KR102005395B1

KR102005395B1 - 배터리 셀 병렬 개수 확인 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102005395B1
Application number: KR1020150176616A
Authority: KR
Inventors: 윤승규
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2019-07-30
Also published as: KR20170069438A

Abstract

본 발명은 밸런싱 과정에서 발생하는 전압 강하 및 내부 저항값을 기반으로 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀들의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

배터리 셀 병렬 개수 확인 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COUNTING BATTERY CELL CONNECTED IN PARALLEL}

최근 매년 반복되는 전력 수급의 부족 현상과 같은 문제를 해결하기 위한 적절한 대안으로서 에너지 저장 시스템에 관한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 에너지 저장 시스템이란 생산된 전력을 전력계통(grid)에 저장하였다가 전력이 필요한 시기에 공급함으로써 에너지 효율을 높이는 시스템이다. 배터리 방식의 에너지 저장 시스템 기술로는 리튬이온 배터리가 고효율, 고성능 및 우수한 충방전 특성 등으로 가장 주목 받고 있다.

이러한 배터리들의 사용 시간을 늘리기 위해서 배터리를 병렬로 추가로 연결하여 사용하는 경우, 이를 BMS에서 자동적으로 인식하지 못해, 병렬 연결된 배터리의 수를 사용자가 직접 BMS에 입력해야 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 배터리의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리의 수를 확인하는 장치 및 방법을 제안한다.

본 발명은 밸런싱 과정에 배터리 셀의 전압 강하 및 내부 저항값을 측정하여, 상기 배터리 셀에 병렬로 다른 배터리 셀의 연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 출력 전압 및 배터리 내부저항값이 동일한 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 방법은 배터리 셀이 밸런싱 될 때 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값인 기준 셀 전압 강하 값을 설정하는 기준 셀 전압 강하 값 설정 단계, 하나의 배터리 셀 또는 병렬 연결된 둘 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈이 밸런싱 될 때 배터리 모듈에서 발생하는 전압 강하 값을 측정하는 모듈 전압 강하 값 측정 단계, 상기 모듈 전압 강하 값 측정 단계에서 측정된 모듈 전압 강하 값을 상기 기준 셀 전압 강하 값과 비교하는 전압 강하 값 비교 단계, 상기 전압 강하 값 비교 단계의 결과에 따라 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 병렬연결 및 개수 판단 단계, 상기 병렬연결 및 개수 판단 단계의 결과를 BMS에서 인식하는 판단 결과 인식 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 기준 셀 전압 강하 값 설정 단계는, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀이 하나 일 때, 하나의 배터리 셀에서 발생하는 밸런싱 전압 강하 값을 설정하는 것으로, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 기준 값으로 설정될 수 있다.

상기 전압 강하 값 비교 단계는, 상기 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값과 배터리 모듈에서 발생하는 전압 강하 값을 비교하여, 상기 모듈에서 발생하는 전압 강하 값과 상기 단일 셀에서 발생하는 셀 전압 강하 값이 같은 경우 제로(zero) 신호를 생성하고, 상기 모듈에서 발생하는 전압 강하 값이 상기 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값보다 작은 경우 로우(low) 신호를 생성할 수 있다.

상기 병렬연결 및 개수 판단 단계는, 상기 전압 강하 값 비교 단계에서 제로 신호가 생성되는 경우, 배터리 모듈은 단일 배터리 셀로 구성되어 있다고 판단하고, 상기 전압 강하 값 비교 단계에서 로우 신호가 생성되는 경우, 배터리 모듈은 둘 이상의 배터리 셀이 병렬 연결되었다고 판단하며, 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값을 모듈에서 발생하는 전압 강하 값으로 나눈 결과 값이 병렬로 연결된 배터리 셀의 개수일 수 있다.

상기 판단 결과 인식 단계는 BMS에서 상기 병렬연결 및 개수 판단 단계의 결과를 인식하여, 배터리 모듈의 SOC 추정 및 배터리 밸런싱 시간을 연산하는 단계를 추가로 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 출력 전압 및 배터리 내부저항값이 동일한 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 방법은, 단일 배터리 셀의 내부 저항값을 설정하는 기준 셀 내부 저항값 설정 단계, 하나의 배터리 셀 또는 병렬 연결된 둘 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈 전체의 합성 내부 저항값을 측정하는 모듈 합성 내부 저항값 측정 단계, 상기 모듈 합성 내부 저항값 측정 단계에서 측정된 모듈 전체의 합성 내부 저항값을 상기 기준 셀 내부 저항값과 비교하는 내부 저항값 비교 단계, 상기 내부 저항값 비교 단계의 결과에 따라 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 병렬연결 및 개수 판단 단계, 상기 병렬연결 및 개수 판단 단계의 결과를 BMS에서 인식하는 판단 결과 인식 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 기준 셀 내부 저항값 설정 단계는, 하나의 배터리 셀의 내부 저항값을 설정하는 것으로, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 기준 값을 설정될 수 있다.

상기 내부 저항값 비교 단계는, 상기 기준 셀 내부 저항값과 배터리 모듈의 합성 내부 저항값을 비교하여, 상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값과 상기 기준 셀 내부 저항값이 같은 경우 제로(zero) 신호를 생성하고, 상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값이 상기 기준 셀 내부 저항값보다 작은 경우 로우(low) 신호를 생성할 수 있다.

상기 병렬연결 및 개수 판단 단계는, 상기 내부 저항값 비교 단계에서 제로 신호가 생성되는 경우, 배터리 모듈은 단일 배터리 셀로 구성되어 있다고 판단하고, 상기 전압 강하 값 비교 단계에서 로우 신호가 생성되는 경우, 배터리 모듈은 둘 이상의 배터리 셀이 병렬 연결되었다고 판단하며, 단일 셀의 내부 저항값을 배터리 모듈의 합성 내부 저항값으로 나눈 결과 값이 병렬로 연결된 배터리 셀의 개수일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 출력 전압 및 배터리 내부저항값이 동일한 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 장치는 배터리 셀이 밸런싱 될 때 배터리 셀에서 발생하는 전압 강하 값인 기준 셀 전압 강하 값이 기저장되어 있는 메모리, 하나 또는 둘 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈이 밸런싱 될 때, 배터리 모듈에서 발생하는 전압 강하 값인 모듈 전압 강하 값을 측정하는 모듈 전압 강하 값 측정부, 상기 메모리에 저장되어 있는 단일 셀에서 발생 전압 강하 값과 상기 모듈 전압 강하 값을 비교하는 전압 강하 값 비교부, 상기 전압 강하 값 비교부의 결과로부터 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 판단하는 병렬연결 및 개수 판단부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메모리는 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀이 하나 일 때, 하나의 배터리 셀에서 발생하는 기준 셀 전압 강하 값이 저장되어 있으며, 상기 기준 셀 전압 강하 값은 상기 전압 강하 값 비교부에서 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬 연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 기준 값일 수 있다.

상기 전압 강하 값 비교부는, 상기 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값과 배터리 모듈에서 발생하는 전압 강하 값을 비교하여, 상기 모듈에서 발생하는 전압 강하 값과 상기 단일 셀에서 발생하는 셀 전압 강하 값이 같으면 제로(zero) 신호를 생성하고, 상기 모듈에서 발생하는 전압 강하 값이 상기 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값보다 작으면 로우(low) 신호를 생성할 수 있다.

상기 병렬연결 및 개수 판단부는, 상기 전압 강하 값 비교부에서 제로 신호가 생성되면, 배터리 모듈은 단일 배터리 셀로 구성되어 있다고 판단하고, 상기 전압 강하 값 비교부에서 로우 신호가 생성되면, 배터리 모듈은 둘 이상의 배터리 셀이 병렬 연결되었다고 판단하며, 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값을 모듈에서 발생하는 전압 강하 값으로 나눈 결과 값이 병렬로 연결된 배터리 셀의 개수일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 출력 전압 및 배터리 내부저항값이 동일한 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 장치는, 단일 배터리 셀의 내부 저항값인 기준 셀 내부 저항값이 기저장되어 있는 메모리, 하나 또는 둘 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈의 합성 내부 저항값을 측정하는 모듈 합성 내부 저항값 측정부, 상기 메모리에 저장되어 있는 기준 셀 내부 저항값과 상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값을 비교하는 내부 저항값 비교부, 상기 내부 저항값 비교부의 결과로부터 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 판단하는 병렬연결 및 개수 판단부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메모리는 하나의 배터리 셀의 내부 저항값이 저장되어 있으며, 상기 기준 셀 내부 저항값은 상기 내부 저항값 비교부에서 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 기준 값일 수 있다.

상기 내부 저항값 비교부는, 상기 기준 셀 내부 저항값과 배터리 모듈의 합성 내부 저항값을 비교하여, 상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값과 상기 기준 셀 내부 저항값이 같으면 제로(zero) 신호를 생성하고, 상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값이 상기 기준 셀 내부 저항값보다 작으면 로우(low) 신호를 생성할 수 있다.

상기 병렬연결 및 개수 판단부는, 상기 내부 저항값 비교부에서 제로 신호가 생성되면, 배터리 모듈은 단일 배터리 셀로 구성되어 있다고 판단하고, 상기 내부 저항값 비교부에서 로우 신호가 생성되면, 배터리 모듈은 둘 이상의 배터리 셀이 병렬 연결되었다고 판단하며, 기준 셀 내부 저항값을 배터리 모듈의 합성 내부 저항값으로 나눈 결과 값이 병렬로 연결된 배터리 셀의 개수일 수 있다.

본 발명은 배터리 셀의 전압 강하 값 및 내부 저항값을 측정함으로써, 배터리 셀에 병렬 연결된 배터리 셀의 유무 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 순서도 이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 순서도 이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 구성도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 구성도이다.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 순서도 이다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 출력 전압 및 배터리 내부저항값이 동일한 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 방법은 배터리 셀이 밸런싱 될 때 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값인 기준 셀 전압 강하 값을 설정하는 기준 셀 전압 강하 값 설정 단계(S110), 하나의 배터리 셀 또는 병렬 연결된 둘 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈이 밸런싱 될 때 배터리 모듈에서 발생하는 전압 강하 값을 측정하는 모듈 전압 강하 값 측정 단계(S120), 상기 모듈 전압 강하 값 측정 단계(S120)에서 측정된 모듈 전압 강하 값을 상기 기준 셀 전압 강하 값과 비교하는 전압 강하 값 비교 단계(S130), 상기 전압 강하 값 비교 단계(S130)의 결과에 따라 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 병렬연결 및 개수 판단 단계(S140), 상기 병렬연결 및 개수 판단 단계(S140)의 결과를 BMS에서 인식하는 판단 결과 인식 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 기준 셀 전압 강하 값 설정 단계(S110)는, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀이 하나 일 때, 하나의 배터리 셀에서 발생하는 밸런싱 전압 강하 값을 설정하는 것으로, 상기 전압 강하 값 비교 단계에서 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 기준 값으로 사용될 수 있다.

한편, 상기 모듈 전압 강하 값 측정 단계(S120)는 배터리 모듈을 구성하고 있는 하나 또는 둘 이상의 배터리 셀 전체의 전압 강하를 측정할 수 있다.

한편, 상기 전압 강하 값 비교 단계(S130)는, 상기 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값과 배터리 모듈에서 발생하는 전압 강하 값을 비교하여, 상기 모듈에서 발생하는 전압 강하 값과 상기 단일 셀에서 발생하는 셀 전압 강하 값이 같은 경우 제로(zero) 신호를 생성하고, 상기 모듈에서 발생하는 전압 강하 값이 상기 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값보다 작은 경우 로우(low) 신호를 생성할 수 있다.

구체적인 예시로, 배터리 셀 하나만 밸런싱하는 경우에 배터리 셀에서 0.5V의 전압 강하가 발생하는 밸런싱 회로에서, 하나의 배터리 셀은 0.5V의 전압 강하가 일어나서 제로 신호를 생성하고, 배터리 셀이 2개 연결된 배터리 모듈이 상기 밸런싱 회로에 연결되면, 배터리 모듈을 강제 방전시키는 저항값은 변화가 없지만, 배터리 모듈의 내부 저항이, 배터리 셀 하나만 밸런싱 하는 경우에 비해 절반으로 줄어들어 0.25V의 전압 강하만 일어나게 되어 로우 신호를 생성 할 수 있다.

한편, 상기 병렬연결 및 개수 판단 단계(S140)는, 상기 전압 강하 값 비교 단계(S130)에서 제로 신호가 생성되는 경우, 배터리 모듈은 단일 배터리 셀로 구성되어 있다고 판단하고, 상기 전압 강하 값 비교 단계(S130)에서 로우 신호가 생성되는 경우, 배터리 모듈은 둘 이상의 배터리 셀이 병렬 연결되었다고 판단하며, 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값을 모듈에서 발생하는 전압 강하 값으로 나눈 결과 값으로 병렬로 연결된 배터리 셀의 개수를 확인할 수 있다.

한편, 상기 판단 결과 인식 단계(S150)는 BMS에서 상기 병렬연결 및 개수 판단 단계의 결과를 인식하여, 배터리 모듈의 SOC 추정 및 배터리 밸런싱 시간을 연산하는 단계를 추가로 포함하여 구성될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예의 순서도 이다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 출력 전압 및 배터리 내부저항값이 동일한 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 방법은, 단일 배터리 셀의 내부 저항값을 설정하는 기준 셀 내부 저항값 설정 단계(S210), 하나의 배터리 셀 또는 병렬 연결된 둘 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈 전체의 합성 내부 저항값을 측정하는 모듈 합성 내부 저항값 측정 단계(S220), 상기 모듈 합성 내부 저항값 측정 단계에서 측정된 모듈 전체의 합성 내부 저항값을 상기 기준 셀 내부 저항값과 비교하는 내부 저항값 비교 단계(S230), 상기 내부 저항값 비교 단계(S230)의 결과에 따라 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 병렬연결 및 개수 판단 단계(S240), 상기 병렬연결 및 개수 판단 단계(S240)의 결과를 BMS에서 인식하는 판단 결과 인식 단계(S250)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 기준 셀 내부 저항값 설정 단계(S210)는, 하나의 배터리 셀의 내부 저항값을 설정하는 것으로, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 기준 값으로 설정될 수 있다.

한편, 상기 내부 저항값 비교 단계(S230)는, 상기 기준 셀 내부 저항값과 배터리 모듈의 합성 내부 저항값을 비교하여, 상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값과 상기 기준 셀 내부 저항값이 같은 경우 제로(zero) 신호를 생성하고, 상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값이 상기 기준 셀 내부 저항값보다 작은 경우 로우(low) 신호를 생성할 수 있다.

구체적인 예시로, 배터리 셀 하나의 내부 저항값이 10mΩ인 경우에, 하나의 배터리 셀에서는 내부 저항이 10mΩ으로 측정되어 제로 신호를 생성하고, 배터리 셀이 2개가 병렬 연결된 배터리 모듈이 상기 밸런싱 회로에 연결되면, 배터리 모듈의 합성 내부 저항이 5mΩ로 절반으로 줄어든 값으로 측정되어 로우 신호를 생성할 수 있다.

한편, 상기 병렬연결 및 개수 판단 단계(S240)는 상기 내부 저항값 비교 단계(S230)에서 제로 신호가 생성되는 경우, 배터리 모듈은 단일 배터리 셀로 구성되어 있다고 판단하고, 상기 전압 강하 값 비교 단계(S230)에서 로우 신호가 생성되는 경우, 배터리 모듈은 둘 이상의 배터리 셀이 병렬 연결되었다고 판단하며, 단일 셀의 내부 저항값을 배터리 모듈의 합성 내부 저항값으로 나눈 결과 값이 병렬로 연결된 배터리 셀의 개수를 확인할 수 있다.

한편, 상기 판단 결과 인식 단계(S250)는 BMS에서 상기 병렬연결 및 개수 판단 단계의 결과를 인식하여, 배터리 모듈의 SOC 추정 및 배터리 밸런싱 시간을 연산하는 단계를 추가로 포함하여 구성될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 구성도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 출력 전압 및 배터리 내부저항값이 동일한 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 장치는, 배터리 셀이 밸런싱 될 때 배터리 셀에서 발생하는 전압 강하 값인 기준 셀 전압 강하 값이 기저장되어 있는 메모리(110), 하나 또는 둘 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈이 밸런싱 될 때, 배터리 모듈에서 발생하는 전압 강하 값인 모듈 전압 강하 값을 측정하는 모듈 전압 강하 값 측정부(120), 상기 메모리에 저장되어 있는 단일 셀에서 발생 전압 강하 값과 상기 모듈 전압 강하 값을 비교하는 전압 강하 값 비교부(130), 상기 전압 강하 값 비교부(130)의 결과로부터 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 판단하는 병렬연결 및 개수 판단부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메모리(110)는 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀이 하나 일 때, 하나의 배터리 셀에서 발생하는 기준 셀 전압 강하 값이 저장되어 있으며, 상기 기준 셀 전압 강하 값은 상기 전압 강하 값 비교부(130)에서 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 기준 값으로 사용될 수 있다.

상기 전압 강하 값 비교부(130)는, 상기 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값과 배터리 모듈에서 발생하는 전압 강하 값을 비교하여, 상기 모듈에서 발생하는 전압 강하 값과 상기 단일 셀에서 발생하는 셀 전압 강하 값이 같으면 제로(zero) 신호를 생성하고, 상기 모듈에서 발생하는 전압 강하 값이 상기 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값보다 작으면 로우(low) 신호를 생성할 수 있다.

한편, 상기 병렬연결 및 개수 판단부(140)는 상기 전압 강하 값 비교 부(130)에서 제로 신호가 생성되면, 배터리 모듈은 단일 배터리 셀로 구성되어 있다고 판단하고, 상기 전압 강하 값 비교부(130)에서 로우 신호가 생성되면, 배터리 모듈은 둘 이상의 배터리 셀이 병렬 연결되었다고 판단하며, 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값을 모듈에서 발생하는 전압 강하 값으로 나눈 결과 값이 병렬로 연결된 배터리 셀의 개수를 확인할 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 구성도이다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 출력 전압 및 배터리 내부저항값이 동일한 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 장치는, 단일 배터리 셀의 내부 저항값인 기준 셀 내부 저항값이 기저장되어 있는 메모리(210), 하나 또는 둘 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈의 합성 내부 저항값을 측정하는 모듈 합성 내부 저항값 측정부(220), 상기 메모리에 저장되어 있는 기준 셀 내부 저항값과 상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값을 비교하는 내부 저항값 비교부(230), 상기 내부 저항값 비교부의 결과로부터 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 판단하는 병렬연결 및 개수 판단부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메모리(210)는 하나의 배터리 셀의 내부 저항값이 저장되어 있으며, 상기 기준 셀 내부 저항값은 상기 내부 저항값 비교부(230)에서 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 기준 값으로 사용 될 수 있다.

한편, 상기 내부 저항값 비교부(230)는, 상기 기준 셀 내부 저항값과 배터리 모듈의 합성 내부 저항값을 비교하여, 상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값과 상기 기준 셀 내부 저항값이 같으면 제로(zero) 신호를 생성하고, 상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값이 상기 기준 셀 내부 저항값보다 작으면 로우(low) 신호를 생성할 수 있다.

한편, 상기 병렬연결 및 개수 판단부(240)는, 상기 내부 저항값 비교 부(230)에서 제로 신호가 생성되면, 배터리 모듈은 단일 배터리 셀로 구성되어 있다고 판단하고, 상기 내부 저항값 비교부(230)에서 로우 신호가 생성되면, 배터리 모듈은 둘 이상의 배터리 셀이 병렬 연결되었다고 판단하며, 기준 셀 내부 저항값을 배터리 모듈의 합성 내부 저항값으로 나눈 결과 값이 병렬로 연결된 배터리 셀의 개수를 확인할 수 있다.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

110 : 메모리
120 : 모듈 전압 강하 측정부
130 : 전압 강하 비교부
140 : 병렬연결 및 개수 판단부
220 : 배터리 모듈의 합성 내부 저항 측정부
230 : 내부 저항 비교부

Claims

배터리 출력 전압 및 배터리 내부저항값이 동일한 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 방법에 있어서,
배터리 셀이 밸런싱 될 때 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값인 기준 셀 전압 강하 값을 설정하는 기준 셀 전압 강하 값 설정 단계;
하나의 배터리 셀 또는 병렬 연결된 둘 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈이 밸런싱 될 때 배터리 모듈에서 발생하는 전압 강하 값을 측정하는 모듈 전압 강하 값 측정 단계;
상기 모듈 전압 강하 값 측정 단계에서 측정된 모듈 전압 강하 값을 상기 기준 셀 전압 강하 값과 비교하는 전압 강하 값 비교 단계;
상기 전압 강하 값 비교 단계의 결과에 따라 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 병렬연결 및 개수 판단 단계;
상기 병렬연결 및 개수 판단 단계의 결과를 BMS에서 인식하는 판단 결과 인식 단계;
를 포함하여 구성되며,
상기 판단 결과 인식 단계는
BMS에서 상기 병렬 연결 및 개수 판단 단계의 결과를 인식하여, 배터리 모듈의 SOC 추정 및 배터리 밸런싱 시간을 연산하는 단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬연결 개수 확인 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 기준 셀 전압 강하 값 설정 단계는,
배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀이 하나 일 때, 하나의 배터리 셀에서 발생하는 밸런싱 전압 강하 값을 설정하는 것으로, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 기준 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬 연결 개수 확인 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 전압 강하 값 비교 단계는,
상기 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값과 배터리 모듈에서 발생하는 전압 강하 값을 비교하여,
상기 모듈에서 발생하는 전압 강하 값과 상기 단일 셀에서 발생하는 셀 전압 강하 값이 같은 경우 제로(zero) 신호를 생성하고,
상기 모듈에서 발생하는 전압 강하 값이 상기 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값보다 작은 경우 로우(low) 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬연결 개수 확인 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 병렬연결 및 개수 판단 단계는
상기 전압 강하 값 비교 단계에서 제로 신호가 생성되는 경우, 배터리 모듈은 단일 배터리 셀로 구성되어 있다고 판단하고,
상기 전압 강하 값 비교 단계에서 로우 신호가 생성되는 경우, 배터리 모듈은 둘 이상의 배터리 셀이 병렬 연결되었다고 판단하며,
단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값을 모듈에서 발생하는 전압 강하 값으로 나눈 결과 값이 병렬로 연결된 배터리 셀의 개수인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬 연결 개수 확인 방법.
삭제
배터리 출력 전압 및 배터리 내부저항값이 동일한 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 방법에 있어서,
단일 배터리 셀의 내부 저항값을 설정하는 기준 셀 내부 저항값 설정 단계;
하나의 배터리 셀 또는 병렬 연결된 둘 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈 전체의 합성 내부 저항 값을 측정하는 모듈 합성 내부 저항 값 측정 단계;
상기 모듈 합성 내부 저항값 측정 단계에서 측정된 모듈 전체의 합성 내부 저항 값을 상기 기준 셀 내부 저항 값과 비교하는 내부 저항 값 비교 단계;
상기 내부 저항값 비교 단계의 결과에 따라 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 병렬연결 및 개수 판단 단계;
상기 병렬연결 및 개수 판단 단계의 결과를 BMS에서 인식하는 판단 결과 인식 단계;
를 포함하여 구성되며,
상기 판단 결과 인식 단계는
BMS에서 상기 병렬 연결 및 개수 판단 단계의 결과를 인식하여, 배터리 모듈의 SOC 추정 및 배터리 밸런싱 시간을 연산하는 단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬연결 개수 확인 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 기준 셀 내부 저항값 설정 단계는,
하나의 배터리 셀의 내부 저항값을 설정하는 것으로, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 기준 값을 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬 연결 개수 확인 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 내부 저항값 비교 단계는,
상기 기준 셀 내부 저항값과 배터리 모듈의 합성 내부 저항값을 비교하여,
상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값과 상기 기준 셀 내부 저항값이 같은 경우 제로(zero) 신호를 생성하고,
상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값이 상기 기준 셀 내부 저항값보다 작은 경우 로우(low) 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬연결 개수 확인 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 병렬연결 및 개수 판단 단계는
상기 내부 저항값 비교 단계에서 제로 신호가 생성되는 경우, 배터리 모듈은 단일 배터리 셀로 구성되어 있다고 판단하고,
상기 내부 저항값 비교 단계에서 로우 신호가 생성되는 경우, 배터리 모듈은 둘 이상의 배터리 셀이 병렬 연결되었다고 판단하며,
단일 셀의 내부 저항값을 배터리 모듈의 합성 내부 저항값으로 나눈 결과 값이 병렬로 연결된 배터리 셀의 개수인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬연결 개수 확인 방법.
삭제
배터리 출력 전압 및 배터리 내부저항값이 동일한 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 장치에 있어서,
배터리 셀이 밸런싱 될 때 배터리 셀에서 발생하는 전압 강하 값인 기준 셀 전압 강하 값이 기저장되어 있는 메모리;
하나 또는 둘 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈이 밸런싱 될 때, 배터리 모듈에서 발생하는 전압 강하 값인 모듈 전압 강하 값을 측정하는 모듈 전압 강하 값 측정부;
상기 메모리에 저장되어 있는 단일 셀에서 발생 전압 강하 값과 상기 모듈 전압 강하 값을 비교하는 전압 강하 값 비교부;
상기 전압 강하 값 비교부의 결과로부터 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 판단하는 병렬 연결 및 개수 판단부; 및
BMS;
를 포함하여 구성되며,
상기 BMS는,
상기 병렬 연결 및 개수 판단부에서 판단된 배터리 셀의 병렬 연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 따라 배터리 모듈의 SOC 추정 및 배터리 밸런싱 시간을 연산하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬연결 개수 확인 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 메모리는
배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀이 하나 일 때, 하나의 배터리 셀에서 발생하는 기준 셀 전압 강하 값이 저장되어 있으며, 상기 기준 셀 전압 강하 값은 상기 전압 강하 값 비교부에서 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 기준 값인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬 연결 개수 확인 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 전압 강하 값 비교부는
상기 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값과 배터리 모듈에서 발생하는 전압 강하 값을 비교하여,
상기 모듈에서 발생하는 전압 강하 값과 상기 단일 셀에서 발생하는 셀 전압 강하 값이 같으면 제로(zero) 신호를 생성하고,
상기 모듈에서 발생하는 전압 강하 값이 상기 단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값보다 작으면 로우(low) 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬연결 개수 확인 장치.
청구항 13에 있어서,
상기 병렬연결 및 개수 판단부는
상기 전압 강하 값 비교부에서 제로 신호가 생성되면, 배터리 모듈은 단일 배터리 셀로 구성되어 있다고 판단하고,
상기 전압 강하 값 비교부에서 로우 신호가 생성되면, 배터리 모듈은 둘 이상의 배터리 셀이 병렬 연결되었다고 판단하며,
단일 셀에서 발생하는 전압 강하 값을 모듈에서 발생하는 전압 강하 값으로 나눈 결과 값이 병렬로 연결된 배터리 셀의 개수인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬 연결 개수 확인 장치.
배터리 출력 전압 및 배터리 내부저항값이 동일한 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 확인하는 장치에 있어서,
단일 배터리 셀의 내부 저항값인 기준 셀 내부 저항값이 기저장되어 있는 메모리;
하나 또는 둘 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈의 합성 내부 저항값을 측정하는 모듈 합성 내부 저항 값 측정부;
상기 메모리에 저장되어 있는 기준 셀 내부 저항값과 상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항 값을 비교하는 내부 저항 값 비교부;
상기 내부 저항값 비교부의 결과로부터 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수를 판단하는 병렬 연결 및 개수 판단부; 및
BMS;
를 포함하여 구성되며,
상기 BMS는,
상기 병렬 연결 및 개수 판단부에서 판단된 배터리 셀의 병렬 연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 따라 배터리 모듈의 SOC 추정 및 배터리 밸런싱 시간을 연산하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬연결 개수 확인 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 메모리는
하나의 배터리 셀의 내부 저항값이 저장되어 있으며, 상기 기준 셀 내부 저항값은 상기 내부 저항값 비교부에서 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 병렬연결 여부 및 병렬 연결된 배터리 셀 개수를 판단하는 기준 값인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬 연결 개수 확인 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 내부 저항값 비교부는
상기 기준 셀 내부 저항값과 배터리 모듈의 합성 내부 저항값을 비교하여,
상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값과 상기 기준 셀 내부 저항값이 같으면 제로(zero) 신호를 생성하고,
상기 배터리 모듈의 합성 내부 저항값이 상기 기준 셀 내부 저항값보다 작으면 로우(low) 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬연결 개수 확인 장치.
청구항 17에 있어서,
상기 병렬연결 및 개수 판단부는
상기 내부 저항값 비교부에서 제로 신호가 생성되면, 배터리 모듈은 단일 배터리 셀로 구성되어 있다고 판단하고,
상기 내부 저항값 비교부에서 로우 신호가 생성되면, 배터리 모듈은 둘 이상의 배터리 셀이 병렬 연결되었다고 판단하며,
기준 셀 내부 저항값을 배터리 모듈의 합성 내부 저항값으로 나눈 결과 값이 병렬로 연결된 배터리 셀의 개수인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 병렬연결 개수 확인 장치.