KR20170051062A - APPARATUS FOR CONTROLLING SERIAL AND PARALLEL OPERATION OF BATTERY PACKk - Google Patents

APPARATUS FOR CONTROLLING SERIAL AND PARALLEL OPERATION OF BATTERY PACKk Download PDF

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for controlling a serial and parallel operation of a battery pack including a serial circuit and a parallel circuit. The apparatus for controlling a serial and parallel operation of a battery pack comprises: a battery pack including a plurality of battery cell groups electrically connected with the serial circuit and the parallel circuit; and a control unit determining whether an external charging device or an external high output requirement system is connected, blocking a route on the serial circuit when the external charging device is determined to be connected, charging the battery cell groups by enabling the route to conduct electricity on the parallel circuit and allowing charging power supplied from the external charging device to flow through the route on the parallel circuit which conducts electricity, blocking the route on the parallel circuit when the external high output requirement system is determined to be connected, and enabling the route to conduct electricity on the serial circuit to discharge electric energy stored in the battery cell groups into a high voltage state with a voltage value higher than the charging power and to supply the discharged electric energy to the connected external high output requirement system. The apparatus for controlling a serial and parallel operation of a battery pack can provide charging power supplied from an external charging device to a plurality of battery cell groups through a parallel circuit so as to be charged, when the external charging device and the apparatus are connected to each other.

Description

배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING SERIAL AND PARALLEL OPERATION OF BATTERY PACKk}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery pack,

본 발명은 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치에 관한 것으로, 특히 배터리 팩에 저장된 전기 에너지를 충전 전력의 전압보다 높은 고전압 상태로 방전하여 제공할 수 있는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a direct-parallel operation control device for a battery pack, and more particularly, to a direct-parallel operation control device for a battery pack capable of discharging electric energy stored in a battery pack to a high voltage state,

최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등과 최근의 리듐 이온 전지를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 전지는 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 전지는 소형, 경향으로 제작할 수 있어서, 이동 기기의 전원으로 사용된다. 또한, 리듐 이온 전지는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.Recently, research and development on secondary batteries have been actively conducted. Here, the secondary battery is a battery that can be charged and discharged, and includes both conventional Ni / Cd batteries, Ni / MH batteries, and the recent lithium ion batteries. Among the secondary batteries, the lithium ion battery has a merit that the energy density is much higher than that of the conventional Ni / Cd battery and the Ni / MH battery. Moreover, the lithium ion battery can be manufactured in a small size and tendency, . In addition, the lithium ion battery has been attracting attention as a next generation energy storage medium by expanding its use range as an electric vehicle power source.

한편, 배터리 관리 시스템(Battery Management System, 이하 BMS)에서 고출력을 목적으로 하는 제품에 대한 고객의 요구가 많아지고 있어 고전압을 출력할 수 있는 BMS 기술의 개발이 활발하게 진행 중이다. 하지만 종래의 고전압을 출력할 수 있는 배터리 모듈의 경우, 충전 시 고 전압의 충전 전원을 사용하고, 충전 시 안전에 대한 만족도에 대한 문제점이 있었다.On the other hand, as the demand for high power output in the battery management system (BMS) is increasing, the BMS technology capable of outputting high voltage is being actively developed. However, in the case of a battery module capable of outputting a high voltage in the past, there has been a problem in that a high-voltage charging power source is used for charging and satisfactory satisfaction in safety during charging.

따라서, 고전압으로 충전 전력을 제공받지 않으며, 고출력이 필요한 외부 시스템이 접속 시 충전된 전기 에너지를 고전압 상태로 출력하여 외부 시스템으로 제공할 수 있는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어에 관한 기술의 개발이 요구된다.Therefore, it is required to develop a technology related to serial-parallel operation control of a battery pack which can not provide charging power at a high voltage and can output electric energy charged at the time of connection in an external system requiring a high output to an external system in a high voltage state do.

KRKR 10-2012-012072810-2012-0120728 AA

본 발명은 충전 시 고전압의 충전 전력을 제공받지 않으며, 고출력이 필요한 외부 고출력 요구 시스템이 연결될 경우, 충전된 에너지를 고전압 상태로 출력하여 외부 고출력 요구 시스템에 제공할 수 있는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치를 제공한다.The present invention relates to a direct-parallel operation control of a battery pack, which can provide a high-voltage state to the external high-power demanding system when an external high-power demanding system requiring high output is connected, Device.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치는, 직렬 회로 및 병렬 회로를 포함하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치에 있어서, 상기 직렬 회로 및 상기 병렬 회로와 전기적으로 연결되는 복수 개의 배터리 셀 그룹들로 구성된 배터리 팩; 및 외부 충전 장치 또는 외부 고출력 요구 시스템의 연결 여부를 판단하고, 상기 외부 충전 장치가 연결되었다고 판단된 경우, 상기 직렬 회로 상의 경로를 차단하고, 상기 병렬 회로 상의 경로를 도통시켜 상기 외부 충전 장치로부터 공급되는 충전 전력을 도통시킨 상기 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐르게 하여 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 충전하며, 상기 외부 고출력 요구 시스템이 연결되었다고 판단된 경우, 상기 병렬 회로 상의 경로를 차단하고, 상기 직렬 회로 상의 경로를 도통시켜 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들에 저장된 전기 에너지를 상기 충전 전력보다 높은 전압 값을 갖는 고전압 상태로 방전하여 연결된 상기 외부 고출력 요구 시스템에 공급되도록 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.An apparatus for controlling a series-parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present invention includes a series circuit and a parallel circuit, A battery pack composed of battery cell groups; And determines whether the external charging device or the external high-power-demand requesting system is connected to the external charging device. When it is determined that the external charging device is connected, the path on the serial circuit is cut off, Charging the plurality of groups of battery cells by flowing the charging power through the path on the conducting parallel circuit and shutting off the path on the parallel circuit when it is determined that the external high- And controlling the electric energy stored in the plurality of battery cell groups to be supplied to the connected external high power demand system by discharging the electric energy to a high voltage state having a voltage value higher than the charging electric power; . ≪ / RTI >

상기 외부 충전 장치 연결시 상기 외부 충전 장치로부터 공급되는 상기 충전 전력의 전류를 감지할 수 있는 충전 전류 감지 저항; 을 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 충전 전류 감지 저항을 통해 감지된 충전 전류의 존재 유무나 상기 외부 충전 장치와 데이터 송수신 진행 여부에 따라 상기 외부 충전 장치의 연결 여부를 판단하고, 감지된 상기 충전 전류가 존재하거나 상기 데이터 송수신 진행 중이라고 판단된 경우, 상기 외부 충전 장치가 연결되었음을 인식할 수 있다.A charging current sensing resistor capable of sensing a current of the charging power supplied from the external charging device when the external charging device is connected; Wherein the control unit determines whether the external charging apparatus is connected according to whether the charging current sensed through the charging current sensing resistor exists or whether data transmission / reception with the external charging apparatus proceeds, If it is determined that the current is present or the data transmission / reception is in progress, it is recognized that the external charging device is connected.

상기 외부 고출력 요구 시스템 연결시 발생하는 물리적인 힘에 의해 출력 신호의 상태가 전환되는 물리적 스위치; 를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 물리적 스위치의 상태의 전환 여부에 따라 상기 외부 고출력 요구 시스템의 연결 여부를 판단하고, 상기 출력 신호의 상태가 전환된 경우, 상기 외부 고출력 요구 시스템이 연결되었음을 인식할 수 있다.A physical switch for switching the state of an output signal by a physical force generated when the external high power demand system is connected; Wherein the controller determines whether the external high power requirement system is connected according to whether the state of the physical switch is switched or not, and when the state of the output signal is switched, recognizes that the external high power demand system is connected can do.

상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들과 병렬 연결된 충전 FET; 및 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 외부 충전 장치가 연결되었다고 판단된 경우, 상기 충전 FET의 상태를 온 상태로 제어하여 상기 병렬 회로 상의 경로를 도통시키고, 상기 방전 FET의 상태를 오프 상태로 제어하여 상기 직렬 회로 상의 경로를 차단시키며, 상기 충전 전력을 도통된 상기 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐르게 하여 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 충전할 수 있다.A charge FET connected in parallel to the plurality of battery cell groups; And a discharge FET connected in series between each of the battery cell groups constituting the plurality of battery cell groups, wherein when it is judged that the external charging device is connected, the controller turns on the state of the charge FET And controlling the state of the discharging FET to be in an off state so as to cut off the path on the series circuit and to flow the charging power through a path on the conducting parallel circuit, Cell groups can be charged.

상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들과 병렬 연결된 충전 FET; 및 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 외부 고출력 요구 시스템이 연결되었다고 판단된 경우, 상기 충전 FET의 상태를 오프 상태로 제어하여 상기 병렬 회로 상의 경로를 차단시키고, 상기 방전 FET의 상태를 온 상태로 제어하여 상기 직렬 회로 상의 경로를 도통시키며, 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들에 저장된 전지 에너지를 도통시킨 상기 직렬 회로의 경로를 통해 상기 고전압 상태로 방전하여 상기 외부 고출력 요구 시스템에 공급할 수 있다.A charge FET connected in parallel to the plurality of battery cell groups; And a discharge FET connected in series between each of the battery cell groups constituting the plurality of battery cell groups, wherein when it is determined that the external high power demand system is connected, the controller turns off the state of the charge FET To turn off the path on the parallel circuit, to control the state of the discharging FET to be on-state to conduct the path on the series circuit, and to cause the battery energy stored in the plurality of battery cell groups Path to the high-voltage state and supply the high-power-demand system to the external high-power-demand system.

상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들은, 각각의 배터리 셀 그룹으로 구성되되, 상기 배터리 셀 그룹은 서로간 직렬 연결된 상기 복수 개의 배터리 셀들을 포함할 수 있다.The plurality of battery cell groups may include respective battery cell groups, and the battery cell groups may include the plurality of battery cells connected in series.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치는, 외부 충전 장치와 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치가 서로 연결되면, 외부 충전 장치로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로를 통해 복수 개의 배터리 셀 그룹들로 제공하여 충전을 수행할 수 있다.The apparatus for controlling the operation of the battery pack in series and parallel according to the embodiment of the present invention is characterized in that when the external charging device and the series-parallel operation control device of the battery pack are connected to each other, Cell groups to perform charging.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법은, 외부 고출력 요구 시스템과 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치가 서로 연결되면, 복수 개의 배터리 셀 그룹들에 저장된 전기 에너지를 직렬 회로를 통해 연결된 외부 고출력 요구 시스템으로 충전 전력의 전압 값보다 높은 값을 갖는 고전압 상태로 방전하여 고출력의 방전을 수행할 수 있다.In addition, when the external high-power requirement system and the serial-parallel operation controller of the battery pack are connected to each other, the method of controlling the series-parallel operation of the battery pack according to the embodiment of the present invention includes: Discharging to a high voltage state having a value higher than the voltage value of the charging power to the external high power demanding system connected through the high power discharge system.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 외부 충전 장치 연결시 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 병렬 회로 배터리 팩 충전 동작을 나타내는 예시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 외부 고출력 요구 시스템 연결시 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 직렬 회로 배터리 팩 방전 동작을 나타내는 예시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법을 나타내는 순서도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 외부 장치 연결 판단 단계 중 외부 충전 장치 연결 여부 판단 단계를 나타내는 순서도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 외부 장치 연결 판단 단계 중 외부 고출력 요구 시스템 연결 여부 판단 단계를 나타내는 순서도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 병렬 회로 배터리 팩 충전 단계를 나타내는 순서도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 직렬 회로 배터리 팩 방전 단계를 나타내는 순서도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 상황별 직병렬 회로 동작을 나타내는 예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a sequential parallel operation control apparatus for a battery pack according to an embodiment of the present invention; FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery pack, and more particularly,
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery pack, and more particularly,
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for controlling a serial-parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a step of determining whether an external charging device is connected during an external device connection determination step of a method of controlling a serial-parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a step of determining whether a connection to an external high-power-demanding system is connected during an external device connection determination step of a method for controlling a serial-parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a step of charging a parallel circuit battery pack in a method of controlling the parallel-parallel operation of the battery pack according to the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 8 is a flowchart showing a series circuit battery pack discharging step of a method of controlling the serial-parallel operation of the battery pack according to the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating an operation of a serial-parallel circuit according to a situation of an apparatus for controlling a serial-parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present invention; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 이해를 돕기 위해 아래와 같이 용어를 설명한다.First, for better understanding of the serial-parallel operation control method of the battery pack according to the embodiment of the present invention, the following terms will be described.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 충전 및 방전 가능한 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 포함할 수 있다.The battery pack according to an embodiment of the present invention may include a plurality of groups of battery cells that can be charged and discharged.

본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 배터리 셀 그룹을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹은 배터리 팩이나 외부 고출력 요구 시스템의 부하 등의 사양(specification)에 부합되도록 다양한 전기적인 방식으로 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 배터리 셀 그룹 서로간 전기적인 직렬 및/또는 병렬 방식으로 연결될 수 있다.Each of the battery cell groups constituting the plurality of battery cell groups according to the embodiment of the present invention may be connected to each other by various electrical methods in accordance with specifications such as the load of the battery pack or the external high power demand system. For example, a plurality of groups of battery cells may be electrically connected in series and / or in parallel.

본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 배터리 셀 그룹을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹은 복수 개의 배터리 셀들을 포함할 수 있다. 여기서 배터리 셀 그룹에 포함된 복수 개의 배터리 셀들을 구성하는 각각의 배터리 셀들은 전기적인 직렬 회로 방식으로 서로간 연결될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 서로간 직렬 회로 및/또는 병렬 회로 방식으로 연결된 복수 개의 배터리 셀 그룹들로 구성되며, 각각의 배터리 셀 그룹은 서로간 직렬 회로 방식으로 연결된 복수 개의 배터리 셀들로 구성될 수 있다.Each of the battery cell groups constituting the plurality of battery cell groups according to the embodiment of the present invention may include a plurality of battery cells. Here, each of the battery cells constituting the plurality of battery cells included in the battery cell group may be connected to each other in an electric serial circuit manner. That is, the battery pack according to the embodiment of the present invention is composed of a plurality of battery cell groups connected to each other through an inter-serial circuit and / or a parallel circuit manner, and each battery cell group includes a plurality of batteries Cells.

본 발명의 실시 예에 따른 각각의 배터리 셀의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 배터리 셀의 종류로는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지 및 니켈 아연 전지 등을 포함할 수 있다.The type of each battery cell according to the embodiment of the present invention is not particularly limited. For example, the type of the battery cell may include a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, and a nickel zinc battery.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 외부 충전 장치와 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치가 서로 연결될 경우, 제어부의 제어에 따라 외부 충전 장치로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로를 통해 공급받아 전기 에너지로 저장할 수 있다.In the battery pack according to the embodiment of the present invention, when the external charging device and the series-parallel operation control device of the battery pack are connected to each other, the charging power supplied from the external charging device is supplied through the parallel circuit under the control of the control part, Can be stored.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 외부 고출력 요구 시스템과 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치가 서로 연결될 경우, 제어부의 제어에 따라 저장된 전기 에너지를 직렬 회로를 통해 충전 전력보다 높은 전압 값을 갖는 고전압 상태로 외부 고출력 요구 시스템에 제공할 수 있다.When the battery pack according to the embodiment of the present invention is connected to the external high-power demand system and the serial-parallel operation controller of the battery pack, the stored electric energy is controlled by the controller, Can be provided to an external high-power demanding system in a high-voltage state.

1. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 일 예1. An example of a device for controlling the serial-parallel operation of the battery pack according to the embodiment of the present invention

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치를 나타내는 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram showing a device for controlling a series-parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)는 배터리 팩(110), AFE부(120), 물리적 스위치(130), FET부(140), 충반전 전류 감지부(150) 격리 소자(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다. 1, an apparatus 100 for controlling a series-parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present invention includes a battery pack 110, an AFE unit 120, a physical switch 130, an FET unit 140, The inverse current sensing unit 150 may include a isolation element 160 and a control unit 170. [

배터리 팩(110)은 복수 개의 배터리 셀 그룹들(110a, 110b, , 110n)인 제1 배터리 셀 그룹(110a), 제2 배터리 셀 그룹(110b) 및 제n 배터리 셀 그룹(110n)들을 포함할 수 있다. 여기서 각각의 배터리 셀 그룹들은 서로간 직렬 회로 방식으로 연결된 복수 개의 배터리 셀들로 구성될 수 있다.The battery pack 110 includes a first battery cell group 110a, a second battery cell group 110b and an nth battery cell group 110n, which are a plurality of battery cell groups 110a, 110b, and 110n . Here, each of the battery cell groups may be formed of a plurality of battery cells connected to each other by a serial circuit method.

또한, 배터리 팩(110)은 제어부(170)의 제어에 따라 외부 충전 장치(200)가 연결된 경우, 외부 충전 장치(200)로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로를 통해 제공받아 충전 될 수 있다.When the external charging apparatus 200 is connected under the control of the controller 170, the battery pack 110 can be charged by receiving the charging power supplied from the external charging apparatus 200 through the parallel circuit.

또한, 배터리 팩(110)은 제어부(170)의 제어에 따라 외부 고출력 요구 시스템(300)이 연결된 경우, 충전된 전기 에너지를 직렬 회로를 통해 충전 전력보다 높은 전압 값을 갖는 고전압 상태로 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급할 수 있다.When the external high power demanding system 300 is connected under the control of the controller 170, the battery pack 110 supplies the charged electric energy through a serial circuit to a high voltage state having a voltage value higher than the charging power, To the system (300).

AFE부(120)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들 각각에 일대일로 대응되는 복수 개의 AFE들(120a, 120b, , 120n)인 제1 AFE(120a), 제2 AFE(120b) 및 제n AFE(120n)을 포함할 수 있다.The AFE unit 120 includes a first AFE 120a, a second AFE 120a, and a second AFE 120b, which are a plurality of AFEs 120a, 120b, and 120n that correspond to a plurality of battery cell groups included in the battery pack 110 on a one- 120b and an n < th > AFE 120n.

또한, AFE부(120)는 제어부(170)의 제어에 따라 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹을 대상으로 전압 값, 전류 값 및 온도 값 등을 측정하여 제어부(170)로 전달할 수 있다.The AFE unit 120 controls the voltage value, the current value, and the temperature value for each battery cell group constituting the plurality of battery cell groups included in the battery pack 110 under the control of the controller 170 And transmit it to the control unit 170.

물리적 스위치(130)는 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 여부를 감지할 수 있다. 더욱 상세하게는, 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)와 외부 고출력 요구 시스템(300)이 서로 미연결된 경우, 물리적 스위치(130)의 상태가 온 또는 오프 상태를 유지하다가 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)와 외부 고출력 요구 시스템(300)이 서로 연결되면, 물리적 스위치(130)의 상태는 전환될 수 있다. 예를 들어, 물리적 스위치(130)의 상태는 외부 고출력 요구 시스템(300)이 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)과 접속시 외부에서 가해지는 물리적인 압력에 의해 전환될 수 있다.The physical switch 130 can sense whether the external high-power demand system 300 is connected or not. More specifically, when the direct-parallel operation controller 100 of the battery pack and the external high-power demand system 300 are not connected to each other, the state of the physical switch 130 remains on or off, When the operation control apparatus 100 and the external high-power-demand system 300 are connected to each other, the state of the physical switch 130 can be switched. For example, the state of the physical switch 130 may be switched by a physical pressure externally applied when the external high-power demand system 300 is connected to the serial-parallel operation controller 100 of the battery pack.

FET부(140)는 방전 FET(141)와 충전 FET(142)를 포함할 수 있다.The FET unit 140 may include a discharging FET 141 and a charging FET 142.

방전 FET(141)는 제어부(170)의 제어에 따라 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀들에 저장된 전기 에너지를 연결된 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급하기 위해 방전 전류를 도통시키거나 단락시키는 스위칭 동작을 수행할 수 있다.The discharging FET 141 is turned on or off in order to supply the electric energy stored in the plurality of battery cells included in the battery pack 110 to the connected external high power demand system 300 under the control of the controller 170, To perform a switching operation.

충전 FET(142)는 적어도 두 개 이상의 충전 FET(142a, 142b)를 포함할 수 있다. 충전 FET(142)는 제어부(170)의 제어에 따라 연결된 외부 충전 장치(200)에서 공급되는 충전 전류를 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀들에 전달하기 위해 충전 전류를 도통시키거나 단락시키는 스위칭 동작을 수행할 수 있다.The charge FET 142 may include at least two charge FETs 142a and 142b. The charging FET 142 is turned on or off in order to deliver the charging current supplied from the connected external charging device 200 to the plurality of battery cells included in the battery pack 110 under the control of the controller 170, To perform a switching operation.

충방전 전류 감지부(150)는 충전 전류 감지 저항(151)과 방전 전류 감지 저항(152)을 포함할 수 있다. The charge / discharge current sensing unit 150 may include a charge current sense resistor 151 and a discharge current sense resistor 152.

충전 전류 감지 저항(151)은 제어부(170)의 제어에 따라 충전 전류가 흐르는 회로 경로(path)상에 위치하여 충전 전류의 존재 유무를 감지할 수 있다.The charge current sensing resistor 151 may be located on a circuit path through which the charge current flows under the control of the controller 170 to detect the presence or absence of a charge current.

방전 전류 감지 저항(152)은 제어부(170)의 제어에 따라 방전 전류가 흐르는 회로 경로(path)상에 위치하여 제어부(170)의 제어에 따라 방전 전류의 존재 유무를 감지할 수 있다.The discharge current sensing resistor 152 is located on a circuit path through which a discharge current flows under the control of the controller 170 and can detect the presence or absence of a discharge current under the control of the controller 170.

격리 소자(isolation)(160)는 제어부(170)의 제어에 따라 AFE부(120)에 포함된 복수 개의 AFE들(120a, 120b, , 120n)를 구성하는 각각의 AFE 간의 신호의 간섭이 일어나지 않게 하기 위해 격리 동작을 수행할 수 있다.The isolation 160 is controlled by the controller 170 to prevent interference between signals of the AFEs constituting the plurality of AFEs 120a, 120b, and 120n included in the AFE unit 120 The isolation operation can be performed.

제어부(170)는 배터리 팩(110), AFE부(120), 물리적 스위치(130), FET부(140), 충반전 전류 감지부(150) 및 격리 소자(160)의 동작을 제어할 수 있다.The control unit 170 can control the operation of the battery pack 110, the AFE unit 120, the physical switch 130, the FET unit 140, the charge reversal current sensing unit 150 and the isolation device 160 .

또한, 제어부(170)는 외부 충전 장치(200) 또는 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 여부를 판단할 수 있다.Also, the controller 170 may determine whether the external charging device 200 or the external high-power-demanding system 300 is connected.

예를 들어, 제어부(170)는 충전 전류 감지 저항(151)을 통해 감지된 충전 전류의 존재 유무나 외부 충전 장치(200)와 데이터 송수신 진행 여부에 따라 외부 충전 장치(200)의 연결 여부를 판단할 수 있다.For example, the control unit 170 determines whether or not the external charging apparatus 200 is connected according to the presence or absence of the charging current sensed through the charging current sensing resistor 151 or whether data transmission / reception progress with the external charging apparatus 200 can do.

충전 전류 감지 저항(151)을 통해 감지된 충전 전류의 존재하거나 외부 충전 장치(200)와 데이터 송수신 진행 중이라고 판단된 경우, 제어부(170)는 연결된 외부 충전 장치(200)의 존재를 인식할 수 있다.If it is determined that the charging current sensed through the charging current sensing resistor 151 is present or data transmission / reception with the external charging device 200 is in progress, the controller 170 may recognize the presence of the connected external charging device 200 .

외부 충전 장치(200)가 연결되었다고 인식된 후, 제어부(170)는 외부 충전 장치(200)로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로 상의 도통시킨 경로를 통해 흐르게 하여 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 충전하는 병렬 회로 배터리 팩 충전 동작을 수행할 수 있다.After recognizing that the external charging apparatus 200 is connected, the control unit 170 allows the charging power supplied from the external charging apparatus 200 to flow through a conduction path on the parallel circuit, It is possible to perform the charging operation of the parallel circuit battery pack for charging the battery groups 100a, 100b, and 100n.

더욱 상세하게는, 외부 충전 장치(200)가 연결되었다고 인식된 경우, 제어부(170)는 도 2에 도시된 바와 같이 병렬 회로 배터리 팩 충전 동작을 수행할 수 있다.More specifically, when it is recognized that the external charging apparatus 200 is connected, the controller 170 may perform the charging operation of the parallel circuit battery pack as shown in FIG.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 외부 충전 장치 연결시 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 병렬 회로 배터리 팩 충전 동작을 나타내는 예시도이다.FIG. 2 is a view illustrating an operation of charging a parallel circuit battery pack of a serial-parallel operation controller of a battery pack when an external charging device is connected according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)과 병렬로 연결된 FET부(140)에 포함된 충전 FET(142: 142a, 142b)의 상태를 온 상태로 제어하여 병렬 회로 상의 경로를 도통시키는 충전 FET 온 동작을 수행할 수 있다.2, the control unit 170 includes a charge FET 142 included in the FET unit 140 connected in parallel with a plurality of battery cell groups 100a, 100b, and 100n included in the battery pack 110, 142a, and 142b to the ON state to conduct the charge FET ON operation for conducting the path on the parallel circuit.

그 후, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET(141)의 상태를 오프 상태로 제어하여 직렬 회로 상의 경로를 차단시키는 방전 FET 오프 동작을 수행할 수 있다.The controller 170 then determines the state of the discharge FET 141 connected in series between the battery cell groups constituting the plurality of battery cell groups 100a, 100b, and 100n included in the battery pack 110 OFF state to shut off the path on the serial circuit.

그 후, 제어부(170)는 외부 충전 장치(200)로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐르게 하여 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 충전하는 병렬 회로 충전 제어 동작을 수행할 수 있다.The control unit 170 then causes the charging power supplied from the external charging apparatus 200 to flow through the path on the parallel circuit so that the plurality of battery cell groups 100a, 100b, 100n included in the battery pack 110, To perform a parallel circuit charge control operation.

다른 예를 들어, 제어부(170)는 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 여부를 판단할 수 있다. 제어부(170)는 물리적 스위치(130)의 상태에 따라 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 외부 고출력 요구 시스템(300)이 미연결시 물리적 스위치(130)의 상태가 온 또는 오프 상태일 경우, 외부 고출력 요구 시스템(300)이 연결되면, 물리적 스위치(130)의 상태가 기존 상태에서 전환될 수 있다. 제어부(170)는 전환된 물리적 스위치(130)의 상태를 감지하여 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 여부를 판단할 수 있다.For example, the control unit 170 may determine whether the external high power requirement system 300 is connected. The control unit 170 may determine whether the external high-power-demand system 300 is connected according to the state of the physical switch 130. For example, when the external high-power requirement system 300 is connected and the physical switch 130 is in the on-state or the off-state when the external high-power demand system 300 is not connected, State. The control unit 170 may detect the state of the switched physical switch 130 and determine whether the external high-power-demand system 300 is connected.

외부 고출력 요구 시스템(300)이 연결되었다고 인식된 후, 제어부(170)는 병렬 회로 상의 경로를 차단하고, 직렬 회로 상의 경로를 도통시켜 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 그룹들(100a, 100b, , 100n)에 저장된 전기 에너지를 직렬 회로 상의 도통시킨 경로를 통해 충전 전력의 전압 값보다 높은 전압 값을 갖는 고전압 상태로 연결된 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급하는 직렬 회로 배터리 팩 방전 동작을 수행할 수 있다.After the external high power demanding system 300 is recognized as being connected, the controller 170 cuts off the path on the parallel circuit and conducts the path on the series circuit to connect the plurality of battery groups 100a, 100b, and 100n to the external high-power-demand system 300 connected in a high-voltage state having a voltage value higher than the voltage value of the charging power through the conductive path on the serial circuit, Can be performed.

더욱 상세하게는, 외부 고출력 요구 시스템(300)이 연결되었다고 인식된 경우, 제어부(170)는 도 3에 도시된 바와 같이 직렬 회로 배터리 팩 방전 동작을 수행할 수 있다.More specifically, when it is recognized that the external high power demand system 300 is connected, the controller 170 may perform a series circuit battery pack discharging operation as shown in FIG.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 외부 고출력 요구 시스템 연결시 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 직렬 회로 배터리 팩 방전 동작을 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary view illustrating a series circuit battery pack discharging operation of the apparatus for controlling a series-parallel operation of a battery pack when an external high-power-demand system is connected according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)과 병렬로 연결된 FET부(140)에 포함된 충전 FET(142: 142a, 142b)의 상태를 오프 상태로 제어하여 병렬 회로 상의 경로를 차단시키는 충전 FET 오프 동작을 수행할 수 있다.3, the control unit 170 includes a charge FET 142 included in the FET unit 140 connected in parallel with a plurality of battery cell groups 100a, 100b, and 100n included in the battery pack 110, 142a, and 142b to the OFF state to shut off the path on the parallel circuit.

그 후, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET(141)의 상태를 온 상태로 제어하여 직렬 회로 상의 경로를 도통시키는 방전 FET 온 동작을 수행할 수 있다.The controller 170 then determines the state of the discharge FET 141 connected in series between the battery cell groups constituting the plurality of battery cell groups 100a, 100b, and 100n included in the battery pack 110 The discharge FET ON operation for conducting the path on the series circuit can be performed.

그 후, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)에 저장된 전지 에너지를 도통시킨 직렬 회로의 경로를 통해 고전압 상태로 방전하여 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급하는 직렬 회로 방전 제어 동작을 수행할 수 있다.The control unit 170 then discharges the battery pack 110 to a high voltage state through a path of a series circuit in which the battery energy stored in the plurality of battery cell groups 100a, 100b, and 100n included in the battery pack 110 is conducted, It is possible to perform a series circuit discharge control operation of supplying the voltage to the request system 300. [

2. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 일 예2. An example of a method of controlling the serial-parallel operation of the battery pack according to the embodiment of the present invention

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법을 나타내는 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for controlling a series-parallel operation of a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)의 제어부(170)는 외부 충전 장치(200) 또는 외부 고출력 요구 시스템의 연결 여부를 판단하는 외부 장치 연결 판단 단계(S410)를 수행할 수 있다.4, the controller 170 of the apparatus 100 for controlling parallel / serial operation of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention includes an external charging device 200 or an external device connected to determine whether the external high- (S410). ≪ / RTI >

더욱 상세하게는, 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)의 제어부(170)가 수행하는 외부 장치 연결 판단 단계(S410)는 다음과 같은 단계들 포함하여 수행될 수 있다.More specifically, an external device connection determination step (S410) performed by the controller 170 of the serial-parallel operation controller 100 of the battery pack may be performed including the following steps.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 외부 장치 연결 판단 단계 중 외부 충전 장치 연결 여부 판단 단계를 나타내는 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a step of determining whether an external charging device is connected during an external device connection determination step of the method of controlling the serial-parallel operation of the battery pack according to the embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 제어부(170)는 충전 전류 감지 저항(151)을 통해 감지된 충전 전류의 존재 유무나 외부 충전 장치(200)와 데이터 송수신 진행 여부에 따라 외부 충전 장치(200)의 연결 여부를 판단하는 외부 충전 장치 연결 여부 판단 단계(S411)를 수행할 수 있다.5, the control unit 170 determines whether the external charging apparatus 200 is connected or not depending on whether the charging current sensed through the charging current sensing resistor 151 exists or whether data transmission / reception with the external charging apparatus 200 proceeds, (S411) whether the external charging device is connected or not.

충전 전류 감지 저항(151)을 통해 감지된 충전 전류의 존재하거나 외부 충전 장치(200)와 데이터 송수신 진행 중이라고 판단된 경우, 제어부(170)는 연결된 외부 충전 장치(200)가 연결되었음을 인식하는 외부 충전 장치 연결 인식 단계(S412)를 수행할 수 있다.When it is determined that the charging current sensed through the charging current sensing resistor 151 is present or data transmission / reception with the external charging device 200 is in progress, the controller 170 determines whether the external charging device 200 is connected The device connection recognition step S412 may be performed.

외부 충전 장치(200)가 연결되었다고 인식된 후, 제어부(170)는 외부 충전 장치(200)로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로 상의 도통시킨 경로를 통해 흐르게 하여 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 충전하는 병렬 회로 배터리 팩 충전 단계(S420)를 수행할 수 있다.After recognizing that the external charging apparatus 200 is connected, the control unit 170 allows the charging power supplied from the external charging apparatus 200 to flow through a conduction path on the parallel circuit, It is possible to perform the parallel circuit battery pack charging step S420 for charging the battery groups 100a, 100b, and 100n.

더욱 상세하게는, 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)의 제어부(170)가 수행하는 병렬 회로 배터리 팩 충전 단계(S420)는 다음과 같은 단계들 포함하여 수행될 수 있다.More specifically, the parallel circuit battery pack charging step (S420) performed by the control unit 170 of the serial-parallel operation control apparatus 100 of the battery pack may be performed including the following steps.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 병렬 회로 배터리 팩 충전 단계를 나타내는 순서도이다.FIG. 7 is a flowchart showing a step of charging a parallel circuit battery pack in a method of controlling the series-parallel operation of the battery pack according to the embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 제어부(170)는 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)과 병렬로 연결된 FET부(140)에 포함된 충전 FET(142: 142a, 142b)의 상태를 온 상태로 제어하여 병렬 회로 상의 경로를 도통시키는 충전 FET 온 단계(S421)를 수행할 수 있다.7, the control unit 170 includes a control unit 170 and a plurality of battery cell groups 100a, 100b, and 100n included in the FET unit 140 connected in parallel with the plurality of battery cell groups 100a, 100b, It is possible to perform a charge FET on step S421 in which the state of the charge FETs 142 (142a and 142b) is turned on to conduct the path on the parallel circuit.

그 후, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET(141)의 상태를 오프 상태로 제어하여 직렬 회로 상의 경로를 차단시키는 방전 FET 오프 단계(S422)를 수행할 수 있다.The controller 170 then determines the state of the discharge FET 141 connected in series between the battery cell groups constituting the plurality of battery cell groups 100a, 100b, and 100n included in the battery pack 110 Off state to shut off the path on the serial circuit (S422).

그 후, 제어부(170)는 외부 충전 장치(200)로부터 공급되는 충전 전력을 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐르게 하여 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 충전하는 병렬 회로 충전 제어 단계(S423)를 수행할 수 있다.The control unit 170 then causes the charging power supplied from the external charging apparatus 200 to flow through the path on the parallel circuit so that the plurality of battery cell groups 100a, 100b, 100n included in the battery pack 110, (Step S423) of charging the battery pack.

또한, 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)의 제어부(170)가 수행하는 외부 장치 연결 판단 단계(S410)는 다음과 같은 단계들 더 포함하여 수행될 수 있다.In addition, the external device connection determination step (S410) performed by the controller 170 of the serial-parallel operation controller 100 of the battery pack may further include the following steps.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 외부 장치 연결 판단 단계 중 외부 고출력 요구 시스템 연결 여부 판단 단계를 나타내는 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a step of determining whether an external high-power-demanding system is connected during an external device connection determination step of the method for controlling the serial-parallel operation of the battery pack according to the embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 제어부(170)는 물리적 스위치(130)의 상태의 전환 여부에 따라 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 여부를 판단하는 외부 고출력 요구 시스템 연결 여부를 판단 단계(S413)를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 6, the controller 170 determines whether to connect the external high-power-demand system 300 to the external high-power-demand system 300 according to whether the state of the physical switch 130 is switched or not can do.

물리적 스위치(130)의 상태가 전환된 경우, 제어부(170)는 연결된 외부 고출력 요구 시스템(300)가 연결되었음을 인식하는 외부 고출력 요구 시스템 연결 인식 단계(S414)를 수행할 수 있다.When the state of the physical switch 130 is switched, the controller 170 may perform an external high power demand system connection recognition step (S414) that recognizes that the connected external high power demand system 300 is connected.

외부 고출력 요구 시스템(300)이 연결되었다고 인식된 후, 제어부(170)는 병렬 회로 상의 경로를 차단하고, 직렬 회로 상의 경로를 도통시켜 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 그룹들(100a, 100b, , 100n)에 저장된 전기 에너지를 직렬 회로 상의 도통시킨 경로를 통해 충전 전력의 전압 값보다 높은 전압 값을 갖는 고전압 상태로 연결된 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급하는 직렬 회로 배터리 팩 방전 단계(S430)을 수행할 수 있다.After the external high power demanding system 300 is recognized as being connected, the controller 170 cuts off the path on the parallel circuit and conducts the path on the series circuit to connect the plurality of battery groups 100a, 100b, and 100n to an external high-power-demand system 300 connected in a high-voltage state having a voltage value higher than the voltage value of the charging power through a conductive path on the serial circuit S430).

더욱 상세하게는, 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치(100)의 제어부(170)가 수행하는 직렬 회로 배터리 팩 방전 단계(S430)는 다음과 같은 단계들 포함하여 수행될 수 있다.More specifically, the step of discharging the series circuit battery pack (S430) performed by the control unit 170 of the serial-parallel operation control apparatus 100 of the battery pack may be performed including the following steps.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 방법의 직렬 회로 배터리 팩 방전 단계를 나타내는 순서도이다.8 is a flowchart showing a series circuit battery pack discharging step of the method for controlling the parallel-parallel operation of the battery pack according to the embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)과 병렬로 연결된 FET부(140)에 포함된 충전 FET(142: 142a, 142b)의 상태를 오프 상태로 제어하여 병렬 회로 상의 경로를 차단시키는 충전 FET 오프 단계(S431)를 수행할 수 있다.8, the control unit 170 includes a charge FET 142 included in the FET unit 140 connected in parallel with a plurality of battery cell groups 100a, 100b, and 100n included in the battery pack 110, 142a and 142b are turned off to shut off the path on the parallel circuit (S431).

그 후, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET(141)의 상태를 온 상태로 제어하여 직렬 회로 상의 경로를 도통시키는 방전 FET 온 단계(S432)를 수행할 수 있다.The controller 170 then determines the state of the discharge FET 141 connected in series between the battery cell groups constituting the plurality of battery cell groups 100a, 100b, and 100n included in the battery pack 110 On state (S432) in which the path on the series circuit is conducted by controlling the on-state of the discharge FET.

그 후, 제어부(170)는 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(100a, 100b, , 100n)에 저장된 전지 에너지를 도통시킨 직렬 회로의 경로를 통해 고전압 상태로 방전하여 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급하는 직렬 회로 방전 제어 단계(S433)를 수행할 수 있다.The control unit 170 then discharges the battery pack 110 to a high voltage state through a path of a series circuit in which the battery energy stored in the plurality of battery cell groups 100a, 100b, and 100n included in the battery pack 110 is conducted, And to supply it to the requesting system 300 (step S433).

3. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 상황별 직병렬 회로 동작의 일 예3. An example of the operation of the serial-parallel circuit according to the situation of the apparatus for controlling the serial-parallel operation of the battery pack according to the embodiment of the present invention

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치의 상황별 직병렬 회로 동작을 나타내는 예시도이다.FIG. 9 is a diagram illustrating an operation of a serial-parallel circuit according to an embodiment of the apparatus for controlling the parallel-parallel operation of the battery pack according to the embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 외부 충전 장치(200)의 연결 상태가 인식된 충전 상황에서 노멀 동작을 수행하는 제어부(170)는 방전 FET(141)의 상태가 오프 상태가 되도록 제어하여 직렬 회로 상의 경로로 흐를 수 있는 충전 전류를 차단하고, 제1 충전 FET(142a) 및 제2 충전 FET(142b)의 상태가 온 상태가 되도록 제어하여 병렬 회로 상의 경로를 도통시켜 충전 전류가 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(110a, 110b, , 110n) 흐르도록 하여 병렬 회로 충전 제어를 수행할 수 있다.9, the controller 170, which performs the normal operation in the charging state in which the connection state of the external charging apparatus 200 is recognized, controls the discharging FET 141 to be in the off state, The flow of the charging current is cut off and the first charging FET 142a and the second charging FET 142b are controlled to be in an on state to conduct the path on the parallel circuit so that the charging current is included in the battery pack 110 The plurality of battery cell groups 110a, 110b, and 110n may flow to perform parallel circuit charge control.

또한, 외부 고출력 요구 시스템(300)의 연결 상태가 인식된 방전 상황 또는 리셋 상황에서 노멀 동작을 수행하는 제어부(170)는 제1 충전 FET(142a) 및 제2 충전 FET(142b)의 상태를 오프 상태로 제어하여 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐를 수 있는 방전 전류를 차단하고, 방전 FET(141)의 상태를 온 상태로 제어하여 직렬 회로 상의 경로를 도통시켜 배터리 팩(110)에 포함된 복수 개의 배터리 셀 그룹들(110a, 110b, , 110n)에 저장된 전기 에너지가 도통된 직렬 회로 상의 경로를 통해 고전압 상태로 방전되어 외부 고출력 요구 시스템(300)에 공급되는 직렬 회로 방전 제어를 수행할 수 있다.In addition, the controller 170, which performs the normal operation in the discharge state or the reset state in which the connection state of the external high-power-demand system 300 is recognized, turns off the states of the first charge FET 142a and the second charge FET 142b The discharging current flowing through the path on the parallel circuit is cut off and the discharging FET 141 is controlled to be in an ON state so that the path on the serial circuit is made conductive so that a plurality of batteries It is possible to perform the series circuit discharge control in which the electric energy stored in the cell groups 110a, 110b, and 110n is discharged to the high voltage state through the path on the series circuit and supplied to the external high power demand system 300. [

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

100: 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치
110: 배터리 팩
110a: 제1 배터리 팩 그룹
110b: 제2 배터리 팩 그룹
110n: 제n 배터리 팩 그룹
120: AFE부
120a: 제1 AFE
120b: 제2 AFE
120n: 제n AFE
130: 물리적 스위치
140: FET
141: 방전 FET
142: 충전 FET
142a: 제1 충전 FET
142b: 제2 충전 FET
150: 충방전 전류 감지부
151: 충전 전류 감지 저항
152: 방전 전류 감지 저항
160: 격리 소자
170: 제어부100: Serial-parallel operation control of battery pack
110: Battery pack
110a: first battery pack group
110b: second battery pack group
110n: control battery pack group
120: AFE section
120a: First AFE
120b: the second AFE
120n: nth AFE
130: physical switch
140: FET
141: Discharge FET
142: Charge FET
142a: first charge FET
142b: second charge FET
150: charge / discharge current sensing unit
151: Charge current sensing resistor
152: Discharge current detection resistance
160: Isolation element
170:

Claims (6)

직렬 회로 및 병렬 회로를 포함하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치에 있어서,
상기 직렬 회로 및 상기 병렬 회로와 전기적으로 연결되는 복수 개의 배터리 셀 그룹들로 구성된 배터리 팩; 및
외부 충전 장치 또는 외부 고출력 요구 시스템의 연결 여부를 판단하고, 상기 외부 충전 장치가 연결되었다고 판단된 경우, 상기 직렬 회로 상의 경로를 차단하고, 상기 병렬 회로 상의 경로를 도통시켜 상기 외부 충전 장치로부터 공급되는 충전 전력을 도통시킨 상기 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐르게 하여 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 충전하며, 상기 외부 고출력 요구 시스템이 연결되었다고 판단된 경우, 상기 병렬 회로 상의 경로를 차단하고, 상기 직렬 회로 상의 경로를 도통시켜 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들에 저장된 전기 에너지를 상기 충전 전력보다 높은 전압 값을 갖는 고전압 상태로 방전하여 연결된 상기 외부 고출력 요구 시스템에 공급되도록 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치.
1. A serial-parallel operation controller for a battery pack including a serial circuit and a parallel circuit,
A battery pack including a plurality of battery cell groups electrically connected to the serial circuit and the parallel circuit; And
The external charging device or the external high-power-demanding system is connected to the external charging device, and if it is determined that the external charging device is connected, the path on the serial circuit is cut off and the path on the parallel circuit is conducted, Charging the plurality of groups of battery cells by flowing through the path on the parallel circuit conducting the charging power and shutting off the path on the parallel circuit when it is determined that the external high- And discharges the electric energy stored in the plurality of battery cell groups to a high voltage state having a voltage value higher than the charging electric power so as to be supplied to the connected external high output demand system;
Wherein the battery pack is connected to the battery pack.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 충전 장치 연결시 상기 외부 충전 장치로부터 공급되는 상기 충전 전력의 전류를 감지할 수 있는 충전 전류 감지 저항; 을 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 충전 전류 감지 저항을 통해 감지된 충전 전류의 존재 유무나 상기 외부 충전 장치와 데이터 송수신 진행 여부에 따라 상기 외부 충전 장치의 연결 여부를 판단하고, 감지된 상기 충전 전류가 존재하거나 상기 데이터 송수신 진행 중이라고 판단된 경우, 상기 외부 충전 장치가 연결되었음을 인식하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치.
The method according to claim 1,
A charging current sensing resistor capable of sensing a current of the charging power supplied from the external charging device when the external charging device is connected; Further comprising:
The controller determines whether the external charging device is connected according to the presence or absence of the charging current detected through the charging current sensing resistor and whether the data is transmitted to or received from the external charging device, And when it is determined that the transmission / reception is in progress, recognizes that the external charging device is connected.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 고출력 요구 시스템 연결시 발생하는 물리적인 힘에 의해 출력 신호의 상태가 전환되는 물리적 스위치; 를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 물리적 스위치의 상태의 전환 여부에 따라 상기 외부 고출력 요구 시스템의 연결 여부를 판단하고, 상기 출력 신호의 상태가 전환된 경우, 상기 외부 고출력 요구 시스템이 연결되었음을 인식하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치.
The method according to claim 1,
A physical switch for switching the state of an output signal by a physical force generated when the external high power demand system is connected; Further comprising:
Wherein the control unit determines whether the external high-power-demand system is connected according to whether the state of the physical switch is switched or not, and recognizes that the external high-power-demand system is connected when the state of the output signal is switched. A device for controlling the series and parallel operation of a pack.
청구항 1에 있어서,
상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들과 병렬 연결된 충전 FET; 및
상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET;를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 외부 충전 장치가 연결되었다고 판단된 경우, 상기 충전 FET의 상태를 온 상태로 제어하여 상기 병렬 회로 상의 경로를 도통시키고, 상기 방전 FET의 상태를 오프 상태로 제어하여 상기 직렬 회로 상의 경로를 차단시키며, 상기 충전 전력을 도통된 상기 병렬 회로 상의 경로를 통해 흐르게 하여 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 충전하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치.
The method according to claim 1,
A charge FET connected in parallel to the plurality of battery cell groups; And
Further comprising a discharge FET connected in series between each of the battery cell groups constituting the plurality of battery cell groups,
Wherein the control unit controls the state of the charge FET to be in an on state to conduct the path on the parallel circuit when the external charging apparatus is connected, And charges the plurality of battery cell groups by causing the charging power to flow through the path on the energized parallel circuit.
청구항 1에 있어서,
상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들과 병렬 연결된 충전 FET; 및
상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들을 구성하는 각각의 배터리 셀 그룹 사이에 직렬 연결된 방전 FET;를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 외부 고출력 요구 시스템이 연결되었다고 판단된 경우, 상기 충전 FET의 상태를 오프 상태로 제어하여 상기 병렬 회로 상의 경로를 차단시키고, 상기 방전 FET의 상태를 온 상태로 제어하여 상기 직렬 회로 상의 경로를 도통시키며, 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들에 저장된 전지 에너지를 도통시킨 상기 직렬 회로의 경로를 통해 상기 고전압 상태로 방전하여 상기 외부 고출력 요구 시스템에 공급하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치.
The method according to claim 1,
A charge FET connected in parallel to the plurality of battery cell groups; And
Further comprising a discharge FET connected in series between each of the battery cell groups constituting the plurality of battery cell groups,
Wherein the controller controls the state of the charge FET to be in an off state to shut off the path on the parallel circuit when the external high power demand system is connected and controls the state of the discharge FET to be on state, And the battery pack is discharged to the high voltage state through the path of the series circuit having the battery energy stored in the plurality of battery cell groups and supplied to the external high power demand system. controller.
청구항 5에 있어서, 상기 복수 개의 배터리 셀 그룹들은,
각각의 배터리 셀 그룹으로 구성되되, 상기 각각의 배터리 셀 그룹은 서로간 직렬 연결된 상기 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 직병렬 동작 제어 장치.[6] The battery pack of claim 5,
Wherein each of the battery cell groups comprises the plurality of battery cells connected in series between the battery cell groups.
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