KR20190073925A - Apparatus and method for pre-charging - Google Patents

Apparatus and method for pre-charging Download PDF

Info

Publication number
KR20190073925A
KR20190073925A KR1020170175179A KR20170175179A KR20190073925A KR 20190073925 A KR20190073925 A KR 20190073925A KR 1020170175179 A KR1020170175179 A KR 1020170175179A KR 20170175179 A KR20170175179 A KR 20170175179A KR 20190073925 A KR20190073925 A KR 20190073925A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
precharge
battery
circuit
charge
charging
Prior art date
Application number
KR1020170175179A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102364237B1 (en
Inventor
이동춘
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020170175179A priority Critical patent/KR102364237B1/en
Publication of KR20190073925A publication Critical patent/KR20190073925A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102364237B1 publication Critical patent/KR102364237B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

The present invention relates to a precharge apparatus and a method thereof, capable of expecting an energy saving effect in a process of precharging a precharge capacitor. According to the present invention, the precharge device is a device for charging a precharge capacitor, which is configured to be electrically connected to both ends of a battery module having a plurality of secondary batteries. The precharge device comprises: storage circuits configured to be electrically connected to both ends of the plurality of secondary batteries, respectively, so as to store power supplied from the plurality of secondary batteries; a precharge circuit configured to be electrically connected to one end of the storage circuit and transmit a precharge current supplied from the storage circuit to the precharge capacitor; a battery monitoring unit configured to be electrically connected to the battery module and a charge/discharge path, which is connected to the battery module and through which is a charge/discharge current flows, so as to monitor a voltage of each of the plurality of secondary batteries and the charge/discharge current; and a battery control unit configured to control opening and closing of the storage circuit based on the voltage of each of the plurality of secondary batteries and the charge/discharge current monitored by the battery monitoring unit.

Description

프리차지 장치 및 방법{Apparatus and method for pre-charging}[0001] Apparatus and method for pre-charging [0002]

본 발명은 프리차지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프리차지 커패시터를 프리차지 하는 과정에서 에너지 절약 효과를 기대할 수 있는 프리차지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a precharge device and method, and more particularly, to a precharge device and a method capable of expecting an energy saving effect in a process of precharging a precharge capacitor.

근래에 들어서, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, and portable telephones has been rapidly increased, and development of batteries, robots, and satellites for energy storage has been accelerated. Thus, a high performance rechargeable battery Researches are being actively conducted.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 및 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높다는 등의 장점으로 인해 많은 각광을 받고 있다.The lithium secondary battery is free from charge / discharge because it has almost no memory effect compared with a nickel-based secondary battery. In addition, The self-discharge rate is very low and the energy density is high.

배터리는 다양한 분야에서 이용되는데, 전기 구동 차량 또는 스마트 그리드 시스템과 같이 최근에 배터리가 많이 활용되는 분야는 큰 용량을 필요로 하는 경우가 많다. 배터리 팩의 용량을 증가하기 위해서는 이차 전지, 즉 배터리 셀 자체의 용량을 증가시키는 방법이 있을 수 있겠지만, 이 경우 용량 증대 효과가 크지 않고, 이차 전지의 크기 확장에 물리적 제한이 있으며 관리가 불편하다는 단점을 갖는다. 따라서, 통상적으로는 다수의 배터리 모듈이 직렬 및 병렬로 연결된 배터리 팩이 널리 이용된다.Batteries are used in a variety of applications, such as electric powered vehicles or smart grid systems, where battery-intensive applications often require large capacities. In order to increase the capacity of the battery pack, there may be a method of increasing the capacity of the secondary battery, that is, the battery cell itself. However, in this case, there is a disadvantage that the capacity increase effect is not large and the size of the secondary battery is physically limited, Respectively. Therefore, a battery pack in which a plurality of battery modules are connected in series and in parallel is widely used.

배터리 모듈을 구성하는 이차 전지들은 전기화학적 특성이 동일하지 않을 수 있다. 또한, 이차 전지의 충방전 사이클 수가 증가하면 각 이차 전지마다 퇴화 정도가 달라지므로 이차 전지들의 성능 편차는 더 커질 수 있다. 따라서, 배터리 모듈이 만충전 상태까지 충전되는 동안 각 이차 전지의 충전 상태는 서로 다른 속도로 상승할 수 있다.Secondary batteries constituting the battery module may not have the same electrochemical characteristics. Also, if the number of charging / discharging cycles of the secondary battery increases, the degree of degradation of each secondary battery varies, so that the performance deviation of the secondary batteries may be larger. Accordingly, the charging states of the respective secondary batteries may rise at different speeds while the battery module is charged to the full charge state.

배터리 모듈에 대해 만충전 상태까지 충전이 진행될 때, 퇴화된 이차 전지는 용량 퇴화가 없는 이차 전지에 비해 충전 상태의 증가 속도가 빠를 수 있다. 퇴화된 이차 전지는 만충전 용량이 퇴화되지 않은 이차 전지보다 감소된 상태에 있기 때문이다. 따라서, 배터리 모듈이 충전되는 동안 각 이차 전지의 충전 상태는 서로 차이를 나타낼 수 있다.When the battery module is fully charged up to the fully charged state, the degraded secondary battery may have a faster rate of increase of the charged state than the secondary battery without capacity degradation. This is because the depleted secondary battery is in a state in which the full charge capacity is lower than that of the non-degenerated secondary battery. Therefore, the charging states of the respective secondary batteries may be different from each other while the battery module is being charged.

종래에는 이차 전지들 상호 간의 충전 상태 편차를 해소하기 위해, 충전 상태가 상대적으로 높은 이차 전지를 강제 방전시키는 벅(BUCK) 밸런싱이 주로 사용되었다. 그런데, 벅 밸런싱은 밸런싱 과정에서 에너지가 낭비되는 문제가 있었다. BACKGROUND ART [0002] Conventionally, in order to solve a charging state deviation between secondary batteries, a BUCK balancing which forcibly discharges a secondary battery having a relatively high charging state has been mainly used. Buck balancing, however, has wasted energy in the balancing process.

한편, 배터리 관리 장치(BMS, Battery Management System)는, 배터리의 구동 초기에 발생할 수 있는 과전류인 돌입 전류(Inrush current)를 방지하기 위한 보호 회로 즉, 프리차지(Pre-charge) 회로를 구비할 수 있다. 여기서, 돌입 전류는 배터리 구동 초기에 순간적으로 발생할 수 있는 과전류로서, 배터리 구동 초기에 프리차지 커패시터를 프리차지 함으로써 이러한 돌입 전류를 제한할 수 있다.Meanwhile, a battery management system (BMS) may include a protection circuit, that is, a pre-charge circuit, for preventing an inrush current, which is an overcurrent that may occur at the initial stage of driving the battery. have. Here, the inrush current is an overcurrent that may occur instantaneously at the beginning of battery driving, and it can limit this inrush current by precharging the precharge capacitor at the beginning of battery driving.

일반적으로, 돌입 전류를 제한하기 위해서는 배터리 모듈 전압의 90% 수준의 전압으로 프리차지 커패시터를 사전 충전해야 하는데, 배터리 모듈 전압만으로 프리차지 커패시터를 충전하는 경우에는 벅 밸런싱을 수행함으로써 에너지가 낭비되어 에너지 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.Generally, in order to limit the inrush current, the pre-charge capacitor needs to be pre-charged with a voltage of 90% of the battery module voltage. When the pre-charge capacitor is charged only by the battery module voltage, the buck balancing is performed, There is a problem that the efficiency is lowered.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 프리차지 커패시터를 프리차지 하는 과정에서 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 개선된 프리차지 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved pre-charge device and method that can improve energy efficiency in the process of precharging a pre-charge capacitor.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. It is also to be understood that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations thereof.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 장치는, 복수의 이차 전지를 구비하는 배터리 모듈의 양단과 전기적으로 연결 가능하도록 구성된 프리차지 커패시터를 충전시키는 장치로서, 상기 복수의 이차 전지의 양단과 각각 전기적으로 연결되어 상기 복수의 이차 전지로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 저장할 수 있도록 구성된 저장 회로; 상기 저장 회로의 일단과 전기적으로 연결되어 상기 저장 회로로부터 프리차지 전류를 공급받고 공급받은 프리차지 전류를 상기 프리차지 커패시터로 전달하도록 구성된 프리차지 회로; 상기 배터리 모듈 및 상기 배터리 모듈과 연결되어 충방전 전류가 흐르는 충방전 경로와 전기적으로 연결되어 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 충방전 전류를 모니터링 하도록 구성된 배터리 모니터링부; 및 상기 배터리 모니터링부에 의해 모니터링 된 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 충방전 전류를 기초로 상기 저장 회로의 개폐를 제어하는 배터리 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for charging a precharge capacitor configured to be electrically connected to both ends of a battery module including a plurality of secondary batteries, A storage circuit configured to be electrically connected to both ends of the secondary battery and to store power supplied from the plurality of secondary batteries; A precharge circuit electrically connected to one end of the storage circuit and configured to transfer a precharge current supplied from the storage circuit to the precharge capacitor; A battery monitoring unit connected to the battery module and the battery module and electrically connected to a charging / discharging path through which a charging / discharging current flows to monitor a voltage of each of the plurality of secondary cells and the charging / discharging current; And a battery controller for controlling the opening and closing of the storage circuit based on the voltage of each of the plurality of secondary cells monitored by the battery monitoring unit and the charge / discharge current.

또한, 본 발명에 따른 프리차지 장치는, 상기 배터리 모듈의 일단과 전기적으로 연결되어 상기 충방전 전류가 흐르는 메인 선로를 개폐하는 메인 릴레이를 구비하도록 구성된 메인 회로, 및 상기 메인 회로와 병렬 연결되어 프리차지 전류가 흐르는 프리차지 선로를 개폐하는 프리차지 릴레이 및 상기 프리차지 릴레이와 직렬 연결된 프리차지 저항을 구비하도록 구성된 메인 프리차지 회로를 더 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a pre-charge device comprising: a main circuit electrically connected to one end of the battery module and configured to include a main relay for opening / closing a main line through which the charge / discharge current flows; A pre-charge circuit configured to open and close a pre-charge line through which a charge current flows, and a pre-charge resistor connected in series with the pre-charge relay.

또한, 상기 프리차지 회로는, 상기 메인 회로의 일단과 상기 메인 프리차지 회로의 일단이 공통 접속된 접점 및 상기 저장 회로의 일단 사이에 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.The precharge circuit may be configured to be electrically connected between one end of the main circuit and one end of the main precharge circuit and between one end of the storage circuit and a contact connected in common.

또한, 상기 배터리 제어부는, 상기 배터리 모니터링부에 의해 모니터링 된 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 충방전 전류를 기초로 상기 저장 회로, 상기 메인 회로, 및 상기 메인 프리차지 회로의 개폐를 제어할 수 있다.Also, the battery control unit may control the opening and closing of the storage circuit, the main circuit, and the main precharge circuit based on the voltage of each of the plurality of secondary cells monitored by the battery monitoring unit and the charge / discharge current .

또한, 본 발명에 따른 프리차지 장치는, 상기 복수의 이차 전지의 양단과 각각 전기적으로 연결되어 상기 복수의 이차 전지로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 방전할 수 있도록 구성된 방전 회로를 더 포함할 수 있다.The precharge device according to the present invention may further include a discharge circuit electrically connected to both ends of the plurality of secondary cells and configured to discharge electric power supplied from the plurality of secondary cells to discharge the supplied electric power have.

또한, 상기 프리차지 회로는, 상기 저장 회로에 저장된 전력을 상기 프리차지 커패시터로 전달할 수 있도록 상기 저장 회로에 인가된 전압을 승압시키는 변압 회로 및 상기 변압 회로의 일단과 연결되어 프리차지 전류가 흐르는 프리차지 선로를 구비할 수 있다.The precharge circuit may further include a transformer circuit for boosting a voltage applied to the storage circuit so as to transfer the power stored in the storage circuit to the precharge capacitor and a precharge circuit connected to one end of the transformer circuit, Charge lines can be provided.

또한, 상기 저장 회로는, 상기 복수의 이차 전지의 양단과 연결된 복수의 단위 회로를 구비하고, 상기 단위 회로는, 일단이 상기 프리차지 회로에 연결되고 타단이 상기 이차 전지의 양단에 연결되며 서로 병렬 연결되도록 구성될 수 있다.The storage circuit may include a plurality of unit circuits connected to both ends of the plurality of secondary cells, wherein the unit circuits are connected to the precharge circuit at one end and connected to both ends of the secondary battery at the other end, Can be configured to be connected.

또한, 상기 단위 회로는, 상기 이차 전지의 양단과 전기적으로 연결되어 상기 이차 전지로부터 공급받은 전력을 저장하는 저장 커패시터, 상기 이차 전지 및 상기 저장 커패시터 사이에 연결되어 상기 저장 커패시터에 충전 전력을 인가하는 충전 스위치, 및 상기 프리차지 회로의 일단 및 상기 저장 커패시터 사이에 연결되어 상기 프리차지 회로에 프리차지 전류를 인가하는 공급 스위치를 구비할 수 있다.The unit circuit may further include a storage capacitor electrically connected to both ends of the secondary battery and storing power supplied from the secondary battery, a capacitor connected between the secondary battery and the storage capacitor to apply charging power to the storage capacitor, And a supply switch connected between one end of the precharge circuit and the storage capacitor for applying a precharge current to the precharge circuit.

또한, 상기 배터리 제어부는, 상기 배터리 모듈의 밸런싱이 필요한 경우, 상기 저장 회로에 구비된 상기 충전 스위치 및 상기 공급 스위치를 순차적으로 개폐하여, 상기 프리차지 회로를 통해 상기 프리차지 커패시터로 프리차지 전류를 공급할 수 있다.The battery control unit sequentially opens and closes the charge switch and the supply switch provided in the storage circuit to balance the precharge current with the precharge capacitor through the precharge circuit when balancing of the battery module is required Can supply.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 프리차지 장치를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery pack including the precharge device according to the present invention.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 장치는, 복수의 이차 전지를 구비하는 배터리 모듈의 일단과 전기적으로 연결되어 충방전 전류가 흐르는 메인 선로를 개폐하는 메인 릴레이의 일단과 연결 가능하도록 구성된 프리차지 커패시터를 충전시키는 장치로서, 상기 복수의 이차 전지의 양단과 각각 전기적으로 연결되어 상기 복수의 이차 전지로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 저장할 수 있도록 구성된 저장 회로; 상기 저장 회로의 일단과 전기적으로 연결되어 상기 저장 회로로부터 프리차지 전류를 공급받고 공급받은 프리차지 전류를 상기 프리차지 커패시터로 전달하도록 구성된 프리차지 회로; 상기 배터리 모듈 및 상기 배터리 모듈과 연결되어 충방전 전류가 흐르는 충방전 경로와 전기적으로 연결되어 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 충방전 전류를 모니터링 하도록 구성된 배터리 모니터링부; 상기 배터리 모니터링부에 의해 모니터링 된 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 충방전 전류를 기초로 상기 저장 회로의 개폐를 제어하는 배터리 제어부; 및 상기 배터리 제어부로부터 상기 배터리 모니터링부에 의해 모니터링 된 상기 배터리 모듈의 상태 정보를 수신하고, 상기 상태 정보를 차량 측에 전송하는 통신부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a precharge device including a plurality of secondary batteries, the precharge device including a plurality of secondary batteries, A storage circuit configured to store electric power supplied from the plurality of secondary batteries, the storage battery being electrically connected to both ends of the plurality of secondary batteries, ; A precharge circuit electrically connected to one end of the storage circuit and configured to transfer a precharge current supplied from the storage circuit to the precharge capacitor; A battery monitoring unit connected to the battery module and the battery module and electrically connected to a charging / discharging path through which a charging / discharging current flows to monitor a voltage of each of the plurality of secondary cells and the charging / discharging current; A battery controller for controlling the opening and closing of the storage circuit based on the voltage of each of the plurality of secondary cells monitored by the battery monitoring unit and the charge / discharge current; And a communication unit for receiving status information of the battery module monitored by the battery monitoring unit from the battery controller and transmitting the status information to the vehicle.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 방법은, 복수의 이차 전지를 구비하는 배터리 모듈의 양단과 전기적으로 연결 가능하도록 구성된 프리차지 커패시터를 충전시키는 방법으로서, 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 배터리 모듈과 연결된 충방전 경로를 흐르는 충방전 전류를 모니터링하는 단계; 상기 모니터링 단계에 의해 모니터링 된 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 충방전 전류를 기초로 상기 복수의 이차 전지 중 밸런싱이 필요한 이차 전지를 판별하는 단계; 상기 이차 전지 판별 단계에 의해 판별된 이차 전지를 방전 대상 이차 전지로 결정하고, 상기 방전 대상 이차 전지로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 저장하는 단계; 및 상기 전력 저장 단계에 의해 저장된 전력을 상기 프리차지 커패시터로 전달하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of charging a precharge capacitor configured to be electrically connected to both ends of a battery module including a plurality of secondary cells, Monitoring a voltage of each of the plurality of secondary cells and a charging / discharging current flowing through a charge / discharge path connected to the battery module; Determining a secondary battery requiring balancing among the plurality of secondary batteries based on the voltage of each of the plurality of secondary cells monitored by the monitoring step and the charging and discharging current; Determining the secondary battery identified by the secondary battery determination step as a discharge target secondary battery and storing power supplied from the secondary battery to be discharged and supplied; And transferring the stored power by the power storage step to the precharge capacitor.

본 발명에 따르면, 셀 밸런싱 과정에서 방전되는 전력을 저장할 수 있다. 그리고, 저장된 전력을 이용하여 프리차지 커패시터를 프리차지 할 수 있다. 따라서, 프리차지 커패시터를 프리차지 하는 과정에서 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the electric power discharged in the cell balancing process can be stored. The pre-charge capacitor can be precharged using the stored power. Therefore, there is an advantage that energy efficiency can be improved in the process of precharging the precharge capacitor.

이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.In addition, the present invention can have various other effects, and other effects of the present invention can be understood by the following description, and can be more clearly understood by the embodiments of the present invention.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 장치가 외부 장치와 연결된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 장치의 일부 구성요소와 프리차지 커패시터 사이의 연결 관계를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리차지 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as limiting.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing a functional configuration of a pre-charge device according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a view schematically showing a configuration in which a pre-charge device according to an embodiment of the present invention is connected to an external device.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a connection relationship between a precharge capacitor and some of components of a precharge device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
4 is a flow chart schematically illustrating a precharge method according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart schematically showing a precharge method according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor should appropriately interpret the concept of the term appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판정되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '제어부'와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the term "control unit" as described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.In addition, throughout the specification, when a portion is referred to as being "connected" to another portion, it is not necessarily the case that it is "directly connected", but also "indirectly connected" .

본 명세서에서, 이차 전지는 하나의 단위 셀 또는 병렬 연결된 복수의 단위 셀을 포함할 수 있다. 단위 셀은, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 단위 셀로 간주될 수 있다.In this specification, the secondary battery may include one unit cell or a plurality of unit cells connected in parallel. The unit cell means one independent cell that has a cathode terminal and a cathode terminal and is physically detachable. For example, one pouch-type lithium polymer cell can be regarded as a unit cell.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 장치가 외부 장치와 연결된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing a functional configuration of a pre-charge device according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a view schematically showing a configuration in which a pre-charge device according to an embodiment of the present invention is connected to an external device.

본 발명에 따른 프리차지 장치는, 프리차지 커패시터(C)를 충전시킬 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 프리차지 장치는, 복수의 이차 전지(10)를 구비하는 배터리 모듈(B)의 양단과 전기적으로 연결 가능하도록 구성된 프리차지 커패시터(C)를 충전시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 복수의 이차 전지(10)를 구비하는 배터리 모듈(B)의 양극 단자는, 배터리 팩의 양극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 배터리 모듈(B)의 음극 단자는, 배터리 팩의 음극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 프리차지 커패시터(C)는, 프리차지 커패시터(C)의 양단이 배터리 팩의 양극 단자 및 배터리 팩의 음극 단자에 각각 연결 가능하도록 구성될 수 있다.The pre-charge device according to the present invention can charge the pre-charge capacitor (C). Particularly, the pre-charging device according to the present invention can charge a pre-charge capacitor C that is configured to be electrically connected to both ends of a battery module B having a plurality of secondary cells 10. For example, as shown in the configuration of FIG. 2, the positive terminal of the battery module B including the plurality of secondary batteries 10 may be electrically connected to the positive terminal of the battery pack. Further, the negative terminal of the battery module B may be electrically connected to the negative terminal of the battery pack. Here, the precharge capacitor C may be configured such that both ends of the precharge capacitor C can be connected to the positive terminal of the battery pack and the negative terminal of the battery pack, respectively.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 프리차지 장치는, 저장 회로(100), 프리차지 회로(200), 배터리 모니터링부(300) 및 배터리 제어부(400)를 포함할 수 있다.1 and 2, the precharge device according to the present invention may include a storage circuit 100, a precharge circuit 200, a battery monitoring unit 300, and a battery control unit 400.

상기 저장 회로(100)는, 배터리 모듈(B)과 연결될 수 있다. 특히, 저장 회로(100)는, 복수의 이차 전지(10)의 양단과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 예들 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 저장 회로(100)는, 각 이차 전지(10)의 양단과 각각 전기적으로 직접 연결될 수 있다.The storage circuit 100 may be connected to the battery module B. In particular, the storage circuit 100 may be electrically connected to both ends of the plurality of secondary batteries 10, respectively. For example, as shown in the configuration of Fig. 2, the storage circuit 100 may be electrically connected directly to both ends of each secondary battery 10, respectively.

또한, 저장 회로(100)는, 전력을 저장할 수 있도록 구성될 수 있다. 특히, 저장 회로(100)는, 복수의 이차 전지(10)로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 저장할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 저장 회로(100)는, 전력을 저장할 수 있는 수동 소자를 구비하고, 상기 수동 소자와 연결된 이차 전지(10)로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 저장할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 저장 회로(100)는, 이차 전지(10)와 상기 수동 소자 사이에 전기 회로를 구비하고, 전기 회로 상에 스위치를 구비할 수 있다. 이를테면, 상기 수동 소자는, 커패시터로 구현될 수 있다. 또한, 상기 스위치는, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 구현될 수 있다.In addition, the storage circuit 100 may be configured to store power. In particular, the storage circuit 100 may be configured to store power supplied from the plurality of secondary cells 10 and supplied. For example, as shown in FIG. 2, the storage circuit 100 includes a passive element capable of storing power, and receives power supplied from the secondary battery 10 connected to the passive element As shown in FIG. To this end, the storage circuit 100 may include an electric circuit between the secondary battery 10 and the passive element, and may include a switch on the electric circuit. For example, the passive element may be implemented as a capacitor. Also, the switch may be implemented as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

상기 프리차지 회로(200)는, 저장 회로(100)의 일단과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 프리차지 회로(200)는, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 저장 회로(100)와 프리차지 커패시터(C) 사이에 위치하여, 저장 회로(100)의 일단과 전기적으로 연결될 수 있다.The precharge circuit 200 may be electrically connected to one end of the storage circuit 100. For example, the pre-charge circuit 200 is located between the storage circuit 100 and the pre-charge capacitor C, and is connected to one end of the storage circuit 100, And can be electrically connected.

또한, 프리차지 회로(200)는, 프리차지 커패시터(C)로 프리차지 전류를 전달하도록 구성될 수 있다. 특히, 프리차지 회로(200)는, 저장 회로(100)로부터 프리차지 전류를 공급받고 공급받은 프리차지 전류를 프리차지 커패시터(C)로 전달하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 프리차지 회로(200)는, 저장 회로(100)에 저장된 전력으로부터 생성된 프리차지 전류를 공급받고, 공급받은 프리차지 전류를 프리차지 커패시터(C)로 전달하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 프리차지 회로(200)는, 저장 회로(100)와 프리차지 커패시터(C) 사이를 전기적으로 연결하는 전기 회로를 구비할 수 있다.In addition, the precharge circuit 200 can be configured to transfer the precharge current to the precharge capacitor C. [ In particular, the precharge circuit 200 may be configured to transfer the precharge current supplied from the storage circuit 100 to the precharge capacitor C. Specifically, the precharge circuit 200 may be configured to receive the precharge current generated from the power stored in the storage circuit 100 and to transfer the supplied precharge current to the precharge capacitor C. To this end, the precharge circuit 200 may include an electric circuit for electrically connecting the storage circuit 100 and the precharge capacitor C.

상기 배터리 모니터링부(300)는, 배터리 모듈(B) 및 충방전 경로와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 충방전 경로란, 배터리 모듈의 단자와 배터리 팩의 단자(Pack+, Pack-) 사이에 구비되어, 배터리 모듈의 충전 전류 내지 방전 전류가 흐르도록 구성된 경로일 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 배터리 모니터링부(300)는, 배터리 모듈(B)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 배터리 모니터링부(300)는, 배터리 모듈(B)과 연결된 충방전 경로와 전기적으로 연결될 수 있다.The battery monitoring unit 300 may be electrically connected to the battery module B and the charge / discharge path. Here, the charge / discharge path may be a path provided between the terminal of the battery module and the terminals (Pack +, Pack-) of the battery pack, and configured to allow the charge current and the discharge current of the battery module to flow. For example, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the battery monitoring unit 300 may be electrically connected to the battery module B. FIG. Also, the battery monitoring unit 300 may be electrically connected to the charge / discharge path connected to the battery module B.

특히, 배터리 모니터링부(300)는, 복수의 이차 전지(10) 각각의 전압 및 충방전 전류를 모니터링 하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 배터리 모니터링부(300)는, 배터리 모듈(B) 및 배터리 모듈(B)과 연결되어 충방전 전류가 흐르는 충방전 경로와 전기적으로 연결되어 복수의 이차 전지(10) 각각의 전압 및 충방전 전류를 모니터링 하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 배터리 모니터링부(300)는, 전압 측정수단 및 전류 측정수단을 구비할 수 있다. 바람직하게는, 배터리 모니터링부(300)는, 복수의 이차 전지(10) 각각의 온도를 모니터링 하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 배터리 모니터링부(300)는, 온도 측정수단을 더 구비할 수 있다. 바람직하게는, 배터리 모니터링부(300)는, 복수의 이차 전지(10) 각각의 충전 상태를 모니터링 하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 배터리 모니터링부(300)는, 충전 상태 추정수단을 더 구비할 수 있다.Particularly, the battery monitoring unit 300 may be configured to monitor the voltage and charge / discharge current of each of the plurality of secondary cells 10. [ Specifically, the battery monitoring unit 300 is connected to the battery module B and the battery module B, and is electrically connected to the charge / discharge path through which the charge / discharge current flows, so that the voltage and charge of each of the plurality of secondary cells 10 May be configured to monitor the discharge current. To this end, the battery monitoring unit 300 may include a voltage measuring unit and a current measuring unit. Preferably, the battery monitoring unit 300 may be configured to monitor the temperature of each of the plurality of secondary batteries 10. [ To this end, the battery monitoring unit 300 may further include a temperature measuring unit. Preferably, the battery monitoring unit 300 may be configured to monitor a state of charge of each of the plurality of secondary batteries 10. To this end, the battery monitoring unit 300 may further include a charge state estimation unit.

상기 배터리 제어부(400)는, 배터리 모니터링부(300)에 의해 모니터링 된 복수의 이차 전지(10) 각각의 전압 및 충방전 전류를 기초로 저장 회로(100)의 개폐를 제어할 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어부(400)는, 저장 회로(100)에 구비된 복수의 스위치의 턴 온 및 턴 오프 동작을 제어하여 저장 회로(100)의 개폐를 제어할 수 있다.The battery control unit 400 may control the opening and closing of the storage circuit 100 based on the voltage and charge / discharge current of each of the plurality of secondary cells 10 monitored by the battery monitoring unit 300. For example, the battery controller 400 controls the turn-on and turn-off operations of the plurality of switches provided in the storage circuit 100 to control the opening and closing of the storage circuit 100.

이를 위해, 바람직하게는, 본 발명에 따른 배터리 모니터링부(300)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 전압 측정부(310), 전류 측정부(320), 온도 측정부(330) 및 SOC 추정부(340)를 포함할 수 있다. 그리고, 배터리 모니터링부(300)는, 배터리 제어부(400)와 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 전기적으로 결합할 수 있다.2, the battery monitoring unit 300 according to the present invention may include a voltage measuring unit 310, a current measuring unit 320, a temperature measuring unit 330, And an SOC estimation unit 340. The battery monitoring unit 300 may be electrically coupled to the battery control unit 400 so as to exchange electric signals.

상기 전압 측정부(310)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 배터리 제어부(400) 및 SOC 추정부(340)와 전기적으로 결합할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 전압 측정부(310)는, 각 이차 전지(10)의 양단과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 전압 측정부(310)는, 배터리 제어부(400) 및 SOC 추정부(340)와 전기적 신호를 주고받을 수 있다. 또한, 전압 측정부(310)는, 배터리 제어부(400)의 통제 하에, 시간 간격을 두고 각 이차 전지(10)의 양단 전압을 측정하고 측정된 전압의 크기를 나타내는 신호를 배터리 제어부(400) 및 SOC 추정부(340)로 출력할 수 있다. 이때, 배터리 제어부(400) 및 SOC 추정부(340)는, 전압 측정부(310)로부터 출력되는 신호로부터 각 이차 전지(10)의 전압을 결정할 수 있다. 예를 들어, 전압 측정부(310)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 전압 측정 회로를 이용하여 구현될 수 있다. The voltage measuring unit 310 may be electrically coupled to the battery control unit 400 and the SOC estimating unit 340 so as to exchange electric signals. For example, as shown in the configuration of FIG. 2, the voltage measuring unit 310 may be electrically connected to both ends of each secondary battery 10, respectively. The voltage measuring unit 310 can exchange electric signals with the battery control unit 400 and the SOC estimating unit 340. The voltage measuring unit 310 measures a voltage between both ends of each secondary battery 10 with a time interval under the control of the battery controller 400 and outputs a signal indicating the magnitude of the measured voltage to the battery controller 400 and / To the SOC estimating unit 340. [ The battery control unit 400 and the SOC estimating unit 340 may determine the voltage of each secondary battery 10 from the signal output from the voltage measuring unit 310. For example, the voltage measuring unit 310 may be implemented using a voltage measuring circuit commonly used in the art.

상기 전류 측정부(320)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 배터리 제어부(400) 및 SOC 추정부(340)와 전기적으로 결합할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 전류 측정부(320)는, 배터리 모듈(B)과 연결된 충방전 경로 상에 위치할 수 있다. 그리고, 전류 측정부(320)는, 배터리 제어부(400) 및 SOC 추정부(340)와 전기적 신호를 주고받을 수 있다. 또한, 전류 측정부(320)는, 배터리 제어부(400)의 통제하에, 시간 간격을 두고 각 이차 전지(10)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 반복 측정하고 측정된 전류의 크기를 나타내는 신호를 배터리 제어부(400) 및 SOC 추정부(340)로 출력할 수 있다. 이때, 배터리 제어부(400) 및 SOC 추정부(340)는 전류 측정부(320)로부터 출력되는 신호로부터 전류의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전류 측정부(320)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 홀 센서 또는 센스 저항을 이용하여 구현될 수 있다. The current measuring unit 320 may be electrically coupled to the battery control unit 400 and the SOC estimating unit 340 so as to exchange electric signals. For example, as shown in FIG. 2, the current measuring unit 320 may be located on the charge / discharge path connected to the battery module B. The current measuring unit 320 can exchange electric signals with the battery control unit 400 and the SOC estimating unit 340. Under the control of the battery control unit 400, the current measuring unit 320 repeatedly measures the magnitude of the charging current or the discharging current of each secondary battery 10 at intervals of time and outputs a signal indicating the magnitude of the measured current The battery control unit 400 and the SOC estimating unit 340. [ At this time, the battery control unit 400 and the SOC estimating unit 340 can determine the magnitude of the current from the signal output from the current measuring unit 320. For example, the current measuring unit 320 may be implemented using a Hall sensor or a sense resistor commonly used in the art.

상기 온도 측정부(330)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 배터리 제어부(400) 및 SOC 추정부(340)와 전기적으로 결합할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 온도 측정부(330)는, 배터리 모듈(B)과 연결되어 각 이차 전지(10)의 온도를 측정할 수 있다. 그리고, 온도 측정부(330)는, 배터리 제어부(400) 및 SOC 추정부(340)와 전기적 신호를 주고받을 수 있다. 또한, 온도 측정부(330)는, 시간 간격을 두고 각 이차 전지(10)의 온도를 반복 측정하고 측정된 온도의 크기를 나타내는 신호를 배터리 제어부(400) 및 SOC 추정부(340)로 출력할 수 있다. 이때, 배터리 제어부(400) 및 SOC 추정부(340)는 온도 측정부(330)로부터 출력되는 신호로부터 각 이차 전지(10)의 온도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 온도 측정부(330)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 열전대(thermocouple)를 이용하여 구현될 수 있다. The temperature measuring unit 330 may be electrically coupled to the battery control unit 400 and the SOC estimating unit 340 so as to exchange electric signals. For example, as shown in FIG. 2, the temperature measuring unit 330 may be connected to the battery module B to measure the temperature of each secondary battery 10. The temperature measuring unit 330 can exchange electric signals with the battery control unit 400 and the SOC estimating unit 340. The temperature measuring unit 330 repeatedly measures the temperature of each secondary battery 10 at intervals of time and outputs a signal indicating the measured temperature to the battery controller 400 and the SOC estimator 340 . At this time, the battery control unit 400 and the SOC estimating unit 340 can determine the temperature of each secondary battery 10 from the signal output from the temperature measuring unit 330. For example, the temperature measuring unit 330 may be implemented using a thermocouple commonly used in the art.

상기 SOC 추정부(340)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 배터리 제어부(400)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, SOC 추정부(340)는, 전압 측정부(310), 전류 측정부(320) 및 온도 측정부(330)로부터 수신한 복수의 이차 전지(10)에 대한 전압 측정값, 전류 측정값 및 온도 측정값을 이용하여, 각 이차 전지(10)의 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 계산하여 모니터링 할 수 있다. 또한, SOC 추정부(340)는, 각 이차 전지(10)의 충전 상태를 나타내는 신호를 배터리 제어부(400)로 출력할 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 배터리 모니터링부(300)는, 복수의 이차 전지(10)가 충전 또는 방전되는 동안 각 이차 전지(10)의 충전 상태를 모니터링 할 수 있다.The SOC estimating unit 340 may be electrically coupled to the battery control unit 400 so as to exchange electric signals. The SOC estimating unit 340 calculates a voltage measurement value, a current measurement value, and a current measurement value for the plurality of secondary batteries 10 received from the voltage measuring unit 310, the current measuring unit 320, and the temperature measuring unit 330, The state of charge (SOC) of each secondary battery 10 can be calculated and monitored using the temperature measurement value. The SOC estimating unit 340 may output a signal indicating the state of charge of each secondary battery 10 to the battery controller 400. [ With this configuration, the battery monitoring unit 300 can monitor the charging state of each secondary battery 10 while the plurality of secondary batteries 10 are being charged or discharged.

본 발명의 일 측면에서, SOC 추정부(340)는, 각 이차 전지(10)의 충전 전류 및 방전 전류를 적산하여 각 이차 전지(10)의 충전 상태를 추정할 수 있다. 여기서, 각 이차 전지(10)의 충전 또는 방전이 시작될 때 충전 상태의 초기값은 충전 또는 방전이 시작되기 전에 측정한 각 이차 전지(10)의 개방 전압(OCV: Open Circuit Voltage)을 이용하여 결정할 수 있다. 이를 위해, SOC 추정부(340)는, 개방 전압 별로 충전 상태를 정의한 개방 전압-충전 상태 룩업 테이블을 포함하고, 룩업 테이블로부터 각 이차 전지(10)의 개방 전압에 대응되는 충전 상태를 맵핑할 수 있다.In one aspect of the present invention, the SOC estimating unit 340 can estimate the charging state of each secondary battery 10 by integrating the charging current and the discharging current of each secondary battery 10. Here, the initial value of the charging state at the start of charging or discharging of each secondary battery 10 is determined using the open circuit voltage (OCV) of each secondary battery 10 measured before the charging or discharging is started . To this end, the SOC estimating unit 340 includes an open-voltage-charged state lookup table in which a state of charge is defined for each open-circuit voltage, and maps a charge state corresponding to an open-circuit voltage of each secondary cell 10 from a look- have.

본 발명의 다른 측면에서, SOC 추정부(340)는, 확장 칼만 필터를 이용하여 각 이차 전지(10)의 충전 상태를 산출할 수 있다. 확장 칼만 필터는 배터리 셀의 전압, 전류 및 온도를 이용하여 이차 전지(10)의 충전 상태를 적응적으로 추정하는 수학적 알고리즘을 말한다. 여기서, 확장 칼만 필터를 이용한 충전 상태의 추정은, 일 예로서 그레고리 엘 플레트(Gregory L. Plett)의 논문 "Extended Kalman filtering for battery management systems of LiPB-based HEV battery packs Parts 1, 2 and 3" (Journal of Power Source 134, 2004, p. 252-261)을 참조할 수 있다.In another aspect of the present invention, the SOC estimating unit 340 can calculate the state of charge of each secondary battery 10 using the extended Kalman filter. The extended Kalman filter refers to a mathematical algorithm for adaptively estimating the state of charge of the secondary battery 10 using the voltage, current, and temperature of the battery cell. Herein, estimation of the state of charge using the extended Kalman filter can be performed, for example, by Gregory L. Plett, "Extended Kalman filtering for battery management systems of LiPB-based HEV battery packs Parts 1, 2 and 3" (Journal of Power Source 134, 2004, p. 252-261).

각 이차 전지(10)의 충전 상태는 전술한 전류 적산법 또는 확장 칼만 필터 이외에도 각 이차 전지(10)의 전압, 전류 및 온도를 선택적으로 활용하여 충전 상태를 추정할 수 있는 다른 공지의 방법에 의해서도 결정할 수 있다.The state of charge of each secondary battery 10 may be determined by other known methods capable of estimating the state of charge by selectively utilizing voltage, current, and temperature of each secondary battery 10 in addition to the current integration method or the extended Kalman filter described above .

바람직하게는, 본 발명에 따른 프리차지 장치는, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 메인 회로(500) 및 메인 프리차지 회로(600)를 더 포함할 수 있다.Preferably, the pre-charge device according to the present invention may further include a main circuit 500 and a main pre-charge circuit 600, as shown in FIG. 1 and FIG.

상기 메인 회로(500)는, 메인 선로(L) 및 메인 릴레이(510)를 구비하도록 구성될 수 있다. 상기 메인 선로(L)는, 배터리 모듈(B)의 일단과 전기적으로 연결되어 충방전 전류가 흐르도록 구성된 선로일 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 메인 회로(500)는, 배터리 모듈(B)의 일단과 프리차지 커패시터(C)의 일단 사이에 위치할 수 있다. 또한, 상기 메인 릴레이(510)는, 상기 메인 선로(L)를 개폐하는 스위치일 수 있다. 예를 들어, 메인 릴레이(510)는, 턴 온 및 턴 오프 동작을 통해 메인 선로(L)를 개폐할 수 있다. 이를테면, 메인 릴레이(510)는, 기계식 릴레이 또는 반도체 릴레이로 구현될 수 있다.The main circuit 500 may be configured to include a main line L and a main relay 510. The main line L may be a line that is electrically connected to one end of the battery module B and is configured to flow a charge / discharge current. 1 and 2, the main circuit 500 may be positioned between one end of the battery module B and one end of the pre-charge capacitor C. For example, as shown in FIG. Also, the main relay 510 may be a switch for opening and closing the main line L. [ For example, the main relay 510 can open / close the main line L through turn-on and turn-off operations. For example, the main relay 510 may be implemented as a mechanical relay or a semiconductor relay.

상기 메인 프리차지 회로(600)는, 프리차지 릴레이(610) 및 프리차지 저항(620)을 구비할 수 있다. 상기 프리차지 릴레이(610) 및 상기 프리차지 저항(620)은 프리차지 선로(L1) 상에 구비될 수 있다. 상기 메인 프리차지 회로(600)는, 상기 메인 회로(500)와 병렬 연결될 수 있다. 특히, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 메인 선로(L) 및 프리차지 선로(L1)는 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. 또한, 프리차지 릴레이(610)는, 프리차지 전류가 흐르는 프리차지 선로(L1)를 개폐할 수 있다. 프리차지 릴레이(610)는, 프리차지 선로(L1)를 개폐하는 스위치일 수 있다. 예를 들어, 프리차지 릴레이(610)는, 턴 온 및 턴 오프 동작을 통해 프리차지 선로(L1)를 개폐할 수 있다. 이를테면, 프리차지 릴레이(610)는, 기계식 릴레이 또는 반도체 릴레이로 구현될 수 있다. 또한, 프리차지 저항(620)은, 프리차지 릴레이(610)와 직렬 연결될 수 있다. 특히, 프리차지 저항(620)은, 프리차지 선로(L1) 상에서 프리차지 릴레이(610)와 직렬 연결될 수 있다.The main precharge circuit 600 may include a precharge relay 610 and a precharge resistor 620. The precharge relay 610 and the precharge resistor 620 may be provided on the precharge line L1. The main precharge circuit 600 may be connected to the main circuit 500 in parallel. Particularly, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the main line L and the precharge line L1 may be electrically connected in parallel. Also, the precharge relay 610 can open / close the precharge line L1 through which the precharge current flows. The precharge relay 610 may be a switch for opening and closing the precharge line L1. For example, the precharge relay 610 can open / close the precharge line L1 through turn-on and turn-off operations. For example, the precharge relay 610 may be implemented as a mechanical relay or a semiconductor relay. In addition, the precharge resistor 620 may be connected in series with the precharge relay 610. In particular, the precharge resistor 620 may be connected in series with the precharge relay 610 on the precharge line L1.

더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 프리차지 회로(200)는, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 메인 회로(500)의 일단과 메인 프리차지 회로(600)의 일단이 공통 접속된 접점 및 저장 회로(100)의 일단 사이에 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 특히, 메인 회로(500)의 일단과 메인 프리차지 회로(600)의 일단이 공통 접속된 접점은, 프리차지 커패시터(C)의 일단과 연결될 수 있다.1 and 2, one end of the main circuit 500 and one end of the main precharge circuit 600 are connected to each other through a common connection (not shown) And may be electrically connected between one end of the storage circuit 100 and the contact. Particularly, a contact, to which one end of the main circuit 500 and one end of the main pre-charge circuit 600 are connected in common, can be connected to one end of the pre-charge capacitor C.

더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 배터리 제어부(400)는, 배터리 모니터링부(300)에 의해 모니터링 된 복수의 이차 전지(10) 각각의 전압 및 충방전 전류를 기초로 저장 회로(100), 메인 회로(500), 및 메인 프리차지 회로(600)의 개폐를 제어할 수 있다. 구체적으로, 배터리 제어부(400)는, 배터리 모니터링부(300)에 의해 모니터링 된 복수의 이차 전지(10) 각각의 전압 및 충방전 전류를 기초로 저장 회로(100), 메인 회로(500), 및 메인 프리차지 회로(600)에 구비된 스위치의 턴 온 및 턴 오프 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어부(400)는, 복수의 이차 전지(10) 각각의 전압 및 충방전 전류를 기초로 방전 대상 이차 전지(10)를 결정하고, 방전 대상 이차 전지(10)와 연결된 저장 회로(100)에 구비된 스위치를 턴 온 시켜 방전 대상 이차 전지(10)로부터 저장 회로(100)로 전력이 공급되도록 할 수 있다. 또한, 배터리 제어부(400)는, 메인 회로(500) 및 메인 프리차지 회로(600)에 구비된 각 스위치는 턴 오프 시키고, 저장 회로(100)에 구비된 스위치는 턴 온 시켜, 저장 회로(100)에 저장된 전력이 프리차지 회로(200)를 통해 저장 회로(100)로부터 프리차지 커패시터(C)로 전달될 수 있도록 할 수 있다.The battery control unit 400 according to the present invention further includes a storage circuit 100, a main control unit 300, and a main control unit 300, based on the voltages and charge / discharge currents of the plurality of secondary cells 10 monitored by the battery monitoring unit 300, The circuit 500, and the main pre-charge circuit 600, respectively. Specifically, the battery control unit 400 controls the storage circuit 100, the main circuit 500, and the secondary battery 10 based on the voltage and charge / discharge current of each of the plurality of secondary cells 10 monitored by the battery monitoring unit 300 The turn-on and turn-off operations of the switches provided in the main pre-charge circuit 600 can be controlled. For example, the battery control unit 400 determines the discharge target secondary battery 10 based on the voltage and charge / discharge current of each of the plurality of secondary cells 10, The switch provided in the battery 100 may be turned on to supply electric power from the discharge target secondary battery 10 to the storage circuit 100. The battery control unit 400 turns off the switches provided in the main circuit 500 and the main precharge circuit 600 so that the switches provided in the storage circuit 100 are turned on and the storage circuits 100 May be transferred from the storage circuit 100 to the pre-charge capacitor C through the pre-charge circuit 200.

한편, 배터리 제어부(400)는, 상술한 바와 같은 동작을 수행하기 위해, 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀 및/또는 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함하는 형태로 구현될 수 있다.The battery control unit 400 may include a processor, an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, a register, a communication modem, and / or a data processing unit And the like.

바람직하게는, 배터리 제어부(400)는 메모리 디바이스를 포함할 수 있다. 메모리 디바이스는 정보를 기록하고 소거할 수 있는 저장 매체라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 메모리 디바이스는, RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체일 수 있다. 메모리 디바이스는, 또한 배터리 제어부(400)에 의해 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 배터리 제어부(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 메모리 디바이스는 또한 배터리 제어부(400)가 수행하는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거 및/또는 전송할 수 있다. 메모리 디바이스는 논리적으로 2개 이상으로 분할 가능하다.Preferably, the battery control unit 400 may include a memory device. The memory device is not particularly limited as long as it is a storage medium capable of recording and erasing information. For example, the memory device may be a RAM, a ROM, a register, a hard disk, an optical recording medium, or a magnetic recording medium. The memory device may also be electrically connected to the battery control unit 400 through a data bus or the like so as to be accessible by the battery control unit 400. [ The memory device may also store and / or update and / or erase and / or transmit data that is generated when the control logic and / or the program including various control logic performed by the battery control unit 400 is executed. A memory device can be logically divided into two or more.

바람직하게는, 본 발명에 따른 프리차지 장치는, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 방전 회로(700)를 더 포함할 수 있다.Preferably, the pre-charging device according to the present invention may further include a discharging circuit 700 as shown in the configurations of Figs. 1 and 2. Fig.

상기 방전 회로(700)는, 배터리 모듈(B)과 연결될 수 있다. 특히, 방전 회로(700)는, 복수의 이차 전지(10)의 양단과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 방전 회로(700)는, 각 이차 전지(10)의 양단과 각각 전기적으로 직접 연결될 수 있다. 또한, 방전 회로(700)는, 배터리 모듈(B)과 배터리 모니터링부(300) 사이에 위치할 수 있다.The discharge circuit 700 may be connected to the battery module B. In particular, the discharge circuit 700 can be electrically connected to both ends of the plurality of secondary batteries 10, respectively. For example, as shown in the configuration of FIG. 2, the discharge circuit 700 may be electrically connected directly to both ends of each secondary battery 10. The discharging circuit 700 may be located between the battery module B and the battery monitoring unit 300.

또한, 방전 회로(700)는, 전력을 방전할 수 있도록 구성될 수 있다. 특히, 방전 회로(700)는, 복수의 이차 전지(10)로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 방전할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 방전 회로(700)는, 전력을 방전할 수 있는 수동 소자를 구비하고, 상기 수동 소자와 연결된 이차 전지(10)로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 방전할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 방전 회로(700)는, 이차 전지(10)와 상기 수동 소자 사이에 전기 회로를 구비하고, 전기 회로 상에 스위치를 구비할 수 있다. 이를테면, 상기 수동 소자는, 저항으로 구현될 수 있다. 또한, 상기 스위치는, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 구현될 수 있다.Further, the discharge circuit 700 can be configured to discharge electric power. Particularly, the discharge circuit 700 can be configured to discharge electric power supplied from the plurality of secondary batteries 10 and supplied thereto. For example, as shown in the configuration of FIG. 2, the discharge circuit 700 includes a passive element capable of discharging electric power, and is supplied with power from a secondary battery 10 connected to the passive element And can be configured to discharge electric power. To this end, the discharge circuit 700 may include an electric circuit between the secondary battery 10 and the passive element, and may include a switch on the electric circuit. For example, the passive element may be implemented as a resistor. Also, the switch may be implemented as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

바람직하게는, 본 발명에 따른 방전 회로(700)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 방전 회로(710)를 구비할 수 있다. 특히, 각 단위 방전 회로(710)는, 각 이차 전지(10)와 병렬 연결될 수 있다. 또한, 단위 방전 회로(710)는, 방전 스위치(712) 및 방전 저항(711)을 구비할 수 있다. 상기 방전 스위치(712) 및 상기 방전 저항(711)은, 전기적으로 직렬 연결될 수 있다.Preferably, the discharge circuit 700 according to the present invention may include a plurality of unit discharge circuits 710 as shown in the configuration of Fig. In particular, each unit discharge circuit 710 may be connected in parallel with each secondary battery 10. The unit discharge circuit 710 may include a discharge switch 712 and a discharge resistor 711. The discharge switch 712 and the discharge resistor 711 may be electrically connected in series.

또한, 바람직하게는, 본 발명에 따른 프리차지 회로(200)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 변압 회로(210) 및 프리차지 선로(L2)를 구비할 수 있다.Also, preferably, the precharge circuit 200 according to the present invention may include a transformer circuit 210 and a precharge line L2 as shown in the configuration of FIG.

상기 변압 회로(210)는, 저장 회로(100)에 인가된 전압을 공급받아, 저장 회로(100)에 인가된 전압을 승압 시키도록 구성될 수 있다. 특히, 변압 회로(210)는, 저장 회로(100)에 저장된 전력을 프리차지 커패시터(C)로 전달할 수 있도록 저장 회로(100)에 인가된 전압을 승압 시킬 수 있다. 예를 들어, 변압 회로(210)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 일단이 저장 회로(100)에 연결되고 타단이 프리차지 커패시터(C)에 연결되어, 저장 회로(100)에 저장된 전력을 프리차지 커패시터(C)로 전달할 수 있다. 여기서, 변압 회로(210)의 변압 비율은, 저장 회로(100)에 인가된 전압에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 저장 회로(100)에 인가된 전압이 2V인 경우, 변압 회로(210)는, 2V로부터 1:4의 변압 비율로 승압 된 8V의 전압을 프리차지 커패시터(C)에 공급할 수 있다. The transforming circuit 210 may be configured to receive the voltage applied to the storage circuit 100 and to step up the voltage applied to the storage circuit 100. In particular, the transformer circuit 210 may boost the voltage applied to the storage circuit 100 so that the power stored in the storage circuit 100 can be transferred to the pre-charge capacitor C. [ For example, the transformer circuit 210 is connected to the storage circuit 100 at one end and to the precharge capacitor C at the other end, as shown in the configuration of Fig. 2, Power to the pre-charge capacitor (C). Here, the transforming ratio of the transforming circuit 210 can be adjusted in accordance with the voltage applied to the storing circuit 100. For example, when the voltage applied to the storage circuit 100 is 2V, the transforming circuit 210 can supply a voltage of 8V, which is boosted from 2V to a 1: 4 transforming ratio, to the pre-charge capacitor C .

상기 프리차지 선로(L2)는, 변압 회로(210)의 일단과 연결되어 프리차지 전류가 흐르도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 프리차지 선로(L2)는, 변압 회로(210)의 일단 및 프리차지 커패시터(C)의 일단 사이에 위치하여, 변압 회로(210)로부터 공급받은 프리차지 전류를 프리차지 커패시터(C)로 전달할 수 있다.The precharge line (L2) may be connected to one end of the transformer circuit (210) so that the precharge current flows. 2, the precharge line L2 is located between one end of the transformer circuit 210 and one end of the precharge capacitor C, and is supplied from the transformer circuit 210 And can transfer the received pre-charge current to the pre-charge capacitor (C).

또한, 바람직하게는, 본 발명에 따른 저장 회로(100)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 회로(110)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 단위 회로(110)는, 복수의 이차 전지(10)의 양단과 연결될 수 있다. 특히, 각 단위 회로(110)는, 각 이차 전지(10)의 양단과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 단위 회로(110)는, 일단이 프리차지 회로(200)에 연결되고 타단이 이차 전지(10)의 양단에 연결될 수 있다. 또한, 복수의 단위 회로(110)는, 서로 병렬 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 회로(110)는, 각 이차 전지(10)의 양극 단자와 연결되는 선로가 공통 접속되도록 구성되고, 각 이차 전지(10)의 음극 단자와 연결되는 선로가 공통 접속되도록 구성될 수 있다. 여기서, 각 이차 전지(10)의 양극 단자와 연결되는 선로가 공통 접속된 접점은, 프리차지 회로(200)의 일단과 연결될 수 있다. 또한, 각 이차 전지(10)의 음극 단자와 연결되는 선로가 공통 접속된 접점은, 프리차지 회로(200)의 일단과 연결될 수 있다.Also, preferably, the storage circuit 100 according to the present invention may include a plurality of unit circuits 110, as shown in the configuration of FIG. The plurality of unit circuits 110 may be connected to both ends of the plurality of secondary batteries 10. In particular, each unit circuit 110 can be electrically connected to both ends of each secondary battery 10, respectively. Specifically, the unit circuit 110 may have one end connected to the precharge circuit 200 and the other end connected to both ends of the secondary battery 10. The plurality of unit circuits 110 may be configured to be connected in parallel with each other. For example, as shown in the configuration of FIG. 2, a plurality of unit circuits 110 are configured such that lines connected to the positive terminals of each secondary battery 10 are connected in common, And the lines connected to the negative terminal are connected in common. Here, the contact, to which the line connected to the positive terminal of each secondary battery 10 is connected in common, may be connected to one end of the precharge circuit 200. In addition, the contact, to which the line connected to the negative terminal of each secondary battery 10 is connected in common, can be connected to one end of the precharge circuit 200.

상기 단위 회로(110)는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 저장 커패시터(111), 충전 스위치(112) 및 공급 스위치(113)를 포함할 수 있다.The unit circuit 110 may include a storage capacitor 111, a charge switch 112, and a supply switch 113, as shown in the configuration of FIG.

상기 저장 커패시터(111)는, 이차 전지(10)의 양단과 전기적으로 연결되어 이차 전지(10)로부터 공급받은 전력을 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장 커패시터(111)는, 이차 전지(10)와 병렬 연결되어 이차 전지(10)로부터 전력을 공급받을 수 있다.The storage capacitor 111 may be electrically connected to both ends of the secondary battery 10 to store electric power supplied from the secondary battery 10. For example, the storage capacitor 111 may be connected in parallel with the secondary battery 10 to receive power from the secondary battery 10.

상기 충전 스위치(112)는, 이차 전지(10) 및 저장 커패시터(111) 사이에 연결되어 저장 커패시터(111)에 충전 전력을 인가할 수 있다. 예를 들어, 충전 스위치(112)는, 이차 전지(10)의 양극 단자 및 저장 커패시터(111)의 일단 사이에 연결될 수 있다. 또한, 충전 스위치(112)는, 턴 온 및 턴 오프 동작을 통해 저장 커패시터(111)에 충전 전력을 인가할 수 있다. 예를 들어, 충전 스위치(112)가 턴 온 되는 경우, 이차 전지(10)에 저장된 충전 전력이 이차 전지(10)로부터 충전 스위치(112)를 통해 저장 커패시터(111)로 공급될 수 있다.The charging switch 112 may be connected between the secondary battery 10 and the storage capacitor 111 to apply charging power to the storage capacitor 111. For example, the charge switch 112 may be connected between the positive terminal of the secondary battery 10 and one end of the storage capacitor 111. Further, the charge switch 112 can apply the charge power to the storage capacitor 111 through the turn-on and turn-off operations. For example, when the charging switch 112 is turned on, the charging power stored in the secondary battery 10 can be supplied from the secondary battery 10 to the storage capacitor 111 via the charging switch 112. [

상기 공급 스위치(113)는, 프리차지 회로(200)의 일단 및 저장 커패시터(111) 사이에 연결되어 프리차지 회로(200)에 프리차지 전류를 인가할 수 있다. 예를 들어, 공급 스위치(113)는, 각 이차 전지(10)의 양극 단자와 연결되는 선로 상에 위치할 수 있다. 또한, 공급 스위치(113)는, 턴 온 및 턴 오프 동작을 통해 프리차지 회로(200)에 프리차지 전류를 공급할 수 있다. 예를 들어, 공급 스위치(113)가 턴 온 되는 경우, 저장 커패시터(111)에 저장된 충전 전력이 프리차지 전류로 변환되어 저장 커패시터(111)로부터 공급 스위치(113)를 통해 프리차지 회로(200)로 공급될 수 있다.The supply switch 113 is connected between one end of the precharge circuit 200 and the storage capacitor 111 to apply a precharge current to the precharge circuit 200. For example, the supply switch 113 may be located on a line connected to the positive terminal of each secondary battery 10. Also, the supply switch 113 can supply the pre-charge current to the pre-charge circuit 200 through the turn-on and turn-off operations. For example, when the supply switch 113 is turned on, the charge power stored in the storage capacitor 111 is converted into a precharge current and is supplied from the storage capacitor 111 to the precharge circuit 200 through the supply switch 113. [ .

더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 프리차지 장치는, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 스위칭부(420) 및 밸런싱 제어부(410)를 더 포함할 수 있다.More preferably, the pre-charging device according to the present invention may further include a switching unit 420 and a balancing control unit 410, as shown in FIG. 1 and FIG.

상기 스위칭부(420)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 배터리 제어부(400)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 스위칭부(420)는, 메인 프리차지 회로(600) 및 메인 회로(500)에 구비된 프리차지 릴레이(610) 및 메인 릴레이(510)의 턴 온 및 턴 오프 동작을 제어할 수 있다.The switching unit 420 may be electrically coupled to the battery control unit 400 so as to exchange electric signals. The switching unit 420 may control the turn-on and turn-off operations of the pre-charge relay 610 and the main relay 510 provided in the main pre-charge circuit 600 and the main circuit 500.

상기 밸런싱 제어부(410)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 배터리 제어부(400)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 밸런싱 제어부(410)는, 저장 회로(100) 및 방전 회로(700)에 구비된 각 충전 스위치(112), 공급 스위치(113) 및 방전 스위치(712)의 턴 온 및 턴 오프 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 밸런싱 제어부(410)는, 충전 스위치(112), 공급 스위치(113) 및 방전 스위치(712)를 선택적으로 제어할 수 있다.The balancing control unit 410 may be electrically coupled to the battery control unit 400 so as to exchange electric signals. The balancing control unit 410 controls the turn-on and turn-off operations of the charge switches 112, the supply switches 113 and the discharge switches 712 provided in the storage circuit 100 and the discharge circuit 700, can do. Here, the balancing control unit 410 can selectively control the charging switch 112, the supply switch 113, and the discharging switch 712.

바람직하게는, 본 발명에 따른 프리차지 장치는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 외부 장치(50)와 연결 가능하도록 구성될 수 있다. 프리차지 장치가 차량에 장착되는 경우, 상기 외부 장치(50)는 차량의 구성요소일 수 있다.Preferably, the pre-charge device according to the present invention can be configured to be connectable to the external device 50 as shown in the configuration of FIG. When the pre-charge device is mounted on the vehicle, the external device 50 may be a component of the vehicle.

상기 외부 장치(50)는, 프리차지 커패시터(C), 부하(51) 및 ECU(52)를 포함할 수 있다.The external device 50 may include a precharge capacitor C, a load 51 and an ECU 52. [

상기 프리차지 커패시터(C)는, 프리차지 커패시터(C)의 양단이 배터리 팩의 양극 단자 및 배터리 팩의 음극 단자와 연결 가능하도록 구성될 수 있다. 프리차지 커패시터(C)는, 배터리 모듈(B)과 병렬 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 프리차지 커패시터(C)는, 배터리 모듈(B)과 전기적으로 병렬 연결되어 배터리 모듈(B)로부터 충전 전력을 공급받아 충전될 수 있다. 바람직하게는, 프리차지 커패시터(C)는, 배터리 모듈(B)의 충전 전압의 90%의 전압이 충전될 수 있도록 커패시터 용량이 결정될 수 있다.The precharge capacitor C may be configured such that both ends of the precharge capacitor C can be connected to the positive terminal of the battery pack and the negative terminal of the battery pack. The pre-charge capacitor C may be connected in parallel with the battery module B. For example, as shown in the configuration of FIG. 2, the pre-charge capacitor C may be electrically charged in parallel with the battery module B to be charged by receiving charging power from the battery module B. Preferably, the pre-charge capacitor (C) can have a capacitor capacity so that a voltage of 90% of the charge voltage of the battery module (B) can be charged.

프리차지 커패시터(C)는, 부하(51) 및 ECU(52)와 병렬 연결될 수 있다. 상기 부하(51)는, 차량의 오디오기기, 에어컨 또는 조명 등으로 차량에 탑재되어 전기로 구동되는 전장품일 수 있다. 또한, 상기 ECU(52)는, 차량의 전장품 및 차량의 모터를 제어하는 ECU(52, Electronic Control Unit)일 수 있다.The precharge capacitor C may be connected in parallel with the load 51 and the ECU 52. [ The load 51 may be an electric device mounted on the vehicle and driven electrically by the audio equipment of the vehicle, the air conditioner, the illumination, or the like. The ECU 52 may be an electronic control unit (ECU) 52 for controlling electric components of the vehicle and motors of the vehicle.

또한, 바람직하게는, 본 발명에 따른 프리차지 장치는, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 통신부(800)를 더 포함할 수 있다.In addition, preferably, the pre-charging apparatus according to the present invention may further include a communication unit 800 as shown in the configuration of FIG.

상기 통신부(800)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 배터리 제어부(400) 및 ECU(52)와 전기적으로 결합할 수 있다. 통신부(800)는, 배터리 제어부(400)로부터 배터리 모니터링부(300)에 의해 모니터링 된 배터리 모듈(B)의 상태 정보를 수신하고, 배터리 모듈(B)의 상태 정보를 차량 측에 전송할 수 있다.The communication unit 800 may be electrically coupled to the battery control unit 400 and the ECU 52 so as to exchange electric signals. The communication unit 800 may receive the status information of the battery module B monitored by the battery monitoring unit 300 from the battery control unit 400 and may transmit the status information of the battery module B to the vehicle.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 장치의 일부 구성요소와 프리차지 커패시터 사이의 연결 관계를 개략적으로 나타내는 도면이다. 여기서는, 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하고, 앞선 실시예에 대한 설명이 동일 또는 유사하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a connection relationship between a precharge capacitor and some of components of a precharge device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. Here, portions that are different from the above-described embodiment will be mainly described, and detailed description about portions that can be applied to the same or similar descriptions of the foregoing embodiments will be omitted.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 제어부(400)는, 배터리 모듈(B)로부터 배터리 모듈(B)의 상태 정보를 수신할 수 있다. 이를테면, 배터리 제어부(400)는, 배터리 모듈(B)의 전압, 전류 및 온도 정보를 수신할 수 있다. Referring to FIG. 3, the battery controller 400 according to the present invention can receive status information of the battery module B from the battery module B. For example, the battery controller 400 may receive voltage, current, and temperature information of the battery module B.

이어서, 배터리 제어부(400)는, 배터리 모듈(B)의 상태 정보를 기초로 밸런싱 필요 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 밸런싱은, 배터리 모듈(B)에 구비된 복수의 이차 전지(10)의 전하를 균등화하는 과정을 의미한다.Then, the battery control unit 400 can determine whether balancing is necessary based on the state information of the battery module B. [ Here, the balancing refers to a process of equalizing the charge of the plurality of secondary cells 10 provided in the battery module B.

이어서, 복수의 이차 전지(10) 중 방전이 필요한 이차 전지(10)가 존재하는 경우, 배터리 제어부(400)는, 밸런싱이 필요한 방전 대상 이차 전지(10)를 결정하고, 상기 방전 대상 이차 전지(10)와 연결된 저장 회로(100)에 구비된 충전 스위치(112)를 턴 온 시킬 수 있다. 이 경우, 방전 대상 이차 전지(10)와 병렬 연결된 저장 커패시터(111)가 방전 대상 이차 전지(10)로부터 전력을 공급받아 충전될 수 있다. 이때, 배터리 제어부(400)는, 밸런싱 제어부(410)로 선택적 충전 스위치(112) 턴 온 및 턴 오프 명령을 전달할 수 있다. 또한, 밸런싱 제어부(410)는, 충전 스위치(112)를 선택적으로 턴 온 및 턴 오프 시킬 수 있다.When there is a secondary battery 10 requiring discharge among the plurality of secondary batteries 10, the battery control unit 400 determines the discharge target secondary battery 10 requiring balancing, and the discharge target secondary battery 10 The charging switch 112 provided in the storage circuit 100 connected to the charging switch 10 may be turned on. In this case, the storage capacitor 111 connected in parallel with the discharge target secondary battery 10 can be charged with electric power supplied from the discharge target secondary battery 10. At this time, the battery controller 400 may transmit the turn-on and turn-off commands of the selective charge switch 112 to the balancing controller 410. In addition, the balancing control unit 410 may selectively turn on and off the charge switch 112.

이어서, 배터리 제어부(400)는, 방전 대상 이차 전지(10)에 의해 충전된 저장 커패시터(111)와 연결된 공급 스위치(113)를 턴 온 시킬 수 있다. 이 경우, 저장 커패시터(111)에 저장된 전력으로부터 생성된 프리차지 전류가 저장 커패시터(111)로부터 프리차지 회로로 흐를 수 있다. 이때, 배터리 제어부(400)는, 밸런싱 제어부(410)로 선택적 공급 스위치(113) 턴 온 및 턴 오프 명령을 전달할 수 있다. 또한, 밸런싱 제어부(410)는, 공급 스위치(113)를 선택적으로 턴 온 및 턴 오프 시킬 수 있다.Then, the battery control unit 400 can turn on the supply switch 113 connected to the storage capacitor 111 charged by the secondary battery 10 to be discharged. In this case, the pre-charge current generated from the power stored in the storage capacitor 111 can flow from the storage capacitor 111 to the pre-charge circuit. At this time, the battery controller 400 may transmit the turn-on and turn-off commands of the selective feed switch 113 to the balancing controller 410. In addition, the balancing control unit 410 can selectively turn on and off the supply switch 113. [

이와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 배터리 제어부(400)는, 충전 스위치(112) 및 공급 스위치(113)를 순차적으로 개폐하여, 프리차지 회로(200)를 통해 프리차지 커패시터(C)로 프리차지 전류를 공급할 수 있다.The battery control unit 400 according to the present invention sequentially opens and closes the charge switch 112 and the supply switch 113 to sequentially open and close the precharge capacitor C through the precharge circuit 200, Charge current can be supplied.

따라서, 본 발명에 따른 프리차지 장치에 따르면, 전력 효율이 개선된 프리차지(Pre-charging)를 수행할 수 있다. 구체적으로, 셀 밸런싱 과정에서 발생하는 전력을 프리차지 전력으로 이용함으로써 종래 셀 밸런싱 과정에서 발생하던 전력 낭비를 감소시킬 수 있다.Therefore, according to the precharge device of the present invention, it is possible to perform pre-charging with improved power efficiency. Specifically, by using the power generated in the cell balancing process as the pre-charge power, it is possible to reduce the power wastage generated in the conventional cell balancing process.

본 발명에 따른 프리차지 장치는, 배터리 팩에 자체적으로 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명에 따른 프리차지 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 팩은, 하나 이상의 이차 전지, 상기 프리차지 장치, 전장품(BMS나 릴레이, 퓨즈 등 구비) 및 케이스 등을 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 본 발명에 따른 프리차지 장치의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 배터리 팩에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 프리차지 장치의 배터리 모니터링부, 배터리 제어부, 스위칭부 및/또는 밸런싱 제어부는, 배터리 팩에 구비된 BMS(Battery Management System)에 의해 구현될 수 있다. The pre-charge device according to the present invention may be provided in the battery pack itself. That is, the battery pack according to the present invention may include the precharge device according to the present invention described above. Here, the battery pack may include at least one secondary battery, the pre-charge device, an electrical component (including BMS, relay, fuse, etc.), and a case. In this configuration, at least some of the components of the pre-charge device according to the present invention may be implemented by supplementing or adding functions of the configuration included in the conventional battery pack. For example, the battery monitoring unit, the battery control unit, the switching unit and / or the balancing control unit of the precharge device according to the present invention may be implemented by a battery management system (BMS) provided in the battery pack.

도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 4에서, 각 단계의 수행 주체는, 앞서 설명한 본 발명에 따른 프리차지 장치의 각 구성요소라 할 수 있다.4 is a flow chart schematically illustrating a precharge method according to an embodiment of the present invention. In Fig. 4, the execution subject of each step may be each constituent element of the precharge device according to the present invention described above.

도 4에 도시된 바와 같이, 단계 S100에서, 배터리 모니터링부는, 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 충방전 전류를 모니터링 한다. 특히, 배터리 모니터링부는, 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 배터리 모듈과 연결된 충방전 경로를 흐르는 충방전 전류를 모니터링 한다.As shown in Fig. 4, in step S100, the battery monitoring unit monitors the voltage and charge / discharge current of each of the plurality of secondary batteries. Particularly, the battery monitoring unit monitors the voltage of each of the plurality of secondary cells and the charge / discharge current flowing through the charge / discharge path connected to the battery module.

이어서, 단계 S110에서, 배터리 제어부는, 모니터링 단계에 의해 모니터링 된 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 충방전 전류를 기초로 복수의 이차 전지 중 밸런싱이 필요한 이차 전지를 판별한다.Next, in step S110, the battery control unit determines a secondary battery requiring balancing among the plurality of secondary cells based on the voltage and charge / discharge current of each of the plurality of secondary cells monitored by the monitoring step.

이어서, 단계 S120에서, 배터리 제어부는, 이차 전지 판별 단계에 의해 판별된 이차 전지를 방전 대상 이차 전지로 결정한다. 그리고, 저장 회로는, 방전 대상 이차 전지로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 저장한다.Subsequently, in step S120, the battery control section determines the secondary battery identified by the secondary battery determination step as the discharge target secondary battery. The storage circuit stores the supplied power supplied from the discharge target secondary battery.

이어서, 단계 S130에서, 프리차지 회로는, 전력 저장 단계에 의해 저장된 전력을 프리차지 커패시터로 전달한다.Subsequently, in step S130, the precharge circuit transfers the power stored by the power storing step to the precharge capacitor.

도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리차지 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 5에서, 각 단계의 수행 주체는, 앞서 설명한 본 발명에 따른 프리차지 장치의 각 구성요소라 할 수 있다.5 is a flowchart schematically showing a precharge method according to another embodiment of the present invention. In Fig. 5, the execution subject of each step may be each constituent element of the precharge device according to the present invention described above.

도 5에 도시된 바와 같이, 단계 S200에서, 배터리 모니터링부는, 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 충방전 전류를 모니터링 한다. 특히, 배터리 모니터링부는, 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 배터리 모듈과 연결된 충방전 경로를 흐르는 충방전 전류를 모니터링 한다.As shown in Fig. 5, in step S200, the battery monitoring unit monitors the voltage and charge / discharge current of each of the plurality of secondary batteries. Particularly, the battery monitoring unit monitors the voltage of each of the plurality of secondary cells and the charge / discharge current flowing through the charge / discharge path connected to the battery module.

이어서, 단계 S210에서, 배터리 제어부는, 모니터링 단계에 의해 모니터링 된 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 충방전 전류를 기초로 복수의 이차 전지 중 밸런싱이 필요한 이차 전지를 판별한다. 예를 들어, 배터리 제어부는, 복수의 이차 전지 중 방전이 필요한 이차 전지를 판별하고, 방전이 필요한 이차 전지를 방전 대상 이차 전지로 결정할 수 있다.Next, in step S210, the battery control unit determines a secondary battery requiring balancing among the plurality of secondary batteries based on the voltage and charge / discharge current of each of the plurality of secondary cells monitored by the monitoring step. For example, the battery control unit can determine a secondary battery requiring a discharge among a plurality of secondary batteries, and determine a secondary battery requiring a discharge as a secondary battery to be discharged.

이어서, 단계 S220에서, 배터리 제어부는, 저장 회로에 전력 저장이 필요한지 여부를 판별한다. 만약, 단계 S220의 판단 결과가 NO이면 프로세스가 단계 S230으로 이행된다. 한편, 단계 S220의 판단 결과가 YES이면 프로세스가 단계 S240으로 이행된다. 예를 들어, 배터리 제어부는, 저장 회로에 구비된 저장 커패시터가 만충전 되어 있는 경우, 저장 회로에 전력 저장이 필요하지 않은 것으로 판별할 수 있다. 한편, 배터리 제어부는, 저장 회로에 구비된 저장 커패시터가 만충전 되어 있지 않은 경우, 저장 회로에 전력 저장이 필요한 것으로 판별할 수 있다.Subsequently, in step S220, the battery control section determines whether or not power storage is required in the storage circuit. If the determination result in step S220 is NO, the process proceeds to step S230. On the other hand, if the determination result of step S220 is YES, the process proceeds to step S240. For example, when the storage capacitor provided in the storage circuit is fully charged, the battery control section can determine that the storage circuit does not require power storage. On the other hand, when the storage capacitor provided in the storage circuit is not fully charged, the battery control unit can determine that the storage circuit requires power storage.

이어서, 단계 S230에서, 배터리 제어부는, 방전 대상 이차 전지와 연결된 방전 회로에 구비된 방전 스위치를 선택적으로 턴 온 시켜, 방전 저항을 통해 방전 대상 이차 전지로부터 공급받은 전력을 방전 시킬 수 있다. 한편, 단계 S240에서, 배터리 제어부는, 방전 대상 이차 전지와 연결된 충전 회로에 구비된 충전 스위치를 선택적으로 턴 온 시켜, 저장 커패시터를 통해 방전 대상 이차 전지로부터 공급받은 전력을 저장할 수 있다.Subsequently, in step S230, the battery controller selectively turns on the discharge switch provided in the discharge circuit connected to the discharge target secondary battery, and discharges the electric power supplied from the discharge target secondary battery through the discharge resistor. On the other hand, in step S240, the battery control unit may selectively turn on the charge switch provided in the charge circuit connected to the discharge target secondary battery, and store the power supplied from the discharge target secondary battery through the storage capacitor.

이어서, 단계 S250에서, 배터리 제어부는, 프리차지 커패시터를 충전 시키는 프리차지가 필요한지 여부를 판별한다. 만약, 단계 S250의 판단 결과가 NO이면 프로세스가 종료된다. 한편, 단계 S250의 판단 결과가 YES이면 프로세스가 단계 S260으로 이행된다. 예를 들어, 본 발명에 따른 프리차지 장치가 차량에 구비된 경우, 배터리 제어부는, 차량의 메인 스위치인 이그니션 스위치(Ignition switch)의 온 신호를 검출하여 프리차지 커패시터를 프리차지 할 수 있다. 여기서, 배터리 제어부는, 이그니션 스위치의 온 신호를 차량의 ECU로부터 수신할 수도 있다. 이때, 배터리 제어부는, 프리차지 커패시터의 충전 상태를 기초로 프리차지 필요 여부를 판별할 수 있다. 이를테면, 프리차지 커패시터의 충전 상태는 ECU로부터 수신할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 프리차지 커패시터의 충전 상태가 90% 미만인 경우, 배터리 제어부는, 프리차지 커패시터를 충전 시키는 프리차지가 필요한 것으로 판별할 수 있다. 한편, 배터리 제어부는, 프리차지 커패시터의 충전 상태가 90% 이상인 경우, 프리차지가 필요하지 않은 것으로 판별할 수 있다.Subsequently, in step S250, the battery control section determines whether or not pre-charge for charging the pre-charge capacitor is necessary. If the determination result in step S250 is NO, the process is terminated. On the other hand, if the determination result of step S250 is YES, the process proceeds to step S260. For example, when the precharge device according to the present invention is provided in a vehicle, the battery control unit may detect an ON signal of an ignition switch, which is a main switch of the vehicle, to precharge the precharge capacitor. Here, the battery control section may receive the ON signal of the ignition switch from the ECU of the vehicle. At this time, the battery control unit can determine whether pre-charging is necessary based on the state of charge of the pre-charge capacitor. For example, the charge state of the precharge capacitor can be received from the ECU. In an embodiment of the present invention, when the state of charge of the precharge capacitor is less than 90%, the battery control section can determine that precharge is required to charge the precharge capacitor. On the other hand, when the charge state of the precharge capacitor is 90% or more, the battery control section can determine that precharge is not necessary.

이어서, 단계 S260에서, 배터리 제어부는, 프리차지 회로를 통해 프리차지 커패시터를 충전 시킬 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어부는, 공급 회로에 구비된 공급 스위치를 선택적으로 제어하여 프리차지 전류를 프리차지 커패시터로 공급할 수 있다.Subsequently, in step S260, the battery control section may charge the pre-charge capacitor through the pre-charge circuit. For example, the battery control unit may selectively supply the precharge current to the precharge capacitor by selectively controlling the supply switch provided in the supply circuit.

또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 배터리 제어부는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리 디바이스에 저장되고 프로세서에 의해 실행될 수 있다.Further, when the control logic is implemented in software, the battery control unit may be implemented as a set of program modules. At this time, the program module may be stored in a memory device and executed by a processor.

또한, 배터리 제어부의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록 매체는, ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기 코드 체계는 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.There is no particular limitation on the type of the various control logic of the battery control unit if at least one of them is combined and the combined control logic is written in a computer-readable code system so that the computer can read it. As one example, the recording medium includes at least one selected from the group including a ROM, a RAM, a register, a CD-ROM, a magnetic tape, a hard disk, a floppy disk and an optical data recording apparatus. In addition, the code system can be distributed and stored in a network-connected computer. Also, functional programs, codes, and segments for implementing the combined control logic can be easily inferred by programmers of the art to which the present invention pertains.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.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 understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

한편, 본 명세서에서 '모니터링부' 및 '제어부' 등과 같이 '부'라는 용어가 사용되었으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 분리될 수 있거나 물리적으로 분리되어야 하는 구성요소를 나타내는 것은 아니라는 점은 당업자에게 자명하다.In the present specification, the term " part " such as 'monitoring part' and 'control part' is used, but it is a logical constitutional unit. It is a component that must be physically separated or physically separated It is obvious to a person skilled in the art that it is not.

10: 이차 전지
50: 외부 장치
51: 부하
52: ECU
100: 저장 회로
110: 단위 회로
111: 저장 커패시터
112: 충전 스위치
113: 공급 스위치
200: 프리차지 회로
210: 변압 회로
300: 배터리 모니터링부
310: 전압 측정부
320: 전류 측정부
330: 온도 측정부
340: SOC 추정부
400: 배터리 제어부
410: 밸런싱 제어부
420: 스위칭부
500: 메인 회로
510: 메인 릴레이
600: 메인 프리차지 회로
610: 프리차지 릴레이
620: 프리차지 저항
700: 방전 회로
710: 단위 방전 회로
711: 방전 저항
712: 방전 스위치
800: 통신부
B: 배터리 모듈
C: 프리차지 커패시터
L: 메인 선로
L1: 프리차지 선로
L2: 프리차지 선로10: Secondary battery
50: External device
51: Load
52: ECU
100: storage circuit
110: unit circuit
111: storage capacitor
112: Charging switch
113: Supply switch
200: precharge circuit
210: Transformer circuit
300: Battery monitoring unit
310: voltage measuring unit
320: current measuring unit
330: Temperature measuring unit
340: SOC estimation unit
400: Battery control unit
410: Balancing control unit
420:
500: main circuit
510: main relay
600: main precharge circuit
610: Precharge relay
620: Pre-charge resistance
700: Discharge circuit
710: Unit discharge circuit
711: discharge resistance
712: Discharge switch
800:
B: Battery module
C: Precharge capacitor
L: Main line
L1: precharge line
L2: precharge line

Claims (12)

복수의 이차 전지를 구비하는 배터리 모듈의 양단과 전기적으로 연결 가능하도록 구성된 프리차지 커패시터를 충전시키는 프리차지 장치에 있어서,
상기 복수의 이차 전지의 양단과 각각 전기적으로 연결되어 상기 복수의 이차 전지로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 저장할 수 있도록 구성된 저장 회로;
상기 저장 회로의 일단과 전기적으로 연결되어 상기 저장 회로로부터 프리차지 전류를 공급받고 공급받은 프리차지 전류를 상기 프리차지 커패시터로 전달하도록 구성된 프리차지 회로;
상기 배터리 모듈 및 상기 배터리 모듈과 연결되어 충방전 전류가 흐르는 충방전 경로와 전기적으로 연결되어 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 충방전 전류를 모니터링 하도록 구성된 배터리 모니터링부; 및
상기 배터리 모니터링부에 의해 모니터링 된 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 충방전 전류를 기초로 상기 저장 회로의 개폐를 제어하는 배터리 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리차지 장치.
A precharge device for charging a precharge capacitor configured to be electrically connected to both ends of a battery module having a plurality of secondary batteries,
A storage circuit electrically connected to both ends of the plurality of secondary cells, respectively, and configured to store electric power supplied from the plurality of secondary batteries;
A precharge circuit electrically connected to one end of the storage circuit and configured to transfer a precharge current supplied from the storage circuit to the precharge capacitor;
A battery monitoring unit connected to the battery module and the battery module and electrically connected to a charging / discharging path through which a charging / discharging current flows to monitor a voltage of each of the plurality of secondary cells and the charging / discharging current; And
A battery controller for controlling the opening and closing of the storage circuit based on the voltage of each of the plurality of secondary cells monitored by the battery monitoring unit and the charging and discharging current,
The precharge device comprising:
제1항에 있어서,
상기 배터리 모듈의 일단과 전기적으로 연결되어 상기 충방전 전류가 흐르는 메인 선로를 개폐하는 메인 릴레이를 구비하도록 구성된 메인 회로, 및 상기 메인 회로와 병렬 연결되어 프리차지 전류가 흐르는 프리차지 선로를 개폐하는 프리차지 릴레이 및 상기 프리차지 릴레이와 직렬 연결된 프리차지 저항을 구비하도록 구성된 메인 프리차지 회로
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리차지 장치.
The method according to claim 1,
And a main relay which is electrically connected to one end of the battery module and opens and closes a main line through which the charge / discharge current flows, and a main circuit connected in parallel with the main circuit to open and close a pre- A precharge circuit configured to have a charge relay and a precharge resistor serially connected to the precharge relay,
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >
제2항에 있어서,
상기 프리차지 회로는, 상기 메인 회로의 일단과 상기 메인 프리차지 회로의 일단이 공통 접속된 접점 및 상기 저장 회로의 일단 사이에 전기적으로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 프리차지 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the precharge circuit is electrically connected between one end of the main circuit and one end of the main precharge circuit and between one end of the storage circuit and a contact commonly connected thereto.
제3항에 있어서,
상기 배터리 제어부는, 상기 배터리 모니터링부에 의해 모니터링 된 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 충방전 전류를 기초로 상기 저장 회로, 상기 메인 회로, 및 상기 메인 프리차지 회로의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 프리차지 장치.
The method of claim 3,
The battery control unit controls the opening and closing of the storage circuit, the main circuit, and the main precharge circuit based on the voltage of each of the plurality of secondary cells monitored by the battery monitoring unit and the charging and discharging current .
제1항에 있어서,
상기 복수의 이차 전지의 양단과 각각 전기적으로 연결되어 상기 복수의 이차 전지로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 방전할 수 있도록 구성된 방전 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리차지 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a discharge circuit electrically connected to both ends of the plurality of secondary cells, respectively, and configured to discharge electric power supplied from the plurality of secondary batteries to discharge the supplied electric power.
제1항에 있어서,
상기 프리차지 회로는, 상기 저장 회로에 저장된 전력을 상기 프리차지 커패시터로 전달할 수 있도록 상기 저장 회로에 인가된 전압을 승압시키는 변압 회로 및 상기 변압 회로의 일단과 연결되어 프리차지 전류가 흐르는 프리차지 선로를 구비하는 것을 특징으로 하는 프리차지 장치.
The method according to claim 1,
The precharge circuit includes a transformer circuit for boosting a voltage applied to the storage circuit so as to transfer the power stored in the storage circuit to the precharge capacitor and a precharge circuit connected to one end of the transformer circuit, The precharge circuit comprising:
제1항에 있어서,
상기 저장 회로는, 상기 복수의 이차 전지의 양단과 연결된 복수의 단위 회로를 구비하고, 상기 단위 회로는, 일단이 상기 프리차지 회로에 연결되고 타단이 상기 이차 전지의 양단에 연결되며 서로 병렬 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 프리차지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the storage circuit includes a plurality of unit circuits connected to both ends of the plurality of secondary cells, wherein the unit circuits are connected in parallel so that one end is connected to the precharge circuit and the other end is connected to both ends of the secondary battery Wherein the precharging device is configured such that:
제7항에 있어서,
상기 단위 회로는, 상기 이차 전지의 양단과 전기적으로 연결되어 상기 이차 전지로부터 공급받은 전력을 저장하는 저장 커패시터, 상기 이차 전지 및 상기 저장 커패시터 사이에 연결되어 상기 저장 커패시터에 충전 전력을 인가하는 충전 스위치, 및 상기 프리차지 회로의 일단 및 상기 저장 커패시터 사이에 연결되어 상기 프리차지 회로에 프리차지 전류를 인가하는 공급 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프리차지 장치.
8. The method of claim 7,
The unit circuit includes a storage capacitor electrically connected to both ends of the secondary battery to store electric power supplied from the secondary battery, a charge switch connected between the secondary battery and the storage capacitor to apply charging power to the storage capacitor, And a supply switch connected between one end of the precharge circuit and the storage capacitor for applying a precharge current to the precharge circuit.
제8항에 있어서,
상기 배터리 제어부는, 상기 배터리 모듈의 밸런싱이 필요한 경우, 상기 저장 회로에 구비된 상기 충전 스위치 및 상기 공급 스위치를 순차적으로 개폐하여, 상기 프리차지 회로를 통해 상기 프리차지 커패시터로 프리차지 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 프리차지 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the battery control unit sequentially opens and closes the charging switch and the supply switch provided in the storage circuit and supplies a pre-charge current to the pre-charge capacitor through the pre-charge circuit when balancing of the battery module is required Lt; / RTI >
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 프리차지 장치를 포함하는 배터리 팩.
A battery pack comprising the pre-charging device according to any one of claims 1 to 9.
복수의 이차 전지를 구비하는 배터리 모듈의 일단과 전기적으로 연결되어 충방전 전류가 흐르는 메인 선로를 개폐하는 메인 릴레이의 일단과 연결 가능하도록 구성된 프리차지 커패시터를 충전시키는 프리차지 장치에 있어서,
상기 복수의 이차 전지의 양단과 각각 전기적으로 연결되어 상기 복수의 이차 전지로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 저장할 수 있도록 구성된 저장 회로;
상기 저장 회로의 일단과 전기적으로 연결되어 상기 저장 회로로부터 프리차지 전류를 공급받고 공급받은 프리차지 전류를 상기 프리차지 커패시터로 전달하도록 구성된 프리차지 회로;
상기 배터리 모듈 및 상기 배터리 모듈과 연결되어 충방전 전류가 흐르는 충방전 경로와 전기적으로 연결되어 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 충방전 전류를 모니터링 하도록 구성된 배터리 모니터링부;
상기 배터리 모니터링부에 의해 모니터링 된 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 충방전 전류를 기초로 상기 저장 회로의 개폐를 제어하는 배터리 제어부; 및
상기 배터리 제어부로부터 상기 배터리 모니터링부에 의해 모니터링 된 상기 배터리 모듈의 상태 정보를 수신하고, 상기 상태 정보를 차량 측에 전송하는 통신부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리차지 장치.
A precharge device for charging a precharge capacitor, which is electrically connected to one end of a battery module having a plurality of secondary cells, and is configured to be connected to one end of a main relay for opening and closing a main line through which charge and discharge current flows,
A storage circuit electrically connected to both ends of the plurality of secondary cells, respectively, and configured to store electric power supplied from the plurality of secondary batteries;
A precharge circuit electrically connected to one end of the storage circuit and configured to transfer a precharge current supplied from the storage circuit to the precharge capacitor;
A battery monitoring unit connected to the battery module and the battery module and electrically connected to a charging / discharging path through which a charging / discharging current flows to monitor a voltage of each of the plurality of secondary cells and the charging / discharging current;
A battery controller for controlling the opening and closing of the storage circuit based on the voltage of each of the plurality of secondary cells monitored by the battery monitoring unit and the charge / discharge current; And
A communication unit for receiving status information of the battery module monitored by the battery monitoring unit from the battery control unit and transmitting the status information to the vehicle side,
The precharge device comprising:
복수의 이차 전지를 구비하는 배터리 모듈의 양단과 전기적으로 연결 가능하도록 구성된 프리차지 커패시터를 충전시키는 프리차지 방법에 있어서,
상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 배터리 모듈과 연결된 충방전 경로를 흐르는 충방전 전류를 모니터링하는 단계;
상기 모니터링 단계에 의해 모니터링 된 상기 복수의 이차 전지 각각의 전압 및 상기 충방전 전류를 기초로 상기 복수의 이차 전지 중 밸런싱이 필요한 이차 전지를 판별하는 단계;
상기 이차 전지 판별 단계에 의해 판별된 이차 전지를 방전 대상 이차 전지로 결정하고, 상기 방전 대상 이차 전지로부터 전력을 공급받아 공급받은 전력을 저장하는 단계; 및
상기 전력 저장 단계에 의해 저장된 전력을 상기 프리차지 커패시터로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리차지 방법.A precharge method for charging a precharge capacitor configured to be electrically connected to both ends of a battery module having a plurality of secondary batteries,
Monitoring a voltage of each of the plurality of secondary cells and a charging / discharging current flowing through a charge / discharge path connected to the battery module;
Determining a secondary battery requiring balancing among the plurality of secondary batteries based on the voltage of each of the plurality of secondary cells monitored by the monitoring step and the charging and discharging current;
Determining the secondary battery identified by the secondary battery determination step as a discharge target secondary battery and storing power supplied from the secondary battery to be discharged and supplied; And
And transferring the stored power by the power storing step to the precharge capacitor.
KR1020170175179A 2017-12-19 2017-12-19 Apparatus and method for pre-charging KR102364237B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170175179A KR102364237B1 (en) 2017-12-19 2017-12-19 Apparatus and method for pre-charging

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170175179A KR102364237B1 (en) 2017-12-19 2017-12-19 Apparatus and method for pre-charging

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190073925A true KR20190073925A (en) 2019-06-27
KR102364237B1 KR102364237B1 (en) 2022-02-16

Family

ID=67057017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170175179A KR102364237B1 (en) 2017-12-19 2017-12-19 Apparatus and method for pre-charging

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102364237B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022075712A1 (en) * 2020-10-06 2022-04-14 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack, battery system, and pre-charge method
KR20230094826A (en) 2021-12-21 2023-06-28 부산대학교 산학협력단 Method and apparatus for extracting speaker embedding considering phonemic and context information

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014057415A (en) * 2012-09-11 2014-03-27 Sanyo Electric Co Ltd Electric power unit for vehicle and electric vehicle equipped with the same
KR20140050878A (en) * 2012-10-22 2014-04-30 주식회사 엘지화학 Voltage balancing apparatus and method of secondary battery cells
KR20160024254A (en) * 2014-08-25 2016-03-04 주식회사 엘지화학 Precharge circuit with improved and battery pack including the same
KR20160103404A (en) * 2015-02-24 2016-09-01 주식회사 엘지화학 Battery apparatus
JP2017085869A (en) * 2015-10-22 2017-05-18 株式会社デンソー Control device for power supply system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014057415A (en) * 2012-09-11 2014-03-27 Sanyo Electric Co Ltd Electric power unit for vehicle and electric vehicle equipped with the same
KR20140050878A (en) * 2012-10-22 2014-04-30 주식회사 엘지화학 Voltage balancing apparatus and method of secondary battery cells
KR20160024254A (en) * 2014-08-25 2016-03-04 주식회사 엘지화학 Precharge circuit with improved and battery pack including the same
KR20160103404A (en) * 2015-02-24 2016-09-01 주식회사 엘지화학 Battery apparatus
JP2017085869A (en) * 2015-10-22 2017-05-18 株式会社デンソー Control device for power supply system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022075712A1 (en) * 2020-10-06 2022-04-14 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack, battery system, and pre-charge method
KR20230094826A (en) 2021-12-21 2023-06-28 부산대학교 산학협력단 Method and apparatus for extracting speaker embedding considering phonemic and context information

Also Published As

Publication number Publication date
KR102364237B1 (en) 2022-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11381094B2 (en) Battery control apparatus and energy storage system including same
US11205804B2 (en) BMS wake-up device, and BMS and battery pack including same
JP6636654B2 (en) Charge control device and method capable of energy saving and fast cell balancing
KR20170097481A (en) Charging or discharging system and method for diagnosing state of contactor
KR20160099357A (en) Battery pack and battery system including the same
US11258274B2 (en) Apparatus and method for battery module balancing
JP2022517404A (en) Switch turn-on operation control device and method included in the parallel multi-battery pack
JP7222488B2 (en) Switch diagnostic device and method
KR20220055366A (en) Charging management apparatus, charging management method, and electric vehicle
CN211018294U (en) Charge control device, battery management system, and battery pack
US11258291B2 (en) Power supply circuit for energy transfer between battery and smoothing capacitor, battery management system and battery pack
KR102364237B1 (en) Apparatus and method for pre-charging
US20230333170A1 (en) Battery Management System, Battery Pack, Electric Vehicle and Battery Management Method
EP3993263A1 (en) Device and method for controlling fet
JP2000356656A (en) Terminal voltage detector for battery
KR102404816B1 (en) Apparatus and method for diagnosing currentsensor
KR20200038818A (en) Apparatus and method for diagnosing current sensor
KR102452596B1 (en) Apparatus and method for diagnosing MOSFET
JP2023543581A (en) Overdischarge prevention device and method
JP2021158768A (en) Power storage device and control method therefor
KR20220117408A (en) Battery pack and method for managing battery pack
KR20200004650A (en) Apparatus and method for pre-charging dual battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant