KR102674607B1 - 배터리 관리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 모듈이 구비된 배터리 팩의 메인 충방전 경로 상에 병렬로 연결된 커패시터를 충전시키는 배터리 관리 장치로서, 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대하여 직렬로 연결되도록 구성된 복수의 스위칭부; 서로 대응되는 배터리 모듈 및 스위칭부에 병렬로 연결되고, 양극이 상기 대응되는 배터리 모듈의 음극 단자 측에 연결되고, 음극이 상기 대응되는 배터리 모듈의 양극 단자 측에 연결되도록 구성된 복수의 다이오드; 및 상기 복수의 스위칭부의 동작 상태를 제어하여 상기 커패시터를 충전시키도록 구성된 제어부를 포함한다.

Description

배터리 관리 장치{APPARATUS FOR MANAGING BATTERY}
본 발명은 배터리 관리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 프리차지 릴레이 및 프리차지 저항의 요구 사양을 효과적으로 낮출 수 있는 배터리 관리 장치에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 배터리가 구비된 배터리 팩에는 배터리로부터 출력되는 돌입 전류를 방지하기 위하여, 프리차지 회로 및 평활용 커패시터가 구비될 수 있다. 이 프리차지 회로는 평활용 커패시터를 프리차지시키기 위한 구성으로서, 일반적으로, 프리차지 릴레이 및 프리차지 저항을 구비한다.
다만, 이러한 프리차지 릴레이 및 프리차지 저항은 배터리 팩의 전압에 따라 요구되는 사양이 증가되는 문제가 있다. 즉, 배터리 팩의 출력 전압이 증가할수록 대용량의 프리차지 저항 및 대전류용 프리차지 릴레이가 요구된다.
프리차지 저항 및 프리차지 릴레이의 사양이 증가될수록, 이를 위한 비용이 증가하기 때문에, 종래에는 프리차지 릴레이의 사양을 낮추기 위한 기술이 공지되었다(특허문헌 1)
특허문헌 1은 프리차지 릴레이와 메인(-) 릴레이의 턴-온 순서를 변경하여, 프리차지 릴레이의 사양을 저전압용 릴레이로 낮출 수 있는 구성을 개시하고 있다. 하지만, 직렬로 연결된 배터리 셀의 개수가 증가되거나, 연결되는 배터리 셀의 용량이 증가할수록, 프리차지 릴레이에는 보다 큰 전압이 인가될 수 밖에 없다. 따라서, 특허문헌 1은 프리차지 릴레이의 요구 사양을 효과적으로 낮추는 데에는 한계가 있다.
KR 10-2014-0066360 A
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 프리차지 릴레이 및 프리차지 저항에 대응되는 배터리 모듈의 전압만이 인가되도록 스위칭부를 구성함으로써, 프리차지 릴레이 및 프리차지 저항의 요구 사양을 효과적으로 낮출 수 있는 배터리 관리 장치를 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 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 모듈이 구비된 배터리 팩의 메인 충방전 경로 상에 병렬로 연결된 커패시터를 충전시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치는 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대하여 직렬로 연결되도록 구성된 복수의 스위칭부; 서로 대응되는 배터리 모듈 및 스위칭부에 병렬로 연결되고, 양극이 상기 대응되는 배터리 모듈의 음극 단자 측에 연결되고, 음극이 상기 대응되는 배터리 모듈의 양극 단자 측에 연결되도록 구성된 복수의 다이오드; 및 상기 복수의 스위칭부의 동작 상태를 제어하여 상기 커패시터를 충전시키도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
상기 복수의 스위칭부는, 상기 메인 충방전 경로 상에 배치된 메인 릴레이; 상기 메인 충방전 경로에 병렬로 연결된 프리차지 경로 상에 배치된 프리차지 릴레이; 및 상기 프리차지 경로 상에 배치되어 상기 프리차지 릴레이와 직렬로 연결된 프리차지 저항을 각각 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 프리차지 릴레이의 동작 상태를 제어하여, 상기 복수의 배터리 모듈과 상기 메인 충방전 경로 간의 연결을 온오프시키도록 구성될 수 있다.
상기 복수의 스위칭부는, 일단이 상기 복수의 배터리 모듈 중 대응되는 배터리 모듈의 일단에 각각 연결되고, 타단이 상기 복수의 다이오드 중 대응되는 다이오드의 일단에 각각 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 복수의 다이오드는, 타단이 상기 복수의 배터리 모듈 중 대응되는 배터리 모듈의 타단에 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 복수의 스위칭부에 포함된 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태를 동시에 턴-온 상태로 제어하여, 상기 커패시터를 충전시키도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 복수의 스위칭부 각각에 포함된 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태를 소정의 조건에 따라 순차적으로 턴-온 상태로 제어하여, 상기 커패시터를 충전시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 관리 장치는 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 전압을 측정하고, 측정 결과를 상기 제어부에게 송신하도록 구성된 전압 측정부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전압 측정부로부터 상기 측정 결과를 수신하고, 수신한 측정 결과에 기반하여 상기 복수의 프리차지 릴레이 중에서 상기 동작 상태를 제어할 프리차지 릴레이의 순번을 설정하고, 설정된 순번에 따라서 상기 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태를 순차적으로 제어하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 장치는 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 온도를 측정하고, 측정 결과를 상기 제어부에게 송신하도록 구성된 온도 측정부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 온도 측정부로부터 상기 측정 결과를 수신하고, 수신한 측정 결과에 기반하여 상기 복수의 프리차지 릴레이 중에서 상기 동작 상태를 제어할 프리차지 릴레이의 순번을 설정하고, 설정된 순번에 따라서 상기 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태를 순차적으로 제어하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 장치는 상기 커패시터가 충전될 때, 상기 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태가 제어된 순차 정보인 상태 제어 이력을 저장하도록 구성된 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 저장부에 저장된 상태 제어 이력에 기반하여, 상기 복수의 프리차지 릴레이 중에서 상기 동작 상태를 제어할 프리차지 릴레이의 순번을 설정하고, 설정된 순번에 따라서 상기 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태를 순차적으로 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 상태 제어 이력을 참조하여 상기 복수의 스위칭부에 포함된 프리차지 릴레이 각각이 턴-온 상태로 제어된 순차 정보를 획득하고, 획득된 순차 정보를 정렬한 결과에 기반하여 상기 복수의 프리차지 릴레이의 순번을 설정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 BMS는 본 발명에 따른 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 팩은 본 발명에 따른 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 대용량 프리차지 저항 및 대전류용 프리차지 릴레이를 사용하지 않더라도, 커패시터를 신속하게 프리차지시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 프리차지에 이용되는 릴레이 및 저항의 요구 사양이 낮아질 수 있기 때문에, 배터리 관리 장치 및 배터리 팩의 내부 공간이 효율적으로 활용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 릴레이 및 저항이 요구 사양이 낮아질 수 있기 때문에, 배터리 관리 장치의 생산 비용이 절감될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩의 출력 전력은 높게 유지되되, 배터리 팩의 크기는 간소화되고, 생산 비용이 절감될 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 후술되는 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 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩의 제1 동작 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩의 제2 동작 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩의 제3 동작 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치에 저장된 상태 제어 이력의 예시를 도시한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
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 있다는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 제어부와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 팩(1)은 배터리 모듈(10), 배터리 관리 장치(100) 및 커패시터(20)를 포함할 수 있다.
바람직하게, 배터리 팩(1)은 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)을 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 모듈(10)에는 하나 이상의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 구비될 수 있다. 그리고, 배터리 셀은, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 배터리 셀로 간주될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 배터리 모듈(10)에 하나의 배터리 셀이 구비된 것으로 가정하여 설명한다. 또한, 본 발명의 일 실시예를 도시한 도면들에서는 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 각각에 하나의 배터리 셀이 구비된 예시가 도시되었음을 유의한다.
커패시터(20)는 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)이 구비된 배터리 팩(1)의 메인 충방전 경로 상에 병렬로 연결될 수 있다. 여기서, 커패시터(20)는 평활용 커패시터(20)(DC-link capacitor)로서, 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+) 및 음극 단자(P-)에 인가되는 전압을 일정하게 유지시키도록 구성될 수 있다. 즉, 커패시터(20)는 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+) 및 음극 단자(P-)에 연결되는 부하에 인가되는 전압을 일정하게 유지시킬 수 있다.
또한, 메인 충방전 경로란 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+)와 음극 단자(P-)가 서로 연결된 대전류 경로일 수 있다. 예컨대, 도 2의 실시예에서, 메인 충방전 경로는, 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+), 제1 스위칭부(110a), 제1 배터리 모듈(10a), 제2 스위칭부(110b), 제2 배터리 모듈(10b), 제3 스위칭부(110c), 제3 배터리 모듈(10c) 및 배터리 팩(1)의 음극 단자(P-)가 연결된 경로일 수 있다.
도 2를 참조하면, 커패시터(20)는 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+)와 음극 단자(P-)에 병렬로 연결될 수 있다. 예컨대, 커패시터(20)의 일단은 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+)에 직접 연결되고, 커패시터(20)의 타단은 배터리 팩(1)의 음극 단자(P-)에 직접 연결될 수 있다. 따라서, 커패시터(20)는 배터리 팩(1)에 구비된 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)과 병렬로 연결될 수 있다. 즉, 커패시터(20)는 메인 충방전 경로에 병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 커패시터(20)의 일단은 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+) 측에 연결되고, 커패시터(20)의 타단은 배터리 팩(1)의 음극 단자(P-) 측에 연결될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 관리 장치(100)는 스위칭부(110), 다이오드(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
바람직하게, 배터리 관리 장치(100)는 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 및 복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c)를 포함할 수 있다. 보다 바람직하게, 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩(1)에 구비된 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 각각에 대응되는 개수의 스위칭부(110) 및 다이오드(120)를 포함할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 배터리 팩(1)에 제1 배터리 모듈(10a), 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c)이 구비된 것으로 설명한다. 또한, 배터리 관리 장치(100)에 제1 스위칭부(110a), 제2 스위칭부(110b) 및 제3 스위칭부(110c)가 포함되고, 제1 다이오드(120a), 제2 다이오드(120b) 및 제3 다이오드(120c)가 포함된 것으로 설명한다.
복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)는 상기 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 각각에 대하여 직렬로 연결되도록 구성될 수 있다.
복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 각각은 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 중에서 대응되는 배터리 모듈(10)의 양극 측 또는 음극 측에 직렬로 직접 연결될 수 있다. 여기서, 대응되는 배터리 모듈(10)은 하나일 수 있으며, 복수일 수도 있다. 즉, 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 각각은 대응되는 하나 이상의 배터리 모듈(10)과 직렬로 직접 연결될 수 있다.
도 2를 참조하면, 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 각각은 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 중에서 대응되는 배터리 모듈과 직렬로 직접 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 스위칭부(110a)는 제1 배터리 모듈(10a)에 직접 연결될 수 있다. 그리고, 제2 스위칭부(110b)는 제2 배터리 모듈(10b)에 직접 연결되고, 제3 스위칭부(110c)는 제3 배터리 모듈(10c)에 직접 연결될 수 있다.
복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c)는 서로 대응되는 배터리 모듈 및 스위칭부에 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다. 여기서, 다이오드(120)는 일반적으로 사용되는 반도체 소자로서, 배터리 팩(1) 내부에서 전류가 흐르는 방향을 제어하는 역할을 할 수 있다.
복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c) 각각은 대응되는 배터리 모듈(10) 및 스위칭부(110)에 병렬로 연결될 수 있다. 예컨대, 하나의 다이오드(120)는, 하나의 배터리 모듈(10) 및 하나의 스위칭부(110)에 병렬로 직접 연결될 수 있다. 구체적으로, 배터리 모듈(10)과 스위칭부(110)가 연결된 단위 라인에 다이오드(120)가 연결된 라인이 병렬로 직접 접속될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 다이오드(120a)는 제1 배터리 모듈(10a)과 제1 스위칭부(110a)에 병렬로 직접 연결될 수 있다. 그리고, 제2 다이오드(120b)는 제2 배터리 모듈(10b)과 제2 스위칭부(110b)에 병렬로 직접 연결될 수 있다. 또한, 제3 다이오드(120c)는 제3 배터리 모듈(10c)과 제3 스위칭부(110c)에 병렬로 직접 연결될 수 있다.
복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c)는 양극(다이오드의 애노드)이 상기 대응되는 배터리 모듈(10)의 음극 단자 측에 연결되고, 음극(다이오드의 캐소드)이 상기 대응되는 배터리 모듈(10)의 양극 단자 측에 연결되도록 구성될 수 있다.
다이오드(120)는 전류를 일정 방향으로 흐르게 하는 반도체 소자이므로, 정방향 측이 음극이고, 역방향 측이 양극일 수 있다. 따라서, 다이오드(120)의 양극이 배터리 모듈(10)의 음극 단자 측에 연결되고, 다이오드(120) 음극이 배터리 모듈(10)의 양극 단자 측에 연결됨으로써, 다이오드(120)의 정방향이 배터리 모듈(10)의 음극 단자 측에서 양극 단자 측으로 향하는 방향일 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c)는 정방향이 배터리 팩(1)의 음극 단자(P-) 측에서 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+) 측을 향하는 방향이 되도록 배터리 관리 장치(100)에 포함될 수 있다.
제어부(130)는 상기 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)의 동작 상태를 제어하여 상기 커패시터(20)를 충전시키도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 제어부(130)는 제1 제어 라인(CL1)을 통해서 제1 스위칭부(110a)와 연결되고, 제2 제어 라인(CL2)을 통해서 제2 스위칭부(110b)와 연결될 수 있다. 또한, 제어부(130)는 제3 제어 라인(CL3)을 통해서 제3 스위칭부(110c)와 연결될 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 제1 제어 라인(CL1)을 통해서 제1 스위칭부(110a)에 구비된 복수의 릴레이 각각에게 턴-온 제어 명령 또는 턴-오프 제어 명령을 송신할 수 있다. 이 경우, 릴레이는 제어부(130)로부터 수신한 제어 명령에 대응되도록 동작 상태가 제어될 수 있다.
예컨대, 제어부(130)가 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)에 구비된 릴레이의 동작 상태를 턴-온 상태로 제어한 경우, 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)에서 출력된 전류는 커패시터(20)에 인가될 수 있다. 이 경우, 대응되는 배터리 모듈(10)과 스위칭부(110)에 다이오드(120)가 병렬로 연결되었기 때문에, 다이오드(120)를 통한 바이패스 폐회로가 형성될 수 있다.
따라서, 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)에는 대응되는 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)의 전압이 인가될 수 있다. 바람직하게, 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 각각에는 대응되는 다이오드에 병렬로 함께 연결된 배터리 모듈의 전압이 인가될 수 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 제어부(130)가 제1 스위칭부(110a), 제2 스위칭부(110b) 및 제3 스위칭부(110c)의 동작 상태를 모두 제어하여, 제1 배터리 모듈(10a), 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c)과 커패시터(20)를 전기적으로 연결시켰다고 가정한다. 이 경우, 제3 배터리 모듈(10c), 제3 스위칭부(110c), 제2 다이오드(120b), 제1 다이오드(120a), 및 커패시터(20)를 통한 폐회로가 형성될 수 있다. 또한, 제2 배터리 모듈(10b), 제2 스위칭부(110b), 제1 다이오드(120a), 커패시터(20), 및 제3 다이오드(120c)를 통한 폐회로가 형성될 수 있다. 마지막으로, 제1 배터리 모듈(10a), 제1 스위칭부(110a), 커패시터(20), 제3 다이오드(120c), 및 제2 다이오드(120b)를 통한 폐회로가 형성될 수 있다.
즉, 제1 스위칭부(110a)에는 제1 배터리 모듈(10a), 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c)의 전압의 합이 인가되지 않고, 제1 배터리 모듈(10a)의 전압만이 인가될 수 있다. 즉, 제2 다이오드(120b) 및 제3 다이오드(120c)를 통한 폐회로가 형성됨에 따라, 제1 스위칭부(110a)에는 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+) 및 음극 단자(P-) 간의 전위차가 인가되지 않고, 제1 배터리 모듈(10a)의 전압만이 인가될 수 있다. 마찬가지로, 제2 스위칭부(110b)에는 제2 배터리 모듈(10b)의 전압이 인가되고, 제3 스위칭부(110c)에는 제3 배터리 모듈(10c)의 전압이 인가될 수 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 각각의 전압이 58.8[V]라고 가정한다. 만약, 복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c)가 배터리 관리 장치(100)에 포함되지 않는다면, 제1 스위칭부(110a)에는 제1 배터리 모듈(10a), 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c)의 전압 176.4[V]가 인가되고, 200[V]급 릴레이의 적용이 요구될 수 있다. 또한, 200[V]급 릴레이에 대응되는 사양을 가진 저항이 요구될 수 있다.
그리고, 제2 스위칭부(110b)에는 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c)의 전압 117.6[V]가 인가되고, 150[V]급 릴레이의 적용이 요구될 수 있다. 또한, 150[V]급 릴레이에 대응되는 사양을 가진 저항이 요구될 수 있다.
또한, 제3 스위칭부(110c)에는 제3 배터리 모듈(10c)의 전압 58.8[V]가 인가되고, 100[V]급 릴레이의 적용이 요구될 수 있다. 또한, 100[V]급 릴레이에 대응되는 사양을 가진 저항이 요구될 수 있다.
반면, 도 2의 실시예와 같이, 복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c)가 배터리 관리 장치(100)에 포함되는 경우에 있어서, 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 각각의 전압이 58.8[V]라고 가정한다. 이 경우, 제1 스위칭부(110a), 제2 스위칭부(110b) 및 제3 스위칭부(110c) 각각에는 58.5[V]가 인가되기 때문에, 제1 스위칭부(110a), 제2 스위칭부(110b) 및 제3 스위칭부(110c) 각각에는 100[V]급 릴레이의 적용이 요구될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는, 폐회로를 형성하기 위한 복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c)를 포함함으로써, 고전위측에 연결된 스위칭부의 각 구성 요소들의 요구 사양을 낮출 수 있는 장점이 있다. 이로 인해, 대용량 저항 및 대전류용 릴레이를 배치하기 위한 넓은 공간을 확보할 필요성이 낮아져서, 배터리 관리 장치(100) 및 배터리 팩(1)의 공간이 효율적으로 사용될 수 있다.
또한, 저항 및 릴레이는 사양이 높아짐에 따라 가격도 상승할 수 밖에 없다. 따라서, 배터리 관리 장치(100)는 스위칭부(110)의 각 구성 요소들의 요구 사양을 낮출 수 있으므로, 배터리 관리 장치(100)의 생산 비용이 절감될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)은, 출력 전력은 높고, 크기는 간소화될 수 있다. 또한, 배터리 팩(1)의 생산 비용이 절감될 수 있는 장점이 있다.
한편, 배터리 관리 장치(100)에 구비된 제어부(130)는 본 발명에서 수행되는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어부(130)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 제어부(130)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 제어부(130) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(130)와 연결될 수 있다.
상기 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)는, 메인 릴레이(111a, 111b 및 111c), 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 및 프리차지 저항(113a, 113b 및 113c)을 각각 포함할 수 있다.
메인 릴레이(111a, 111b 및 111c)는 상기 메인 충방전 경로 상에 배치될 수 있다.
즉, 메인 릴레이(111a, 111b 및 111c)의 동작 상태에 따라 대응되는 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)이 배터리 팩(1)의 메인 충방전 경로에 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 메인 릴레이(111a, 111b 및 111c)의 동작 상태가 턴-온 상태일 경우, 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 중 대응되는 배터리 모듈은 배터리 팩(1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 제1 스위칭부(110a)는 제1 메인 릴레이(111a)를 포함하고, 제2 스위칭부(110b)는 제2 메인 릴레이(111b)를 포함할 수 있다. 또한, 제3 스위칭부(110c)는 제3 메인 릴레이(111c)를 포함할 수 있다. 제1 메인 릴레이(111a)의 동작 상태가 턴-온 상태이면, 제1 배터리 모듈(10a)은 메인 충방전 경로에 전기적으로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제2 메인 릴레이(111b) 및 제3 메인 릴레이(111c)의 동작 상태가 턴-온 상태이면, 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c)이 메인 충방전 경로에 전기적으로 연결될 수 있다.
프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 및 프리차지 저항(113a, 113b 및 113c)은 메인 릴레이(111a, 111b 및 111c)와 병렬로 연결될 수 있다.
구체적으로, 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)는 상기 메인 충방전 경로에 병렬로 연결된 프리차지 경로 상에 배치될 수 있다. 그리고, 프리차지 저항(113a, 113b 및 113c)은 상기 프리차지 경로 상에 배치되어 대응되는 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)와 직렬로 연결될 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하여 제1 스위칭부(110a)에 포함된 제1 프리차지 릴레이(112a), 제1 프리차지 저항(113a) 및 제1 메인 릴레이(111a)의 연결 관계를 살펴보면, 제1 프리차지 릴레이(112a)의 일단은 제1 메인 릴레이(111a)의 일단에 직접 연결될 수 있다. 그리고, 제1 프리차지 릴레이(112a)의 타단은 제1 프리차지 저항(113a)의 일단과 직렬로 직접 연결되고, 제1 프리차지 저항(113a)의 타단은 제1 메인 릴레이(111a)의 타단에 직접 연결될 수 있다.
그리고, 제2 스위칭부(110b)에 포함된 제2 프리차지 릴레이(112b), 제2 프리차지 저항(113b)는 제2 메인 릴레이(111b)에 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 제3 스위칭부(110c)에 포함된 제3 프리차지 릴레이(112c), 제3 프리차지 저항(113c)는 제3 메인 릴레이(111c)에 병렬로 연결될 수 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 동작 상태를 제어하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)와 라인을 통해 전기적으로 연결되어, 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 동작 상태를 제어하는 제어 명령을 상기 라인에 출력할 수 있다. 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 각각은 제어부(130)로부터 출력된 제어 명령을 수신하고, 수신한 제어 명령에 대응되도록 동작 상태가 전환될 수 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 제어부(130)는 제1 제어 라인(CL1)을 통해 제1 스위칭부(110a)와 연결될 수 있다. 또한, 제어부(130)는 제2 제어 라인(CL2)을 통해 제2 스위칭부(110b)와 연결되고, 제3 제어 라인(CL3)을 통해 제3 스위칭부(110c)와 연결될 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 제1 제어 라인(CL1), 제2 제어 라인(CL2) 및 제3 제어 라인(CL3) 각각에 제어 명령을 출력하여, 제1 프리차지 릴레이(112a), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c) 각각의 동작 상태를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 스위칭부(110)에 포함된 메인 릴레이(111a, 111b 및 111c)의 동작 상태도 제어할 수 있다. 예컨대, 도 2의 실시예에서, 제어부(130)는 제1 제어 라인(CL1), 제2 제어 라인(CL2) 및 제3 제어 라인(CL3) 각각에 제어 명령을 출력하여, 제1 메인 릴레이(111a), 제2 메인 릴레이(111b) 및 제3 메인 릴레이(111c) 각각의 동작 상태를 제어할 수도 있다.
제어부(130)는 상기 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)과 상기 메인 충방전 경로 간의 연결을 온오프시키도록 구성될 수 있다.
도 2의 실시예에서, 제어부(130)에 의해서 제1 프리차지 릴레이(112a)의 동작 상태가 턴-온 상태로 제어되면, 제1 배터리 모듈(10a)과 메인 충방전 경로 간의 연결이 ON 될 수 있다. 반대로, 제어부(130)에 의해서 제1 프리차지 릴레이(112a)의 동작 상태가 턴-오프 상태로 제어되면, 제1 배터리 모듈(10a)과 메인 충방전 경로 간의 연결이 OFF 될 수 있다. 그리고, 배터리 모듈이 메인 충방전 경로에 연결되면, 메인 충방전 경로에 연결된 배터리 모듈로부터 커패시터(20)로 전류가 흐르기 때문에, 커패시터(20)가 충전(프리차지)될 수 있다.
예컨대, 커패시터(20)가 아직 프리차지되지 않은 상태라고 가정한다. 이러한 경우에 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+) 및 음극 단자(P-)에 부하가 연결되고, 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 중 적어도 하나가 메인 충방전 경로에 연결되면, 부하측으로 돌입 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)의 동작 상태를 제어하여 커패시터(20)를 먼저 프리차지시킬 수 있다. 바람직하게는, 제어부(130)는 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)에 포함된 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 동작 상태를 제어함으로써, 커패시터(20)를 프리차지시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 각각의 동작 상태를 제어함으로써, 커패시터(20)를 프리차지시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 배터리 관리 장치(100)는 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 각각에 대응되는 스위칭부(110)에 포함되는 릴레이 및 저항의 요구 사양을 대폭 낮출 수 있는 장점이 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 배터리 관리 장치(100)는 제1 스위칭부(110a)에 구비된 제1 메인 릴레이(111a), 제1 프리차지 릴레이(112a) 및 제1 프리차지 저항(113a)의 요구 사양을 낮출 수 있다. 또한, 배터리 관리 장치(100)는 제2 스위칭부(110b)에 구비된 제2 메인 릴레이(111b), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제2 프리차지 저항(113b)의 요구 사양을 낮출 수 있다. 또한, 배터리 관리 장치(100)는 제3 스위칭부(110c)에 구비된 제3 메인 릴레이(111c), 제3 프리차지 릴레이(112c) 및 제3 프리차지 저항(113c)의 요구 사양을 낮출 수 있다.
상기 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)는, 일단이 상기 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 중 대응되는 배터리 모듈의 일단에 각각 연결되도록 구성될 수 있다. 즉, 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 각각의 일단은 대응되는 배터리 모듈의 양극 단자 또는 음극 단자에 직접 연결될 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 각각의 일단은 대응되는 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)의 양극 단자에 직접 연결될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)는, 타단이 상기 복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c) 중 대응되는 다이오드의 일단에 각각 연결되도록 구성될 수 있다. 즉, 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 각각의 타단은 대응되는 다이오드의 양극 측 또는 음극 측에 직접 연결될 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 각각의 타단은 대응되는 다이오드(120a, 120b 및 120c)의 음극 측에 직접 연결될 수 있다.
상기 복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c)는, 타단이 상기 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 중 대응되는 배터리 모듈의 타단에 연결되도록 구성될 수 있다. 즉, 복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c) 각각의 일단은 대응되는 스위칭부와 직접 연결되고, 타단은 대응되는 배터리 모듈과 직접 연결될 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c) 각각의 일단은 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 중 대응되는 스위칭부와 직접 연결될 수 있다. 또한, 복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c) 각각의 타단은 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 중 대응되는 배터리 모듈의 음극 단자에 직접 연결될 수 있다.
즉, 배터리 모듈(10)과 대응되는 스위칭부(110)는 서로 직렬로 직접 연결되고, 다이오드(120)는 대응되는 배터리 모듈(10) 및 스위칭부(110)에 병렬로 직접 연결될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 대응되는 배터리 모듈(10) 및 대응되는 스위칭부(110)에 병렬로 연결된 다이오드(120)를 구비함으로써, 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 각각에 인가되는 전압을 낮출 수 있다. 따라서, 배터리 팩(1)의 출력 전압은 유지되면서, 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)에 포함된 메인 릴레이(111a, 111b 및 111c), 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 및 프리차지 저항(113a, 113b 및 113c)의 요구 사양이 낮아질 수 있는 장점이 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 각각에 포함된 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 동작 상태를 소정의 조건에 따라 순차적으로 턴-온 상태로 제어하여, 상기 커패시터(20)를 충전시키도록 구성될 수 있다.
여기서, 소정의 조건이란 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 각각이 제어부(130)에 의해 선택될 수 있는 조건으로서, 예컨대, 대응되는 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)의 온도, 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)의 전압, 또는 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 각각의 상태 제어 이력에 따른 조건일 수 있다. 소정의 조건에 따라 제어부(130)가 동작 상태를 먼저 제어할 프리차지 릴레이를 선택하는 실시예에 대해서는 구체적으로 후술한다.
제어부(130)는 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 중에서 소정의 조건에 따라 스위칭부를 적어도 하나씩 선택하고, 선택한 스위칭부에 포함된 프리차지 릴레이의 동작 상태를 턴-온 상태로 제어할 수 있다. 바람직하게, 제어부(130)는 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 중에서 소정의 조건에 따라 스위칭부를 하나씩 선택할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)의 제1 동작 구성을 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 3은 제어부(130)가 제3 프리차지 릴레이(112c)의 동작 상태를 턴-온 상태로 제어한 예시이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)의 제2 동작 구성을 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 4는 제어부(130)가 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c)의 동작 상태를 턴-온 상태로 제어한 예시이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)의 제3 동작 구성을 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 5는 제어부(130)가 제1 프리차지 릴레이(112a), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c)의 동작 상태를 턴-온 상태로 제어한 예시이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 화살표는 제1 배터리 모듈(10a), 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c) 중 적어도 하나 이상에서 출력되는 전류의 흐름일 수 있다.
예컨대, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1 동작 구성, 제2 동작 구성 및 제3 동작 구성이 시간의 흐름에 따라 동작될 수 있다. 즉, 제어부(130)가 소정의 조건에 따라 제3 프리차지 릴레이(112c)의 동작 상태를 가장 먼저 턴-온 상태로 제어하고, 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제1 프리차지 릴레이(112a)의 동작 상태를 순차적으로 턴-온 상태로 제어할 수 있다.
이러한 경우에, 도 3에 도시된 바와 같이, 커패시터(20)는 제3 배터리 모듈(10c)에서 출력된 전류에 의해 먼저 프리차지될 수 있다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 커패시터(20)는 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c)에서 출력된 전류에 의해 프리차지될 수 있다. 마지막으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 커패시터(20)는 제1 배터리 모듈(10a), 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c)에서 출력된 전류에 의해 프리차지될 수 있다.
다만, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 달리, 제어부(130)는 제1 프리차지 릴레이(112a) 또는 제2 프리차지 릴레이(112b)의 동작 상태를 먼저 턴-온 상태로 제어할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 소정의 조건에 따라서 동작 상태를 제어할 프리차지 릴레이를 선택할 수 있기 때문에, 대응되는 배터리 모듈의 상태를 고려하여 커패시터(20)를 프리차지시킬 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 전압 측정부(140)를 더 포함할 수 있다.
전압 측정부(140)는 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)의 양단 전위를 측정함으로써, 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 각각의 전압을 측정할 수 있다. 여기서, 전압 측정부(140)가 측정하는 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)의 전압은 개방 전압(OCV)일 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 전압 측정부(140)는 제1 센싱 라인(SL1) 및 제2 센싱 라인(SL2)을 통해 제1 배터리 모듈(10a)의 양단 전위를 측정하고, 측정한 양단 전위의 차이를 구해서 제1 배터리 모듈(10a)의 전압을 측정할 수 있다. 또한, 전압 측정부(140)는 제3 센싱 라인(SL3) 및 제4 센싱 라인(SL4)을 통해 제2 배터리 모듈(10b)의 양단 전위를 측정하고, 측정한 양단 전위의 차이를 구해서 제2 배터리 모듈(10b)의 전압을 측정할 수 있다. 또한, 전압 측정부(140)는 제5 센싱 라인(SL5) 및 제6 센싱 라인(SL6)을 통해 제3 배터리 모듈(10c)의 양단 전위를 측정하고, 측정한 양단 전위의 차이를 구해서 제3 배터리 모듈(10c)의 전압을 측정할 수 있다.
그리고, 상기 전압 측정부(140)는 측정 결과를 상기 제어부(130)에게 송신하도록 구성될 수 있다.
전압 측정부(140)와 제어부(130)는 서로 유선 또는 무선으로 연결되어 있을 수 있다. 바람직하게, 전압 측정부(140)는 제어부(130)와 유선 라인을 통해 연결될 수 있다. 전압 측정부(140)는 상기 유선 라인을 통해서 제어부(130)에게 측정 결과를 송신할 수 있다.
예컨대, 전압 측정부(140)는 제1 배터리 모듈(10a)의 전압에 대한 측정 결과, 제2 배터리 모듈(10b)의 전압에 대한 측정 결과 및 제3 배터리 모듈(10c)의 전압에 대한 측정 결과를 제어부(130)에게 송신할 수 있다.
상기 제어부(130)는 상기 전압 측정부(140)로부터 상기 측정 결과를 수신하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제어부(130)는 전압 측정부(140)와 연결된 유선 라인을 통해서 입력되는 신호를 수신하고, 수신한 신호를 판독하여 전압 측정부(140)가 측정한 측정 결과를 획득할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 수신한 측정 결과에 기반하여 상기 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 중에서 상기 동작 상태를 제어할 프리차지 릴레이의 순번을 설정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제어부(130)는 전압이 가장 큰 배터리 모듈에 대응되는 프리차지 릴레이에 대해서, 동작 상태 제어의 우선 순위를 높게 설정할 수 있다.
배터리 모듈의 전압(개방 전압)은 배터리 모듈의 충전 상태(SOC)와 일대일 관계에 있기 때문에, 제어부(130)는 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 중에서 전압 측정부(140)에 의해 측정된 전압이 클수록 충전 상태가 높다고 추정할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)의 전압에 기반하여 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 각각의 순번을 설정함으로써, 대응되는 배터리 모듈의 전압이 큰 순서대로 프리차지 릴레이에 대한 동작 상태 제어의 우선 순위를 높게 설정할 수 있다.
예컨대, 도 3 내지 도 5의 실시예에서, 제1 배터리 모듈(10a)의 전압이 가장 작게 측정되었고, 제3 배터리 모듈(10c)의 전압이 가장 크게 측정되었다고 가정한다. 이 경우, 제어부(130)는 대응되는 배터리 모듈의 전압에 따라서, 제3 프리차지 릴레이(112c)의 순번을 1로 설정하고, 제2 프리차지 릴레이(112b)의 순번을 2로 설정하며, 제1 프리차지 릴레이(112a)의 순번을 3으로 설정할 수 있다.
제어부(130)는 설정된 순번에 따라서 상기 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태를 순차적으로 제어하도록 구성될 수 있다. 즉, 제어부(130)는 설정된 순번에 따라서, 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 동작 상태를 턴-온 상태로 제어할 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예와 같이, 제어부(130)가 제3 프리차지 릴레이(112c)의 순번을 1로 설정하고, 제2 프리차지 릴레이(112b)의 순번을 2로 설정하며, 제1 프리차지 릴레이(112a)의 순번을 3으로 설정하였다고 가정한다. 제어부(130)는 커패시터(20)를 프리차지시키기 위하여, 제3 프리차지 릴레이(112c)의 동작 상태를 먼저 턴-온 상태로 제어한 후, 제2 프리차지 릴레이(112b)의 동작 상태를 턴-온 상태로 제어할 수 있다. 그 후, 제어부(130)는 제1 프리차지 릴레이(112a)의 동작 상태를 턴-온 상태로 제어할 수 있다. 이 경우, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 커패시터(20)가 프리차지될 수 있다.
또한, 제어부(130)는 배터리 모듈(10)의 전압에 따라서 프리차지 릴레이의 동작 상태를 제어할 순번을 설정하기 때문에, 커패시터(20)를 프리차지시키는 동시에, 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 간의 밸런싱이 이루어지게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 커패시터(20) 프리차지와 배터리 모듈(10)의 밸런싱을 동시에 수행함으로써, 배터리 팩(1)에 대한 안정성을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 배터리 관리 장치(100)는 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 간의 충전 상태에 대한 불균형을 해소함으로써, 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)의 수명을 연장시키고, 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c)의 성능 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 온도 측정부(150)를 더 포함할 수 있다.
온도 측정부(150)는 상기 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 각각의 온도를 측정하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 온도 측정부(150)는, 일반적인 온도 센서를 구비하여, 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 각각의 온도를 측정할 수 있다.
도 2를 참조하면, 온도 측정부(150)는 제7 센싱 라인(SL7)을 통해서 제1 배터리 모듈(10a)의 온도를 측정하고, 제8 센싱 라인(SL8)을 통해서 제2 배터리 모듈(10b)의 온도를 측정할 수 있다. 또한, 온도 측정부(150)는 제9 센싱 라인(SL9)을 통해서 제3 배터리 모듈(10c)의 온도를 측정할 수 있다.
그리고, 온도 측정부(150)는 측정 결과를 상기 제어부(130)에게 송신하도록 구성될 수 있다.
온도 측정부(150)는 전압 측정부(140)와 마찬가지로, 제어부(130)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 측정 결과를 제어부(130)에게 송신할 수 있다. 바람직하게, 온도 측정부(150)와 제어부(130)는 유선 라인을 통해 서로 연결될 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 온도 측정부(150)는 A 라인을 통해서 제어부(130)와 연결될 수 있다. 그리고, 온도 측정부(150)는 복수의 배터리 모듈(10a, 10b 및 10c) 각각의 온도를 측정한 측정 결과를 A 라인을 통해서 제어부(130)에게 송신할 수 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 온도 측정부(150)로부터 상기 측정 결과를 수신하도록 구성될 수 있다.
그리고, 제어부(130)는, 수신한 측정 결과에 기반하여 상기 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 중에서 상기 동작 상태를 제어할 프리차지 릴레이의 순번을 설정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제어부(130)는 대응되는 배터리 모듈(10)의 온도가 가장 큰 프리차지 릴레이에 대해서, 동작 상태 제어의 우선 순위를 높게 설정할 수 있다. 즉, 상술한 소정의 조건은 대응되는 배터리 모듈(10)의 온도가 높을수록 높은 우선 순위가 설정되도록 설정된 조건일 수 있다.
일반적으로, 배터리 팩(1)이 제품에 구비된 경우, 상기 제품의 구동 준비 단계에서 프리차지가 수행될 수 있다. 즉, 배터리 팩(1)에 구비된 배터리 모듈(10)이 방전되어 제품이 본격적으로 구동되기 전에 프리차지가 먼저 수행될 수 있다.
제어부(130)는 커패시터(20)의 프리차지가 수행되기 전에, 배터리 모듈(10)의 온도가 높으면 해당 배터리 모듈(10)의 내부 에너지가 높은 상태라고 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 온도가 높은 배터리 모듈(10)의 내부 에너지를 낮추기 위하여, 온도가 높은 배터리 모듈(10)에 대응되는 프리차지 릴레이에 대한 동작 상태 제어의 우선 순위를 높게 설정할 수 있다.
예컨대, 도 3 내지 도 5의 실시예에서, 제1 배터리 모듈(10a)의 온도가 가장 낮게 측정되었고, 제3 배터리 모듈(10c)의 온도가 가장 높게 측정되었다고 가정한다. 이 경우, 제어부(130)는 대응되는 배터리 모듈의 온도에 따라서, 제3 프리차지 릴레이(112c)의 순번을 1로 설정하고, 제2 프리차지 릴레이(112b)의 순번을 2로 설정하며, 제1 프리차지 릴레이(112a)의 순번을 3으로 설정할 수 있다.
또한, 제어부(130)는, 설정된 순번에 따라서 상기 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 동작 상태를 순차적으로 제어하도록 구성될 수 있다.
제어부(130)는 설정된 순번이 빠른 프리차지 릴레이부터 동작 상태를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 동작 상태 제어에 대한 우선순위가 높은 프리차지 릴레이부터 동작 상태를 제어할 수 있다.
예컨대, 제어부(130)가 제3 프리차지 릴레이(112c)의 순번을 1로 설정하고, 제2 프리차지 릴레이(112b)의 순번을 2로 설정하며, 제1 프리차지 릴레이(112a)의 순번을 3으로 설정하였다고 가정한다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 제3 프리차지 릴레이(112c)의 동작 상태가 먼저 턴-온 상태로 제어되고, 뒤를 이어서 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제1 프리차지 릴레이(112a)의 동작 상태가 턴-온 상태로 제어될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 측정된 온도가 높은 배터리 모듈에 대응되는 프리차지 릴레이의 동작 상태를 먼저 제어함으로써, 배터리 모듈의 안정성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 저장부(160)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 저장부(160)는 배터리 관리 장치(100)의 각 구성요소가 동작 및 기능을 수행하는데 필요한 데이터나 프로그램 또는 동작 및 기능이 수행되는 과정에서 생성되는 데이터 등을 저장할 수 있다. 저장부(160)는 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 정보 저장 수단에는 RAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등이 포함될 수 있다. 또한, 저장부(160)는 제어부(130)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.
저장부(160)는 상기 커패시터(20)가 충전될 때, 상기 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 동작 상태가 제어된 순차 정보인 상태 제어 이력을 저장하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상태 제어 이력이란, 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)에 포함된 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)가 턴-온 상태로 제어된 순차 정보를 의미할 수 있다. 상태 제어 이력에 대해서는 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)에 저장된 상태 제어 이력의 예시를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 커패시터(20)에 대한 제1 프리차지 과정에서는, 제1 프리차지 릴레이(112a), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c) 순으로 동작 상태가 제어되었다. 커패시터(20)에 대한 제2 프리차지 과정에서는, 제1 프리차지 릴레이(112a), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c)의 동작 상태가 동시에 제어되었다. 커패시터(20)에 대한 제3 프리차지 과정에서는, 제1 프리차지 릴레이(112a), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c) 순으로 동작 상태가 제어되었다.
저장부(160)에는 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 동작 상태가 제어된 순차 정보의 합이 저장될 수 있다. 즉, 저장부(160)에 저장된 제1 프리차지 릴레이(112a)의 순차 정보는 3이고, 제2 프리차지 릴레이(112b)의 순차 정보는 5이고, 제3 프리차지 릴레이(112c)의 순차 정보는 7일 수 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 저장부(160)에 저장된 상태 제어 이력에 기반하여, 상기 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 중에서 상기 동작 상태를 제어할 프리차지 릴레이의 순번을 설정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 각각의 동작 상태가 제어된 순서를 균등하게 하기 위하여, 저장부(160)에 저장된 상태 제어 이력에 기반하여 동작 상태를 제어할 프리차지 릴레이의 순번을 설정할 수 있다.
예컨대, 도 6을 참조하면, 제어부(130)는 제4 프리차지 과정에서, 제3 프리차지 릴레이(112c)의 순번을 1로 설정하고, 제2 프리차지 릴레이(112b)의 순번을 2로 설정하며, 제1 프리차지 릴레이(112a)의 순번을 3으로 설정할 수 있다.
제어부(130)는 설정된 순번에 따라서 상기 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 동작 상태를 순차적으로 제어하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 프리차지 릴레이가 턴-온 상태로 전환될 때 돌입 전류가 흐르면, 순간적으로 프리차지 릴레이에 과전류가 흘러, 프리차지 릴레이가 손상될 수 있다. 즉, 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 동작 상태 제어 순서가 가변적이지 않고 고정되어 있다면, 가장 먼저 턴-온 상태로 전환되는 프리차지 릴레이는 가장 마지막에 턴-온 상태로 전환되는 프리차지 릴레이보다 손상의 정도가 심할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는, 저장된 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 상태 제어 이력에 기반하여 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 동작 상태 전환 순서를 균등하게 제어함으로써, 특정 프리차지 릴레이에 손상이 집중되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 상태가 균등하게 유지될 수 있기 때문에, 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 손상 및 오작동 빈도수가 효과적으로 감소될 수 있는 장점이 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 상태 제어 이력을 참조하여 상기 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)에 포함된 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 각각이 턴-온 상태로 제어된 순차 정보를 획득하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 6을 참조하면, 제어부(130)는 저장부(160)에 저장된 순차 정보를 획득할 수 있다. 획득된 순차 정보는, 제1 프리차지 릴레이(112a)가 3, 제2 프리차지 릴레이(112b)가 5, 제3 프리차지 릴레이(112c)가 7일 수 있다.
제어부(130)는 획득된 순차 정보를 정렬한 결과에 기반하여 상기 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 순번을 설정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 6을 참조하면, 제어부(130)는 획득한 순차 정보에 기반하여, 제1 프리차지 릴레이(112a)가 가장 먼저 턴-온 상태로 제어된 횟수가 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c)가 가장 먼저 턴-온 상태로 제어된 횟수보다 많다고 판단할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 획득한 순차 정보에 기반하여, 제3 프리차지 릴레이(112c)가 가장 먼저 턴-온 상태로 제어된 횟수가 제1 프리차지 릴레이(112a) 및 제2 프리차지 릴레이(112b)가 가장 먼저 턴-온 상태로 제어된 횟수보다 적다고 판단할 수 있다.
따라서, 제어부(130)는 제4 프리차지 과정에서는 제3 프리차지 릴레이(112c), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제1 프리차지 릴레이(112a) 순으로 동작 상태가 제어될 수 있도록, 순번을 설정할 수 있다.
이를 통해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 상태를 균등하게 유지시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서, 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 수명이 증가될 수 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c)에 포함된 복수의 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c)의 동작 상태를 동시에 턴-온 상태로 제어하여, 상기 커패시터(20)를 충전시키도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(130)에 의해 제1 프리차지 릴레이(112a), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c)의 동작 상태가 동시에 턴-온 상태로 제어될 수 있다. 여기서, 제어부(130)에서 출력된 턴-온 제어 명령이 제1 제어 라인(CL1), 제2 제어 라인(CL2) 및 제3 제어 라인(CL3)을 통과하여, 제1 프리차지 릴레이(112a), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c) 각각에 도달하는 시간은 동일한 것으로 가정한다.
도 5를 참조하면, 제어부(130)가 제1 프리차지 릴레이(112a), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c) 각각의 동작 상태를 턴-온 상태로 제어한 경우, 제1 배터리 모듈(10a), 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c)에서 출력된 전류는 메인 충방전 경로를 통해 커패시터(20)로 흐를 수 있다. 따라서, 커패시터(20)는 충전될 수 있다.
바람직하게, 제1 배터리 모듈(10a)에서 출력된 전류는, 제1 배터리 모듈(10a), 제1 스위칭부(110a), 커패시터(20), 제3 다이오드(120c), 및 제2 다이오드(120b)로 형성된 폐회로를 흐를 수 있다. 또한, 제2 배터리 모듈(10b)에서 출력된 전류는, 제2 배터리 모듈(10b), 제2 스위칭부(110b), 제1 다이오드(120a), 커패시터(20), 및 제3 다이오드(120c)로 형성된 폐회로를 흐를 수 있다. 또한, 제3 배터리 모듈(10c)에서 출력된 전류는, 제3 배터리 모듈(10c), 제3 스위칭부(110c), 제2 다이오드(120b), 제1 다이오드(120a), 및 커패시터(20)로 형성된 폐회로를 흐를 수 있다.
즉, 복수의 다이오드(120a, 120b 및 120c)에 의한 폐회로가 형성되었기 때문에, 제1 프리차지 릴레이(112a), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c)의 동작 상태가 동시에 턴-온 상태로 전환된 경우에도, 제1 프리차지 릴레이(112a), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c) 각각에 인가되는 전압은 대응되는 배터리 모듈(10)의 전압과 동일할 수 있다.
예컨대, 제1 배터리 모듈(10a), 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c)의 전압이 58.5[V]라고 가정하면, 제1 프리차지 릴레이(112a), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c)에 인가되는 전압은 58.5[V]로 동일할 수 있다.
따라서, 복수의 스위칭부(110a, 110b 및 110c) 각각에 포함되는 메인 릴레이(111a, 111b 및 111c), 프리차지 릴레이(112a, 112b 및 112c) 및 프리차지 저항(113a, 113b 및 113c)의 요구 사양은 낮아질 수 있다. 또한, 제1 프리차지 릴레이(112a), 제2 프리차지 릴레이(112b) 및 제3 프리차지 릴레이(112c)가 동시에 턴-온 상태로 제어되기 때문에, 커패시터(20)의 충전은 보다 신속하게 진행될 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 장치(100)는, BMS(Battery Management System)에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 배터리 관리 장치(100)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 배터리 관리 장치(100)의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 스위칭부, 다이오드, 제어부(130), 전압 측정부(140), 온도 측정부(150) 및 저장부(160)는 BMS의 구성요소로서 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치(100)는, 배터리 팩(1)에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 상술한 배터리 관리 장치(100) 및 하나 이상의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 팩(1)은, 전장품(릴레이, 퓨즈 등) 및 케이스 등을 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 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.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
1: 배터리 팩
10: 배터리 모듈
20: 커패시터
100: 배터리 관리 장치
110: 스위칭부
120: 다이오드
130: 제어부
140: 전압 측정부
150: 온도 측정부
160: 저장부

Claims (11)

  1. 복수의 배터리 모듈이 구비된 배터리 팩의 메인 충방전 경로 상에 병렬로 연결된 커패시터를 충전시키는 배터리 관리 장치에 있어서,
    상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대하여 직렬로 연결되도록 구성된 복수의 스위칭부;
    서로 대응되는 배터리 모듈 및 스위칭부에 병렬로 연결되고, 양극이 상기 대응되는 배터리 모듈의 음극 단자 측에 연결되고, 음극이 상기 대응되는 배터리 모듈의 양극 단자 측에 연결되도록 구성된 복수의 다이오드; 및
    상기 복수의 스위칭부의 동작 상태를 제어하여 상기 커패시터를 충전시키도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭부는,
    상기 메인 충방전 경로 상에 배치된 메인 릴레이; 상기 메인 충방전 경로에 병렬로 연결된 프리차지 경로 상에 배치된 프리차지 릴레이; 및 상기 프리차지 경로 상에 배치되어 상기 프리차지 릴레이와 직렬로 연결된 프리차지 저항을 각각 포함하도록 구성되고,
    상기 제어부는,
    상기 프리차지 릴레이의 동작 상태를 제어하여, 상기 복수의 배터리 모듈과 상기 메인 충방전 경로 간의 연결을 온오프시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭부는,
    일단이 상기 복수의 배터리 모듈 중 대응되는 배터리 모듈의 일단에 각각 연결되고, 타단이 상기 복수의 다이오드 중 대응되는 다이오드의 일단에 각각 연결되도록 구성되고,
    상기 복수의 다이오드는,
    타단이 상기 복수의 배터리 모듈 중 대응되는 배터리 모듈의 타단에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 스위칭부에 포함된 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태를 동시에 턴-온 상태로 제어하여, 상기 커패시터를 충전시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 스위칭부에 포함된 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태를 소정의 조건에 따라 순차적으로 턴-온 상태로 제어하여, 상기 커패시터를 충전시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 모듈 각각의 전압을 측정하고, 측정 결과를 상기 제어부에게 송신하도록 구성된 전압 측정부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 전압 측정부로부터 상기 측정 결과를 수신하고, 수신한 측정 결과에 기반하여 상기 복수의 프리차지 릴레이 중에서 상기 동작 상태를 제어할 프리차지 릴레이의 순번을 설정하고, 설정된 순번에 따라서 상기 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태를 순차적으로 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 모듈 각각의 온도를 측정하고, 측정 결과를 상기 제어부에게 송신하도록 구성된 온도 측정부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 온도 측정부로부터 상기 측정 결과를 수신하고, 수신한 측정 결과에 기반하여 상기 복수의 프리차지 릴레이 중에서 상기 동작 상태를 제어할 프리차지 릴레이의 순번을 설정하고, 설정된 순번에 따라서 상기 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태를 순차적으로 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 커패시터가 충전될 때, 상기 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태가 제어된 순차 정보인 상태 제어 이력을 저장하도록 구성된 저장부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 저장부에 저장된 상태 제어 이력에 기반하여, 상기 복수의 프리차지 릴레이 중에서 상기 동작 상태를 제어할 프리차지 릴레이의 순번을 설정하고, 설정된 순번에 따라서 상기 복수의 프리차지 릴레이의 동작 상태를 순차적으로 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 상태 제어 이력을 참조하여 상기 복수의 스위칭부에 포함된 프리차지 릴레이 각각이 턴-온 상태로 제어된 순차 정보를 획득하고, 획득된 순차 정보를 정렬한 결과에 기반하여 상기 복수의 프리차지 릴레이의 순번을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 BMS.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩.
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