KR20070029936A - 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법 - Google Patents

배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070029936A
KR20070029936A KR1020050084590A KR20050084590A KR20070029936A KR 20070029936 A KR20070029936 A KR 20070029936A KR 1020050084590 A KR1020050084590 A KR 1020050084590A KR 20050084590 A KR20050084590 A KR 20050084590A KR 20070029936 A KR20070029936 A KR 20070029936A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
battery
pack
output
current value
Prior art date
Application number
KR1020050084590A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100740106B1 (ko
Inventor
임계종
최수석
윤한석
서세욱
Original Assignee
삼성에스디아이 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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020050084590A priority Critical patent/KR100740106B1/ko
Publication of KR20070029936A publication Critical patent/KR20070029936A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100740106B1 publication Critical patent/KR100740106B1/ko

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]
    • 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
    • B60L2240/549—Current
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

배터리 관리 시스템의 구동방법은 전류센서에 존재하는 전류 오프셋을 효과적으로 보정할 수 있다.
먼저 상기 배터리 관리 시스템의 전원을 켤 때의 키온 팩전류값을 측정 전류오차로 결정한다. 그런 다음, 배터리에서 출력되는 팩전류를 측정하고 상기 측정된 팩전류에 상기 측정 전류 오차를 감산하여 보정 팩전류로서 출력한다.
BMS, 팩전류, 전류센서, 전류 오프셋

Description

배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법{Battery management system and driving method thereof}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리, BMS 및 BMS의 주변장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MCU를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 MCU를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 BMS의 구동방법을 순서대로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 BMS의 구동방법을 순서대로 보여주는 도면이다.
본 발명은 배터리 관리 시스템(Battery Management System)에 관한 것으로, 특히, 전기 에너지를 이용하는 자동차에 사용될 수 있는 배터리 관리 시스템 및 그 의 구동방법에 관한 것이다.
가솔린이나 중유를 주연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기오염 등 공해발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서 최근에는 공해발생을 줄이기 위하여, 전기 자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.
전기 자동차는 배터리(battery)에서 출력되는 전기에너지에 의해 동작하는 배터리 엔진을 이용하는 자동차이다. 이러한 전기 자동차는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지(cell)가 하나의 팩(pack)으로 형성된 배터리를 주동력원으로 이용하기 때문에 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 작은 장점이 있다.
한편, 하이브리드 자동차라 함은 내연 엔진을 이용하는 자동차와 전기 자동차의 중간 단계의 자동차로서, 두 가지 이상의 동력원, 예컨대 내연 엔진 및 배터리 엔진을 사용하는 자동차이다. 현재에는, 내연 엔진과 수소와 산소를 연속적으로 공급하면서 화학반응을 일으켜 직접 전기 에너지를 얻는 연료 전지를 이용하거나, 배터리와 연료 전지를 이용하는 등 혼합된 형태의 하이브리드 자동차가 개발되고 있다.
이와 같이 전기 에너지를 이용하는 자동차는 배터리의 성능이 자동차의 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 각 전지 셀의 성능이 뛰어나야 할 뿐만 아니라 각 전지 셀의 전압, 전체 배터리의 전압 및 전류 등을 측정하여 각 전지 셀의 충방전을 효율적으로 관리할 수 있는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, 이하 BMS)이 절실히 요구되는 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전류센서에 존재하는 전류 오프셋을 보정할 수 있는 배터리 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전류센서에 존재하는 전류 오프셋을 보정할 수 있는 배터리 관리 시스템의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 배터리 관리 시스템은 복수의 전지 셀이 하나의 팩으로 구성된 배터리를 관리하는 배터리 관리 시스템으로서,상기 배터리의 출력단자에 연결되어 배터리의 팩전류를 측정하고 상기 팩전류에 대응되는 전류값을 출력하는 전류센서; 상기 전류센서로부터 입력되는 전류값에 기초하여 상기 전류센서의 측정 전류 오차를 결정하고, 상기 측정 전류 오차를 상기 전류값에서 감산하여 보정 전류값을 출력하는 팩전류 보정부; 상기 팩전류 보정부로부터 출력된 보정 전류값에 기초하여 상기 배터리의 SOC를 추정하는 SOC 판정부; 및 상기 팩전류 보정부로부터 출력된 보정 전류값에 기초하여 상기 배터리의 SOH를 추정하는 SOH 판정부를 포함한다.
상기 팩전류 보정부는, 상기 배터리에서 출력되는 전류가 0 A 일 때 상기 전류센서로부터 출력되는 전류값을 상기 측정 전류 오차로 결정하는 측정 전류 오차 결정부; 및 상기 측정 전류 오차 결정부로부터 결정된 측정 전류 오차를 상기 측정 전류에서 감산하는 감산부를 포함할 수 있다.
상기 배터리에서 출력되는 전류가 0 A 일 때 전류값은 상기 배터리 관리 시 스템의 전원이 온 될 때의 전류값일 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 복수의 전지 셀이 하나의 팩으로 형성된 배터리에 연결된 배터리 관리 시스템으로서, 상기 배터리로부터 출력되는 팩전류를 검출하여 상기 팩전류에 대응하는 아날로그 전류신호를 출력하는 전류센서; 상기 아날로그 전류신호를 입력받아 디지털 전압신호로 변환하여 출력하는 센싱부; 및 상기 센싱부로부터 출력된 디지털 전압신호에 기초하여 상기 전류센서의 측정 전류 오차를 결정하고 상기 측정 전류 오차를 상기 디지털 전압신호에 감산하는 MCU를 포함한다.
상기 MCU는, 상기 배터리의 출력전류가 0 A 일 때 상기 센싱부로부터 출력된 디지털 전압신호를 상기 전류센서의 측정 전류 오차로 결정하는 전류오차 결정부; 및 상기 전류오차 결정부에서 결정된 측정 전류 오차의 감산을 수행하는 감산부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 배터리 관리 시스템의 구동방법은
a) 상기 배터리 관리 시스템의 전원을 켤 때의 키온 팩전류값을 측정하는 단계;
b) 상기 키온 팩전류값을 측정 전류오차로 결정하는 단계;
c) 배터리에서 출력되는 팩전류를 측정하는 단계; 및
d) 상기 측정된 팩전류에 상기 측정 전류오차를 감산하여 보정 팩전류값을 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 배터리 관리 시스템의 구동방법은
a) 배터리에서 출력되는 전류값을 측정하는 단계;
b) 상기 측정된 전류값이 상기 배터리의 출력전류가 0 A일 때의 전류값인지를 판단하는 단계;
c) 상기 측정된 전류값이 상기 배터리의 출력전류가 0 A일 때의 전류값이면 상기 측정된 전류값을 측정 전류 오차로 결정하는 단계; 및
d) 상기 측정된 전류값이 상기 배터리의 출력전류가 0 A일 때의 전류값이 아니면, 결정된 상기 측정 전류 오차를 상기 a) 단계에서 측정된 전류값에서 감산하는 단계를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리, BMS 및 BMS의 주변장치를 개략 적으로 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, BMS(1), 배터리(2), 전류센서(3), 냉각팬(4), 퓨즈(5) 및 메인 스위치(6)가 포함된다.
전류센서(3)는 배터리(2)의 출력전류 량을 측정하여 BMS(1)의 센싱부(10)로 출력한다. 구체적으로 전류센서(3)는 홀(Hall) 소자를 이용하여 전류를 측정하고 측정된 전류에 대응되는 아날로그 전류 신호로 출력하는 Hall CT(Hall current transformer)일 수 있다.
냉각팬(4)은 BMS(1)의 제어신호에 기초하여 배터리(2)의 충방전에 의해 발생할 수 있는 열을 냉각하여 온도 상승으로 인한 배터리(2)의 열화 및 충방전 효율의 저하를 방지한다. 퓨즈(5)는 배터리(2)의 단선 또는 단락에 의해 과전류가 자동차의 동력발생장치(미도시)에 전달되는 것을 방지한다. 즉 과전류가 발생하면 퓨즈(5)는 단선되어 과전류의 전달을 차단한다. 메인 스위치(6)는 과전압, 과전류, 고온 등 이상 현상이 발생하면 BMS(1)의 제어신호에 기초하여 배터리(2)를 온오프 한다.
배터리(2)는 서로 직렬로 연결되는 8개의 서브팩(sub-pack, 2a ~ 2h), 줄력단자(2_OUT1), 출력단자(2_OUT2) 및 서브팩(2d)과 서브팩(2e) 사이에 마련되는 안전스위치(2_SW)를 포함한다. 서브팩(2a)은 서로 직렬로 연결된 5개의 2차 전지 셀을 포함한다. 마찬가지로 각 서브팩(2b ~ 2h)은 각각 5개의 2차 전지 셀을 포함하여 결국 배터리(2)는 총 40개의 전지 셀을 포함한다.
여기서 서브팩은 본 제1 실시예의 설명의 편의를 위하여 5개의 2차 전지를 하나의 그룹으로 표시한 것에 불과한 것이고, 배터리(2)는 서브팩(2a ~ 2h) 없이 40개의 2차 전지 셀이 직접 연결될 수도 있다.
출력단자(2_OUT1) 및 출력단자(2_OUT2)는 자동자의 동력발생장치(미도시)와 연결되어 자동차 엔진에 전기에너지를 공급한다. 안전 스위치(2_SW)는 서브팩(2d)과 서브팩(2e) 사이에 마련되는 스위치로서 배터리를 교체하거나 배터리에 대한 작업을 수행할 때 작업자의 안전을 위하여 수동적으로 온 오프할 수 있는 스위치이다. 본 제1 실시예에서는 서브팩(2d)과 서브팩(2e) 사이에 안전 스위치(2_SW)가 마련되나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
BMS(1)는 센싱부(10), MCU(Main control unit, 20), 내부전원 공급부(30), 셀밸런싱부(40), 저장부(50), 통신부(60), 보호회로부(70), 파워온 리셋부(80) 및 외부인터페이스(90)를 포함한다.
센싱부(10)는 배터리 전체 팩전류, 배터리 전체 팩전압, 각 전지 셀전압, 셀온도 및 주변온도를 측정하고, 측정된 값들을 디지털 데이터로 변환하여 MCU(20)에 전달한다.
MCU(20)는 센싱부(10)로부터 전달받은 배터리 전체 팩전류, 배터리 전체 팩전압, 각 전지 셀전압, 셀온도 및 주변온도에 대응되는 디지털 데이터에 기초하여 배터리(2)의 충전상태(state of charging, 이하 SOC), 건강상태(state of health, 이하 SOH) 등을 추정하여 배터리(2)의 충방전을 제어한다.
내부전원 공급부(30)는 일반적으로 보조 배터리를 이용하여 BMS(1)에 전원을 공급하는 장치이다.
셀밸런싱부(40)는 각 셀의 충전상태의 균형을 맞춘다. 즉, 충전상태가 비교적 높은 셀은 방전시키고 충전상태가 비교적 낮은 셀은 충전시킬 수 있다.
저장부(50)는 BMS(1)의 전원이 오프될 때, 현재의 SOC, SOH 등의 데이터들을 저장한다. 여기서 저장부(50)는 전기적으로 쓰고 지울 수 있는 비휘발성 저장장치로서 EEPROM일 수 있다.
통신부(60)는 자동차의 동력발생장치의 제어부와 통신을 수행한다.
보호회로부(70)는 펌웨어(firm ware)를 이용하여 외부의 충격, 과전류, 저전압 등으로부터 BMS(1)를 보호하기 위한 회로이다.
파워온 리셋부(80)는 BMS(1)의 전원이 켜지면 전체 시스템을 리셋한다.
외부 인터페이스(90)는 냉각팬(4), 메인 스위치(6) 등 BMS의 보조장치들을 MCU(20)에 연결하기 위한 장치이다. 본 실시에에서는 냉각팬(4) 및 메인 스위치(6)만이 도시되었지만 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱부(10)를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 센싱부(10)는 제어신호 생성부(110), 셀전압 측정부(120), A/D 컨버터(160), 팩전압 측정부(130), 팩전류 측정부(140) 및 온도 측정부(150)를 포함한다.
제어신호 생성부(110)는 셀전압 측정부(120)에서 40개의 전지 셀의 전압을 순차적으로 측정할 수 있도록 제어신호를 생성하여 셀전압 측정부(120)로 출력한다.
셀전압 측정부(120)는 배터리(2)의 40개의 전지 셀의 아날로그 전압을 측정하여 A/D 컨버터(160)로 출력한다.
팩전압 측정부(130)는 배터리(2)의 출력단자(2_OUT1, 도 1 참조)와 출력단자(2_OUT2) 사이의 아날로그 전압값을 측정하여 A/D 컨버터(160)로 출력한다.
팩전류 측정부(140)는 전류센서(3, 도 1참조)로부터 출력된 아날로그 전류 신호를 입력받아 아날로그 전압신호로 변환하여 A/D 컨버터(160)로 출력한다.
A/D 컨버터(160)는 셀전압 측정부(120), 팩전압 측정부(130), 팩전류 측정부(140)로부터 입력받은 아날로그 값들을 디지털 데이터로 변환하여 MCU(20, 도 1 참조)로 출력한다.
온도 측정부(150)는 배터리(2) 내의 온도 및 주변 환경 온도를 측정한 디지털 값을 MCU(20)로 출력한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MCU(20)를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, MCU(20)는 수신부(21), 팩전류 보정부(22), SOC 판정부(23) 및 SOH 판정부(24)를 포함한다. 수신부(21)는 센싱부(10)로부터 배터리 전체 팩전류, 배터리 전체 팩전압, 각 전지 셀전압, 셀온도 및 주변온도를 수신한다.
팩전류 보정부(22)는 전류센서(3)에서 측정된 팩전류 값의 오차를 보정한다. 구체적으로, 전류센서(3)는 각 센서의 전류 측정 방법 또는 소자 등의 특성에 따라 오프셋 전류값을 갖는다. 따라서 팩전류 보정부(22)는 전류센서(3)에서 측정된 전 류값이 특정 범위에 해당하면 전류값을 강제로 '0 A'로 설정하여 전류 센서(3)가 갖는 전류 오프셋을 보정하는 전류 오프셋 설정부(22a)를 포함한다. 전류센서(3)에서 측정되는 전류값은 저전류에서는 그 측정 오차가 커서 실제 전류값이라고 보기 어렵다. 따라서 전류센서(3)에서 측정된 전류값이 특정 오프셋 범위 예컨대 -0.8 A ~ +0.8 A에 해당되면 측정 전류값 자체를 무시하고 전류값을 '0 A'로 설정한다. 여기서 -0.8 A ~ +0.8 A는 전류 데드 밴드(current dead band)라고 하며 그 절대값 0.8은 전류 센서(3)의 특성에 의해 결정될 수 있다.
SOC 판정부(23)는 팩전류 보정부(22)로부터 출력받은 전류값에 기초하여 배터리(2)의 충전상태를 추정한다.
SOH(24)는 팩전류 보정부(22)로부터 출력받은 전류값에 기초하여 배터리(2)의 건강 상태, 수명 등을 추정한다.
이와 같이, 특정 측정 오차가 큰 전류 데드 밴드에 해당하는 측정 전류값을 무시하는 오프셋 보정을 행함으로써 저전류에서 측정 오차를 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 MCU(200)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 제2 실시예는 배터리(2)의 팩전류가 0 A일 때 측정된 팩전류값을 이용하여 전류센서에 존재하는 전류 오프셋을 보정한다는 점이 제1 실시예와 다르다.
도 4에 도시된 바와 같이, MCU(200)는 수신부(210), 팩전류 보정부(220), SOC 판정부(230) 및 SOH 판정부(240)를 포함한다. 수신부(210)는 센싱부(10)로부터 배터리 전체 팩전류, 배터리 전체 팩전압, 각 전지 셀전압, 셀온도 및 주변온도를 수신한다.
팩전류 보정부(220)는 전류오차 결정부(221) 및 감산부(222)를 포함한다. 전류오차 결정부(221)는 BMS(1)의 전원이 온될 때 읽혀지는 팩전류 값을 측정 전류오차로 결정한다. 감산부(222)는 전류오차 결정부(221)에서 결정된 측정 전류오차를 실측된 전류값에 가산하여 실측 전류값을 보정한다.
SOC 판정부(230)는 팩전류 보정부(220)의 감산부(222)로부터 출력받은 보정 실측 전류값에 기초하여 배터리(2)의 충전상태를 추정한다.
SOH(240)는 팩전류 보정부(220)의 감산부(222)로부터 출력받은 보정 실측 전류값에 기초하여 배터리(2)의 건강 상태, 수명 등을 추정한다.
다음은 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 BMS의 구동방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 BMS의 구동방법을 순서대로 보여주는 도면이다.
먼저, 전류센서(3)에서 측정된 전류값을 센서부(10)를 통하여 수신부(210)에서 수신한다(S100). 다음에 전류오차 결정부(221)는 측정된 팩전류값이 배터리(2)로부터 출력되는 팩전류가 실질적으로 0 A일 때 측정된 팩전류인지를 판단한다(S120). 여기서 배터리(2)의 실질적인 출력전류가 0 A일 때 측정된 팩전류는 배터리(2)의 메인 스위치(6)가 오프일 때의 측정된 팩전류일 수 있다.
배터리(2)의 실질적인 출력전류가 0 A일 때 측정된 팩전류라고 판단되면, 전류오차 결정부(221)는 이 팩전류 값을 측정 전류오차로서 결정하고 감산부(222)에 전달한다(S120).
배터리(2)의 실질적인 출력전류가 0 A일 때 측정된 팩전류가 아니라고 판단되면, 감산부(222)에서 결정된 측정 전류오차를 측정된 전류값에 가산하여 실측된 전류값을 보정한다(S130).
예컨대 배터리(2)의 실질적인 출력전류가 0 A일 때 측정된 팩전류 값이 -1.5 A이고, 현재 측정된 전류가 5 A이면, 5 + 1.5 = 6.5 A를 팩전류값으로 출력한다(S140). 한편, 배터리(2)의 실질적인 출력전류가 0 A일 때 측정된 팩전류 값이 +1.5 A이고, 현재 측정된 전류가 5 A이면, 5 - 1.5 = 6.5 A를 팩전류로서 SOC 판정부(230) 및 SOH 판정부(240)로 출력한다(S140).
결국 배터리(2)의 실질적인 출력전류가 0 A일 때 측정된 팩전류 값을 측정 전류오차로서 결정하고 실측 전류값에서 감산, 즉 측정 전류오차 값의 부호를 바꾸어 실측 전류값에 가산함으로써 실측 전류를 보정한다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 배터리(2)의 실질적인 출력전류가 0 A일 때 측정된 팩전류 값을 전류오차로 결정하고 전류오차를 실측전류에 가산하는 방법으로 전류센서마다 존재하는 전류 오프셋을 보정함으로써 저전류 영역에서 측정된 전류에 대하여도 보정을 수행할 수 있다. 일반적으로 전류센서의 전류 오프셋은 선형성을 가지므로 측정된 팩전류에 일괄적으로 측정 오차 전류를 감산하는 방법으로 충분히 보정될 수 있다. 따라서 더욱 정확한 팩전류값을 얻을 수 있다. 또한 이러한 방법은 전류센서에 대한 별도의 실험 등을 하지 않고도 비교적 간단하게 전류 센서에 존재하는 전류 오프셋을 효과적으로 보정할 수 있다.
다음은 도 6을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 BMS의 구동방법에 대 하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 BMS의 구동방법을 순서대로 보여주는 도면이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 BMS의 구동방법은 BMS(1)의 전원이 온 될 때 읽혀지는 팩전류값을 측정 전류 오차로 결정한다는 점이 제2 실시예와 다르다.
먼저, BMS(1)을 키온(key on)하여 전원을 켠다(S200).
전류오차 결정부(221)는 키온 시에 전류 센서(3)로부터 읽혀지는 팩전류를 측정 전류 오차로 결정한다(S210).
그런 다음, 전류센서(3)는 팩전류를 측정하여 센싱부(10)를 통하여 MCU(20)의 수신부(210)로 전달한다(S220).
감산부(222)는 수신부(210)를 통하여 입력된 팩전류에 결정된 측정 전류 오차를 감산한다(S230).
이렇게 하여 전류센서(3)에서 측정된 팩전류값에 전류센서의 전류 오프셋에 의한 측정 오차를 보정한 팩전류를 SOC 판정부(230) 및 SOH 판정부(240)로 출력한다(S240).
이와 같이 제3 실시예에서는 측정된 팩전류가 배터리(2)로부터 출력되는 전류가 실질적으로 0 A일 때 읽혀지는 전류값인 지를 판단하는 별도의 과정 없이 BMS(1)의 전원이 온될 때 읽혀지는 팩전류값을 그대로 측정 전류 오차로 결정하고 이렇게 결정된 측정 전류 오차에 기초하여 팩전류를 보정한다. 따라서 BMS의 전원이 켜질 때 측정 전류 오차가 자동으로 결정되어 측정된 팩전류값에서 감산됨으로 써, 보다 편리하고 정확하게 전류센서마다 존재하는 전류 오프셋이 보정된 팩전류를 얻을 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명에 따르면, 전류 센서에 존재하는 전류 오프셋을 효과적으로 보정함으로써 정확한 팩전류를 얻을 수 있으며, 이러한 팩전류를 이용하여 보다 정밀하고 정확한 SOC 및 SOH를 추정할 수 있다.

Claims (8)

  1. 복수의 전지 셀이 하나의 팩으로 구성된 배터리를 관리하는 배터리 관리 시스템에 있어서,
    상기 배터리의 출력단자에 연결되어 배터리의 팩전류를 측정하고 상기 팩전류에 대응되는 전류값을 출력하는 전류센서;
    상기 전류센서로부터 입력되는 전류값에 기초하여 상기 전류센서의 측정 전류 오차를 결정하고, 상기 측정 전류 오차를 상기 전류값에서 감산하여 보정 전류값을 출력하는 팩전류 보정부;
    상기 팩전류 보정부로부터 출력된 보정 전류값에 기초하여 상기 배터리의 SOC를 추정하는 SOC 판정부; 및
    상기 팩전류 보정부로부터 출력된 보정 전류값에 기초하여 상기 배터리의 SOH를 추정하는 SOH 판정부
    를 포함하는 배터리 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팩전류 보정부는,
    상기 배터리에서 출력되는 전류가 0 A 일 때 상기 전류센서로부터 출력되는 전류값을 상기 측정 전류 오차로 결정하는 측정 전류 오차 결정부; 및
    상기 측정 전류 오차 결정부로부터 결정된 측정 전류 오차를 상기 측정 전류 에서 감산하는 감산부
    를 포함하는 배터리 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리에서 출력되는 전류가 0 A 일 때 전류값은 상기 배터리 관리 시스템의 전원이 온 될 때의 전류값인 배터리 관리 시스템.
  4. 복수의 전지 셀이 하나의 팩으로 형성된 배터리에 연결된 배터리 관리 시스템에 있어서,
    상기 배터리로부터 출력되는 팩전류를 검출하여 상기 팩전류에 대응하는 아날로그 전류신호를 출력하는 전류센서;
    상기 아날로그 전류신호를 입력받아 디지털 전압신호로 변환하여 출력하는 센싱부; 및
    상기 센싱부로부터 출력된 디지털 전압신호에 기초하여 상기 전류센서의 측정 전류 오차를 결정하고 상기 측정 전류 오차를 상기 디지털 전압신호에 감산하는 MCU
    를 포함하는 배터리 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 배터리의 출력전류가 0 A 일 때 상기 센싱부로부터 출력된 디지털 전압신호를 상기 전류센서의 측정 전류 오차로 결정하는 전류오차 결정부; 및
    상기 전류오차 결정부에서 결정된 측정 전류 오차의 감산을 수행하는 감산부를 포함하는 배터리 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배터리의 출력전류가 0 A 일 때는 상기 배터리 관리 시스템의 전원이 온 될 때인 배터리 관리 시스템.
  7. 배터리 관리 시스템의 구동방법에 있어서,
    a) 상기 배터리 관리 시스템의 전원을 켤 때의 키온 팩전류값을 측정하는 단계;
    b) 상기 키온 팩전류값을 측정 전류오차로 결정하는 단계;
    c) 배터리에서 출력되는 팩전류를 측정하는 단계; 및
    d) 상기 측정된 팩전류에 상기 측정 전류오차를 감산하여 보정 팩전류값을 출력하는 단계
    를 포함하는 배터리 관리 시스템의 구동방법.
  8. 배터리 관리 시스템의 구동방법에 있어서,
    a) 배터리에서 출력되는 전류값을 측정하는 단계;
    b) 상기 측정된 전류값이 상기 배터리의 출력전류가 0 A일 때의 전류값인지를 판단하는 단계;
    c) 상기 측정된 전류값이 상기 배터리의 출력전류가 0 A일 때의 전류값이면, 상기 측정된 전류값을 측정 전류 오차로 결정하는 단계; 및
    d) 상기 측정된 전류값이 상기 배터리의 출력전류가 0 A일 때의 전류값이 아니면, 결정된 상기 측정 전류 오차를 상기 a) 단계에서 측정된 전류값에서 감산하는 단계
    를 포함하는 배터리 관리 시스템의 구동방법.
KR1020050084590A 2005-09-12 2005-09-12 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법 KR100740106B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050084590A KR100740106B1 (ko) 2005-09-12 2005-09-12 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050084590A KR100740106B1 (ko) 2005-09-12 2005-09-12 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070029936A true KR20070029936A (ko) 2007-03-15
KR100740106B1 KR100740106B1 (ko) 2007-07-16

Family

ID=38101857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050084590A KR100740106B1 (ko) 2005-09-12 2005-09-12 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100740106B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102474118A (zh) * 2010-03-26 2012-05-23 三菱重工业株式会社 电池组及电池控制***
WO2013137672A1 (ko) * 2012-03-16 2013-09-19 주식회사 엘지화학 배터리 상태 추정 장치 및 방법
CN103713271A (zh) * 2013-12-13 2014-04-09 惠州市亿能电子有限公司 一种bms电流检测单元的自动校准设备及校准方法
US10048322B2 (en) 2015-07-02 2018-08-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Method of measuring battery pack current and correcting offsets of a current sensor
CN112339612A (zh) * 2019-08-07 2021-02-09 北京新能源汽车股份有限公司 一种蓄电池充电控制方法、装置及汽车

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200260814Y1 (ko) 2001-10-12 2002-01-24 한국전력공사 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치
JP3594947B2 (ja) * 2002-09-19 2004-12-02 東京エレクトロン株式会社 絶縁膜の形成方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102474118A (zh) * 2010-03-26 2012-05-23 三菱重工业株式会社 电池组及电池控制***
US8958934B2 (en) 2010-03-26 2015-02-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Battery pack and battery control system
WO2013137672A1 (ko) * 2012-03-16 2013-09-19 주식회사 엘지화학 배터리 상태 추정 장치 및 방법
CN103620432A (zh) * 2012-03-16 2014-03-05 株式会社Lg化学 用于估计电池状态的设备和方法
US10267864B2 (en) 2012-03-16 2019-04-23 Lg Chem, Ltd. Battery management system including apparatus for estimating battery state
CN103713271A (zh) * 2013-12-13 2014-04-09 惠州市亿能电子有限公司 一种bms电流检测单元的自动校准设备及校准方法
US10048322B2 (en) 2015-07-02 2018-08-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Method of measuring battery pack current and correcting offsets of a current sensor
CN112339612A (zh) * 2019-08-07 2021-02-09 北京新能源汽车股份有限公司 一种蓄电池充电控制方法、装置及汽车

Also Published As

Publication number Publication date
KR100740106B1 (ko) 2007-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100669476B1 (ko) 배터리의 ｓｏｃ보정 방법 및 이를 이용한 배터리 관리시스템
KR100669475B1 (ko) 배터리의 ｓｏｃ 보정 방법 및 이를 이용한 배터리 관리시스템
KR100859688B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
KR100805116B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그 구동방법
US7679329B2 (en) Method for compensating state of charge of battery, battery management system using the method, and hybrid vehicle having the battery management system
KR101908412B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그 시스템의 ｓｏｃ 값 보정 방법
KR100869801B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그 구동방법
KR100669477B1 (ko) 배터리의 ｓｏｃ 보정 방법 및 이를 이용한 배터리 관리시스템
US8111071B2 (en) Battery management system and driving method thereof
KR100804697B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
KR100796668B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
KR100740097B1 (ko) 배터리의 ｓｏｃ 추정 방법 및 이를 이용한 배터리 관리시스템
KR100814883B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
KR100839384B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그 구동방법
KR100839385B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
US7680613B2 (en) Battery management system (BMS) and driving method thereof
KR101041124B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그 구동 방법
KR100749422B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그 구동 방법
KR100740108B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 ｓｏｃ 판정 방법
KR20080039669A (ko) 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
KR100740106B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
KR100708854B1 (ko) 배터리의 ｓｏｃ 추정 방법 및 이를 이용한 배터리 관리시스템
KR100740113B1 (ko) 배터리의 수명 판정 방법 및 이를 이용한 배터리 관리시스템
KR20070079652A (ko) 배터리 관리 시스템 및 이의 잔존용량 리셋 방법
KR100786838B1 (ko) 배터리 관리 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130621

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140707

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150623

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee