KR102131986B1 - Overcharge prevention apparatus of battery - Google Patents

Overcharge prevention apparatus of battery Download PDF

Info

Publication number
KR102131986B1
KR102131986B1 KR1020180144407A KR20180144407A KR102131986B1 KR 102131986 B1 KR102131986 B1 KR 102131986B1 KR 1020180144407 A KR1020180144407 A KR 1020180144407A KR 20180144407 A KR20180144407 A KR 20180144407A KR 102131986 B1 KR102131986 B1 KR 102131986B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
battery cell
overvoltage
overcharge
balancing
Prior art date
Application number
KR1020180144407A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200059546A (en
Inventor
김성호
Original Assignee
현대오트론 주식회사
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 현대오트론 주식회사 filed Critical 현대오트론 주식회사
Priority to KR1020180144407A priority Critical patent/KR102131986B1/en
Publication of KR20200059546A publication Critical patent/KR20200059546A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102131986B1 publication Critical patent/KR102131986B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/15—Preventing overcharging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22—Balancing the charge of battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y02T10/7005—

Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 장치는, 서로 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성되는 배터리의 과충전 방지 장치에 있어서, 상기 배터리 셀의 과충전 여부를 판단하는 과충전 판단부, 판단 결과 상기 배터리 셀이 과충전되어 제1 과전압이 발생하는 경우, 상기 과충전 판단부에 의해 동작하여 상기 제1 과전압을 밸런싱하는 밸런싱부, 및 상기 밸런싱 이후 상기 제1 과전압보다 큰 전압이 상기 배터리 셀에 발생하는 경우, 상기 밸런싱부에 의해 동작하여 상기 배터리 셀과 주변 배터리 셀의 직렬 연결을 해제하는 과충전셀 우회부를 포함한다.The apparatus for preventing overcharging of a battery according to a preferred embodiment of the present invention is an apparatus for preventing overcharging of a battery comprising a plurality of battery cells connected in series with each other, the overcharge determining unit determining whether the battery cell is overcharged or not As a result, when the battery cell is overcharged to generate a first overvoltage, a balancing unit that operates by the overcharge determination unit to balance the first overvoltage, and a voltage greater than the first overvoltage after the balancing occurs in the battery cell If it does, it includes an overcharge cell bypass unit that operates by the balancing unit to release the series connection between the battery cell and the peripheral battery cells.

Description

배터리의 과충전 방지 장치{Overcharge prevention apparatus of battery}Overcharge prevention apparatus of battery

본 발명은 배터리에 관한 것으로, 특히 차량 배터리를 구성하는 셀의 과충전 발생에 따른 셀 안정성 유지를 위한 배터리의 과충전 방지 장치 에 관한 것이다.The present invention relates to a battery, and more particularly, to an apparatus for preventing overcharge of a battery for maintaining cell stability due to overcharging of cells constituting a vehicle battery.

전기자동차는 일반 내연기관 자동차와 달리 배터리, 인버터와 컨버터, 전기모터, 배터리관리시스템(battery management system; BMS) 등으로 구성하고 있다. 배터리는 재충전이 가능한 2 차 전지가 이용되며, 전기 자동차의 성능 및 가격에 가장 큰 영향을 미친다. 전기모터는 배터리를 통해 구동력을 발생하며, 인버터와 컨버터는 직류와 교류를 변화시키는 역할을 한다.The electric vehicle is composed of a battery, an inverter and a converter, an electric motor, and a battery management system (BMS). As a battery, a rechargeable secondary battery is used, and it has the greatest influence on the performance and price of an electric vehicle. The electric motor generates a driving force through a battery, and the inverter and converter serve to change direct current and alternating current.

전기자동차에 적용되는 배터리는 전기적인 에너지를 저장하고 필요 시 방전 과정을 통해서 차량의 동력원으로 사용될 수 있도록 하며, 제동 시 버려지는 에너지를 전기에너지로 회생하여 저장하는 역할을 담당한다.A battery applied to an electric vehicle stores electrical energy and can be used as a power source for a vehicle through a discharge process when necessary, and plays a role of regenerating and storing energy that is wasted during braking as electrical energy.

BMS는 전기자동차의 구동에 따른 다양한 에너지 흐름을 효과적으로 사용될 수 있도록 시스템화한 것이다. 전기자동차에서 BMS는 배터리의 냉각성능을 제어하고 차량운행에 필요한 배터리의 충전상태(SOC), 최대 충전 및 방전 파워, 각종 경고 및 결함에 의한 정보를 실시간으로 관리하고 통제하여 배터리의 최적 동작환경을 조성하는 것이 주된 목적이다. 뿐만 아니라 배터리의 충방전 동작시 과충전 및 과방전 등과 같은 배터리에 손상을 줄 수 있는 상황을 미연에 방지하여 배터리의 수명(State of Health)을 연장시키는 기능도 담당하며 배터리로부터 수집된 다양한 정보를 이용하여 배터리 정보를 제공하는 것도 담당한다.BMS is a system to effectively use various energy flows according to the operation of electric vehicles. In an electric vehicle, the BMS controls the cooling performance of the battery and manages and controls in real time the information on the state of charge (SOC), maximum charging and discharging power, and various warnings and defects of the battery required for driving the vehicle to optimize the battery's optimal operating environment. The main purpose is to create. In addition, it prevents the situation that can damage the battery, such as overcharging and overdischarging, during the charging and discharging operation of the battery. It also functions to extend the battery's state of health, and uses various information collected from the battery. It is also responsible for providing battery information.

BMS의 초기 운영조건은 단순히 배터리의 전압과 전류에 의한 경험적 운영으로 배터리 보호와 효율적 운영은 기대하기 어려웠으나, 최근에 소개되는 BMS는 이러한 문제점을 해결하기 위해 배터리 각 셀(cell)의 전압, 온도 및 전체 전압과 전류 등을 모니터 링 하여 분석 효율적으로 배터리를 관리할 수 있는 알고리즘을 제공하여 배터리를 보호하고 수명을 연장할 수 있도록 도와준다.The initial operating condition of BMS is simply an empirical operation by the voltage and current of the battery, so it is difficult to expect battery protection and efficient operation, but the recently introduced BMS has the voltage and temperature of each cell of the battery to solve these problems. And by monitoring the total voltage and current, etc., it provides an algorithm that can manage the battery efficiently for analysis, helping to protect the battery and extend its life.

그러나, BMS는 셀 전압을 측정하고 밸런싱을 수행하는 제어부(CPU, SENSING IC)가 존재하여 밸런싱을 수행하고 있어, 제어부의 정상 동작 시에만 밸런싱 수행이 가능하다.However, the BMS has a control unit (CPU, SENSING IC) that measures cell voltage and performs balancing so that it can perform balancing only during normal operation of the control unit.

즉, 제어부의 밸런싱 수행이 정상적으로 동작하지 못하였을 경우, 셀 과충전이 발생하여 발화 또는 셀 수명 저하로 이어지는 문제가 있다.That is, when the control unit does not operate properly, there is a problem in that cell overcharge occurs, leading to ignition or reduced cell life.

대한민국 등록특허 제10-1252588호Republic of Korea Registered Patent No. 10-1252588

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 배터리 셀의 과충전시 제어회로와 독립적으로 단계적 밸런싱을 수행하고, 배터리 셀의 과전압 수준이 셀 허용 범위를 넘어서면 과충전된 배터리 셀을 제외시키는 배터리의 과충전 방지 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been devised in view of the above-described circumstances, and when overcharging the battery cell, performs a stepwise balancing independently of the control circuit, and excludes the overcharged battery cell when the overvoltage level of the battery cell exceeds the cell allowable range The purpose is to provide a device for preventing overcharge.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 장치는, 서로 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성되는 배터리의 과충전 방지 장치에 있어서, 상기 배터리 셀의 과충전 여부를 판단하는 과충전 판단부; 판단 결과 상기 배터리 셀이 과충전되어 제1 과전압이 발생하는 경우, 상기 과충전 판단부에 의해 동작하여 상기 제1 과전압을 밸런싱하는 밸런싱부; 및 상기 밸런싱 이후 상기 제1 과전압보다 큰 전압이 상기 배터리 셀에 발생하는 경우, 상기 밸런싱부에 의해 동작하여 상기 배터리 셀과 주변 배터리 셀의 직렬 연결을 해제하는 과충전셀 우회부;를 포함한다.An apparatus for preventing overcharge of a battery according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object, In the apparatus for preventing overcharge of a battery comprising a plurality of battery cells connected in series with each other, it is determined whether the battery cell is overcharged Overcharge judgment unit; As a result of the determination, when the battery cell is overcharged to generate a first overvoltage, a balancing unit operating by the overcharge determining unit to balance the first overvoltage; And an overcharge cell bypass unit operating by the balancing unit to release a series connection between the battery cell and a peripheral battery cell when a voltage greater than the first overvoltage occurs in the battery cell after the balancing.

상기 과충전 판단부는 상기 배터리 셀에 병렬로 연결된 다이오드를 포함하고, 상기 배터리 셀의 전압이 상기 다이오드의 항복전압 이상인 경우, 상기 배터리 셀이 과충전되어 상기 제1 과전압이 발생한 것으로 판단하고, 상기 제1 과전압을 밸런싱하도록 상기 밸런싱부를 구동한다.The overcharge determining unit includes a diode connected in parallel to the battery cell, and when the voltage of the battery cell is equal to or higher than the breakdown voltage of the diode, it is determined that the battery cell is overcharged to generate the first overvoltage, and the first overvoltage The balancing unit is driven to balance.

상기 밸런싱부는, 상기 과충전 판단부에 의해 동작하여 상기 제1 과전압을 밸런싱하는 제1 밸런싱부와, 상기 배터리 셀에 상기 제1 과전압보다 큰 제2 과전압이 발생하는 경우, 상기 제1 밸런싱부에 의해 동작하여 상기 제2 과전압을 밸런싱하는 제2 밸런싱부를 포함할 수 있다.The balancing unit operates by the overcharge determining unit to balance the first overvoltage, and when a second overvoltage greater than the first overvoltage occurs in the battery cell, the first balancing unit And a second balancing unit operating to balance the second overvoltage.

상기 과충전셀 우회부는, 상기 배터리 셀에 상기 제2 과전압보다 큰 제3 과전압이 발생하는 경우, 상기 제2 밸런싱부에 의해 동작하여 상기 배터리 셀과 주변 배터리 셀을 연결하거나 연결 해제하는 릴레이를 온(On) 또는 오프(Off))시킬 수 있다.The overcharge cell bypass unit turns on a relay that operates by the second balancing unit to connect or disconnect the battery cell and the surrounding battery cells when a third overvoltage greater than the second overvoltage occurs in the battery cell ( On) or off (Off).

상기 릴레이는, 온(On) 또는 오프(Off)에 따라 상기 배터리 셀의 일단과 제1 주변 배터리 셀을 연결하는 제1 릴레이와, 온(On) 또는 오프(Off)에 따라 상기 제1 주변 배터리 셀과 제2 주변 배터리 셀을 연결하는 제2 릴레이를 포함하고, 상기 과충전셀 우회부는, 상기 제1 릴레이를 오프(Off)시키고, 상기 제2 릴레이를 온(On)시킬 수 있다.The relay includes: a first relay connecting one end of the battery cell and a first peripheral battery cell according to On or Off; and the first peripheral battery according to On or Off. A second relay that connects the cell and the second peripheral battery cell, and the overcharge cell bypass unit may turn off the first relay and turn on the second relay.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 장치에 의하면, 제어회로(CPU, SENSING IC)와 무관하게 독립적으로 동작하고, 배터리 셀의 과전압 수준에 따라 단계적으로 밸런싱 저항을 추가하여 밸런싱 동작을 극대화한다.Therefore, according to the apparatus for preventing overcharging of a battery according to a preferred embodiment of the present invention, the control circuit (CPU, SENSING IC) operates independently, and a balancing operation is performed by adding a balancing resistor step by step according to the overvoltage level of the battery cell To maximize.

또한, 배터리 셀의 과전압 수준이 셀 허용 범위를 넘어서면 해당 셀을 우회할 수 있어 배터리의 과충전을 방지한다.In addition, when the overvoltage level of the battery cell exceeds the cell allowable range, the corresponding cell can be bypassed to prevent overcharging of the battery.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 장치의 동작에 따른 신호 흐름을 보여주는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 방법의 순서도이다.1 is a block diagram of a device for preventing overcharge of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of a device for preventing overcharge of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram showing a signal flow according to the operation of the apparatus for preventing overcharge of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a method for preventing overcharging of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, when adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. Further, a preferred embodiment of the present invention will be described below, but the technical spirit of the present invention is not limited to or limited thereto, and can be variously implemented by a person skilled in the art.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 장치의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 장치의 회로도이다.1 is a block diagram of a device for preventing overcharging of a battery according to a preferred embodiment of the present invention. 2 is a circuit diagram of a device for preventing overcharge of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 장치(100)는, 배터리 셀(200)의 과충전시 전압 밸런싱을 수행하고, 전압 밸런싱 수행 이후에 배터리 셀(200)에 더욱 과도한 전압이 발생하는 경우, 과충전된 배터리 셀(200)을 배터리에서 제외하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 도면에 도시되어 있지 않지만, 배터리 셀(200)은 복수 구비되고 서로 직렬로 연결되어 배터리를 구성한다.1 and 2, the apparatus 100 for preventing overcharging of a battery according to a preferred embodiment of the present invention performs voltage balancing when the battery cell 200 is overcharged, and the battery cell 200 after performing voltage balancing ), when an excessive voltage is generated, the overcharged battery cell 200 is excluded from the battery. Here, although not shown in the drawing, a plurality of battery cells 200 are provided and connected in series to each other to constitute a battery.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 장치(100)는 과충전 판단부(110), 제1 밸런싱부(120), 제2 밸런싱부(130), 및 과충전셀 우회부(140)를 포함한다.The apparatus 100 for preventing overcharge of a battery according to a preferred embodiment of the present invention includes an overcharge determination unit 110, a first balancing unit 120, a second balancing unit 130, and an overcharge cell bypass unit 140 do.

과충전 판단부(110)는 배터리 셀(200)의 과충전 여부를 판단한다. 과충전 판단부(110)는 밸터리 셀(200)의 정상 상태에서 암전류 저감을 위한 다이오드(D1)를 구비한다. 과충전 판단부(110)는 일단이 배터리 셀(200)의 양극단자(+)에 연결되고 타단이 다이오드(D1)의 캐소드에 연결되는 제1 밸런싱 저항(R1)과, 일단이 다이오드(D1)의 애노드에 연결되고 타단이 배터리 셀(200)의 음극단자(-)에 연결되는 제2 밸런싱 저항(R2)을 포함한다.The overcharge determination unit 110 determines whether the battery cell 200 is overcharged. The overcharge determination unit 110 includes a diode D1 for reducing dark current in the normal state of the battery cell 200. The overcharge determining unit 110 includes a first balancing resistor R1 having one end connected to the positive terminal (+) of the battery cell 200 and the other end connected to the cathode of the diode D1, and one end of the diode D1. It includes a second balancing resistor (R2) connected to the anode and the other end is connected to the negative terminal (-) of the battery cell 200.

과충전 판단부(110)는 다이오드(D1)의 항복전압 이상으로 배터리 셀(200)에 제1 과전압이 발생하는 경우, 배터리 셀(200)이 과충전된 상태인 것으로 판단한다. 여기서, 다이오드(D1)의 항복전압은 제1 기준 과전압으로 정의한다. 즉, 배터리 셀(200)에 제1 기준 과전압 이상의 제1 과전압이 발생하면, 다이오드(D1)가 동작하고, 제1 밸런싱 저항(R1)과 제2 밸런싱 저항(R2)에 배터리 셀(200)의 전압이 분배되며, 제1 밸런싱부(120)의 제1 트랜지스터(T1)를 동작시킨다. 이와 같이, 과충전 판단부(110)는 배터리 셀(200)이 과충전된 상태로 판단되면, 제1 밸런싱부(120)를 동작시킨다.The overcharge determination unit 110 determines that the battery cell 200 is in an overcharged state when the first overvoltage occurs in the battery cell 200 due to the breakdown voltage of the diode D1. Here, the breakdown voltage of the diode D1 is defined as the first reference overvoltage. That is, when a first overvoltage greater than or equal to the first reference overvoltage occurs in the battery cell 200, the diode D1 operates and the battery cell 200 is connected to the first balancing resistor R1 and the second balancing resistor R2. The voltage is distributed, and the first transistor T1 of the first balancing unit 120 is operated. As described above, when it is determined that the battery cell 200 is overcharged, the overcharge determination unit 110 operates the first balancing unit 120.

제1 밸런싱부(120)는 배터리 셀(200)의 제1 과전압을 밸런싱하여 배터리 셀(200)의 제1 과전압을 낮추는 역할을 수행한다. 제1 밸런싱부(120)는 배터리 셀(200)과 병렬로 연결되는 제1 트랜지스터(T1)를 구비한다. 여기서, 제1 트랜지스터(T1)는 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor:FET)이고, 특히 P-channel MOS-FET일 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 게이트(Gate)가 제1 밸런싱 저항(R1)과 다이오드(D1)의 사이에 연결되고, 소스(Source)가 배터리 셀(200)의 양극단자(+)에 연결된다. 제1 밸런싱부(120)는 과충전 판단부(110)에 의해 제1 트랜지스터(T1)가 턴 온(On) 되면, 1차적으로 배터리 셀(200)의 전압 밸런싱을 수행한다.The first balancing unit 120 serves to balance the first overvoltage of the battery cell 200 to lower the first overvoltage of the battery cell 200. The first balancing unit 120 includes a first transistor T1 connected in parallel with the battery cell 200. Here, the first transistor T1 is a field effect transistor (FET), and may be a P-channel MOS-FET. In the first transistor T1, a gate is connected between the first balancing resistor R1 and the diode D1, and a source is connected to the positive terminal (+) of the battery cell 200. When the first transistor T1 is turned on by the overcharge determining unit 110, the first balancing unit 120 primarily performs voltage balancing of the battery cell 200.

제1 밸런싱부(120)는, 일단이 제1 트랜지스터(T1)의 드레인(Drain)에 연결되는 제3 밸런싱 저항(R3)과, 일단이 제3 밸런싱 저항(R3)의 타단에 연결되고 타단이 배터리 셀(200)의 음극단자(-)에 연결되는 제4 밸런싱 저항(R4)을 포함한다.The first balancing unit 120 includes a third balancing resistor R3 having one end connected to the drain of the first transistor T1 and one end connected to the other end of the third balancing resistor R3 and the other end It includes a fourth balancing resistor (R4) connected to the negative terminal (-) of the battery cell 200.

제1 밸런싱부(120)는, 제1 트랜지스터(T1)가 턴 온되는 경우, 제3 밸런싱 저항(R3)과 제4 밸런싱 저항(R4)에 배터리 셀(200)의 제1 과전압을 분배함으로써 배터리 셀(200)의 1단계 전압 밸런싱을 수행한다.When the first transistor T1 is turned on, the first balancing unit 120 distributes the first overvoltage of the battery cell 200 to the third balancing resistor R3 and the fourth balancing resistor R4. The first step voltage balancing of the cell 200 is performed.

제1 밸런싱부(120)는, 지속적인 충전으로 인해 과충전 판단부(110)에서 최초 과충전 상태로 판단했던 제1 과전압보다 높은 제2 과전압이 배터리 셀(200)에 발생하는 경우, 제2 밸런싱부(130)를 동작시킨다.The first balancing unit 120, when the second overvoltage higher than the first overvoltage determined by the overcharging determination unit 110 to the initial overcharge state due to the continuous charging, the second balancing unit (2) 130) is operated.

제2 밸런싱부(130)는 제1 밸런싱부(120)의 1단계 전압 밸런싱 이후에 추가적인 전압 밸런싱을 수행하여 배터리 셀(200)의 과전압을 낮추는 역할을 수행한다. 제2 밸런싱부(130)는 배터리 셀(200)과 병렬로 연결되는 제2 트랜지스터(T2)를 구비한다. 여기서, 제2 트랜지스터(T2)는 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor:FET)이고, 특히 P-channel MOS-FET일 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 게이트(Gate)가 제3 밸런싱 저항(R3)과 제4 밸런싱 저항(R4)의 사이에 연결되고, 소스(Source)가 배터리 셀(200)의 양극단자(+)에 연결된다. 제2 밸런싱부(130)는 제1 밸런싱부(120)에 의해 제2 트랜지스터(T2)가 턴 온(On) 되면, 2차적으로 배터리 셀(200)의 전압 밸런싱을 수행한다.The second balancing unit 130 performs additional voltage balancing after the first step voltage balancing of the first balancing unit 120 to reduce the overvoltage of the battery cell 200. The second balancing unit 130 includes a second transistor T2 connected in parallel with the battery cell 200. Here, the second transistor T2 is a field effect transistor (FET), and may be a P-channel MOS-FET. In the second transistor T2, a gate is connected between the third balancing resistor R3 and the fourth balancing resistor R4, and a source is connected to the positive terminal (+) of the battery cell 200. Connected. When the second transistor T2 is turned on by the first balancing unit 120, the second balancing unit 130 secondarily performs voltage balancing of the battery cell 200.

제2 밸런싱부(130)는, 일단이 제2 트랜지스터(T2)의 드레인(Drain)에 연결되는 제5 밸런싱 저항(R5)과, 일단이 제5 밸런싱 저항(R5)의 타단에 연결되고 타단이 배터리 셀(200)의 음극단자(-)에 연결되는 제6 밸런싱 저항(R6)을 포함한다.The second balancing unit 130 includes a fifth balancing resistor R5 having one end connected to the drain of the second transistor T2 and one end connected to the other end of the fifth balancing resistor R5 and the other end It includes a sixth balancing resistor (R6) connected to the negative terminal (-) of the battery cell 200.

제2 밸런싱부(130)는, 제2 트랜지스터(T2)가 턴 온되는 경우, 제5 밸런싱 저항(R5)과 제6 밸런싱 저항(R6)에 배터리 셀(200)의 제2 과전압을 분배함으로써 배터리 셀(200)의 2단계 전압 밸런싱을 수행한다. 이때, 제2 밸런싱 저항(R3)과 제4 밸런싱 저항(R4)에도 배터리 셀(200)의 제2 과전압이 분배된다.When the second transistor T2 is turned on, the second balancing unit 130 distributes the second overvoltage of the battery cell 200 to the fifth balancing resistor R5 and the sixth balancing resistor R6. The second step voltage balancing of the cell 200 is performed. At this time, the second overvoltage of the battery cell 200 is also distributed to the second balancing resistor R3 and the fourth balancing resistor R4.

제2 밸런싱부(130)는, 지속적인 충전으로 인해 제2 과전압보다 높은 제3 과전압이 배터리 셀(200)에 발생하는 경우, 과충전셀 우회부(140)를 동작시킨다.When the third overvoltage higher than the second overvoltage occurs in the battery cell 200 due to continuous charging, the second balancing unit 130 operates the overcharge cell bypass unit 140.

과충전셀 우회부(140)는 배터리 셀(200)의 지속적인 밸런싱에도 불구하고 과충전으로 인해 배터리 셀(200)이 한계에 도달하면, 해당 배터리 셀(200)을 과충전으로부터 제외할 수 있도록 우회시키는 역할을 수행한다.The overcharge cell bypass unit 140 serves to bypass the battery cell 200 so that it can be excluded from overcharge when the battery cell 200 reaches a limit due to overcharging despite the continuous balancing of the battery cell 200. Perform.

과충전셀 우회부(140)는 배터리 셀(200)과 병렬로 연결되는 제3 트랜지스터(T3)를 구비한다. 여기서, 제3 트랜지스터(T3)는 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor:FET)이고, 특히 P-channel MOS-FET일 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 게이트(Gate)가 제5 밸런싱 저항(R5)과 제6 밸런싱 저항(R6)의 사이에 연결되고, 소스(Source)가 배터리 셀(200)의 양극단자(+)에 연결되며, 드레인(Drain)이 배터리 셀(200)의 음극단자(-)에 연결된다.The overcharge cell bypass unit 140 includes a third transistor T3 connected in parallel with the battery cell 200. Here, the third transistor T3 is a field effect transistor (FET), and may be a P-channel MOS-FET. In the third transistor T3, a gate is connected between the fifth balancing resistor R5 and the sixth balancing resistor R6, and a source is connected to the positive terminal (+) of the battery cell 200. It is connected, the drain (Drain) is connected to the negative terminal (-) of the battery cell 200.

과충전셀 우회부(140)는 제2 밸런싱부(130)에 의해 제3 트랜지스터(T3)가 턴 온(On) 되면, 과충전된 배터리 셀(200)을 배터리 구성 요소에서 제외시킨다.When the third transistor T3 is turned on by the second balancing unit 130, the overcharge cell bypass unit 140 excludes the overcharged battery cell 200 from the battery component.

이를 위해 과충전셀 우회부(140)는 제1 릴레이(S1) 및 제2 릴레이(S2)를 적절히 온(On) 또는 오프(Off)시킨다. 여기서, 제1 릴레이(S1)와 제2 릴레이(S2)는 주변 자기력에 반응하여 온(On) 또는 오프(Off)되는 일종의 전기 스위치이다. 제1 릴레이(S1)는 배터리 셀(200)의 일단과 제1 주변 배터리(미도시)의 사이에 구비되고, 제2 릴레이(S2)는 제1 주변 배터리(미도시)와 제2 주변 배터리(미도시)의 사이에 구비된다. 제1 주변 배터리는 제1 릴레이(S1)의 온 상태에 따라 배터리 셀(200)의 양극단자에 직렬로 연결된다. 제2 주변 배터리는 배터리 셀(200)의 음극단자에 직렬로 연결된다. 또한 제2 주변 배터리는 제2 릴레이(S2)의 온 상태에 따라 제1 주변 배터리에 직렬로 연결된다.To this end, the overcharge cell bypass unit 140 properly turns the first relay S1 and the second relay S2 on or off. Here, the first relay S1 and the second relay S2 are electric switches that are turned on or off in response to the surrounding magnetic force. The first relay S1 is provided between one end of the battery cell 200 and the first peripheral battery (not shown), and the second relay S2 is the first peripheral battery (not shown) and the second peripheral battery ( (Not shown). The first peripheral battery is connected in series to the positive terminal of the battery cell 200 according to the ON state of the first relay S1. The second peripheral battery is connected in series to the negative terminal of the battery cell 200. In addition, the second peripheral battery is connected to the first peripheral battery in series according to the on state of the second relay S2.

과충전셀 우회부(140)는 배터리 셀(200)에 제2 과전압보다 큰 제3 과전압이 발생하는 경우, 제2 밸런싱부(130)에 의해 제3 트랜지스터(T3)가 턴 온(On) 되고, 제1 릴레이(S1)를 오프(Off) 시키고, 제2 릴레이(S2)를 온(On)시킨다. 이를 통해, 배터리 셀(200)은 주변 배터리 셀과의 직렬 연결이 해제되고, 배터리의 구성 요소에서 제외된다.When the third overvoltage greater than the second overvoltage occurs in the battery cell 200 of the overcharge cell bypass unit 140, the third transistor T3 is turned on by the second balancing unit 130, The first relay S1 is turned off, and the second relay S2 is turned on. Through this, the battery cell 200 is disconnected in series with the surrounding battery cells, and is excluded from the components of the battery.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 장치의 동작에 따른 신호흐름을 보여주는 회로도이다.3 is a circuit diagram showing a signal flow according to an operation of a device for preventing overcharge of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 도 3의 신호흐름을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 장치의 밸런싱 동작과 과충전셀 우회 동작을 설명한다.Hereinafter, the balancing operation and the overcharge cell bypass operation of the apparatus for preventing overcharge of a battery according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the signal flow of FIG. 3.

도 3에서, 배터리 셀(200)에 제1 과전압이 발생하는 경우, 제1 신호흐름(1)이 나타나게 된다. 제1 신호흐름(1)에 따라 제1 밸런싱 저항(R1), 다이오드(D1), 및 제2 밸런싱 저항(R2)에 순차적으로 전류가 흐르게 되고, 제1 밸런싱 저항(R1)과 제2 밸런싱 저항(R2) 각각에 배터리 셀(200)의 전압이 분배된다.In FIG. 3, when the first overvoltage occurs in the battery cell 200, the first signal flow 1 appears. A current flows sequentially through the first balancing resistor R1, the diode D1, and the second balancing resistor R2 according to the first signal flow 1, and the first balancing resistor R1 and the second balancing resistor The voltage of the battery cell 200 is distributed to each of (R2).

그런 다음 제2 신호흐름(2)에 따라 제1 트랜지스터(T1)의 게이트에 전압이 인가되고, 제1 트랜지스터(T1)의 소스에서 드레인으로 전류가 흐르게 된다. 이때 제3 신호흐름(3)이 나타나게 되고, 배터리 셀(200)의 제1 과전압이 제3 밸런싱 저항(R3)과 제4 밸런싱 저항(R4)에 분배된다.Then, a voltage is applied to the gate of the first transistor T1 according to the second signal flow 2, and current flows from the source to the drain of the first transistor T1. At this time, the third signal flow 3 appears, and the first overvoltage of the battery cell 200 is distributed to the third balancing resistor R3 and the fourth balancing resistor R4.

한편, 제3 밸런싱 저항(R3)과 제4 밸런싱 저항(R4)에 제1 과전압이 분배된 이후에 제1 과전압보다 큰 제2 과전압이 배터리 셀(200)에 발생하면, 제4 신호흐름(4)이 나타나게 된다. 제4 신호흐름(4)에 따라 제2 트랜지스터(T2)의 게이트에 전압이 인가되고, 제2 트랜지스터(T2)의 소스에서 드레인으로 전류가 흐르게 된다. 이때 제5 신호흐름(5)이 나타나게 되고, 배터리 셀(200)의 제2 과전압이 제5 밸런싱 저항(R5)과 제6 밸런싱 저항(R6)에 분배된다.Meanwhile, when the second overvoltage greater than the first overvoltage occurs in the battery cell 200 after the first overvoltage is distributed to the third balancing resistor R3 and the fourth balancing resistor R4, the fourth signal flow 4 ) Appears. A voltage is applied to the gate of the second transistor T2 according to the fourth signal flow 4, and current flows from the source to the drain of the second transistor T2. At this time, the fifth signal flow 5 appears, and the second overvoltage of the battery cell 200 is distributed to the fifth balancing resistor R5 and the sixth balancing resistor R6.

다른 한편, 제5 밸런싱 저항(R5)과 제6 밸런싱 저항(R6)에 제2 과전압이 분배된 이후에 제2 과전압보다 큰 제3 과전압이 배터리 셀(200)에 발생하면, 제6 신호흐름(6)이 나타나게 된다. 제6 신호흐름(6)에 따라 제3 트랜지스터(T3)의 게이트에 전압이 인가되고, 제3 트랜지스터(T3)의 소스에서 드레인으로 전류가 흐르게 된다. 이때 제7 신호흐름(7)이 나타나게 되고, 제7 신호흐름(7)에 따른 전류는 제1 릴레이(S1)를 오프 시키고, 제2 릴레이(S2)를 온 시키는 자기력을 생성한다. 그런 다음, 제1 릴레이(S1)의 오프와 제2 릴레이(S2)의 온에 의해 배터리 셀(200)은 배터리의 구성 요소에서 제외된다.On the other hand, when a third overvoltage greater than the second overvoltage occurs in the battery cell 200 after the second overvoltage is distributed to the fifth balancing resistor R5 and the sixth balancing resistor R6, the sixth signal flow ( 6) appears. A voltage is applied to the gate of the third transistor T3 according to the sixth signal flow 6 and current flows from the source to the drain of the third transistor T3. At this time, the seventh signal flow 7 appears, and the current according to the seventh signal flow 7 turns off the first relay S1 and generates a magnetic force to turn on the second relay S2. Then, the battery cell 200 is excluded from the components of the battery by turning off the first relay S1 and turning on the second relay S2.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of a method for preventing overcharging of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 과충전 방지 방법은, 과충전 판단 단계(S410), 제1 밸런싱 단계(S420), 제2 밸런싱 단계(S430), 과충전셀 우회 단계(S440)을 포함한다.1 to 4, a method for preventing overcharge of a battery according to a preferred embodiment of the present invention includes an overcharge determination step (S410), a first balancing step (S420), a second balancing step (S430), and an overcharge cell bypass Step S440 is included.

먼저 과충전 판단 단계(S410)에서, 과충전 판단부(110)는, 배터리 셀(200)의 전압이 제1 기준 과전압을 초과하는지 판단한다. 여기서, 제1 기준 과전압은 다이오드(D1)의 항복전압 보다 높고, 제1 트랜지스터(T1)를 턴 온시킬 수 있는 전압으로 적절히 설정된다. 과충전 판단부(110)는, 배터리 셀(200)이 과충전되어 제1 기준 과전압을 초과하는 제1 과전압이 발생한 것으로 판단되면, 배터리 셀(200)의 제1 과전압을 제1 밸런싱 저항(R1)과 제2 밸런싱 저항(R2)에 분배하고, 제1 트랜지스터(T1)를 턴 온 시킨다.First, in the overcharge determination step (S410 ), the overcharge determination unit 110 determines whether the voltage of the battery cell 200 exceeds the first reference overvoltage. Here, the first reference overvoltage is higher than the breakdown voltage of the diode D1 and is appropriately set to a voltage capable of turning on the first transistor T1. The overcharge determining unit 110 determines that the first overvoltage of the battery cell 200 is the first balancing resistor R1 when the battery cell 200 is overcharged and the first overvoltage exceeding the first reference overvoltage occurs. It is distributed to the second balancing resistor R2, and the first transistor T1 is turned on.

그런 다음 제1 밸런싱 단계(S420)에서, 제1 밸런싱부(120)는 배터리 셀(200)의 제1 과전압에 대해 밸런싱을 수행한다. 제1 밸런싱부(120)는 배터리 셀(200)의 제1 과전압을 제3 밸런싱 저항(R3)과 제4 밸런싱 저항(R4)에 분배함으로써 배터리 셀(200)의 1차 전압 밸런싱을 수행한다.Then, in the first balancing step (S420 ), the first balancing unit 120 performs balancing on the first overvoltage of the battery cell 200. The first balancing unit 120 performs primary voltage balancing of the battery cell 200 by distributing the first overvoltage of the battery cell 200 to the third balancing resistor R3 and the fourth balancing resistor R4.

그런 다음 제2 밸런싱 단계(S430)에서, 제2 밸런싱부(130)는 배터리 셀(200)의 전압이 제2 기준 과전압을 초과하는지 판단한다(S431). 여기서, 제2 기준 과전압은 제2 트랜지스터(T2)를 턴 온시킬 수 있는 전압으로 적절히 설정된다.Then, in the second balancing step (S430), the second balancing unit 130 determines whether the voltage of the battery cell 200 exceeds the second reference overvoltage (S431). Here, the second reference overvoltage is appropriately set to a voltage capable of turning on the second transistor T2.

제2 밸런싱부(130)는 배터리 셀(200)이 지소적으로 과충전되어 제2 기준 과전압을 초과하는 제2 과전압이 발생한 것으로 판단되면, 제2 트랜지스터(T2)를 턴 온 시키고, 배터리 셀(200)의 제2 과전압을 제5 밸런싱 저항(R5)과 제6 밸런싱 저항(R6)에 분배함으로써 2차 전압 밸런싱을 수행한다(S433).The second balancing unit 130 turns on the second transistor T2 and turns on the battery cell 200 when it is determined that the battery cell 200 is locally overcharged to generate a second overvoltage exceeding the second reference overvoltage. ) Is performed by distributing the second overvoltage to the fifth balancing resistor R5 and the sixth balancing resistor R6 (S433 ).

그런 다음 과충전셀 우회 단계(S440)에서, 과충전셀 우회부(140)는 배터리 셀의 전압이 제3 기준 과전압을 초과하는지 판단한다(S441). 여기서, 제3 기준 과전압은 제3 트랜지스터(T3)를 턴 온시킬 수 있는 전압으로 적절히 설정된다.Then, in the overcharge cell bypass step (S440), the overcharge cell bypass unit 140 determines whether the voltage of the battery cell exceeds the third reference overvoltage (S441). Here, the third reference overvoltage is appropriately set to a voltage capable of turning on the third transistor T3.

과충전셀 우회부(140)는 배터리 셀(200)이 더욱 지속적으로 과충전되어 제3 기준 과전압을 초과하는 제3 과전압이 발생한 것으로 판단되면, 제3 트랜지스터(T3)를 턴 온 시키고, 제1 렐레이(S1)를 오프시키고, 제2 릴레이(S2)를 온시킴으로써 배터리 셀(200)과 주변 배터리 셀의 직렬 연결을 해제한다(S443).The overcharge cell bypass unit 140 turns on the third transistor T3 when the battery cell 200 is more continuously overcharged and a third overvoltage exceeding the third reference overvoltage occurs, and then turns on the third transistor T3. By turning off (S1) and turning on the second relay (S2), the series connection between the battery cell 200 and the peripheral battery cells is released (S443).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Therefore, the embodiments and the accompanying drawings disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain the scope of the technical spirit of the present invention. .

본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.The steps and/or operations according to the present invention may occur simultaneously in other embodiments, in different orders, or in parallel, or in different embodiments for different epochs, etc., as would be understood by those skilled in the art. Can.

실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.Depending on the embodiment, some or all of the steps and/or actions drive instructions, programs, interactive data structures, clients and/or servers stored in one or more non-transitory computer-readable media. At least some may be implemented or performed using one or more processors. The one or more non-transitory computer-readable media may illustratively be software, firmware, hardware, and/or any combination thereof. Further, the functionality of the "module" discussed herein may be implemented in software, firmware, hardware, and/or any combination thereof.

100: 배터리의 과충전 방지 장치
110: 과충전 판단부
120: 제1 밸런싱부
130: 제2 밸런싱부
140: 과충전셀 우회부100: battery overcharge protection device
110: overcharge judgment unit
120: first balancing unit
130: second balancing unit
140: overcharge cell bypass unit

Claims (5)

서로 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성되는 배터리의 과충전 방지 장치에 있어서,
상기 배터리 셀의 과충전 여부를 판단하는 과충전 판단부;
판단 결과 상기 배터리 셀이 과충전되어 제1 과전압이 발생하는 경우, 상기 과충전 판단부에 의해 동작하여 상기 제1 과전압을 밸런싱하는 밸런싱부; 및
상기 밸런싱 이후 상기 제1 과전압보다 큰 전압이 상기 배터리 셀에 발생하는 경우, 상기 밸런싱부에 의해 동작하여 상기 배터리 셀과 주변 배터리 셀의 직렬 연결을 해제하는 과충전셀 우회부;
를 포함하고,
상기 과충전셀 우회부는,
상기 배터리 셀과 제1 주변 배터리 셀의 연결을 해제하거나, 상기 제1 주변 배터리 셀과 제2 주변 배터리 셀을 연결하는 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 과충전 방지 장치.In the apparatus for preventing overcharge of a battery comprising a plurality of battery cells connected in series with each other,
An overcharge determining unit determining whether the battery cell is overcharged;
As a result of the determination, when the battery cell is overcharged to generate a first overvoltage, a balancing unit operating by the overcharge determining unit to balance the first overvoltage; And
An overcharge cell bypass unit operating by the balancing unit to release the series connection between the battery cell and the peripheral battery cells when a voltage greater than the first overvoltage occurs in the battery cell after the balancing;
Including,
The overcharge cell bypass unit,
And a relay for disconnecting the battery cell from the first peripheral battery cell or connecting the first peripheral battery cell and the second peripheral battery cell. 제 1 항에 있어서,
상기 과충전 판단부는 상기 배터리 셀에 병렬로 연결된 다이오드를 포함하고,
상기 배터리 셀의 전압이 상기 다이오드의 항복전압 이상인 경우, 상기 배터리 셀이 과충전되어 상기 제1 과전압이 발생한 것으로 판단하고, 상기 제1 과전압을 밸런싱하도록 상기 밸런싱부를 구동하는 것을 특징으로 하는 배터리의 과충전 방지 장치.According to claim 1,
The overcharge determining unit includes a diode connected in parallel to the battery cell,
When the voltage of the battery cell is equal to or higher than the breakdown voltage of the diode, it is determined that the battery cell is overcharged to generate the first overvoltage, and driving the balancing unit to balance the first overvoltage, thereby preventing overcharging of the battery Device. 제 2 항에 있어서,
상기 밸런싱부는,
상기 과충전 판단부에 의해 동작하여 상기 제1 과전압을 밸런싱하는 제1 밸런싱부와,
상기 배터리 셀에 상기 제1 과전압보다 큰 제2 과전압이 발생하는 경우, 상기 제1 밸런싱부에 의해 동작하여 상기 제2 과전압을 밸런싱하는 제2 밸런싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 과충전 방지 장치.According to claim 2,
The balancing unit,
A first balancing unit which operates by the overcharge determining unit to balance the first overvoltage,
And a second balancing unit that operates by the first balancing unit to balance the second overvoltage when a second overvoltage greater than the first overvoltage occurs in the battery cell. 제 3 항에 있어서,
상기 과충전셀 우회부는,
상기 배터리 셀에 상기 제2 과전압보다 큰 제3 과전압이 발생하는 경우, 상기 제2 밸런싱부에 의해 동작하여 상기 릴레이를 온(On) 또는 오프(Off))시키는 것을 특징으로 하는 배터리의 과충전 방지 장치.The method of claim 3,
The overcharge cell bypass unit,
When a third overvoltage greater than the second overvoltage occurs in the battery cell, an overcharge prevention device for a battery characterized in that the relay is turned on (off) or operated by the second balancing unit . 제 4 항에 있어서,
상기 릴레이는,
온(On) 또는 오프(Off)에 따라 상기 배터리 셀의 일단과 상기 제1 주변 배터리 셀을 연결하는 제1 릴레이와, 온(On) 또는 오프(Off)에 따라 상기 제1 주변 배터리 셀과 상기 제2 주변 배터리 셀을 연결하는 제2 릴레이를 포함하고,
상기 과충전셀 우회부는, 상기 제1 릴레이를 오프(Off)시키고, 상기 제2 릴레이를 온(On)시키는 것을 특징으로 하는 배터리의 과충전 방지 장치.The method of claim 4,
The relay,
A first relay connecting one end of the battery cell and the first peripheral battery cell according to On or Off, and the first peripheral battery cell and the first relay according to On or Off. And a second relay connecting the second peripheral battery cells,
The overcharge cell bypass unit, the first relay off (Off), the second relay on (On) characterized in that the battery overcharge protection device.
KR1020180144407A 2018-11-21 2018-11-21 Overcharge prevention apparatus of battery KR102131986B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180144407A KR102131986B1 (en) 2018-11-21 2018-11-21 Overcharge prevention apparatus of battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180144407A KR102131986B1 (en) 2018-11-21 2018-11-21 Overcharge prevention apparatus of battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200059546A KR20200059546A (en) 2020-05-29
KR102131986B1 true KR102131986B1 (en) 2020-07-08

Family

ID=70912381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180144407A KR102131986B1 (en) 2018-11-21 2018-11-21 Overcharge prevention apparatus of battery

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102131986B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102224912B1 (en) * 2020-06-08 2021-03-09 박정용 Charging System For Electric Power Storage Device Made Of Battery Having Protection Circuit And Electric Power Storage Device Using The Same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6943529B2 (en) * 2001-12-16 2005-09-13 Zinc Matrix Power, Inc. Battery charging system
KR101252588B1 (en) 2011-08-19 2013-04-10 한국과학기술원 Operational method with cell balancing for a medium and large size battery

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200059546A (en) 2020-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9327610B2 (en) Method for automatic energy discharge of a battery pack via internal battery electronics post crash event
KR101696160B1 (en) Apparatus, system and method for preventing damage of battery rack using voltage measurement
JP5993450B2 (en) Battery module
EP3327892B1 (en) Charging and discharging control circuit and battery pack
EP2541265B1 (en) Abnormality diagnosis device and method of cell balancing circuit
CN110365090B (en) Redundant power supply system
US11450895B2 (en) Electric tool and method for supplying power to electric tool
TWI751229B (en) Control device, control system, power storage device, and computer readable media
US9373973B2 (en) Apparatus, system, and method of preventing battery rack damage by measuring current
US20120169124A1 (en) Output circuit for power supply system
JP5449840B2 (en) Charge / discharge control circuit and power supply device
US10461546B2 (en) System and method of managing battery by using balancing battery
US20130264994A1 (en) Battery management system for a power supply system with a low-voltage region and a high-voltage region
CN103296715A (en) Switch failure detection device, battery pack, switch failure detection program, and method of detecting failure of electronic switch
US9768627B2 (en) Overcharge protection apparatus with minimized power consumption
US20140266049A1 (en) Detection and prevention of short formation in battery cells
JP4821691B2 (en) Secondary battery pack
US20170310126A1 (en) Voltage regulation for battery strings
JP3222951B2 (en) Secondary battery protection circuit
US9660521B2 (en) Power conversion circuit
KR20160125297A (en) Battery device
KR102131986B1 (en) Overcharge prevention apparatus of battery
KR20180101756A (en) Appratus and method for wake-up sleep mode mcu
JP2008042964A (en) Secondary battery protective device
EP3059831A1 (en) Secondary lithium battery for vehicle use

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant