터의 전송을 수행할 수 있다.
제어부(220)는 단말에 의해 입력된 충전비용에 상응하는 전원값 또는 관리 서버에 의해 지정된 전원값이, 통신부(230)를 통해 수신되는 경우, 상기 전원값을, 배터리 모듈(251)의 개수로 나눈 값을, 상기 기준치로 재설정할 수도 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 통신부(230)는 차량의 운전자가 소지하는 단말로부터 충전비용에 상응하는 전원값 '81V'을 수신할 수 있다. 또한, 통신부(230)는 상기 단말 또는 관리 서버로부터, 배터리 팩(400)에 대한 목표 잔존용량이 되는 전원값 '81V'을 수신할 수도 있다.
제어부(220)는 전기 동작체에 대해 수신된 전원값이 '81V'로서 구동 전원 '72V'와 상이하면, 수신된 전원값 '81V'를 배터리 모듈(251)의 개수 '2개'로 나눈 값 '40.5V'를, 각 배터리 모듈(410, 420)에 동일하게 적용되는 기준치로서 재설정할 수 있다.
제어부(220)는 재설정된 기준치('40.5V') 미만의 전원 잔여량('18V', '27V')을 가지는 배터리 모듈(410, 420)에 대해 각각, 충전량('22.5V', '13.5V')을 산출하고, 충전량에 상응하는 전원을, 각 배터리 모듈(410, 420)로 공급하여, 충전량('22.5V', '13.5V')에 상응하는 배터리 모듈(410) 내의 5개의 유휴 셀과, 배터리 모듈(420) 내의 3개의 유휴 셀을 각각 활성 셀로 전환할 수 있다.
이와 같이, 제어부(220)는 배터리 팩(250) 내의 각 배터리 모듈(410, 420)이, 단말 또는 관리 서버에 의해 수신된 전원값에 근거하여 균등한 전압('40.5V')을 가지도록, 배터리 팩(250)을 충전할 수도 있다.
다른 일례로, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 배터리 팩(250)을 구성하는 복수의 배터리 모듈(251) 중 마스터 모듈이 가지는 전원 잔여량을 기준으로, 마스터 모듈을 제외한 나머지 배터리 모듈의 전원 잔여량을 조정 함으로써, 배터리 팩(250)을 충전할 수도 있다. 여기서, 마스터 모듈은 단말 또는 관리 서버에 의해 지정되거나, 디폴트값으로 지정될 수 있다.
구체적으로, 제어부(220)는 배터리 팩(250) 내의 복수의 배터리 모듈(251) 중 제1 배터리 모듈(251)이 마스터 모듈로 지정되는 경우, 제1 배터리 모듈(251)의 제1 전원 잔여량 보다 작은 전원 잔여량을 가지는 제2 배터리 모듈(251)에 대한 충전량을, 상기 제1 전원 잔여량을 기준으로 산출하고, 상기 충전량에 상응하는 전원을 상기 제2 배터리 모듈(251)로 공급하여, 상기 제2 배터리 모듈(251) 내의 유휴 셀을, 활성 상태로 변경할 수 있다.
이때, 제어부(220)는 상기 제1 전원 잔여량에서, 상기 제2 배터리 모듈(251)의 식별된 전원 잔여량을 차감하여, 상기 충전량을 산출할 수 있다.
또한, 제어부(220)는 상기 제1 전원 잔여량 보다 큰 전원 잔여량을 가지는 제3 배터리 모듈(251)에 대한 방전량을, 상기 제1 전원 잔여량을 기준으로 산출하고, 상기 제3 배터리 모듈(251) 내의 상기 방전량에 상응하는 활성 셀을, 유휴 상태로 변경할 수 있다.
이때, 제어부(220)는 상기 제3 배터리 모듈(251)의 식별된 전원 잔여량에서, 상기 제1 전원 잔여량을 차감하여, 상기 방전량을 산출할 수 있다.
이에 따라, 제어부(220)는 배터리 팩(250) 내의, 단말 또는 관리 서버에 의해 선택되는 제1 배터리 모듈의 전원 잔여량을 기준으로, 제2 배터리 모듈로 전원을 공급하여 충전하거나, 제3 배터리 모듈이 유지하는 전원을 방전 함으로써, 배터리 팩(250) 내의 각 배터리 모듈(251)이 균등한 전압을 가지도록 할 수 있다.
실시예에 따라, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 각 배터리 모듈(251)에서 임계치를 초과하는 전원을 임시로 유지하는 임시저장소(240)를 더 포함할 수 있다.
제어부(220)는 배터리 팩(250)에 대한 충전에 따라, 각 배터리 모듈(251) 중 제1 배터리 모듈(251)의 전원 잔여량이 임계치를 초과하는 경우, 상기 임계치를 초과하는 전원을 제1 배터리 모듈(251)에서 방전하여 임시저장소(240)에 축적하고, 각 배터리 모듈(251) 중 전원 잔여량이 임계치가 미만인 제2 배터리 모듈(251)로, 상기 축적한 전원을 공급하여 분배할 수 있다.
제어부(220)는 충전에 따라 특정 셀의 전압이 임계치를 초과하는 것을 검출하는 경우, 온 칩 회로를 작동하여, 해당 셀을 외부저항 회로망에 접속시켜, 전압이 임계치를 초과하는 셀로부터의 전하를 축적하고, 축적한 전하를, 전압이 임계치보다 낮은 셀로 재분배하여, 셀(252) 간의 밸런싱을 유지하는 기능을 할 수 있다.
제어부(220)는 릴레이 소자를 이용한 스위치 회로를 통해, 배터리 팩(250) 내의 배터리 모듈(251) 중, 전원 잔여량이 임계치에 도달한 배터리 모듈로 공급되는 전원을, 다른 배터리 모듈로 분배할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 전기 동작체의 다중 배터리로서 장착되는 배터리 팩을 충전 시, 배터리 모듈 별로 동일한 전압으로 충전이 되도록 제어 함으로써, 배터리 팩의 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 배터리 팩을, 복수 개의 셀로 이루어진 다수 개의 배터리 모듈로 구성 함으로써, 각 배터리 모듈 내에서 충전되는 전원을 셀(252) 단위로 유연하게 조정하여, 각 배터리 모듈이 균등하게 충전되도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 기존에 전기 동작체에 장착되는 배터리 팩의 무게와 부피를 줄여 경량화 하고, 경량화에 따라 기존의 용량(예를 들어, '48V급') 보다 큰 대용량(예를 들어, '72V급')의 배터리 팩을 전기 동작체에 적용하여 효율성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 배터리 팩의 충전 시간, 전기 동작체의 배터리 충전소 및 교환소의 개발 비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 디지털 소자를 적용하여 컴팩트하게 제작되는 다중 배터리 관리 시스템을 통해, 전기 동작체에 구비된 배터리 팩을 용이하게 디지털 제어하여, 배터리 팩의 기대 수명과 효율성을 증대시키고, 배터리 제조 비용과, 사용된 배터리의 폐기 과정 시 발생되는 탄소발자국을 최소화 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템에서, 전기 동작체에 장착된 다중 배터리를 제어 및 관리하는 일례를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템(300)은, 추정부(310), 제어 및 관리부(320), 표시부(330) 및 진단부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.
추정부(310)는 전기 동작체(301)에 장착된 배터리 팩(302)의 잔존용량(SOC, State of Charge)을 측정하고, 배터리 팩(302)의 열화도를 추정할 수 있다.
여기서, 잔존용량(SOC)은 배터리 팩(302)에 충전된 전기량으로서, 배터리 팩(302) 내의 배터리 모듈 별 전원 잔여량에 대한 총합을 의미할 수 있으며, 추정부(310)는 배터리 팩(302)의 수명 및 성능과 연관되는 잔존용량을 측정하여, 모터 컨트롤러를 통해, 전기 동작체(301)의 주행 전략이 세워지도록 할 수 있다.
이를 위해, 추정부(310)는 배터리 팩(302) 단위로 또는 배터리 팩(302) 내의 배터리 모듈을 구성하는 셀 단위로, 전압과 전류 및 온도 중 적어도 하나와 연관된 신호를 측정하고, 그 신호를 바탕으로 배터리 팩(302) 또는 개별 셀의 상태를 모니터링하여, 잔존용량을 측정할 수 있다.
구체적으로, 추정부(310)는 온 칩(On chip) 전류 검출 증폭기를 통해 각 셀의 부하 전류를 감시하고, 온 칩 아날로그 멀티플렉서(Analog multiplexer) 및 내장된 샘플 홀드 회로를 통해, 셀 전압을 감시함으로써, 리튬이온 배터리로 구현되는 배터리 팩(302)을 셀 단위로 감시할 수 있다.
추정부(310)는 차동입력을 채용하여 보상전압(offset voltage)을 높일 수 있으며, 그 수준이 배터리 팩(302) 내에서 셀의 위치에 따라서 달라지는 환경 하에서 mV 정도의 미세한 전압을 측정할 수 있다.
또한, 추정부(310)는 배터리 팩(302) 내의 배터리 모듈 별 전원 잔여량에 대한 총합을 잔존용량으로 측정할 수도 있다.
또한, 추정부(310)는 배터리 팩(302)의 열화도를 통해, 배터리의 노화 상태(SOH)를 판단하고, 수명 주기(Life Cycle)를 예측할 수 있다.
제어 및 관리부(320)는 배터리 모듈 별 전원 잔여량을 고려하여, 배터리 모듈 각각에 대한 전원 잔여량이 동일해지도록, 배터리 팩(302)을 충전할 수 있다.
제어 및 관리부(320)는 배터리 팩(302) 내의 배터리 모듈 각각에 대한 충방전률을 설정하여, 배터리 모듈 별로 충전 또는 방전할 수 있다.
제어 및 관리부(320)는 모니터링 결과, 임계치 이상의 온도를 가지는 배터리 모듈을 냉각하여, 주변 온도에 영향 받기 쉬운 배터리 팩(302)에 대한 온도 관리를 수행할 수 있다.
제어 및 관리부(320)는 배터리 팩(302) 내의 다수 개의 배터리 모듈을 구성하는 각 셀 간에 비슷한 특성(온도, 안전도 등)이 유지되도록, 각 셀에 대한 셀 밸런싱(Cell Balancing) 기능을 수행할 수 있다.
일례로, 제어 및 관리부(320)는 셀 별로 적절한 온도 유지를 위해 팬(Fan)을 제어하거나, 각 셀의 안전 유지를 위한 안전 연동장치(Safety interlock)를 제어할 수 있다.
또한, 제어 및 관리부(320)는 콘덴서, 인덕터, 트랜스를 사용해서 셀을 순차적으로 바꿔가면서 상황에 따라 전하를 축적하거나, 방전 또는 재분배 할 수 있다.
또한, 제어 및 관리부(320)는 특정 셀의 전압이 임계치를 초과하는 것을 검출 시, 온 칩 회로를 작동하여, 해당 셀을 외부저항 회로망에 접속시키고, 전압이 가장 높은 셀로부터의 전하를 축적하고, 전압이 가장 낮은 셀로 축적한 전하를 재분배하여, 셀 간의 셀 밸런싱을 유지할 수 있다.
표시부(330)는 배터리 팩(302)의 잔존용량(SOC) 또는 배터리 팩(302) 내의 배터리 모듈 별 전원 잔여량을 모니터 모듈에 표시하고 소리로 알람할 수 있다.
또한, 표시부(330)는 배터리 팩(302)의 잔여량을 파악하고, 차량 운전자의 모터 사용 추이에 근거하여 추정되는 배터리 팩(302)의 방전까지 주행 가능한 거리를 차량 운전자에게 전달 함으로써, 경로설정, 주행가능 목적지 안내, 충전소 안내 등의 정보가 차량 운전자에게 제공되도록 할 수 있다.
진단부(340)는 배터리 팩(302)에 대한 고장을 진단하여, 배터리 팩(302)의 전압, 개별 셀 전압, 충전 전류 및 방전 전류를 보호하고, 차단 경고를 수행할 수 있다.
이를 통해, 진단부(340)는 배터리 팩(302)의 폭발을 방지하여 신뢰성 및 안전성을 극대화하고, 회로보호 기능을 통해, 배터리 팩(302)의 수명과 안정성을 향상시킬 수 있다.
실시예에 따라, 다중 배터리 관리 시스템(300)은 타 유닛으로부터 수집한 데이터 처리를 위한 프로세싱 유닛(Processing Unit), 서버와의 통신을 위한 셀룰러(Cellular) 통신 모듈, 사용자와의 상호작용을 위한 모니터 모듈과 스피커 모듈, 내부 모듈과의 통신을 위한 블루투스 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
다중 배터리 관리 시스템(300)은 블루투스 모듈을 통해 센싱 데이터를 수집, 처리, 가공하여 사용자에게 유효한 정보를 알리고, 센싱 데이터를 기반으로 배터리 팩(302)을 효율적으로 제어하여 전기 동작체(301)의 지능적인 모터 구동을 가능하게 할 수 있다.
구체적으로, 다중 배터리 관리 시스템(300)은 센서 모듈로부터 센싱 데이터를 수집하고, 배터리 팩(302)의 상태를 모니터링하고, 가공 데이터 및 사용자 요구사항을 바탕으로 배터리 팩(302)을 제어하고, 사용자와의 인터페이스 기능 및 외부 서버와의 통신 기능을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템에서, 배터리 팩을 충전하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템은, 전기 동작체의 구동 전원(ⅰ)이 '72V'이고, 전기 동작체에 장착된 배터리 팩(400)이 2개의 배터리 모듈(410, 420)로 구성되는 경우, 각 배터리 모듈(410, 420)의 기준치(ⅱ)를 '36V'로 동일하게 설정할 수 있다.
다중 배터리 관리 시스템은, 배터리 팩(400) 내의 배터리 모듈(410, 420) 중 기준치(ⅱ)('36V') 미만의 전원 잔여량(ⅲ)('18V', '27V')을 가지는 배터리 모듈(410, 420)에 대해 각각, 기준치(ⅱ)에서 전원 잔여량(ⅲ)을 차감하여 충전량(ⅳ)('18V', '9V')을 산출하고, 배터리 충전 단말로부터 공급되는 충전량(ⅳ)에 상응하는 전원을, 각 배터리 모듈(410, 420)로 공급할 수 있다.
다중 배터리 관리 시스템은, 배터리 모듈(410, 410)이 일정량('4.5V')의 전원을 유지할 수 있는 셀 10개로 구성되는 경우, 충전량(ⅳ)('18V', '9V')에 상응하는 배터리 모듈(410) 내의 4개의 유휴 셀(401)과, 배터리 모듈(420) 내의 2개의 유휴 셀(402)을 각각 활성 셀로 전환할 수 있다.
이와 같이, 다중 배터리 관리 시스템은, 배터리 팩(250) 내의 각 배터리 모듈(410, 420)이 구동 전원(ⅰ)에 근거하여 균등한 전압('36V')을 가지도록, 배터리 팩(250)을 충전할 수 있다.
이 밖에도, 다중 배터리 관리 시스템은, 배터리 팩 내의, 단말 또는 관리 서버에 의해 마스터 모듈로 선택되는 제1 배터리 모듈의 전원 잔여량을 기준으로, 제2 배터리 모듈로 전원을 공급하여 충전하거나, 제3 배터리 모듈이 유지하는 전원을 방전 함으로써, 배터리 팩 내의 각 배터리 모듈이 균등한 전압을 가지도록 할 수도 있다.
이하, 도 5에서는 본 발명의 실시예들에 따른 다중 배터리 관리 시스템(200)의 작업 흐름을 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법은 상술한 다중 배터리 관리 시스템(200)에 의해 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 단계(510)에서, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 전기 동작체와 관련하여 충전 명령이 발생하는지 여부를 판단한다.
다중 배터리 관리 시스템(200)은 배터리 충전 단말의 충전 케이블이 전기 동작체와 연결됨에 따라, 충전 명령의 발생을 감지하거나, 통신부를 통해 차량 운전자의 단말로부터 충전 명령을 수신할 수도 있다.
단계(520)에서, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 배터리 팩 내의, 복수 개의 셀로 구성된 배터리 모듈을 확인한다.
전기 동작체에는 하나 또는 다수 개의 배터리 팩이 장착될 수 있고, 배터리 팩은 n개(n은 2 이상)의 배터리 모듈로 구성되고, 각 배터리 모듈은 m개(m은 2 이상)의 셀로 구성될 수 있다.
본 발명에서, 배터리 팩은 용량 대비 무게가 기존 제품 대비 예컨대 75% 이하('180Wh/kg') 수준으로 경량화되고, 기존의 48V급과 차별화된 예컨대 72V급의 대용량 리튬이온 배터리로 구현될 수 있다.
여기서, 각 셀은 충전이 되지 않은 유휴 상태의 유휴 셀과, 충전에 따라 일정량의 전원을 유지하는 활성 상태의 활성 셀로 구분될 수 있다. 여기서, 활성 셀의 전원이 방전되어 전기 동작체의 동력원으로 사용되면, 해당 활성 셀은 유휴 상태로 변경되어 유휴 셀로 전환될 수 있다.
예를 들어, 배터리 팩을 구성하는 2개의 배터리 모듈 각각이 10개의 셀로 구성되고, 배터리 모듈의 충전 가능한 최대 전압이 45V인 경우, 활성 셀은 각각 4.5V의 전원을 유지하며, 방전에 따라 전기 동작체로 4.5V의 전원을 공급할 수 있다.
단계(530)에서, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 상기 배터리 모듈 각각에 대한 전원 잔여량을 식별한다.
일례로, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 충전 명령의 발생에 따라, 배터리 팩 내의 각 배터리 모듈에서 카운트한 활성 셀의 개수를, 활성 셀이 유지하는 전원량에 곱하여, 각 배터리 모듈의 전원 잔여량을 식별할 수 있다.
또한, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 배터리 모듈 각각의 전압과 전류 및 온도를 측정한 신호로부터, 배터리 모듈이 유지하는 전원 잔여량을 식별할 수도 있다.
여기서, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 각 배터리 모듈에 대한 전원 잔여량의 합산을 통해, 배터리 팩에 충전된 전기량을 의미하는 잔존용량(SOC, State of Charge)을 측정할 수도 있다.
단계(540)에서, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 상기 각 전원 잔여량이 동일해지도록, 상기 충전 명령이 유지되는 동안, 적어도 하나의 배터리 모듈로 전원을 공급하여, 상기 배터리 팩을 충전한다.
이때, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 상기 적어도 하나의 배터리 모듈 내의, 상기 공급된 전원에 상응하는 유휴 셀을, 활성 상태로 변경하여, 배터리 팩을 충전할 수 있다. 이에 따라, 상기 유휴 셀은 일정량의 전원을 유지하는 활성 셀로 전환될 수 있다.
예를 들어, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 일정량('4.5V')의 전원을 유지할 수 있는 셀 10개로 구성되는 배터리 모듈로, 전원('18V')을 공급할 경우, 배터리 모듈 내의 5개(18V÷4.5V = 4개)의 유휴 셀을, 전원을 유지하는 활성 셀로 전환할 수 있다.
또한, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 배터리 팩 내의, 단말 또는 관리 서버에 의해 선택되는 제1 배터리 모듈의 전원 잔여량을 기준으로, 제2 배터리 모듈로 전원을 공급하여 충전하거나, 제3 배터리 모듈이 유지하는 전원을 방전 함으로써, 배터리 팩 내의 각 배터리 모듈이 균등한 전압을 가지도록 할 수 있다.
또한, 다중 배터리 관리 시스템(200)은 충전에 따라 특정 셀의 전압이 임계치를 초과하는 것을 검출하는 경우, 온 칩 회로를 작동하여, 해당 셀을 외부저항 회로망에 접속시켜, 전압이 임계치를 초과하는 셀로부터의 전하를 축적하고, 축적한 전하를, 전압이 임계치보다 낮은 셀로 재분배하여, 셀 간의 밸런싱을 유지하는 기능을 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 전기 동작체의 다중 배터리로서 장착되는 배터리 팩을 충전 시, 배터리 모듈 별로 동일한 전압으로 충전이 되도록 제어 함으로써, 배터리 팩의 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 배터리 팩을, 복수 개의 셀로 이루어진 다수 개의 배터리 모듈로 구성 함으로써, 각 배터리 모듈 내에서 충전되는 전원을 셀 단위로 유연하게 조정하여, 각 배터리 모듈이 균등하게 충전되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
200: 다중 배터리 관리 시스템
210: 식별부
220: 제어부
230: 통신부
240: 임시저장소
250: 배터리 팩
251: 배터리 모듈
252: 셀

Claims (5)

  1. 메인보드 형태로 구현되는 다중 배터리 관리 시스템에 의한, 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법에 있어서,
    충전 명령의 발생에 연동하여, 배터리 팩 내의, 복수 개의 셀로 구성된 배터리 모듈을 확인하는 단계;
    상기 배터리 모듈 각각에 대한 전원 잔여량을 식별하는 단계;
    단말에 의해 입력된 충전비용에 상응하는 전원값이 통신부를 통해 수신되는 경우, 전기 동작체의 구동 전원에 따라 상기 각 배터리 모듈에 설정된 기준치를, 상기 전원값을 상기 배터리 모듈의 개수로 나눈 값으로 재설정하는 단계;
    상기 재설정된 기준치에 따라 산출되는 충전량에 상응하는 외부 전원을, 상기 재설정된 기준치 미만의 전원 잔여량을 가지는 배터리 모듈로 공급하여, 상기 배터리 모듈 내의, 상기 공급된 전원에 상응하는 유휴 셀을, 활성 상태로 변경하는 단계; 및
    상기 배터리 팩을 구성하는 복수의 배터리 모듈 중 마스터 모듈이 가지는 전원 잔여량을 기준으로, 상기 마스터 모듈을 제외한 나머지 배터리 모듈로 전원을 공급하여 충전하거나, 상기 나머지 배터리 모듈에 유지되는 전원을 방전하여, 상기 배터리 모듈의 각 전원 잔여량이 동일해지도록 하는 단계
    를 포함하는 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 팩 내의, 제1 배터리 모듈의 제1 전원 잔여량 보다 작은 전원 잔여량을 가지는 제2 배터리 모듈에 대한 충전량을, 상기 제1 전원 잔여량을 기준으로 산출하고, 상기 충전량에 상응하는 전원을 상기 제2 배터리 모듈로 공급하여, 상기 제2 배터리 모듈 내의 유휴 셀을, 활성 상태로 변경하는 단계; 및
    상기 제1 전원 잔여량 보다 큰 전원 잔여량을 가지는 제3 배터리 모듈에 대한 방전량을, 상기 제1 전원 잔여량을 기준으로 산출하고, 상기 제3 배터리 모듈 내의 상기 방전량에 상응하는 활성 셀을, 유휴 상태로 변경하는 단계
    를 더 포함하는 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법.
KR1020160116559A 2016-09-09 2016-09-09 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법 및 다중 배터리 관리 시스템 KR101829547B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160116559A KR101829547B1 (ko) 2016-09-09 2016-09-09 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법 및 다중 배터리 관리 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160116559A KR101829547B1 (ko) 2016-09-09 2016-09-09 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법 및 다중 배터리 관리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101829547B1 true KR101829547B1 (ko) 2018-02-22

Family

ID=61387088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160116559A KR101829547B1 (ko) 2016-09-09 2016-09-09 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법 및 다중 배터리 관리 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101829547B1 (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8493031B2 (en) Equalization device, battery system and electric vehicle including the same, equalization processing program, and equalization processing method
JP4745879B2 (ja) ハイブリッド車両制御システム、ハイブリッド車両制御方法及び車両用蓄電池制御システム
US9770997B2 (en) Detection of imbalance across multiple battery cells measured by the same voltage sensor
EP2670018B1 (en) Electric vehicle battery system
JP5621818B2 (ja) 蓄電システムおよび均等化方法
JP5753764B2 (ja) 電池システム監視装置およびこれを備えた蓄電装置
KR20180037733A (ko) 배터리 온도 제어 방법, 배터리 관리 장치 및 시스템
US20140239914A1 (en) Battery controller
US10300806B2 (en) Vehicle and method for controlling a battery in a vehicle
WO2012132160A1 (ja) 劣化測定装置、二次電池パック、劣化測定方法、およびプログラム
WO2021053976A1 (ja) 電池監視システム、電池モジュール、電池管理装置、管理方法、及び車両
CN104347897A (zh) 用于调整蓄电池电压限值的方法和***
EP2979918A1 (en) Vehicle and vehicle control management system
US11598819B2 (en) Method for ascertaining a charge state of a battery system, battery system
CN112384405B (zh) 控制车辆中的电池***的方法
JP2014223003A (ja) 蓄電システム
KR101829547B1 (ko) 다중 배터리 관리 시스템 운용 방법 및 다중 배터리 관리 시스템
CN103855436A (zh) 用以防止电池***中的过度放电的***和方法
KR102020044B1 (ko) 배터리 충전 시스템 및 이를 이용한 배터리 모듈의 최대용량 충전 제어방법
JP5999048B2 (ja) 蓄電システム
WO2020164742A1 (en) A method for management of an energy storage system of a vehicle
CN113016099B (zh) 电池控制装置
JP5772615B2 (ja) 蓄電システム
JP5724866B2 (ja) 監視システムおよび監視方法
CN112823106B (zh) 控制车辆电气***的方法

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant