KR20090014898A - Battery pack and method of controlling charging/discharging thereof - Google Patents

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KR20090014898A
KR20090014898A KR1020070079228A KR20070079228A KR20090014898A KR 20090014898 A KR20090014898 A KR 20090014898A KR 1020070079228 A KR1020070079228 A KR 1020070079228A KR 20070079228 A KR20070079228 A KR 20070079228A KR 20090014898 A KR20090014898 A KR 20090014898A
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Abstract

A battery pack and a control method of charging/discharging the same are provided to supply power source to a portable electronic instrument for the long time by successively charging/discharging battery cells which are more than 3 rows. A battery pack comprises a plurality of battery cells(10), a connecting switch(20), a controller(30), a voltage sensor(40) and a current sensor(50). A plurality of battery cells are parallely connected. A plurality of battery cells are charged or discharged with predetermined voltage. The connecting switch is serially connected to each battery cell row. The controller selectively controls on/off of the connecting switch according to the priority set up in advance and successively charges or discharges battery cell rows. The voltage sensor and the current sensor sense charge/discharge state of each battery cell row. The controller grasps the residual capacity of the battery cell row from the information of the current sensor and the voltage sensor.

Description

배터리팩과 이의 충방전제어방법{Battery pack and Method of controlling charging/discharging thereof}Battery pack and method of controlling charging / discharging

본 발명은 배터리팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수개의 병렬연결된 배터리셀을 순차적으로 충전 및 방전 할 수 있는 휴대용 전자기기의 배터리팩과 이의 충방전제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack, and more particularly, to a battery pack of a portable electronic device capable of sequentially charging and discharging several parallel-connected battery cells and a charge / discharge control method thereof.

최근에는 각종 휴대용 전자기기들의 사용이 늘고있다. 이에 발맞추어 휴대용 전자기기의 휴대성을 높이기 위하여 배터리의 사용시간을 연장하기 위한 노력이 계속되고 있다.Recently, the use of various portable electronic devices is increasing. In line with this, efforts have been made to prolong the use time of batteries in order to increase the portability of portable electronic devices.

이를 위하여 배터리는 배터리셀 보호회로와, 잔량 측정을 위한 각종 센서, 마이크로프로세서 등이 구비된 배터리팩의 형식으로 제조되고, 휴대용 전자기기에도 배터리의 사용시간 연장 및 전력소비 절약을 위한 각종 기술이 적용된다.To this end, the battery is manufactured in the form of a battery pack equipped with a battery cell protection circuit, various sensors for measuring the remaining amount, and a microprocessor, and various technologies for extending the use time of the battery and saving power consumption are applied to portable electronic devices. do.

그러나 기본적으로 배터리팩에 많은 배터리셀이 구비될수록 배터리팩의 사용시간이 연장된다. 따라서 배터리팩 내에 다수의 배터리셀이 구비되고, 특히 배터리셀들이 다수의 열로 병렬연결되어야 배터리 사용시간의 연장효과가 있다. Basically, however, as more battery cells are provided in the battery pack, the usage time of the battery pack is extended. Therefore, a plurality of battery cells are provided in the battery pack, and in particular, battery cells may be extended in parallel when a plurality of rows are connected in parallel.

하지만 기존의 휴대용 전자기기에 구비되는 배터리팩에는 배터리셀이 단일연 결되거나 2열로 병렬연결되는 경우가 대부분이었다. 3열 이상으로 병렬연결되면 각 배터리셀의 임피던스의 균형을 맞추기 어렵고, 각 병렬연결된 배터리셀에 흐르는 전류의 경로차이가 발생하여 일부 배터리셀에서 열화현상이 일어나기 때문이다.However, in battery packs provided in existing portable electronic devices, battery cells are often connected in a single connection or in parallel in two rows. This is because when three or more columns are connected in parallel, it is difficult to balance the impedance of each battery cell, and a path difference of current flowing through each parallel-connected battery cell occurs, causing degradation in some battery cells.

따라서 위와 같은 종래기술에 의한 배터리팩 및 이를 이용한 휴대용 전자기기에는 다음과 같은 문제점이 있었다.Therefore, the battery pack and the portable electronic device using the same according to the prior art have the following problems.

즉, 배터리셀을 3열 이상으로 병렬연결하기 어려우므로 배터리팩의 수명이 길지 않고, 따라서 사용자의 불편이 초래된다는 문제점이 있었다.That is, since it is difficult to connect the battery cells in parallel in more than three rows, there is a problem in that the life of the battery pack is not long, and thus inconvenience of the user is caused.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 3열 이상의 병렬연결된 배터리셀을 포함함으로써 장시간 사용가능한 배터리팩과 그 충방전 제어방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a battery pack and a charge and discharge control method that can be used for a long time by including a battery cell connected in parallel three or more.

본 발명의 다른 목적은 3열 이상의 병렬연결된 배터리셀을 포함하면서도 배터리셀의 열화현상을 방지할 수 있는 배터리팩과 그 충방전 제어방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a battery pack and a charge / discharge control method thereof including a battery cell connected in parallel with three or more columns and preventing degradation of the battery cell.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 소정전압에 의하여 충방전 가능한 병렬연결된 둘 이상의 배터리셀과; 각 배터리셀 열마다 직렬로 연결되는 연결스위치; 그리고 기설정된 우선순위에 따라 상기 연결스위치를 선택적으로 온/오프 제어함으로써, 병렬연결된 상기 배터리셀을 각 배터리셀 열마다 순차적으로 충전 또는 방전하는 컨트롤러를 포함하여 구성된다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention comprises: two or more battery cells connected in parallel charge-dischargeable by a predetermined voltage; A connection switch connected in series for each battery cell row; And a controller for selectively charging or discharging the battery cells connected in parallel to the battery cells in series by selectively turning on / off the connection switch according to a predetermined priority.

그리고 상기 배터리팩은, 상기 배터리셀의 각 배터리셀 열의 충방전 상태를 감지하기 위한 충방전감지센서를 더 포함하여 구성되고; 상기 컨트롤러는 상기 충방전감지센서의 정보로부터, 상기 배터리셀 열의 잔류용량을 파악할 수 있다.The battery pack further includes a charge / discharge detection sensor for detecting a charge / discharge state of each of the battery cell rows of the battery cell; The controller may determine the remaining capacity of the battery cell row from the information of the charge / discharge detection sensor.

여기서 상기 배터리팩의 충전시 상기 우선순위는, 잔류용량이 적은 배터리셀 열의 순서에 따르는 것으로 설정될 수 있다.In this case, the priority of charging the battery pack may be set according to the order of the battery cell rows having the small remaining capacity.

또한 상기 배터리팩의 방전시 상기 우선순위는, 잔류용량이 많은 배터리셀 열의 순서에 따르는 것으로 설정될 수 있다.In addition, the priority upon discharging the battery pack may be set according to a sequence of battery cell rows having a large residual capacity.

한편 상기 충방전감지센서는, 상기 배터리셀 열에 흐르는 전류값을 감지하기 위한 전류센서와 상기 배터리셀 열의 양단의 전압값을 감지하기 위한 전압센서 중에서 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.The charge / discharge detection sensor may include one or more of a current sensor for detecting a current value flowing in the battery cell row and a voltage sensor for detecting voltage values at both ends of the battery cell row.

그리고 상기 컨트롤러는, 상기 배터리팩의 방전시, 상기 충방전감지센서로부터 방전중인 배터리셀 열의 잔류용량이 일정량 이하임이 감지되면, 방전중인 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치를 차단하고, 차순위의 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치를 연결할 수 있다.When the battery pack is discharged, the controller detects that the remaining capacity of the discharging battery cell row is less than or equal to a predetermined amount from the charge / discharge detection sensor, and cuts off the connection switch connected to the discharging battery cell row. The connected connection switch can be connected.

또한 상기 컨트롤러는, 상기 배터리팩의 충전시, 상기 충방전감지센서로부터 충전중인 배터리셀 열이 만충전됨이 감지되면, 충전중인 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치를 차단하고, 차순위의 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치를 연결할 수도 있다.In addition, the controller, when charging the battery pack, when it is detected that the battery cell string being charged from the charge-discharge sensor is fully charged, the controller cuts off the connection switch connected to the battery cell row of the charging, the battery cell row of the next You can also connect a connection switch.

이때 상기 배터리팩은, 상기 배터리셀 열의 최종 전압값 또는 최종 전류값 중 하나 이상이 상기 배터리셀 열마다 개별적으로 저장되는 메모리를 더 포함하여 구성될 수 있다.In this case, the battery pack may further include a memory in which at least one of a final voltage value or a final current value of the battery cell row is individually stored for each of the battery cell rows.

한편 본 발명은 둘 이상의 병렬 연결된 배터리셀과, 병렬연결된 배터리셀 열마다 직렬로 연결되는 연결스위치를 포함하여 구성되는 배터리팩에 있어서, 기설정된 우선순위에 따라 선순위 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치를 연결하여 충전하는 a단계와; 선순위 배터리셀 열이 만충전되었는지 판단하는 b단계; 그리고 선순위 배터리셀 열이 만충전되면 차순위 배터리셀 열에 연결된 연결스위치를 연결하 고, 선순위 배터리셀 열에 연결된 연결스위치는 차단하여 차순위 배터리셀 열을 충전하는 c단계를 포함하여 수행될 수 있다.Meanwhile, the present invention provides a battery pack including two or more parallel connected battery cells and a connection switch connected in series for each row of battery cells connected in parallel, wherein the connection switch is connected to a row of senior battery cells according to a predetermined priority. A to charge; Determining whether the senior battery cell row is fully charged; If the priority battery cell row is fully charged, the connection switch connected to the next-order battery cell row may be connected, and the connection switch connected to the priority battery cell row may be blocked to charge the next-order battery cell row.

그리고 상기 우선순위에 따라 상기 배터리셀 열의 충전순위를 결정하는 d단계를 더 포함하여 수행될 수도 있다.The method may further include a step d of determining the charging order of the battery cell rows according to the priority.

여기서 상기 우선순위는, 잔류용량이 적은 배터리셀 열의 순서에 따라 충전되는 것으로 설정되고: 상기 d단계는, 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단하는 단계와; 판단결과에 따라 잔류용량이 적은 배터리셀 열의 순서로 충전순위를 결정하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.Wherein the priority is set to be charged according to a sequence of battery cell rows having a small remaining capacity: the step d includes: determining a remaining capacity of each of the battery cell rows; According to the determination result, it may be performed including the step of determining the order of charge in the order of a row of battery cells with a small residual capacity.

이때 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단하는 단계는, 상기 배터리셀 열의 충전 또는 방전 종료시에 메모리에 갱신 저장되는 상기 각 배터리셀 열의 최종 전압값 또는 최종 전류값 중 어느 하나 이상의 정보를 참조하여 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단함으로써 수행될 수 있다.The determining of the remaining capacity of each of the battery cell rows may be performed by referring to at least one of the final voltage value and the final current value of each of the battery cell rows which are updated and stored in a memory at the end of charging or discharging of the battery cell rows. This can be done by determining the remaining capacity of the battery cell rows.

또한 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단하는 단계는, 상기 각 배터리셀 열을 순차적으로 연결 및 차단하여 상기 각 배터리셀 열의 전압값 또는 전류값 중 어느 하나 이상을 측정하고, 측정된 전압값 또는 전류값 중 어느 하나 이상의 정보를 참조하여 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단함으로써 수행될 수도 있다.In the determining of the remaining capacity of each of the battery cell rows, one or more of voltage or current values of each of the battery cell rows may be measured by sequentially connecting and disconnecting the respective battery cell rows, and measuring the measured voltage value or current. It may be performed by determining the remaining capacity of each of the battery cell rows with reference to any one or more of the information.

한편, 상기 배터리팩의 충전 제어방법은 최후순위의 배터리셀 열이 만충전되면, 상기 배터리팩의 충전을 종료하는 e단계를 더 포함하여 수행될 수도 있다.On the other hand, the charging control method of the battery pack may further comprise a step e of terminating the charge of the battery pack, when the battery cell sequence of the last priority is fully charged.

한편 본 발명은 둘 이상의 병렬 연결된 배터리셀과, 병렬연결된 상기 배터리셀 열마다 직렬로 연결되는 연결스위치를 포함하여 구성되는 배터리팩에 있어서, 기설정된 우선순위에 따라 선순위 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치를 연결하여 방전하는 A단계와; 선순위 배터리셀 열의 잔류용량이 일정량 이하로 감소하였는지 판단하는 B단계; 그리고 선순위 배터리셀 열의 잔류용량이 일정량 이하로 감소하면 차순위 배터리셀 열에 연결된 연결스위치를 연결하고, 선순위 배터리셀 열에 연결된 연결스위치는 차단하여 차순위 배터리셀 열을 방전하는 C단계를 포함하여 수행될 수 있다.Meanwhile, the present invention provides a battery pack including two or more parallel connected battery cells, and a connection switch connected in series for each of the parallel rows of battery cells, wherein the connection switch is connected to a senior battery cell row according to a predetermined priority. A step of connecting and discharging; Determining whether the remaining capacity of the senior battery cell row is reduced to a predetermined amount or less; When the remaining capacity of the priority battery cell row decreases below a certain amount, the connection switch connected to the next order battery cell row may be connected, and the connection switch connected to the priority battery cell row may be blocked to discharge the next order battery cell row. .

그리고 상기 배터리팩의 방전 제어방법은, 상기 우선순위에 따라 상기 배터리셀 열의 방전순위를 결정하는 D단계를 더 포함하여 수행될 수 있다. The method of controlling the discharge of the battery pack may further include a step D of determining the discharge order of the battery cell rows according to the priority.

이때 상기 우선순위는, 잔류용량이 많은 배터리셀 열의 순서에 따라 방전되는 것으로 설정되고; 상기 D단계는, 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단하는 단계와; 판단결과에 따라 잔류용량이 많은 배터리셀 열의 순서로 방전순위를 결정하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.At this time, the priority is set to be discharged in the order of the battery cell rows with a large residual capacity; Step D, the step of determining the remaining capacity of each battery cell row; According to the determination result, it may be performed including the step of determining the discharge order in the order of the battery cell rows with a large residual capacity.

여기서 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단하는 단계는, 상기 배터리셀 열의 충전 또는 방전 종료시에 메모리에 갱신 저장되는 상기 각 배터리셀 열의 최종 전압값 또는 최종 전류값 중 어느 하나 이상의 정보를 참조하여 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단함으로써 수행될 수 있다.The determining of the remaining capacity of each of the battery cell rows may be performed by referring to at least one of the final voltage value and the final current value of each of the battery cell rows updated and stored in a memory at the end of charging or discharging of the battery cell rows. This can be done by determining the remaining capacity of the battery cell rows.

그리고 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단하는 단계는, 상기 각 배터리셀 열을 순차적으로 연결 및 차단하여 상기 각 배터리셀 열의 전압값 또는 전류값 중 어느 하나 이상을 측정하고, 측정된 전압값 또는 전류값 중 어느 하나 이상의 정보를 참조하여 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단함으로써 수행될 수 있다.The determining of the remaining capacity of each of the battery cell rows may include sequentially connecting and disconnecting the respective battery cell rows to measure any one or more of voltage or current values of each of the battery cell rows, and measuring the measured voltage value or current. The residual capacity of each of the battery cell rows may be determined by referring to one or more pieces of information.

또한 상기 배터리팩의 방전 제어방법은 최후순위의 배터리셀 열의 잔류용량이 일정량 이하로 감소하면 상기 배터리팩의 방전을 종료하는 E단계를 더 포함하여 수행될 수도 있다.In addition, the method of controlling the discharge of the battery pack may further include the step E of terminating the discharge of the battery pack when the remaining capacity of the last-order battery cell row decreases below a predetermined amount.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 배터리팩과 그 충방전 제어방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.In the battery pack and its charge / discharge control method according to the present invention as described in detail above, the following effects can be expected.

즉, 3열 이상의 배터리셀을 순차적으로 연결하여 충방전함으로써 장시간 동안 휴대용 전자기기에 전원을 공급할 수 있다는 이점이 있다.That is, there is an advantage that power can be supplied to the portable electronic device for a long time by connecting and discharging three or more rows of battery cells sequentially.

그리고 본 발명에 의한 배터리팩과 그 충방전 제어방법에서는 다수의 배터리셀 열을 동시에 연결하지 않으므로, 별도의 보호수단 없이도 배터리셀의 손상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.In addition, since the battery pack and the charge / discharge control method thereof according to the present invention do not connect a plurality of battery cell rows at the same time, there is an advantage in that damage to the battery cell can be prevented without a separate protection means.

또한 본 발명에 의한 배터리팩과 그 충방전 제어방법에서는 각 배터리셀 열을 따로 제어할 수 있으므로, 일부 배터리셀이 손상되거나 오작동하더라도 배터리팩의 사용이 가능하다는 장점이 있다.In addition, since the battery pack and the charge / discharge control method thereof according to the present invention can control each battery cell row separately, there is an advantage that the battery pack can be used even if some battery cells are damaged or malfunction.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 배터리팩의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a specific embodiment of the battery pack according to the present invention as described above will be described in detail.

도 1은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 배터리팩의 구성을 보인 블럭도이다. 1 is a block diagram showing the configuration of a battery pack according to a specific embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 배터리팩은 다수의 배터리셀(10)을 포함하여 구성된다. 상기 배터리셀(10)은 리튬 이온이나 니켈수소합금과 같은 충전 및 방전의 반복이 가능한 2차 전지셀로 구비된다.As shown in FIG. 1, a battery pack according to the present invention includes a plurality of battery cells 10. The battery cell 10 is provided as a secondary battery cell capable of repeating charging and discharging, such as lithium ions or nickel hydrogen alloy.

그리고 상기 배터리셀(10)은 도시된 바와 같이 2열 이상으로 병렬연결되는데, 이때 병렬연결된 상기 배터리셀(10)의 각 열에는 상기 배터리셀(10)이 둘 이상 직렬연결될 수도 있다. 이하에서는 병렬연결된 배터리셀(10)이 이루는 각각의 열을 배터리셀 열이라 한다.In addition, the battery cells 10 are connected in parallel in two or more columns as shown, wherein at least two battery cells 10 may be connected in series to each column of the battery cells 10 connected in parallel. Hereinafter, each column of the parallel connected battery cells 10 is referred to as a battery cell row.

한편 상기 배터리셀 열마다 연결스위치(20)가 구비된다. 상기 연결스위치(20)는 수 개의 배터리셀 열을 선택적으로 연결하여 충전 또는 방전되도록 하는 역할을 한다. 즉, 상기 연결스위치(20)는 각 배터리셀 열마다 상기 배터리셀(10)과 직렬연결되어 상기 배터리셀(10)에 흐르는 전류를 연결 또는 차단한다.On the other hand, the connection switch 20 is provided for each battery cell row. The connection switch 20 serves to selectively connect several battery cell rows to be charged or discharged. That is, the connection switch 20 is connected to the battery cell 10 in series for each battery cell row to connect or cut off the current flowing in the battery cell 10.

또한 상기 연결스위치(20)와 연결되어 컨트롤러(30)가 구비된다. 상기 컨트롤러(30)는 상기 연결스위치(20)를 온/오프 제어할 수 있는 제어수단으로 구비된다. In addition, the controller 30 is provided in connection with the connection switch 20. The controller 30 is provided as a control means for controlling the connection switch 20 on / off.

상기 컨트롤러(30)는 상기 연결스위치(20)를 순차적으로 온/오프 제어한다. 예를들어 상기 배터리셀 열이 하나씩 연결될 수 있도록 하나의 연결스위치(20)만을 연결하여 충전하고, 연결된 배터리셀 열에 구비된 상기 배터리셀(10)이 만충전되면, 연결되었던 상기 연결스위치(20)를 차단하고 다른 연결스위치(20)를 연결함으로써 수개의 배터리셀 열 중 한번에 하나의 배터리셀 열만이 충전되도록 제어할 수 있다. 또는 상기 배터리셀 열이 한번에 두 개씩 연결되도록 두 개의 연결스위치(20)를 순차적으로 연결하는 것도 가능하다.The controller 30 sequentially controls the connection switch 20 on / off. For example, when only one connection switch 20 is connected and charged so that the rows of battery cells can be connected one by one, and the battery cells 10 provided in the connected battery cells are fully charged, the connection switches 20 which were connected By cutting off and connecting the other connection switch 20, it is possible to control so that only one battery cell row is charged at a time among several battery cell rows. Alternatively, two connection switches 20 may be sequentially connected to connect the battery cell rows two at a time.

그리고 상기 배터리셀(10)이 방전되는 경우에도 위와 같이 순차적으로 하나 또는 두 개씩 배터리셀 열이 연결되도록 제어할 수 있다.In addition, even when the battery cell 10 is discharged, one or two battery cells may be sequentially connected as described above.

이때 상기 컨트롤러(30)가 상기 배터리셀 열을 선택적, 순차적으로 연결하여 충방전을 수행함에 있어서, 상기 배터리셀 열을 연결하는 순서는 상기 컨트롤러(30)에 기설정된 우선순위에 의한다.At this time, when the controller 30 selectively and sequentially connects the battery cell rows to perform charge / discharge, the order of connecting the battery cell rows is based on a priority set in the controller 30.

상기 우선순위는 다양하게 설정될 수 있는데, 예를 들면 도 1에 도시된 수 개의 배터리셀 열 중에서 왼쪽부터 순서대로 방전 또는 충전되도록 우선순위가 설정될 수 있다. 그리고 충전 및 방전 우선순위가 같게 설정될 수도 있고, 또는 다르게 설정될 수도 있다. The priority may be set in various ways. For example, the priority may be set to be discharged or charged in order from the left among the several battery cell rows shown in FIG. 1. The charging and discharging priority may be set to be the same or may be set differently.

또한 상기 우선순위는 상기 배터리셀(10)을 충전하는 경우에는, 잔류용량이 적은 배터리셀 열의 순서대로 충전되도록 설정될 수 있다. 즉, 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 측정하여 잔류용량이 적은 배터리셀 열을 최우선으로 충전하고, 잔류용량이 가장 큰 배터리셀 열을 마지막으로 충전하도록 상기 우선순위를 설정할 수 있다.In addition, when the battery cell 10 is charged, the priority may be set to be charged in order of a sequence of battery cells having a small remaining capacity. That is, the priority may be set to measure the remaining capacity of each of the battery cell rows to charge the battery cell row having the smallest remaining capacity as the highest priority, and finally charge the battery cell row having the largest remaining capacity.

그리고 상기 우선순위는 상기 배터리셀(10)을 방전시키는 경우에는, 잔류용량이 큰 배터리셀 열의 순서대로 방전되도록 설정될 수도 있다. 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 각각 측정하여 잔류용량이 큰 배터리셀 열을 최우선으로 방전시키는 것이다.When the battery cell 10 is discharged, the priority may be set to be discharged in order of a battery cell row having a large residual capacity. The remaining capacity of each of the battery cell rows is measured to discharge the battery cell rows having the large residual capacity as a top priority.

이때 상술한 바와 같이 상기 각 배터리셀 열에 구비된 상기 배터리셀(10)의 우선순위가 잔류용량에 의하여 결정되는 경우, 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 파악하여야 하므로 본 발명에 의한 배터리팩의 구체적인 실시예에서는 전압센서(40) 또는 전류센서(50) 중 하나 이상이 구비된다.In this case, when the priority of the battery cells 10 provided in each of the battery cell rows is determined by the remaining capacity as described above, the remaining capacity of each of the battery cell rows needs to be grasped so that specific implementation of the battery pack according to the present invention may be performed. In the example, one or more of the voltage sensor 40 or the current sensor 50 is provided.

상기 전압센서(40)는 병렬연결된 상기 배터리셀(10)의 양단에 하나로 구비될 수 있다. 그리고 상기 전류센서(50)는 상기 배터리셀 열마다 별개로 구비될 수도 있으나, 상기 연결스위치(20)가 순차적으로 연결되므로 도시된 바와 같이 병렬연결된 상기 배터리셀(10) 모두와 직렬연결된 하나의 전류센서(50)로 구비될 수도 있다.The voltage sensor 40 may be provided at both ends of the battery cells 10 connected in parallel. In addition, the current sensor 50 may be provided separately for each of the battery cells, but since the connection switch 20 is sequentially connected, one current connected in series with all of the battery cells 10 connected in parallel as shown is shown. It may be provided as a sensor 50.

예를 들어, 도 1에 도시된 상기 연결스위치(20) 중에서 상기 배터리셀 열의 가장 좌측에 구비된 연결스위치(20)만이 연결되고, 나머지 연결스위치(20)는 오프된 상태에서는, 상기 전압센서(40)가 측정한 전압값은 가장 좌측 열의 배터리셀(10)의 양단전압값이 된다. 그리고, 이때의 상기 전류센서(50)에 측정된 전류값 또한 가장 좌측의 배터리셀 열에 구비되는 배터리셀(10)에 흐르는 전류값이 된다.For example, only the connection switch 20 provided at the leftmost side of the battery cell row among the connection switches 20 shown in FIG. 1 is connected, and the other connection switch 20 is in an off state. The voltage value measured by 40 becomes a voltage value at both ends of the battery cell 10 in the leftmost column. At this time, the current value measured by the current sensor 50 also becomes a current value flowing in the battery cell 10 provided in the leftmost battery cell row.

그리고, 좌측에서 두 번째 배터리셀 열의 연결스위치(20)만 연결된 상태에서는 좌측 두 번째 배터리셀 열의 전압값과 전류값만을 측정할 수 있다. 따라서 상기 전압센서(40)와 상기 전류센서(50)를 하나씩만 구비하여도 각 배터리셀 열마다 전압값과 전류값을 개별적으로 측정할 수 있게 된다.In addition, when only the connection switch 20 of the second battery cell row is connected from the left side, only the voltage value and the current value of the second left battery cell row may be measured. Therefore, even if only one voltage sensor 40 and one current sensor 50 are provided, voltage and current values can be measured separately for each battery cell row.

상기 전압센서(40)와 상기 전류센서(50)로부터 측정된 전압값과 전류값은 상기 컨트롤러(30)로 전해져 상기 컨트롤러(30)가 상기 각 배터리셀 열의 충방전 상태와 잔류용량을 파악하는데 참조된다.The voltage value and the current value measured from the voltage sensor 40 and the current sensor 50 are transmitted to the controller 30 so that the controller 30 determines the charge / discharge state and remaining capacity of each of the battery cell rows. do.

즉, 상기 배터리셀(10)의 양단전압은 상기 배터리셀(10)이 만충전 상태에 가 까워질수록 증가하는 특성곡선을 그리고, 상기 배터리셀(10)의 전류는 상기 배터리셀(10)이 만충전 상태가 되면 거의 흐르지 않게 되는 등, 상기 배터리셀(10)의 잔류용량과 관계되어 거의 일정한 패턴으로 증감한다.That is, the voltage between both ends of the battery cell 10 has a characteristic curve that increases as the battery cell 10 approaches the full charge state, and the current of the battery cell 10 indicates that the battery cell 10 When the battery is in a fully charged state, it hardly flows, and increases or decreases in a substantially constant pattern in relation to the remaining capacity of the battery cell 10.

따라서 상기 전압센서(40) 또는 상기 전류센서(50) 중 하나 이상을 구비하여 이로부터 감지된 전압값과 전류값을 참조로 상기 컨트롤러(30)에서 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단할 수 있다.Therefore, the controller 30 may determine the remaining capacity of each of the battery cell rows with reference to the voltage value and the current value provided with at least one of the voltage sensor 40 or the current sensor 50. .

이에 따라 방전시에는 잔류용량이 많은 배터리셀 열부터 방전을 수행하고, 충전시에는 잔류용량이 적은 배터리셀 열부터 충전을 수행하는 등 우선순위에 의하여 순차적으로 상기 배터리셀(10)들의 충방전을 수행할 수 있게 된다.Accordingly, when discharging, charging and discharging of the battery cells 10 are sequentially performed in order of priority, such as discharging from a battery cell row having a large residual capacity and charging from a battery cell row having a small residual capacity. It can be done.

한편, 상기 컨트롤러(30)는 상기 전압센서(40)와 상기 전류센서(50) 중 하나 이상으로부터 전압값 또는 전류값을 수신받아 상술한 바와 같이 각 배터리셀 열의 잔류용량을 파악하고, 이에 따라 충전순위 또는 방전순위를 결정하는 외에, 충전 또는 방전이 수행되고 있는 상기 배터리셀 열이 만충전되었는지 또는 상기 배터리셀 열의 잔류용량이 일정량 이하로 감소하는지 감시하는 역할도 수행한다.On the other hand, the controller 30 receives the voltage value or the current value from at least one of the voltage sensor 40 and the current sensor 50 to determine the remaining capacity of each battery cell row as described above, and thereby charging In addition to determining the rank or discharge rank, the controller also monitors whether the battery cell row in which charging or discharging is being performed is fully charged or whether the remaining capacity of the battery cell row decreases below a certain amount.

즉, 현재 방전중인 배터리셀 열의 잔류용량이 일정량 이하로 감소한 것으로 판단되면 방전을 중단하고, 이미 결정된 방전순위의 차순위 배터리셀 열을 연결하여 방전함으로써 수 개의 배터리셀 열을 순차적으로 방전시키게 된다.That is, when it is determined that the remaining capacity of the battery cell row currently being discharged is reduced to a predetermined amount or less, the discharge is stopped, and the battery cell rows are sequentially discharged by connecting and discharging the next-order battery cell rows having a predetermined discharge rank.

이때에도 잔류용량은 상기 전압센서(40) 또는 상기 전류센서(50) 등으로 부터의 정보에 의하여 판단하게 된다. 따라서 잔류용량이 일정량 이하로 감소하는지를 판단하는 방법은 전압값이나 전류값을 방전시의 설정전압값 또는 설정전류값 등 과 비교하는 방식에 의한다. 이에 대하여는 도 3을 참조하여 설명한다.In this case, the residual capacity is determined based on information from the voltage sensor 40 or the current sensor 50. Therefore, the method of determining whether the residual capacity decreases below a certain amount is based on a method of comparing a voltage value or a current value with a set voltage value or a set current value at the time of discharge. This will be described with reference to FIG. 3.

또한 충전을 수행하는 경우에도 현재 충전중인 배터리셀 열이 만충전되는지를 감시하는데, 이때에도 상기 전압센서(40) 또는 상기 전류센서(50) 중 하나 이상으로부터 전압값 또는 전류값 중 하나 이상의 정보를 수신받아 이를 충전시의 설정전압값 또는 설정전류값과 비교하여 만충전 여부를 결정하게 된다. 이에 대하여는 도 2를 참조하여 설명한다.In addition, when the charging is performed, the battery cell currently being charged is monitored for being fully charged. In this case, at least one of the voltage value and the current value is obtained from one or more of the voltage sensor 40 or the current sensor 50. Receiving it is compared with the set voltage value or the set current value at the time of charging to determine whether full charge. This will be described with reference to FIG. 2.

한편, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 배터리팩에는 메모리(도면 미도시)가 더 구비될 수 있다. 상기 메모리는 통상의 저장수단으로써 상기 전압센서(40) 또는 상기 전류센서(50)로부터의 정보를 저장하는 역할을 한다.On the other hand, the battery pack according to a specific embodiment of the present invention may be further provided with a memory (not shown). The memory serves to store information from the voltage sensor 40 or the current sensor 50 as a normal storage means.

전술한 바와 같이 상기 연결스위치(20)는 순차적으로 각 배터리셀 열을 연결하는데, 상기 배터리셀 열이 연결되어 충전 또는 방전된 후에는 상기 연결스위치(20)는 다시 오프된다. 이때 상기 컨트롤러(30)는 상기 연결스위치(20)가 오프되는 순간의 해당 배터리셀 열의 전압값 또는 전류값 중 하나 이상을 상기 메모리에 저장한다.As described above, the connection switch 20 sequentially connects each battery cell row. After the battery cell rows are connected and charged or discharged, the connection switch 20 is turned off again. In this case, the controller 30 stores at least one of a voltage value or a current value of the corresponding battery cell row at the moment when the connection switch 20 is turned off in the memory.

그리고 해당 배터리셀 열이 다시 연결되면, 다시 차단되는 순간의 전압값 또는 전류값을 갱신하여 저장한다. 즉, 최종의 전압값 또는 전류값이 저장된다. When the corresponding battery cell rows are reconnected, the voltage value or current value at the moment of being blocked again is updated and stored. That is, the final voltage value or current value is stored.

이와 같이 상기 메모리에 저장되는 최종 전압값 또는 최종 전류값은 각 배터리셀 열마다 개별적으로 저장된다. 이를 이용하여 상기 컨트롤러(30)는 각 배터리셀의 충방전 상태를 알 수 있다. As such, the final voltage value or the final current value stored in the memory is individually stored for each battery cell row. Using this, the controller 30 can know the charge / discharge state of each battery cell.

따라서, 배터리셀 열의 잔류용량에 의한 우선순위에 따라 충전순위 또는 방 전순위를 결정하는 경우, 이를 결정하기 위하여 각 배터리셀 열의 충방전 상태나 잔류용량을 파악하기 위하여 각 배터리셀 열의 전압값 또는 전류값 등을 측정하는 동작을 별도로 수행하지 않고도 상기 메모리로부터의 정보를 이용하여 충전순위 또는 방전순위를 결정할 수 있다.Therefore, when determining the charging or discharging priority according to the priority by the remaining capacity of the battery cell row, the voltage value or current of each battery cell row to determine the charge / discharge state or remaining capacity of each battery cell row to determine this. The charge rank or the discharge rank may be determined using the information from the memory without separately performing an operation of measuring a value or the like.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 배터리팩의 충전 제어 방법의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a specific embodiment of the charge control method of the battery pack according to the present invention as described above will be described in detail.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 배터리팩의 충전 제어 방법은 우선, 배터리셀 열의 충전순위를 결정하는 단계(S200)로부터 시작된다.As shown in FIG. 2, the charging control method of the battery pack according to the present invention begins with the step S200 of determining the charging order of the battery cell rows.

이때 상기 제 200단계는 상기 컨트롤러(30)에 설정된 우선순위에 따라 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다. 상기 우선순위가 단순히 각 배터리셀 열의 번호나 배치순서 등에 따라 고정된 우선순위인 경우 상기 충전순위를 결정하는 단계는 필요하지 않게 된다.In this case, step 200 may be performed by various methods according to priorities set in the controller 30. If the priority is a fixed priority simply according to the number or arrangement order of each battery cell row, the step of determining the charging priority is not necessary.

그러나 상기 우선순위가 각 배터리셀 열의 잔류용량이나 그와 관련된 전압값 또는 전류값 등과 관계된 경우, 이러한 값은 절대값이 아니므로 때에 따라 상기 충전순위는 변경될 수 있다.However, when the priority is related to the remaining capacity of each of the battery cell rows, the voltage value or the current value thereof, the value is not an absolute value, and thus the charging priority may be changed from time to time.

따라서, 예를 들어 상기 우선순위가 잔류용량이 적은 배터리셀 열부터 충전을 수행하도록 설정된 경우, 상기 제 200단계는 각 배터리셀 열의 잔류용량을 파악하는 단계를 포함하여 수행되어야 한다.Thus, for example, when the priority is set to perform charging from a battery cell row having a low residual capacity, the 200th step should be performed including determining the remaining capacity of each battery cell row.

잔류용량을 파악하는 단계에서는, 상기 전압센서(40) 또는 상기 전류센서(50) 중에서 하나 이상으로부터 상기 컨트롤러(30)가 정보를 수신하여, 각 배터 리셀 열의 상대적인 잔류용량을 파악하게 된다.In the step of determining the remaining capacity, the controller 30 receives information from at least one of the voltage sensor 40 or the current sensor 50 to determine the relative remaining capacity of each battery recell row.

그리고 잔류용량이 상대적으로 가장 적은 배터리셀 열을 최선순위로 하여, 순차적으로 충전순위가 결정되게 된다.In addition, the order of charge is sequentially determined based on the battery cell row having the least residual capacity as the best priority.

이때 상기 전압센서(40) 또는 상기 전류센서(50) 중 하나 이상으로부터의 정보에 의하여 상기 컨트롤러(30)가 정보를 수신하는 과정 또한 다양하게 수행될 수 있다.In this case, the process of receiving the information by the controller 30 based on information from one or more of the voltage sensor 40 or the current sensor 50 may also be variously performed.

즉, 상기 배터리팩에 구비되는 상기 메모리에는 상기 연결스위치(20)가 연결된 후 차단될 때 각 배터리셀 열마다 별개로 최종 전압값 또는 최종 전류값 중 하나 이상이 저장되는데, 다시 상기 연결스위치(20)가 연결되기 전까지는 상기 최종 전압값 또는 최종 전류값은 변경되지 않으므로 상기 메모리에 저장된 최종 전압값 또는 최종 전류값 중 하나 이상을 참조하여 각 배터리셀 열의 상대적인 잔류용량을 파악할 수 있다.In other words, when the connection switch 20 is disconnected after the connection switch 20 is connected, the memory provided in the battery pack stores one or more of a final voltage value or a final current value separately for each battery cell row. Since the final voltage value or the final current value is not changed until) is connected, the relative residual capacity of each battery cell row may be determined by referring to one or more of the final voltage value or the final current value stored in the memory.

또는 잔류용량을 파악하는 단계의 수행시마다 상기 연결스위치(20)를 하나씩 순차적으로 연결하면서 각각의 상기 배터리셀 열의 전압값 또는 전류값 중 하나 이상의 값을 측정하여 잔류용량을 판단할 수도 있다.Alternatively, the remaining capacity may be determined by measuring one or more of the voltage value or the current value of each of the battery cell rows while sequentially connecting the connection switches 20 one by one each time determining the remaining capacity.

위와 같은 과정을 수행하여 상기 충전순위가 결정되면, 상기 충전순위의 최선순위 배터리셀 열의 상기 연결스위치(20)부터 연결하여 충전을 수행하는 과정이 진행된다.When the charging priority is determined by performing the above process, a process of performing charging by connecting from the connection switch 20 of the highest priority battery cell row of the charging priority is performed.

즉, 선순위 배터리셀 열부터 충전을 수행하는데(S210), 충전을 수행하면서 충전중인 배터리셀 열의 배터리셀(10)이 만충전되는지를 감시하게 된다(S220).That is, the charging is performed from the priority battery cell row (S210), while performing charging, it is monitored whether the battery cell 10 of the battery cell row being charged is fully charged (S220).

그리고 충전중인 배터리셀 열이 만충전되면 충전중이었던 배터리셀 열의 차순위 배터리셀 열을 충전하는데, 이때 제 220단계의 감지결과 만충전된 것으로 판단된 배터리셀 열의 충전순위가 최후순위이면 배터리팩의 충전을 종료하고(S230), 그렇지 않으면 차순위 배터리셀 열을 충전하기 위하여 차순위 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치(20)를 온 제어하고, 선순위 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치(20)는 오프 제어하게 된다(S240).When the battery cell row being charged is fully charged, the next-order battery cell row of the battery cell row that is being charged is charged. At this time, if the charging order of the battery cell row determined to be full is determined as the last result, the battery pack is charged. (S230), otherwise to control the connection switch 20 connected to the next order battery cell row on, and to control the connection switch 20 connected to the priority battery cell row off (S230). S240).

한편 상기 제 220단계에서의 판단결과 충전중인 배터리셀 열의 배터리셀(10)이 만충전되지 않은 것으로 판단되면, 현재 충전중인 배터리셀(10)의 충전을 지속한다.On the other hand, if it is determined in step 220 that the battery cell 10 of the battery cell row being charged is not fully charged, the charging of the battery cell 10 currently being charged is continued.

이때 상기 제 220단계에서 배터리셀 열의 만충전 여부를 판단하는 단계는 다양한 방법에 의할 수 있다. 즉, 상기 전압센서(40)로부터 측정된 전압값이 설정전압값 이상임이 감지되면 만충전된 것으로 판단하도록 설정될 수 있다.In this case, determining whether the battery cell is fully charged in step 220 may be performed by various methods. That is, when it is detected that the voltage value measured from the voltage sensor 40 is greater than or equal to the set voltage value, it may be set to determine that it is fully charged.

여기서 상기 설정전압값은 각 배터리셀 열에 구비된 배터리셀의 수, 배터리셀의 종류 및 특성 등에 따라 달라지며, 각 배터리셀 열에 구비된 각각의 배터리셀(10)이 충전한계에 도달했을 때의 전압값의 합이 될 수 있다. Here, the set voltage value varies depending on the number of battery cells provided in each battery cell row, the type and characteristics of the battery cells, and the voltage when each battery cell 10 provided in each battery cell row reaches the charge limit. It can be the sum of the values.

한편 상기 제 220단계에서 만충전 여부를 판단하는 방법은 상기 전류센서(50)로부터 측정된 전류값이 설정전류값 이하임이 감지되면 만충전된 것으로 판단하는 방법이 될 수도 있다.Meanwhile, the method of determining whether the battery is fully charged in step 220 may be a method of determining that the battery is fully charged when the current value measured by the current sensor 50 is less than or equal to the set current value.

배터리셀이 만충전 상태에 가까워질수록 배터리셀에 흐르는 전류는 감소하여, 만충전 상태에 다다르면 거의 전류가 흐르지 않는 상태가 된다. 따라서 상기 설정전류값은 '0'에 가까운 값이 될 수 있으며, 배터리셀의 특성 및 종류 등에 따른 실험에 의하여 미리 측정되고 설정된다.As the battery cell approaches the full charge state, the current flowing in the battery cell decreases, and when the battery cell reaches the full charge state, almost no current flows. Therefore, the set current value may be a value close to '0', and is measured and set in advance by experiments according to characteristics and types of battery cells.

그리고 상기 제 220단계는 또한 상기 전압센서(40)에 의한 전압값이 설정전압값 이상이고, 상기 전류센서(50)에 의한 전류값이 설정전류값 이하인 두 조건을 모두 만족하는 경우에만 충전중인 배터리셀 열이 만충전된 것으로 판단하는 방법에 의하여 수행될 수도 있다.In step 220, the battery is being charged only when both of the conditions that the voltage value by the voltage sensor 40 is greater than or equal to the set voltage value and the current value by the current sensor 50 is less than or equal to the set current value are satisfied. It may also be performed by a method for determining that the cell row is full.

그 외에 각 배터리셀 열의 충전 초기의 잔류용량에 따라 요구되는 충전시간을 미리 데이터 테이블로 저장하고, 충전 초기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 전압값 또는 전류값 등을 이용하여 파악한 후, 요구되는 충전시간이 경과하면 만충전된 것으로 판단할 수도 있다. In addition, the required charging time according to the remaining capacity of the initial stage of charge of each battery cell row is stored in advance as a data table, and the remaining capacity of each initial stage of battery cell column is determined by using voltage value or current value, and then the required charging time If this time passes, it may be determined that it is fully charged.

그리고 상기 제 240단계에서 차순위 배터리셀 열의 충전이 완료되면 다시 충전 완료된 배터리셀 열의 차순위 배터리셀 열이 연결되어 충전이 수행되고, 이는 상기 제 230단계에서 충전중인 배터리셀 열의 충전순위가 최후순위로 판단되어 모든 충전동작이 종료될 때까지 순차적으로 진행된다.When the charging of the next-order battery cell row is completed in step 240, the next-order battery cell row of the fully charged battery cell row is connected to perform charging, which is determined as the last priority of the charging of the battery cell row being charged in step 230. It proceeds sequentially until all the charging operation is completed.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 배터리팩의 방전 제어 방법의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a specific embodiment of the discharge control method of the battery pack according to the present invention as described above will be described in detail.

도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 배터리팩의 방전 제어 방법을 단계적으로 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of controlling discharge of a battery pack according to a specific embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 배터리팩의 방전 제어 방법은 배터리셀 열의 방전순위를 결정하는 단계(S300)로부터 시작된다. As shown in FIG. 3, the method for controlling discharge of a battery pack according to the present invention starts from the step S300 of determining the discharge order of a series of battery cells.

이때 상기 제 300단계에서는 상기 컨트롤러(30)에 설정된 우선순위에 따라 다양한 방전순위가 결정될 수 있다. 상기 우선순위가 단순히 각 배터리셀 열의 번호나 배치순서 등에 따라 고정된 우선순위인 경우 상기 방전순위는 상기 우선순위를 그대로 따르므로 제 300단계의 수행이 필수적이지 않다.At this time, in step 300, various discharge priorities may be determined according to priorities set in the controller 30. When the priority is a fixed priority simply according to the number or arrangement order of each battery cell row, the discharge priority follows the priority as it is, therefore, performing step 300 is not essential.

그러나 상기 우선순위가 각 배터리셀 열의 잔류용량이나 그와 관련된 전압값 또는 전류값 등과 관계된 경우에는 상기 방전순위가 변경될 수 있으므로 상기 제 300단계를 수행해야한다.However, when the priority is related to the remaining capacity of each of the battery cell rows, the voltage value or the current value thereof, the discharge priority may be changed, and thus, step 300 must be performed.

예를 들어 상기 우선순위가 잔류용량이 큰 배터리셀 열부터 방전을 수행하도록 설정된 경우, 상기 제 300단계는 각 배터리셀 열의 잔류용량을 파악하는 단계를 포함하여 수행되어야 한다.For example, when the priority is set to discharge from a battery cell row having a large residual capacity, the step 300 may include determining a residual capacity of each battery cell row.

그리고 잔류용량을 파악하는 단계에서는, 상기 전압센서(40) 또는 상기 전류센서(50) 중에서 하나 이상으로부터 상기 컨트롤러(30)가 정보를 수신하여, 각 배터리셀 열의 상대적인 잔류용량을 파악하게 된다.In the step of determining the remaining capacity, the controller 30 receives information from one or more of the voltage sensor 40 or the current sensor 50 to determine the relative residual capacity of each of the battery cell rows.

여기서 파악된 결과에 따라 잔류용량이 가장 큰 배터리셀 열을 최선순위로 하여, 순차적으로 방전순위가 결정되게 된다.According to the result identified here, the battery cell row having the largest residual capacity is given the highest priority, and the discharge order is sequentially determined.

한편 상기 전압센서(40) 또는 상기 전류센서(50) 중 하나 이상으로부터의 정보에 의하여 상기 컨트롤러(30)가 잔류용량을 파악하는 과정은 다양하게 수행될 수 있다.Meanwhile, the process of determining the remaining capacity of the controller 30 based on information from at least one of the voltage sensor 40 and the current sensor 50 may be variously performed.

즉, 상기 배터리팩에 구비되는 상기 메모리에는 상기 연결스위치(20)가 차단되기 직전의 최종 전압값 또는 최종 전류값 중 하나 이상이 각 배터리셀 열마다 개 별적으로 저장되는데, 상기 메모리에 저장된 최종 전압값 또는 최종 전류값 중 하나 이상을 참조하여 각 배터리셀 열의 상대적인 잔류용량을 파악할 수 있다.That is, in the memory provided in the battery pack, one or more of a final voltage value or a final current value immediately before the connection switch 20 is cut off is individually stored for each battery cell row, and the final voltage stored in the memory. The relative residual capacity of each battery cell row can be determined by referring to one or more of the value or the final current value.

또는 잔류용량을 파악하는 단계의 수행시마다 상기 연결스위치(20)를 하나씩 순차적으로 연결하여 각각의 상기 배터리셀 열의 전압값 또는 전류값 중 하나 이상의 값을 측정하여 잔류용량을 판단할 수도 있다.Alternatively, the remaining capacity may be determined by sequentially connecting the connection switches 20 one by one each time determining the remaining capacity by measuring one or more of voltage or current values of each of the battery cell rows.

그리고 상기 방전순위가 결정되면, 상기 방전순위의 최선순위 배터리셀 열의 상기 연결스위치(20)부터 연결하여 방전을 수행하는 과정이 진행된다.When the discharge priority is determined, a process of performing a discharge by connecting from the connection switch 20 of the highest priority battery cell row of the discharge priority is performed.

선순위 배터리셀 열부터 방전되는데(S310), 방전을 수행하면서 방전중인 배터리셀 열의 배터리셀(10)의 잔류용량이 일정량 이하로 감소하는지 여부를 감시한다(S320).It is discharged from the priority battery cell row (S310), while performing discharge, it is monitored whether the remaining capacity of the battery cell 10 in the discharged battery cell row decreases below a predetermined amount (S320).

상기 제 320단계에서 방전중인 배터리셀 열의 잔류용량이 일정량 이하로 감소하였다고 판단되면 방전중이었던 배터리셀 열의 방전을 종료하고, 차순위 배터리셀 열을 방전시킨다. If it is determined in step 320 that the remaining capacity of the discharging battery cell row is reduced to a predetermined amount or less, the discharging of the battery cell row that is being discharged is terminated and the next-order battery cell row is discharged.

이때 제 320단계의 감지결과 잔류용량이 일정량 이하로 감소한 것으로 판단된 배터리셀 열의 방전순위가 최후순위이면 배터리팩 전체의 방전을 종료한다(S230).At this time, if the discharge order of the battery cell rows determined that the residual capacity is reduced to a predetermined amount or less as a result of operation 320 is the last priority, the discharge of the entire battery pack is terminated (S230).

그러나 그렇지 않으면 차순위 배터리셀 열을 방전하기 위하여 차순위 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치(20)를 온 제어하고, 선순위 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치(20)는 오프 제어하게 된다(S340).Otherwise, in order to discharge the next-order battery cell row, the connection switch 20 connected to the next-order battery cell row is controlled on, and the connection switch 20 connected to the first-order battery cell row is controlled off (S340).

한편 상기 제 320단계에서의 판단결과 방전중인 배터리셀 열의 배터리셀(10) 의 잔류용량이 일정량보다 큰 것으로 판단되면, 현재 방전중인 배터리셀(10)의 방전을 지속한다.On the other hand, if it is determined in step 320 that the remaining capacity of the battery cells 10 in the discharging battery cell rows is greater than a predetermined amount, the discharging of the currently discharging battery cells 10 is continued.

이때 상기 제 320단계에서 방전중인 배터리셀 열의 잔류용량이 일정량 이하인지 판단함에 있어서, 상기 전압센서(40)로부터 측정된 전압값이 설정전압값 이하로 감소하면 잔류용량이 일정량 이하로 감소한 것으로 판단할 수 있다.At this time, in determining whether the remaining capacity of the battery cell row during discharge in step 320 is less than or equal to a predetermined amount, if the voltage value measured by the voltage sensor 40 is less than or equal to the set voltage value, it is determined that the remaining capacity is less than or equal to a predetermined amount. Can be.

여기서 상기 설정전압값은 배터리셀 열의 차단전압값으로써 상기 차단전압값은 각 배터리셀 열에 구비된 배터리셀의 수, 배터리셀의 종류 및 특성 등에 따라 달라지며, 각 배터리셀 열에 구비된 각각의 배터리셀(10)에 일정량 이상의 잔류용량이 남은 시점에서의 각 배터리셀 열의 전압값을 미리 설정한 값이 된다. Here, the set voltage value is a cutoff voltage value of a battery cell row, and the cutoff voltage value depends on the number of battery cells provided in each battery cell row, the type and characteristics of the battery cells, and each battery cell provided in each battery cell row. At (10), the voltage value of each battery cell row at the time when the remaining capacity of the predetermined amount or more remains is set in advance.

이때 잔류용량을 일정량 이상으로 유지하는 이유는 각 배터리셀(10)의 축적전하가 모두 방전되어 전압이 0V가 되면 배터리셀(10)이 손상되거나 극성이 변경되는 등의 문제가 발생되기 때문이다. In this case, the reason why the remaining capacity is maintained above a certain amount is that when the accumulated charge of each battery cell 10 is discharged and the voltage reaches 0V, the battery cell 10 may be damaged or its polarity may be changed.

한편 상기 제 320단계는 상기 전류센서(50)로부터 측정된 전류값이 설정전류값 이상임이 감지되면 잔류용량이 일정량 이하인 것으로 판단할 수도 있다.On the other hand, step 320 may determine that the residual capacity is less than a predetermined amount when it is detected that the current value measured from the current sensor 50 is more than the set current value.

그리고, 상기 전압센서(40)에 의한 전압값과 상기 전류센서(50)에 의한 전류값 모두를 이용하여 상기 제 320단계가 수행될 수도 있다.In addition, step 320 may be performed by using both the voltage value of the voltage sensor 40 and the current value of the current sensor 50.

이때 상기 설정전압값과 설정전류값은 충전시의 설정전압값과 설정전류값과는 별도로 계산되어 설정된다.At this time, the set voltage value and the set current value are calculated and set separately from the set voltage value and the set current value at the time of charging.

그 밖에 각 배터리셀 열의 방전 초기의 잔류용량에 따른 평균 방전시간을 미리 데이터 테이블로 저장하여, 방전 초기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 전압값 또 는 전류값 등을 이용하여 파악한 후, 평균 방전시간이 경과하면 잔류용량이 상기 설정용량 이하가 된 것으로 판단할 수도 있다. In addition, the average discharge time according to the remaining capacity of the initial discharge of each battery cell row is stored in advance as a data table, and the average discharge time is determined by using the voltage value or the current value to determine the remaining capacity of each battery cell row at the beginning of discharge. It may also be determined that the remaining capacity is less than or equal to the set capacity when elapsed.

한편 상기 제 340단계에서 차순위 배터리셀 열의 방전이 완료되면 다시 방전 완료된 배터리셀 열의 차순위 배터리셀 열이 연결되어 방전이 수행되고, 이는 상기 제 330단계에서 방전중인 배터리셀 열의 방전순위가 최후순위로 판단되어 모든 충전동작이 종료될 때까지 상기 제 300단계에서 결정된 방전순위에 의하여 순차적으로 진행된다.On the other hand, when the discharge of the next-order battery cell row is completed in step 340, the next-order battery cell row of the discharged-completed battery cell row is connected again, and the discharge is performed, which is determined as the discharge priority of the discharged battery cell row in step 330 as the last priority. Until the charging operation is completed, and sequentially proceeds according to the discharge order determined in step 300.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident.

도 1은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 배터리팩의 구성을 보인 블럭도.1 is a block diagram showing the configuration of a battery pack according to a specific embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 배터리팩의 충전 제어 방법을 단계적으로 도시한 흐름도.2 is a flowchart illustrating a charging control method of a battery pack according to a specific embodiment of the present invention in stages.

도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 배터리팩의 방전 제어 방법을 단계적으로 도시한 흐름도.3 is a flowchart illustrating a method for controlling discharge of a battery pack in accordance with a specific embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 ~ 13: 배터리셀 20: 연결스위치10 ~ 13: Battery cell 20: Connection switch

30: 컨트롤러 40: 전압센서30: controller 40: voltage sensor

50: 전류센서 50: current sensor

Claims (20)

소정전압에 의하여 충방전 가능한 병렬 연결된 둘 이상의 배터리셀과;Two or more battery cells connected in parallel to be charged and discharged by a predetermined voltage; 각 배터리셀 열마다 직렬로 연결되는 연결스위치; 그리고A connection switch connected in series for each battery cell row; And 기설정된 우선순위에 따라 상기 연결스위치를 선택적으로 온/오프 제어함으로써, 병렬연결된 상기 배터리셀을 각 배터리셀 열마다 순차적으로 충전 또는 방전하는 컨트롤러를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배터리팩.And a controller for selectively charging or discharging the battery cells connected in parallel to the battery cells in series by selectively turning on / off the connection switch according to a predetermined priority. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배터리팩은,The battery pack, 상기 배터리셀의 각 배터리셀 열의 충방전 상태를 감지하기 위한 충방전감지센서를 더 포함하여 구성되고;And a charge / discharge detection sensor for detecting a charge / discharge state of each battery cell row of the battery cell; 상기 컨트롤러는 상기 충방전감지센서의 정보로부터, 상기 배터리셀 열의 잔류용량을 파악하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.The controller is characterized in that for determining the remaining capacity of the battery cell row from the information of the charge and discharge detection sensor. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 배터리팩의 충전시 상기 우선순위는,The priority when charging the battery pack, 잔류용량이 적은 배터리셀 열의 순서에 따름을 특징으로 하는 배터리팩.A battery pack according to the sequence of rows of battery cells with low residual capacity. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 배터리팩의 방전시 상기 우선순위는,The priority when discharging the battery pack, 잔류용량이 많은 배터리셀 열의 순서에 따름을 특징으로 하는 배터리팩.A battery pack according to the sequence of rows of battery cells with high residual capacity. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 충방전감지센서는,The charge and discharge sensor, 상기 배터리셀 열에 흐르는 전류값을 감지하기 위한 전류센서와 상기 배터리셀 열의 양단의 전압값을 감지하기 위한 전압센서 중에서 하나 이상을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배터리팩.And at least one of a current sensor for sensing a current value flowing in the battery cell row and a voltage sensor for detecting a voltage value at both ends of the battery cell row. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 컨트롤러는,The controller, 상기 배터리팩의 방전시, 상기 충방전감지센서로부터 방전중인 배터리셀 열의 잔류용량이 일정량 이하임이 감지되면, 방전중인 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치를 차단하고, 차순위의 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치를 연결함을 특징으로 하는 배터리팩.When the battery pack is discharged, if it is detected from the charge / discharge sensor that the remaining capacity of the battery cell row being discharged is a predetermined amount or less, the connection switch connected to the battery cell row being discharged is cut off, and the connection switch connected to the next order battery cell row is disconnected. Battery pack characterized in that the connection. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 컨트롤러는,The controller, 상기 배터리팩의 충전시, 상기 충방전감지센서로부터 충전중인 배터리셀 열이 만충전됨이 감지되면, 충전중인 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치를 차단 하고, 차순위의 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치를 연결함을 특징으로 하는 배터리팩.When the battery pack is charged, when the battery cell row being charged is fully charged from the charge / discharge detection sensor, the connection switch connected to the battery cell row being charged is cut off, and the connection switch connected to the next higher battery cell row is connected. Battery pack characterized in that. 제 5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 배터리팩은,The battery pack, 상기 배터리셀 열의 최종 전압값 또는 최종 전류값 중 하나 이상이 상기 배터리셀 열마다 개별적으로 저장되는 메모리를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배터리팩. And at least one of a final voltage value and a final current value of the battery cell row is further stored separately for each of the battery cell rows. 둘 이상의 병렬 연결된 배터리셀과, 병렬연결된 배터리셀 열마다 직렬로 연결되는 연결스위치를 포함하여 구성되는 배터리팩에 있어서,A battery pack comprising two or more parallel connected battery cells and a connection switch connected in series for each row of parallel connected battery cells, 기설정된 우선순위에 따라 선순위 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치를 연결하여 충전하는 a단계와;A step of connecting and charging the connection switch connected to a row of prior battery cells according to a preset priority; 선순위 배터리셀 열이 만충전되었는지 판단하는 b단계; 그리고Determining whether the senior battery cell row is fully charged; And 선순위 배터리셀 열이 만충전되면 차순위 배터리셀 열에 연결된 연결스위치를 연결하고, 선순위 배터리셀 열에 연결된 연결스위치는 차단하여 차순위 배터리셀 열을 충전하는 c단계를 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 배터리팩의 충전 제어방법.Charging the battery pack, characterized in that the step of connecting the connection switch connected to the next-order battery cell row when the priority battery cell row is fully charged, and the step C to charge the next-order battery cell row by blocking the connection switch connected to the priority battery cell row Control method. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 배터리팩의 충전 제어방법은,Charging control method of the battery pack, 상기 우선순위에 따라 상기 배터리셀 열의 충전순위를 결정하는 d단계를 더 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 배터리팩의 충전 제어방법.And a step d of determining a charging order of the battery cell rows according to the priority. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 우선순위는,The priority is 잔류용량이 적은 배터리셀 열의 순서에 따라 충전되는 것으로 설정되고:The remaining capacity is set to be charged in the order of the battery cell rows: 상기 d단계는,The d step, 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단하는 단계와;Determining a remaining capacity of each of the battery cell rows; 판단결과에 따라 잔류용량이 적은 배터리셀 열의 순서로 충전순위를 결정하는 단계를 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 배터리팩의 충전 제어방법.The charging control method of the battery pack, characterized in that performed including the step of determining the order of charge in the order of the battery cell row of the remaining capacity according to the determination result. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단하는 단계는,Determining the remaining capacity of each battery cell row, 상기 배터리셀 열의 충전 또는 방전 종료시에 메모리에 갱신 저장되는 상기 각 배터리셀 열의 최종 전압값 또는 최종 전류값 중 어느 하나 이상의 정보를 참조하여 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단함으로써 수행됨을 특징으로 하는 배터리팩의 충전 제어방법.The battery is performed by determining the remaining capacity of each of the battery cell rows by referring to at least one of the last voltage value and the final current value of each of the battery cell rows which are updated and stored in a memory when the battery cell row is finished charging or discharging. How to control the charging of the pack. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단하는 단계는,Determining the remaining capacity of each battery cell row, 상기 각 배터리셀 열을 순차적으로 연결 및 차단하여 상기 각 배터리셀 열의 전압값 또는 전류값 중 어느 하나 이상을 측정하고, 측정된 전압값 또는 전류값 중 어느 하나 이상의 정보를 참조하여 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단함으로써 수행됨을 특징으로 하는 배터리팩의 충전 제어방법.By sequentially connecting and disconnecting the respective battery cell rows, one or more of voltage or current values of each of the battery cell rows are measured, and referring to any one or more of the measured voltage and current values, Charging control method of a battery pack, characterized in that performed by determining the remaining capacity. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 배터리팩의 충전 제어방법은,Charging control method of the battery pack, 최후순위의 배터리셀 열이 만충전되면, 상기 배터리팩의 충전을 종료하는 e단계를 더 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 배터리팩의 충전 제어방법.And a step e of terminating the charging of the battery pack when the battery cell sequence of the last priority is fully charged. 둘 이상의 병렬 연결된 배터리셀과, 병렬연결된 상기 배터리셀 열마다 직렬로 연결되는 연결스위치를 포함하여 구성되는 배터리팩에 있어서,A battery pack comprising two or more parallel connected battery cells, and a connection switch connected in series for each of the parallel connected battery cell rows. 기설정된 우선순위에 따라 선순위 배터리셀 열에 연결된 상기 연결스위치를 연결하여 방전하는 A단계와;A step of discharging by connecting the connection switch connected to the row of the priority battery cell according to a predetermined priority; 선순위 배터리셀 열의 잔류용량이 일정량 이하로 감소하였는지 판단하는 B단계; 그리고Determining whether the remaining capacity of the senior battery cell row is reduced to a predetermined amount or less; And 선순위 배터리셀 열의 잔류용량이 일정량 이하로 감소하면 차순위 배터리셀 열에 연결된 연결스위치를 연결하고, 선순위 배터리셀 열에 연결된 연결스위치는 차단하여 차순위 배터리셀 열을 방전하는 C단계를 포함하여 수행됨을 특징으로 하 는 배터리팩의 방전 제어방법.When the remaining capacity of the priority battery cell row is reduced to a certain amount or less, the connection switch connected to the next order battery cell row is connected, and disconnecting the connection switch connected to the priority battery cell row, characterized in that it comprises the step C to discharge the next battery cell row The discharge control method of the battery pack. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 배터리팩의 방전 제어방법은,Discharge control method of the battery pack, 상기 우선순위에 따라 상기 배터리셀 열의 방전순위를 결정하는 D단계를 더 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 배터리팩의 방전 제어방법.And a step (D) of determining a discharge order of the battery cell rows according to the priority. 제 16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 우선순위는,The priority is 잔류용량이 많은 배터리셀 열의 순서에 따라 방전되는 것으로 설정되고:The remaining capacity is set to discharge in the order of the many battery cell rows: 상기 D단계는,The step D, 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단하는 단계와;Determining a remaining capacity of each of the battery cell rows; 판단결과에 따라 잔류용량이 많은 배터리셀 열의 순서로 방전순위를 결정하는 단계를 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 배터리팩의 방전 제어방법.And determining the order of discharge in the order of the battery cell rows having the remaining capacity according to the determination result. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단하는 단계는,Determining the remaining capacity of each battery cell row, 상기 배터리셀 열의 충전 또는 방전 종료시에 메모리에 갱신 저장되는 상기 각 배터리셀 열의 최종 전압값 또는 최종 전류값 중 어느 하나 이상의 정보를 참조하여 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단함으로써 수행됨을 특징으로 하는 배 터리팩의 방전 제어방법.Characterized in that the remaining capacity of each of the battery cell rows is determined by referring to at least one of the last voltage value and the last current value of each of the battery cell rows updated and stored in a memory when the battery cell row is charged or discharged. How to control the discharge of the battery pack. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단하는 단계는,Determining the remaining capacity of each battery cell row, 상기 각 배터리셀 열을 순차적으로 연결 및 차단하여 상기 각 배터리셀 열의 전압값 또는 전류값 중 어느 하나 이상을 측정하고, 측정된 전압값 또는 전류값 중 어느 하나 이상의 정보를 참조하여 상기 각 배터리셀 열의 잔류용량을 판단함으로써 수행됨을 특징으로 하는 배터리팩의 방전 제어방법.By sequentially connecting and disconnecting the respective battery cell rows, one or more of voltage or current values of each of the battery cell rows are measured, and referring to any one or more of the measured voltage and current values, Discharge control method of a battery pack, characterized in that performed by determining the remaining capacity. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 배터리팩의 방전 제어방법은,Discharge control method of the battery pack, 최후순위의 배터리셀 열의 잔류용량이 일정량 이하로 감소하면 상기 배터리팩의 방전을 종료하는 E단계를 더 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 배터리팩의 방전 제어방법. Discharging control method of a battery pack, characterized in that further comprising the step E of terminating the discharge of the battery pack when the remaining capacity of the battery cell row of the last priority is less than a predetermined amount.
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