WO2022260358A1 - Battery management system and battery pack comprising same - Google Patents

Battery management system and battery pack comprising same Download PDF

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WO2022260358A1
WO2022260358A1 PCT/KR2022/007911 KR2022007911W WO2022260358A1 WO 2022260358 A1 WO2022260358 A1 WO 2022260358A1 KR 2022007911 W KR2022007911 W KR 2022007911W WO 2022260358 A1 WO2022260358 A1 WO 2022260358A1
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power
analog front
diode
signal line
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최치호
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현대두산인프라코어(주)
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    • H02J2207/10—Control circuit supply, e.g. means for supplying power to the control circuit
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a battery management system and a battery pack including the same.
  • the battery management system is connected to each cell of the battery, measures the voltage of each cell of the battery, and performs basic battery protection functions such as overcharge protection, overdischarge protection, overcurrent protection, and short circuit protection based on the measured voltage. In addition, it performs additional battery management functions such as communication function, monitor function, calculation function, and cell balancing function.
  • An analog front end of a conventional battery management system may receive power from a battery.
  • a disconnection occurs in a power supply circuit from the battery to the analog front end, the normal operation of the analog front end becomes impossible, and this acts as a risk factor in the operation of the electric vehicle.
  • an object of the present disclosure is to disclose a battery management system for stably supplying power to an analog front end and a battery pack including the same.
  • a battery pack including a battery management system includes a battery including a plurality of battery cells connected in series, an analog front end receiving power from the battery and obtaining information about the battery; and a power protection circuit including at least one diode connecting a power line for supplying power between the battery and the battery management system and a signal line for obtaining information about the battery.
  • the power protection circuit may connect between a first power line between the positive tab of the battery and the analog front end and a first signal line between the positive tab of the battery and the analog front end. It may include a first diode to connect.
  • the analog front end may receive power through the first signal line and the first diode when the first power line is disconnected.
  • the power protection circuit may connect between a second power line between the negative tab of the battery and the analog front end and a second signal line between the negative tab of the battery and the analog front end. It may include a second diode to connect.
  • the analog front end may receive power through the second signal line and the second diode when the second power line is disconnected.
  • a battery management system receives power from a battery, an analog front end that obtains information about the battery, and a power line for supplying the power between the battery and the analog front end. and a power protection circuit including at least one diode connecting a signal line for obtaining information about the battery.
  • the power protection circuit may include a first power line between a positive tap of the battery and the analog front end and a first power line between the positive tap of the battery and the analog front end.
  • a first diode connecting between one signal line may be included.
  • power when the first power line is disconnected, power may be supplied to the analog front end through the first signal line and the first diode.
  • the power protection circuit may include a second power line between a negative tab of the battery and the analog front end and a first power line between the negative tab of the battery and the analog front end.
  • a second diode connecting the two signal lines may be included.
  • the analog front end may receive power through the second signal line and the second diode.
  • a battery pack including a battery management system includes a battery including a plurality of battery cells connected in series, an analog front end receiving power from the battery and obtaining information about the battery; At least one of power lines between the battery and the analog front end, signal lines between the battery and the analog front end, and one power line of the power lines and one of the signal lines. It may contain one diode.
  • the at least one diode may include a first power line connecting between the positive tab of the battery and the analog front end among the power lines, and one signal line among the signal lines. It may include a first diode connecting the.
  • the at least one diode may include a second power line connecting between the negative electrode tab of the battery and the analog front end among the power lines, and the first diode among the signal lines. It may include a second diode connecting one signal line that is not connected to.
  • the analog front end of the battery management system is provided with a power protection circuit to which a fail safe is applied, so that even if a power line supplying power is disconnected, the analog front end is protected through a signal line.
  • a power protection circuit to which a fail safe is applied, so that even if a power line supplying power is disconnected, the analog front end is protected through a signal line.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a battery pack according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a circuit diagram for supplying power to an analog front end in a battery pack according to various embodiments of the present disclosure.
  • 3A to 3D are diagrams illustrating current flow of an analog front end in a battery pack according to various embodiments of the present disclosure.
  • a component is said to be “connected to” or “coupled to” another component when it is directly connected or coupled to the other component or through another component in between. include all cases. On the other hand, when one component is referred to as “directly connected to” or “directly coupled to” another component, it indicates that another component is not intervened. “And/or” includes each and every combination of one or more of the recited items.
  • 'unit' or 'module' used in this embodiment means software or a hardware component such as FPGA or ASIC, and the 'unit' or 'module' performs certain roles.
  • 'unit' or 'module' is not meant to be limited to software or hardware.
  • a 'unit' or 'module' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors.
  • 'unit' or 'module' includes components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, may include procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • Steps of a method or algorithm described in connection with some embodiments of the present disclosure may be directly implemented as hardware executed by a processor, a software module, or a combination of the two.
  • a software module may reside in RAM memory, flash memory, ROM memory, EPROM memory, EEPROM memory, registers, hard disk, a removable disk, a CD-ROM, or any other form of recording medium known in the art.
  • An exemplary recording medium is coupled to the processor, and the processor can read information from and write information to the storage medium. Alternatively, the recording medium may be integral with the processor.
  • the processor and recording medium may reside within an application specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a battery pack 100 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the configuration of the battery pack 100 shown in FIG. 1 is an embodiment, and other components not shown in FIG. 1 may be added. Some of the components shown in FIG. 1 may be separated into a plurality of components and configured into different chips, different parts, or different electronic circuits, and some components may be combined into one chip, one It may be composed of parts or a single electronic circuit.
  • a battery pack 100 may include a battery 110 , a power protection circuit 120 , and a battery management system 130 .
  • the battery 110 may be charged by external power and supply stored power to an electronic device (eg, an electric vehicle) and the battery management system 130 in which the battery pack 100 is mounted.
  • An electric vehicle may include, for example, an industrial vehicle equipped with construction equipment.
  • the battery 110 may include a plurality of battery cells connected in series.
  • Each of the battery cells 110-1 to 110-N may be a secondary battery cell capable of being charged and discharged.
  • each of the battery cells 110-1 to 110-N is a nickel-cadmium battery, a lead-acid battery, a nickel-metal hydride battery (NiMH), a lithium-ion battery ( It may be a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery or a lithium polymer battery.
  • the battery management system 130 may perform a management function for maintaining the battery 100 in an optimal state by monitoring the voltage, current, and/or temperature of the battery 110 .
  • the battery management system 130 provides basic battery protection such as overcharge protection, overdischarge protection, overcurrent blocking, and/or short circuit protection of the battery 110 based on the monitored information about the battery 100. function, and additional battery management functions such as a communication function, a monitor function, a calculation function, and/or a cell balancing function.
  • the battery management system 130 may obtain various types of information inside the battery 110 through an analog front end (AFE) 132 .
  • AFE analog front end
  • the analog front end 132 may monitor and obtain cell-related information, such as the temperature of each battery cell, the charging voltage of each battery cell, and/or the amount of current flowing through each battery cell.
  • the battery management system 130 receives power from the battery 110 through the power protection circuit 120 and operates to acquire various information inside the battery 110 using the supplied power. can be performed.
  • the power protection circuit 120 may be a fail safe circuit for stably supplying the power of the battery 110 to the analog front end 132 of the battery management system 130. .
  • the power protection circuit 120 uses the signal line between the battery 110 and the analog front end 132 to connect the analog front end It may be a circuit that supplies power to 132.
  • the power protection circuit 120 may include at least one diode connecting a power line and a signal line between the battery 110 and the analog front end 132 .
  • the power protection circuit 120 includes at least one diode connecting a power line and a signal line between the battery 110 and the analog front end 132, so that power is supplied to the analog front end 132 even when the power line is disconnected. can supply At least one diode is connected to the power lines between the battery cells 110-1 and 110-N at both ends of the plurality of battery cells 110-1 to 110-N connected in series and the analog front end 132 ( It may be provided to connect between the 201 and 202 and the signal lines 210-1 and 210-M.
  • the power protection circuit 120 is illustrated and described as a separate component distinct from the battery management system 130, but according to various embodiments, the power protection circuit 120 is a battery management system 130 may be a component logically and/or physically included in
  • FIG. 2 is a circuit diagram for supplying power to an analog front end in a battery pack according to various embodiments of the present disclosure.
  • two power lines (C-, C14: Power) (201 , 202) and a plurality of signal lines (C-, C1, C2, C3, ... C12, C13, C14: signals) 210-1 to 210-M may be connected.
  • a power supply is provided between the positive tab of the Nth battery cell 110-N among the plurality of battery cells 110-1 to 110-N and the designated first IC pin of the AFE 132.
  • a first power line 201 is connected, and a first signal line 210-M for voltage monitoring is provided between the positive tab of the Nth battery cell 110-N and a designated second IC pin of the AFE 132.
  • each of the first power line 201 and the first signal line 210-M may be connected to the positive tab of the same Nth battery cell 110-N.
  • a second power line 200 for power supply is provided between the negative electrode tab of the first battery cell 110-1 of the plurality of battery cells 110-1 to 110-N and the designated third IC pin of the AFE 132.
  • a second signal line 210-1 for voltage monitoring may be connected between the negative electrode tab of the first battery cell 110-1 and a designated fourth IC pin of the AFE 132.
  • each of the second power line 200 and the second signal line 210-1 may be connected to the negative electrode tab of the same first battery cell 110-1. Accordingly, the AFE 132 may receive power through the first power line 201 and the second power line 200 .
  • the AFE 132 measures the voltage and/or current of the Nth battery cell 110-N through the first signal line 210-M, and measures the voltage and/or current of the Nth battery cell 110-N through the second signal line 210-1.
  • the voltage and/or current of (110-1) can be measured.
  • a first diode 221 may be connected between the first power line 201 and any one signal line among the plurality of signal lines 210-1 to 210-M. According to one embodiment, a first diode 221 may be connected between the first power line 210 and the first signal line 210-M. An anode terminal of the first diode 221 may be connected to the first signal line 210 -M, and a cathode terminal of the first diode 221 may be connected to the first power line 201 . Accordingly, when the first power line 201 is disconnected, power may be supplied to the AFE 132 through the first signal line 210 -M and the first diode 221 .
  • a second diode 222 may be connected between the second power line 200 and another one of the plurality of signal lines 210-1 to 210-M. According to one embodiment, a second diode 222 may be connected between the second power line 200 and the second signal line 210-1. An anode terminal of the second diode 222 may be connected to the second power line 200 , and a cathode terminal of the second diode 222 may be connected to the second signal line 210 - 1 . Accordingly, when the second power line 200 is disconnected, power may be supplied to the AFE 132 through the second signal line 210 - 1 and the second diode 222 .
  • 3A to 3D are diagrams illustrating current flow of an analog front end in a battery pack according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 3A shows the flow of current consumption of the AFE 132 when the first power line 201 and the second power line 200 are in a normal state.
  • the first power line 201 and the second power line 200 are in a normal state, it may mean that the first power line 201 and the second power line 200 are normally connected without being disconnected. have.
  • the charging power stored in the plurality of battery cells 110-1 to 110-N is It may be supplied to the AFE 132 through the power line 201 and the second power line 200 . Accordingly, current consumed by the AFE 132 may flow through the first power line 201 and the second power line 200 .
  • FIG. 3B shows a flow of current consumption of the AFE 132 when the first power line 201 is disconnected and the second power line 200 is in a normal state.
  • the state in which the first power line 201 is disconnected is between the positive tab of the Nth battery cell 110-N and the cathode terminal of the first diode 221 among all lines corresponding to the first power line 201. This may indicate a state in which the line is disconnected.
  • the charging power stored in the plurality of battery cells 110-1 to 110-N is It may be supplied to the AFE 132 through the first signal line 210-M, the first diode 221, and the second power line 200. Accordingly, current consumed by the AFE 132 may flow through the first signal line 210 -M, the first diode 221 , and the second power line 200 .
  • FIG. 3C shows a flow of current consumption of the AFE 132 when the first power line 201 is in a normal state and the second power line 200 is in a disconnected state.
  • a state in which the second power line 200 is disconnected is between the negative electrode tab of the first battery cell 110-1 and the anode terminal of the second diode 222 among all lines corresponding to the second power line 200. This may indicate a state in which the line is disconnected.
  • the charge stored in the plurality of battery cells 110-1 to 110-N Power may be supplied to the AFE 132 through the first power line 201, the second signal line 210-1, and the second diode 222. Accordingly, current consumed by the AFE 132 may flow through the first power line 201, the second signal line 210-1, and the second diode 222.
  • FIG. 3D shows the flow of current consumption of the AFE 132 when the first power line 201 and the second power line 200 are disconnected.
  • the state in which the first power line 201 is disconnected is between the positive tab of the Nth battery cell 110-N and the cathode terminal of the first diode 221 among all lines corresponding to the first power line 201.
  • This means a state in which the line is disconnected, and the state in which the second power line 200 is disconnected means that among all lines corresponding to the second power line 200, the negative tab of the first battery cell 110-1 and the second power line 200 are disconnected.
  • This may mean a state in which the line between the anode ends of the diode 222 is disconnected.
  • the charging power stored in the plurality of battery cells 110-1 to 110-N is It may be supplied to the AFE 132 through the first signal line 210-M and the first diode 221, and the second signal line 210-1 and the second diode 222. Accordingly, current consumed by the AFE 132 may flow through the first signal line 210-M and the first diode 221 and the second signal line 210-1 and the second diode 222. .
  • the first diode 221 is connected to the first power line 201 and the first signal line 210-M
  • the second diode 222 is connected to the second power line 200 and the second signal line 210-M.
  • the case of being connected to the signal line 210-1 has been described as an example.
  • various embodiments of the present disclosure will not be limited thereto.
  • the first diode 221 is connected to a signal line other than the first power line 210 and the first signal line 210-M
  • the second diode ( 222) may be equally applied to a case where the signal line is connected to another signal line other than the second power line 200 and the second signal line 210-1.
  • the anode terminal of the first diode 221 is connected to any one signal line of C1 to C13 (210-2 to 210-M-1), and the cathode terminal of the second diode 222 is connected to C1 to C13 ( Among 210-2 to 210-M-1), the anode terminal of the first diode 221 may be connected to another signal line to which the anode terminal is not connected.
  • the cathode terminal of the second diode 222 cannot be connected to a signal line disposed closer to the first power line 201 than the signal line connected to the anode terminal of the first diode 221 .
  • the cathode terminal of the second diode 222 is the second signal line C- (210-1), or C1 ( 210-2), and cannot be connected to C3 to C14 (210-3 to 210-M).
  • the anode terminal of the first diode 221 cannot be connected to the signal line disposed closer to the second power line 200 than the signal line connected to the cathode terminal of the second diode 222 .
  • the cathode terminal of the second diode 222 is connected to C13 (210-M-1)
  • the anode terminal of the first diode 221 is connected to the first signal line C14 (210-M) or C13 (210-M-1) can be connected to any one, C- to C12 (210-1 to 210-M-2) cannot be connected.
  • At least one diode is provided between the signal line and the power line connected to the battery and the AFE, so that power is supplied to the AFE through the signal line even if the power line is disconnected. supply to allow the AFE to operate normally.

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Abstract

Various embodiments of the present disclosure relate to a battery management system and a battery pack comprising same. A battery pack comprising a battery management system may comprise: a battery comprising a plurality of battery cells connected in series; an analog front end of the battery management system that receives power from the battery and obtains information about the battery; and a power protection circuit comprising at least one diode for connecting a power line for supplying power between the battery and the battery management system and a signal line for obtaining information about the battery.

Description

배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리 팩Battery management system and battery pack including the same
본 개시물은 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.The present disclosure relates to a battery management system and a battery pack including the same.
기술의 발전에 따라, 배터리를 이용하여 동작하는 전자 기기들이 증가하고 있다. 예를 들어, 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차는 배터리의 전원을 이용하여 구동되는 모터로부터 동력을 얻고 있다. 배터리의 전원을 이용하는 전자 기기들에서 안정적인 에너지 공급을 위해, 배터리 상태를 확인 및 관리하는 것은 매우 중요하다. BACKGROUND As technology develops, electronic devices that operate using batteries are increasing. For example, an electric vehicle or a hybrid electric vehicle obtains power from a motor driven by using power from a battery. For stable energy supply in electronic devices using battery power, it is very important to check and manage battery conditions.
이에 따라, 배터리의 상태를 확인 및 관리하는 배터리 관리 시스템(battery management system)이 적용된 배터리 팩들이 개발되고 있다. 배터리 관리 시스템은 배터리의 각 셀에 연결되어, 배터리의 각 셀에 대한 전압을 측정하고, 측정된 전압을 기반으로 과충전 보호, 과방전 보호, 과전류 차단, 및 단락 보호와 같은 기본적인 배터리 보호 기능을 수행할 뿐만 아니라, 통신 기능, 모니터 기능, 계산 기능, 셀 밸런싱 기능 등과 같은 추가적인 배터리 관리 기능을 수행한다. Accordingly, battery packs to which a battery management system for checking and managing the state of the battery is applied are being developed. The battery management system is connected to each cell of the battery, measures the voltage of each cell of the battery, and performs basic battery protection functions such as overcharge protection, overdischarge protection, overcurrent protection, and short circuit protection based on the measured voltage. In addition, it performs additional battery management functions such as communication function, monitor function, calculation function, and cell balancing function.
종래의 배터리 관리 시스템의 아날로그 프론트 엔드(analog front end)는 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있다. 배터리에서 아날로그 프론트 엔드로의 전원 공급 회로에 단선이 발생되는 경우, 아날로그 프론트 엔드의 정상 동작이 불가능하게 되고, 이는 전기자동차의 운행의 위험 요소로 작용하게 된다.An analog front end of a conventional battery management system may receive power from a battery. When a disconnection occurs in a power supply circuit from the battery to the analog front end, the normal operation of the analog front end becomes impossible, and this acts as a risk factor in the operation of the electric vehicle.
따라서, 본 개시의 목적은 아날로그 프론트 엔드에 안정적으로 전원을 공급하기 위하는 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리 팩에 대해 개시한다.Accordingly, an object of the present disclosure is to disclose a battery management system for stably supplying power to an analog front end and a battery pack including the same.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시물이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved in this document is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
본 개시물의 다양한 실시예들에 따르면, 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 팩은 직렬 연결된 복수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리, 상기 배터리로부터 전원을 공급받고, 상기 배터리에 대한 정보를 획득하는 아날로그 프론트 엔드, 및 상기 배터리와 상기 배터리 관리 시스템 사이의 상기 전원 공급을 위한 파워 라인과 상기 배터리에 대한 정보 획득을 위한 신호 라인을 연결하는 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 전원 보호 회로를 포함할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a battery pack including a battery management system includes a battery including a plurality of battery cells connected in series, an analog front end receiving power from the battery and obtaining information about the battery; and a power protection circuit including at least one diode connecting a power line for supplying power between the battery and the battery management system and a signal line for obtaining information about the battery.
본 개시물의 일실시예에 따르면, 상기 전원 보호 회로는, 상기 배터리의 양극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제1 파워 라인과 상기 배터리의 양극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제1 신호 라인 사이를 연결하는 제1 다이오드를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the power protection circuit may connect between a first power line between the positive tab of the battery and the analog front end and a first signal line between the positive tab of the battery and the analog front end. It may include a first diode to connect.
본 개시물의 일실시예에 따르면, 상기 아날로그 프론트 엔드는, 상기 제1 파워 라인의 단선 시, 상기 제1 신호 라인과 상기 제1 다이오드를 통해 전원을 공급받을 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the analog front end may receive power through the first signal line and the first diode when the first power line is disconnected.
본 개시물의 일실시예에 따르면, 상기 전원 보호 회로는, 상기 배터리의 음극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제2 파워 라인과 상기 배터리의 음극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제2 신호 라인 사이를 연결하는 제2 다이오드를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the power protection circuit may connect between a second power line between the negative tab of the battery and the analog front end and a second signal line between the negative tab of the battery and the analog front end. It may include a second diode to connect.
본 개시물의 일실시예에 따르면, 상기 아날로그 프론트 엔드는, 상기 제2 파워 라인의 단선 시, 상기 제2 신호 라인과 상기 제2 다이오드를 통해 전원을 공급받을 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the analog front end may receive power through the second signal line and the second diode when the second power line is disconnected.
본 개시물의 다양한 실시예들에 따르면, 배터리 관리 시스템은 배터리로부터 전원을 공급받고, 상기 배터리에 대한 정보를 획득하는 아날로그 프론트 엔드, 및 상기 배터리와 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 상기 전원 공급을 위한 파워 라인과 상기 배터리에 대한 정보 획득을 위한 신호 라인을 연결하는 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 전원 보호 회로를 포함할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a battery management system receives power from a battery, an analog front end that obtains information about the battery, and a power line for supplying the power between the battery and the analog front end. and a power protection circuit including at least one diode connecting a signal line for obtaining information about the battery.
본 개시물의 일실시예에 따르면, 상기 배터리 관리 시스템에서 상기 전원 보호 회로는, 상기 배터리의 양극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제1 파워 라인과 상기 배터리의 양극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제1 신호 라인 사이를 연결하는 제1 다이오드를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, in the battery management system, the power protection circuit may include a first power line between a positive tap of the battery and the analog front end and a first power line between the positive tap of the battery and the analog front end. A first diode connecting between one signal line may be included.
본 개시물의 일실시예에 따르면, 상기 배터리 관리 시스템에서 상기 아날로그 프론트 엔드는, 상기 제1 파워 라인의 단선 시, 상기 제1 신호 라인과 상기 제1 다이오드를 통해 전원을 공급받을 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, in the battery management system, when the first power line is disconnected, power may be supplied to the analog front end through the first signal line and the first diode.
본 개시물의 일실시예에 따르면, 상기 배터리 관리 시스템에서 상기 전원 보호 회로는, 상기 배터리의 음극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제2 파워 라인과 상기 배터리의 음극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제2 신호 라인 사이를 연결하는 제2 다이오드를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, in the battery management system, the power protection circuit may include a second power line between a negative tab of the battery and the analog front end and a first power line between the negative tab of the battery and the analog front end. A second diode connecting the two signal lines may be included.
본 개시물의 일실시예에 따르면, 상기 배터리 관리 시스템에서 상기 아날로그 프론트 엔드는, 상기 제2 파워 라인의 단선 시, 상기 제2 신호 라인과 상기 제2 다이오드를 통해 전원을 공급받을 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, in the battery management system, when the second power line is disconnected, the analog front end may receive power through the second signal line and the second diode.
본 개시물의 다양한 실시예들에 따르면, 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 팩은 직렬 연결된 복수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리, 상기 배터리로부터 전원을 공급받고, 상기 배터리에 대한 정보를 획득하는 아날로그 프론트 엔드, 상기 배터리와 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 파워 라인들, 상기 배터리와 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 신호 라인들, 및 상기 파워 라인들 중 하나의 파워 라인과 상기 신호 라인들 중 하나의 신호 라인을 연결하는 적어도 하나의 다이오드를 포함할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a battery pack including a battery management system includes a battery including a plurality of battery cells connected in series, an analog front end receiving power from the battery and obtaining information about the battery; At least one of power lines between the battery and the analog front end, signal lines between the battery and the analog front end, and one power line of the power lines and one of the signal lines. It may contain one diode.
본 개시물의 일실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 다이오드는, 상기 파워 라인들 중 상기 배터리의 양극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이를 연결하는 제1 파워 라인, 및 상기 신호 라인들 중 하나의 신호 라인을 연결하는 제1 다이오드를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the at least one diode may include a first power line connecting between the positive tab of the battery and the analog front end among the power lines, and one signal line among the signal lines. It may include a first diode connecting the.
본 개시물의 일실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 다이오드는, 상기 파워 라인들 중 상기 배터리의 음극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이를 연결하는 제2 파워 라인, 및 상기 신호 라인들 중 상기 제1 다이오드와 연결되지 않은 하나의 신호 라인을 연결하는 제2 다이오드를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the at least one diode may include a second power line connecting between the negative electrode tab of the battery and the analog front end among the power lines, and the first diode among the signal lines. It may include a second diode connecting one signal line that is not connected to.
본 개시물의 다양한 실시예들에 따르면, 배터리 관리 시스템의 아날로그 프론트 엔드에 페일 세이프(fail safe)가 적용된 전원 보호 회로를 구비하여, 전원을 공급하는 파워 라인이 단선되더라도 신호 라인을 통해 아날로그 프론트 엔드에 전원을 안정적으로 공급하여, 아날로그 프론트 엔드가 동작 불능 상태가 되는 것을 방지할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the analog front end of the battery management system is provided with a power protection circuit to which a fail safe is applied, so that even if a power line supplying power is disconnected, the analog front end is protected through a signal line. By supplying power stably, it is possible to prevent the analog front end from becoming inoperable.
도 1은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 배터리 팩의 개략적인 구성을 도시하는 도면이다.1 is a diagram showing a schematic configuration of a battery pack according to various embodiments of the present disclosure.
도 2는 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 배터리 팩에서 아날로그 프론트 엔드의 전원 공급을 위한 회로도이다.2 is a circuit diagram for supplying power to an analog front end in a battery pack according to various embodiments of the present disclosure.
도 3a 내지 도 3d는 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 배터리 팩에서 아날로그 프론트 엔드의 전류 흐름을 도시하는 도면이다.3A to 3D are diagrams illustrating current flow of an analog front end in a battery pack according to various embodiments of the present disclosure.
본 개시물의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 장치 및 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시물은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 개시물의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시물이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시물의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시물은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present disclosure, and an apparatus and method for achieving them will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present disclosure is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the present embodiments make the disclosure of the present disclosure complete, and common knowledge in the art to which the present disclosure belongs. It is provided to fully inform the person who has the scope of the disclosure, and the disclosure is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.A component is said to be "connected to" or "coupled to" another component when it is directly connected or coupled to the other component or through another component in between. include all cases. On the other hand, when one component is referred to as “directly connected to” or “directly coupled to” another component, it indicates that another component is not intervened. “And/or” includes each and every combination of one or more of the recited items.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시물을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the present disclosure. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" means that a stated component, step, operation, and/or element is present in the presence of one or more other components, steps, operations, and/or elements. or do not rule out additions.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.Although first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another.
따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 개시물의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시물이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Accordingly, it goes without saying that the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present disclosure. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.
본 실시 예에서 사용되는 '부' 또는 '모듈'이라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부' 또는 '모듈'은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부' 또는 '모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부' 또는 '모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들로 더 분리될 수 있다.The term 'unit' or 'module' used in this embodiment means software or a hardware component such as FPGA or ASIC, and the 'unit' or 'module' performs certain roles. However, 'unit' or 'module' is not meant to be limited to software or hardware. A 'unit' or 'module' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors. Thus, as an example, 'unit' or 'module' includes components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, may include procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. Functions provided within components and 'units' or 'modules' may be combined into smaller numbers of components and 'units' or 'modules', or may be combined into additional components and 'units' or 'modules'. can be further separated.
본 개시물의 몇몇 실시 예들과 관련하여 설명되는 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 기록 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 기록 매체는 프로세서에 커플링되며, 그 프로세서는 기록 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 기록 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 기록 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. Steps of a method or algorithm described in connection with some embodiments of the present disclosure may be directly implemented as hardware executed by a processor, a software module, or a combination of the two. A software module may reside in RAM memory, flash memory, ROM memory, EPROM memory, EEPROM memory, registers, hard disk, a removable disk, a CD-ROM, or any other form of recording medium known in the art. An exemplary recording medium is coupled to the processor, and the processor can read information from and write information to the storage medium. Alternatively, the recording medium may be integral with the processor. The processor and recording medium may reside within an application specific integrated circuit (ASIC).
도 1은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 배터리 팩(100)의 개략적인 구성을 도시하는 도면이다. 도 1에 도시된 배터리 팩(100)의 구성은 일 실시예로, 도 1에 도시되지 않은 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 도 1에 도시된 구성 요소들 중 일부는 복수 개의 구성 요소로 분리되어 서로 다른 칩, 또는 서로 다른 부품, 또는 서로 다른 전자 회로로 구성될 수 있으며, 일부 구성 요소들은 결합되어 하나의 칩, 하나의 부품, 또는 하나의 전자 회로로 구성될 수도 있다. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a battery pack 100 according to various embodiments of the present disclosure. The configuration of the battery pack 100 shown in FIG. 1 is an embodiment, and other components not shown in FIG. 1 may be added. Some of the components shown in FIG. 1 may be separated into a plurality of components and configured into different chips, different parts, or different electronic circuits, and some components may be combined into one chip, one It may be composed of parts or a single electronic circuit.
도 1을 참조하면, 배터리 팩(100)은 배터리(110), 전원 보호 회로(120), 및 배터리 관리 시스템(130)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , a battery pack 100 may include a battery 110 , a power protection circuit 120 , and a battery management system 130 .
다양한 실시예들에 따르면, 배터리(110)는 외부 전력에 의해 충전될 수 있고, 배터리 팩(100)이 장착된 전자기기(예: 전기 자동차), 및 배터리 관리 시스템(130)에 저장된 전력을 공급할 수 있다. 전기 자동차는, 예를 들어, 건설 장비가 구비된 산업용 차량을 포함할 수 있다. 배터리(110)는 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀들을 포함할 수 있다. 배터리 셀들(110-1 내지 110-N) 각각은 충전 및 방전 가능한 2차 배터리 셀일 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀들(110-1 내지 110-N) 각각은, 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등의 충전이 가능한 이차 전지일 수 있다. According to various embodiments, the battery 110 may be charged by external power and supply stored power to an electronic device (eg, an electric vehicle) and the battery management system 130 in which the battery pack 100 is mounted. can An electric vehicle may include, for example, an industrial vehicle equipped with construction equipment. The battery 110 may include a plurality of battery cells connected in series. Each of the battery cells 110-1 to 110-N may be a secondary battery cell capable of being charged and discharged. For example, each of the battery cells 110-1 to 110-N is a nickel-cadmium battery, a lead-acid battery, a nickel-metal hydride battery (NiMH), a lithium-ion battery ( It may be a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery or a lithium polymer battery.
다양한 실시예들에 따르면, 배터리 관리 시스템(130)은 배터리(110)의 전압, 전류, 및/또는 온도를 모니터링하여 배터리(100)를 최적의 상태로 유지하기 위한 관리 기능을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리 관리 시스템(130)은 배터리(100)에 대한 모니터링된 정보를 기반으로 배터리(110)의 과충전 보호, 과방전 보호, 과전류 차단, 및/또는 단락 보호와 같은 기본적인 배터리 보호 기능, 및 통신 기능, 모니터 기능, 계산 기능, 및/또는 셀 밸런싱 기능 등과 같은 추가적인 배터리 관리 기능을 수행할 수 있다.According to various embodiments, the battery management system 130 may perform a management function for maintaining the battery 100 in an optimal state by monitoring the voltage, current, and/or temperature of the battery 110 . According to one embodiment, the battery management system 130 provides basic battery protection such as overcharge protection, overdischarge protection, overcurrent blocking, and/or short circuit protection of the battery 110 based on the monitored information about the battery 100. function, and additional battery management functions such as a communication function, a monitor function, a calculation function, and/or a cell balancing function.
일실시예에 따르면, 배터리 관리 시스템(130)은 아날로그 프론트 엔드(Analog Front End, AFE)(132)를 통해, 배터리(110) 내부의 각종 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 아날로그 프론트 엔드(132)는 배터리 셀들 각각의 온도, 배터리 셀들 각각의 충전 전압, 및/또는 배터리 셀들 각각에 흐르는 전류량 등의 셀 관련 정보를 모니터링하여 획득할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리 관리 시스템(130)은 전원 보호 회로(120)를 통해 배터리(110)로부터 전원을 공급받고, 공급되는 전원을 이용하여 배터리(110) 내부의 각종 정보를 획득하기 위한 동작을 수행할 수 있다. According to an embodiment, the battery management system 130 may obtain various types of information inside the battery 110 through an analog front end (AFE) 132 . For example, the analog front end 132 may monitor and obtain cell-related information, such as the temperature of each battery cell, the charging voltage of each battery cell, and/or the amount of current flowing through each battery cell. According to an embodiment, the battery management system 130 receives power from the battery 110 through the power protection circuit 120 and operates to acquire various information inside the battery 110 using the supplied power. can be performed.
다양한 실시예들에 따르면, 전원 보호 회로(120)는 배터리(110)의 전원을 배터리 관리 시스템(130)의 아날로그 프론트 엔드(132)에 안정적으로 공급하기 위한 페일 세이프(fail safe) 회로일 수 있다. 예를 들어, 전원 보호 회로(120)는 배터리(110)와 아날로그 프론트 엔드(132) 사이의 파워 라인 단선 시, 배터리(110)와 아날로그 프론트 엔드(132) 사이의 신호 라인을 이용하여 아날로그 프론트 엔드(132)로 전원을 공급하는 회로일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전원 보호 회로(120)는, 배터리(110)와 아날로그 프론트 엔드(132) 사이의 파워 라인과 신호 라인을 연결하는 적어도 하나의 다이오드를 포함할 수 있다. 전원 보호 회로(120)는 배터리(110)와 아날로그 프론트 엔드(132) 사이의 파워 라인과 신호 라인을 연결하는 적어도 하나의 다이오드를 포함함으로써, 파워 라인의 단선 시에도 아날로그 프론트 엔드(132)로 전원을 공급할 수 있다. 적어도 하나의 다이오드는, 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀들(110-1 내지 110-N) 중 양 끝의 배터리 셀들(110-1, 110-N)과 아날로그 프론트 엔드(132) 사이의 파워 라인들(201, 202)과 신호 라인들(210-1, 210-M) 사이를 연결하도록 구비될 수 있다.According to various embodiments, the power protection circuit 120 may be a fail safe circuit for stably supplying the power of the battery 110 to the analog front end 132 of the battery management system 130. . For example, when the power line between the battery 110 and the analog front end 132 is disconnected, the power protection circuit 120 uses the signal line between the battery 110 and the analog front end 132 to connect the analog front end It may be a circuit that supplies power to 132. According to one embodiment, the power protection circuit 120 may include at least one diode connecting a power line and a signal line between the battery 110 and the analog front end 132 . The power protection circuit 120 includes at least one diode connecting a power line and a signal line between the battery 110 and the analog front end 132, so that power is supplied to the analog front end 132 even when the power line is disconnected. can supply At least one diode is connected to the power lines between the battery cells 110-1 and 110-N at both ends of the plurality of battery cells 110-1 to 110-N connected in series and the analog front end 132 ( It may be provided to connect between the 201 and 202 and the signal lines 210-1 and 210-M.
상술한 도 1에서는, 전원 보호 회로(120)를 배터리 관리 시스템(130)과 구분되는 별도의 구성 요소로 도시 및 설명하였으나, 다양한 실시예에 따라 전원 보호 회로(120)는 배터리 관리 시스템(130)에 논리 및/또는 물리적으로 포함되는 구성 요소일 수 있다.In the above-described FIG. 1 , the power protection circuit 120 is illustrated and described as a separate component distinct from the battery management system 130, but according to various embodiments, the power protection circuit 120 is a battery management system 130 may be a component logically and/or physically included in
도 2는 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 배터리 팩에서 아날로그 프론트 엔드의 전원 공급을 위한 회로도이다. 2 is a circuit diagram for supplying power to an analog front end in a battery pack according to various embodiments of the present disclosure.
도 2를 참조하면, 배터리(110)에 포함된 복수의 배터리 셀들(110-1 내지 110-N)과 아날로그 프론트 엔드(132) 사이에는 두 개의 파워 라인들(C-, C14: Power)(201, 202)과 복수의 신호 라인들(C-, C1, C2, C3, ... C12, C13, C14: signal)(210-1 내지 210-M)이 연결될 수 있다. Referring to FIG. 2 , two power lines (C-, C14: Power) (201 , 202) and a plurality of signal lines (C-, C1, C2, C3, ... C12, C13, C14: signals) 210-1 to 210-M may be connected.
다양한 실시예들에 따르면, 복수의 배터리 셀들(110-1 내지 110-N) 중 제N 배터리 셀(110-N)의 양극 탭과 AFE(132)의 지정된 제1 IC 핀 사이에는 전원 공급을 위한 제1 파워 라인(201)이 연결되고, 제N 배터리 셀(110-N)의 양극 탭과 AFE(132)의 지정된 제2 IC 핀 사이에는 전압 모니터링을 위한 제1 신호 라인(210-M)이 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 파워 라인(201)과 제1 신호 라인(210-M) 각각은 동일한 제N 배터리 셀(110-N)의 양극 탭에 연결될 수 있다. 복수의 배터리 셀들(110-1 내지 110-N) 중 제1 배터리 셀(110-1)의 음극 탭과 AFE(132)의 지정된 제3 IC 핀 사이에는 전원 공급을 위한 제2 파워 라인(200)이 연결되고, 제1 배터리 셀(110-1)의 음극 탭과 AFE(132)의 지정된 제4 IC 핀 사이에는 전압 모니터링을 위한 제2 신호 라인(210-1)이 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 파워 라인(200)과 제2 신호 라인(210-1) 각각은 동일한 제1 배터리 셀(110-1)의 음극 탭에 연결될 수 있다. 이에 따라, AFE(132)는 제1 파워 라인(201) 및 제2 파워 라인(200)을 통해 전원을 공급받을 수 있다. AFE(132)는 제1 신호 라인(210-M)을 통해 제N 배터리 셀(110-N)의 전압 및/또는 전류를 측정하고, 제2 신호 라인(210-1)을 통해 제1 배터리 셀(110-1)의 전압 및/또는 전류를 측정할 수 있다. According to various embodiments, between the positive tab of the Nth battery cell 110-N among the plurality of battery cells 110-1 to 110-N and the designated first IC pin of the AFE 132, a power supply is provided. A first power line 201 is connected, and a first signal line 210-M for voltage monitoring is provided between the positive tab of the Nth battery cell 110-N and a designated second IC pin of the AFE 132. can be connected For example, each of the first power line 201 and the first signal line 210-M may be connected to the positive tab of the same Nth battery cell 110-N. A second power line 200 for power supply is provided between the negative electrode tab of the first battery cell 110-1 of the plurality of battery cells 110-1 to 110-N and the designated third IC pin of the AFE 132. A second signal line 210-1 for voltage monitoring may be connected between the negative electrode tab of the first battery cell 110-1 and a designated fourth IC pin of the AFE 132. For example, each of the second power line 200 and the second signal line 210-1 may be connected to the negative electrode tab of the same first battery cell 110-1. Accordingly, the AFE 132 may receive power through the first power line 201 and the second power line 200 . The AFE 132 measures the voltage and/or current of the Nth battery cell 110-N through the first signal line 210-M, and measures the voltage and/or current of the Nth battery cell 110-N through the second signal line 210-1. The voltage and/or current of (110-1) can be measured.
다양한 실시예들에 따르면, 제1 파워 라인(201)과 복수의 신호 라인들(210-1 내지 210-M) 중 어느 하나의 신호 라인 사이에는 제1 다이오드(221)가 연결될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 파워 라인(210)과 제1 신호 라인(210-M) 사이에는 제1 다이오드(221)가 연결될 수 있다. 제1 신호 라인(210-M)에는 제1 다이오드(221)의 애노드 단이 연결되고, 제1 파워 라인(201)에는 제1 다이오드(221)의 캐소드 단이 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 파워 라인(201)의 단선 시, 제1 신호 라인(210-M)과 제1 다이오드(221)를 통해 AFE(132)에 전원이 공급될 수 있다. According to various embodiments, a first diode 221 may be connected between the first power line 201 and any one signal line among the plurality of signal lines 210-1 to 210-M. According to one embodiment, a first diode 221 may be connected between the first power line 210 and the first signal line 210-M. An anode terminal of the first diode 221 may be connected to the first signal line 210 -M, and a cathode terminal of the first diode 221 may be connected to the first power line 201 . Accordingly, when the first power line 201 is disconnected, power may be supplied to the AFE 132 through the first signal line 210 -M and the first diode 221 .
다양한 실시예들에 따르면, 제2 파워 라인(200)과 복수의 신호 라인들(210-1 내지 210-M) 중 다른 하나의 신호 라인 사이에는 제2 다이오드(222)가 연결될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제2 파워 라인(200)과 제2 신호 라인(210-1) 사이에는 제2 다이오드(222)가 연결될 수 있다. 제2 파워 라인(200)에는 제2 다이오드(222)의 애노드 단이 연결되고, 제2 신호 라인(210-1)에는 제2 다이오드(222)의 캐소드 단이 연결될 수 있다. 이에 따라, 제2 파워 라인(200)의 단선 시, 제2 신호 라인(210-1)과 제2 다이오드(222)를 통해 AFE(132)에 전원이 공급될 수 있다.According to various embodiments, a second diode 222 may be connected between the second power line 200 and another one of the plurality of signal lines 210-1 to 210-M. According to one embodiment, a second diode 222 may be connected between the second power line 200 and the second signal line 210-1. An anode terminal of the second diode 222 may be connected to the second power line 200 , and a cathode terminal of the second diode 222 may be connected to the second signal line 210 - 1 . Accordingly, when the second power line 200 is disconnected, power may be supplied to the AFE 132 through the second signal line 210 - 1 and the second diode 222 .
도 3a 내지 도 3d는 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 배터리 팩에서 아날로그 프론트 엔드의 전류 흐름을 도시하는 도면이다. 3A to 3D are diagrams illustrating current flow of an analog front end in a battery pack according to various embodiments of the present disclosure.
도 3a는 제1 파워 라인(201), 및 제2 파워 라인(200)이 정상 상태인 경우에 AFE(132)의 소비 전류의 흐름을 도시한다. 제1 파워 라인(201), 및 제2 파워 라인(200)이 정상 상태인 경우는, 제1 파워 라인(201), 및 제2 파워 라인(200)이 단선되지 않고 정상적으로 연결된 경우를 의미할 수 있다. 제1 파워 라인(201), 및 제2 파워 라인(200)이 정상 상태인 경우, 도 3a에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리 셀들(110-1 내지 110-N)에 저장된 충전 전력은 제1 파워 라인(201), 및 제 2 파워 라인(200)을 통해 AFE(132)로 공급될 수 있다. 따라서, AFE(132)의 소비 전류는, 제1 파워 라인(201), 및 제2 파워 라인(200)을 통해 흐를 수 있다. 3A shows the flow of current consumption of the AFE 132 when the first power line 201 and the second power line 200 are in a normal state. When the first power line 201 and the second power line 200 are in a normal state, it may mean that the first power line 201 and the second power line 200 are normally connected without being disconnected. have. When the first power line 201 and the second power line 200 are in a normal state, as shown in FIG. 3A , the charging power stored in the plurality of battery cells 110-1 to 110-N is It may be supplied to the AFE 132 through the power line 201 and the second power line 200 . Accordingly, current consumed by the AFE 132 may flow through the first power line 201 and the second power line 200 .
도 3b는 제1 파워 라인(201)이 단선되고, 제2 파워 라인(200)이 정상 상태인 경우에 AFE(132)의 소비 전류의 흐름을 도시한다. 제1 파워 라인(201)이 단선된 상태는, 제1 파워 라인(201)에 대응되는 전체 라인 중 제N 배터리 셀(110-N)의 양극 탭과 제1 다이오드(221)의 캐소드 단 사이의 라인이 단선된 상태를 의미할 수 있다. 제1 파워 라인(201)이 단선되고, 제2 파워 라인(200)이 정상 상태인 경우, 도 3b에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리 셀들(110-1 내지 110-N)에 저장된 충전 전력은 제1 신호 라인(210-M)과 제1 다이오드(221), 및 제 2 파워 라인(200)을 통해 AFE(132)로 공급될 수 있다. 따라서, AFE(132)의 소비 전류는, 제1 신호 라인(210-M), 제1 다이오드(221), 및 제2 파워 라인(200)을 통해 흐를 수 있다. FIG. 3B shows a flow of current consumption of the AFE 132 when the first power line 201 is disconnected and the second power line 200 is in a normal state. The state in which the first power line 201 is disconnected is between the positive tab of the Nth battery cell 110-N and the cathode terminal of the first diode 221 among all lines corresponding to the first power line 201. This may indicate a state in which the line is disconnected. When the first power line 201 is disconnected and the second power line 200 is in a normal state, as shown in FIG. 3B, the charging power stored in the plurality of battery cells 110-1 to 110-N is It may be supplied to the AFE 132 through the first signal line 210-M, the first diode 221, and the second power line 200. Accordingly, current consumed by the AFE 132 may flow through the first signal line 210 -M, the first diode 221 , and the second power line 200 .
도 3c는 제1 파워 라인(201)이 정상 상태이고, 제2 파워 라인(200)이 단선된 상태인 경우에 AFE(132)의 소비 전류의 흐름을 도시한다. 제2 파워 라인(200)이 단선된 상태는, 제2 파워 라인(200)에 대응되는 전체 라인 중 제1 배터리 셀(110-1)의 음극 탭과 제2 다이오드(222)의 애노드 단 사이의 라인이 단선된 상태를 의미할 수 있다. 제1 파워 라인(201)이 정상 상태이고, 제2 파워 라인(200)이 단선된 상태인 경우, 도 3c에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리 셀들(110-1 내지 110-N)에 저장된 충전 전력은 제1 파워 라인(201), 및 제2 신호 라인(210-1)과 제2 다이오드(222)를 통해 AFE(132)로 공급될 수 있다. 따라서, AFE(132)의 소비 전류는, 제1 파워 라인(201), 및 제2 신호 라인(210-1)과 제2 다이오드(222)를 통해 흐를 수 있다.FIG. 3C shows a flow of current consumption of the AFE 132 when the first power line 201 is in a normal state and the second power line 200 is in a disconnected state. A state in which the second power line 200 is disconnected is between the negative electrode tab of the first battery cell 110-1 and the anode terminal of the second diode 222 among all lines corresponding to the second power line 200. This may indicate a state in which the line is disconnected. When the first power line 201 is in a normal state and the second power line 200 is in a disconnected state, as shown in FIG. 3C , the charge stored in the plurality of battery cells 110-1 to 110-N Power may be supplied to the AFE 132 through the first power line 201, the second signal line 210-1, and the second diode 222. Accordingly, current consumed by the AFE 132 may flow through the first power line 201, the second signal line 210-1, and the second diode 222.
도 3d는 제1 파워 라인(201) 및 제2 파워 라인(200)이 단선된 상태인 경우에 AFE(132)의 소비 전류의 흐름을 도시한다. 제1 파워 라인(201)이 단선된 상태는, 제1 파워 라인(201)에 대응되는 전체 라인 중 제N 배터리 셀(110-N)의 양극 탭과 제1 다이오드(221)의 캐소드 단 사이의 라인이 단선된 상태를 의미하고, 제2 파워 라인(200)이 단선된 상태는, 제2 파워 라인(200)에 대응되는 전체 라인 중 제1 배터리 셀(110-1)의 음극 탭과 제2 다이오드(222)의 애노드 단 사이의 라인이 단선된 상태를 의미할 수 있다. 제1 파워 라인(201), 및 제2 파워 라인(200)이 모두 단선된 상태인 경우, 도 3d에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리 셀들(110-1 내지 110-N)에 저장된 충전 전력은 제1 신호 라인(210-M)과 제1 다이오드(221), 및 제2 신호 라인(210-1)과 제2 다이오드(222)를 통해 AFE(132)로 공급될 수 있다. 따라서, AFE(132)의 소비 전류는, 제1 신호 라인(210-M)과 제1 다이오드(221), 및 제2 신호 라인(210-1)과 제2 다이오드(222)를 통해 흐를 수 있다.FIG. 3D shows the flow of current consumption of the AFE 132 when the first power line 201 and the second power line 200 are disconnected. The state in which the first power line 201 is disconnected is between the positive tab of the Nth battery cell 110-N and the cathode terminal of the first diode 221 among all lines corresponding to the first power line 201. This means a state in which the line is disconnected, and the state in which the second power line 200 is disconnected means that among all lines corresponding to the second power line 200, the negative tab of the first battery cell 110-1 and the second power line 200 are disconnected. This may mean a state in which the line between the anode ends of the diode 222 is disconnected. When both the first power line 201 and the second power line 200 are disconnected, as shown in FIG. 3D , the charging power stored in the plurality of battery cells 110-1 to 110-N is It may be supplied to the AFE 132 through the first signal line 210-M and the first diode 221, and the second signal line 210-1 and the second diode 222. Accordingly, current consumed by the AFE 132 may flow through the first signal line 210-M and the first diode 221 and the second signal line 210-1 and the second diode 222. .
상술한 설명에서는, 제1 다이오드(221)가 제1 파워 라인(201)과 제1 신호 라인(210-M)에 연결되고, 제2 다이오드(222)가 제2 파워 라인(200)과 제2 신호 라인(210-1)에 연결되는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 개시물의 다양한 실시예들은 이에 한정되지 않을 것이다. 예를 들어, 본 개시물의 다양한 실시예들은 제1 다이오드(221)가 제1 파워 라인(210)과 제1 신호 라인(210-M)이 아닌 다른 하나의 신호 라인에 연결되고, 제2 다이오드(222)가 제2 파워 라인(200)과 제2 신호 라인(210-1)이 아닌 또 다른 하나의 신호 라인에 연결되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 예컨대, 제1 다이오드(221)의 애노드 단은 C1 내지 C13(210-2 내지 210-M-1) 중 어느 하나의 신호 라인에 연결되고, 제2 다이오드(222)의 캐소드 단은 C1 내지 C13(210-2 내지 210-M-1) 중 제1 다이오드(221)의 애노드 단이 연결되지 않은 다른 하나의 신호 라인에 연결될 수 있다. 다만, 제2 다이오드(222)의 캐소드 단은 제1 다이오드(221)의 애노드 단에 연결된 신호 라인보다 제1 파워 라인(201)에 더 가까이 배치된 신호 라인에는 연결될 수 없다. 예를 들어, 제1 다이오드(221)의 애노드 단이 C2(210-3)에 연결된 경우, 제2 다이오드(222)의 캐소드 단은 제2 신호 라인인 C-(210-1), 또는 C1(210-2) 중 어느 하나에 연결될 수 있고, C3 내지 C14(210-3 내지 210-M)에는 연결될 수 없다. 반대로, 제1 다이오드(221)의 애노드 단은 제2 다이오드(222)의 캐소드 단에 연결된 신호 라인보다 제2 파워 라인(200)에 더 가까이 배치된 신호 라인에는 연결될 수 없다. 예를 들어, 제2 다이오드(222)의 캐소드 단이 C13(210-M-1)에 연결된 경우, 제1 다이오드(221)의 애노드 단은 제1 신호 라인인 C14(210-M), 또는 C13(210-M-1) 중 어느 하나에 연결될 수 있고, C- 내지 C12(210-1 내지 210-M-2)에는 연결될 수 없다. In the above description, the first diode 221 is connected to the first power line 201 and the first signal line 210-M, and the second diode 222 is connected to the second power line 200 and the second signal line 210-M. The case of being connected to the signal line 210-1 has been described as an example. However, various embodiments of the present disclosure will not be limited thereto. For example, in various embodiments of the present disclosure, the first diode 221 is connected to a signal line other than the first power line 210 and the first signal line 210-M, and the second diode ( 222) may be equally applied to a case where the signal line is connected to another signal line other than the second power line 200 and the second signal line 210-1. For example, the anode terminal of the first diode 221 is connected to any one signal line of C1 to C13 (210-2 to 210-M-1), and the cathode terminal of the second diode 222 is connected to C1 to C13 ( Among 210-2 to 210-M-1), the anode terminal of the first diode 221 may be connected to another signal line to which the anode terminal is not connected. However, the cathode terminal of the second diode 222 cannot be connected to a signal line disposed closer to the first power line 201 than the signal line connected to the anode terminal of the first diode 221 . For example, when the anode terminal of the first diode 221 is connected to C2 (210-3), the cathode terminal of the second diode 222 is the second signal line C- (210-1), or C1 ( 210-2), and cannot be connected to C3 to C14 (210-3 to 210-M). Conversely, the anode terminal of the first diode 221 cannot be connected to the signal line disposed closer to the second power line 200 than the signal line connected to the cathode terminal of the second diode 222 . For example, when the cathode terminal of the second diode 222 is connected to C13 (210-M-1), the anode terminal of the first diode 221 is connected to the first signal line C14 (210-M) or C13 (210-M-1) can be connected to any one, C- to C12 (210-1 to 210-M-2) cannot be connected.
상술한 바와 같이, 본 개시물의 다양한 실시예들에 따르면, 배터리와 AFE에 연결되는 파워 라인과 신호 라인 사이에 적어도 하나의 다이오드를 구비함으로써, 파워 라인에 단선이 발생되더라도 신호 라인을 통해 AFE에 전원을 공급하여 AFE를 정상적으로 작동시킬 수 있다.As described above, according to various embodiments of the present disclosure, at least one diode is provided between the signal line and the power line connected to the battery and the AFE, so that power is supplied to the AFE through the signal line even if the power line is disconnected. supply to allow the AFE to operate normally.

Claims (13)

  1. 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 팩에 있어서,In a battery pack including a battery management system,
    직렬 연결된 복수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리;a battery including a plurality of battery cells connected in series;
    상기 배터리로부터 전원을 공급받고, 상기 배터리에 대한 정보를 획득하는 아날로그 프론트 엔드; 및an analog front end receiving power from the battery and acquiring information about the battery; and
    상기 배터리와 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 상기 전원 공급을 위한 파워 라인과 상기 배터리에 대한 정보 획득을 위한 신호 라인을 연결하는 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 전원 보호 회로를 포함하는 배터리 팩.A battery pack comprising a power protection circuit including at least one diode connecting a power line for supplying power between the battery and the analog front end and a signal line for obtaining information about the battery.
  2. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 전원 보호 회로는, 상기 배터리의 양극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제1 파워 라인과 상기 배터리의 양극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제1 신호 라인 사이를 연결하는 제1 다이오드를 포함하는 배터리 팩.The power protection circuit may include a battery including a first diode connecting a first power line between a positive tab of the battery and the analog front end and a first signal line between the positive tab of the battery and the analog front end. pack.
  3. 제2항에 있어서,According to claim 2,
    상기 아날로그 프론트 엔드는, 상기 제1 파워 라인의 단선 시, 상기 제1 신호 라인과 상기 제1 다이오드를 통해 전원을 공급받는 배터리 팩.The analog front end receives power through the first signal line and the first diode when the first power line is disconnected.
  4. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 전원 보호 회로는, 상기 배터리의 음극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제2 파워 라인과 상기 배터리의 음극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제2 신호 라인 사이를 연결하는 제2 다이오드를 포함하는 배터리 팩.The power protection circuit may include a second diode connecting a second power line between a negative tab of the battery and the analog front end and a second signal line between the negative tab of the battery and the analog front end. pack.
  5. 제4항에 있어서,According to claim 4,
    상기 아날로그 프론트 엔드는, 상기 제2 파워 라인의 단선 시, 상기 제2 신호 라인과 상기 제2 다이오드를 통해 전원을 공급받는 배터리 팩.The analog front end receives power through the second signal line and the second diode when the second power line is disconnected.
  6. 배터리 관리 시스템에 있어서,In the battery management system,
    배터리로부터 전원을 공급받고, 상기 배터리에 대한 정보를 획득하는 아날로그 프론트 엔드; 및an analog front end receiving power from a battery and acquiring information about the battery; and
    상기 배터리와 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 상기 전원 공급을 위한 파워 라인과 상기 배터리에 대한 정보 획득을 위한 신호 라인을 연결하는 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 전원 보호 회로를 포함하는 배터리 관리 시스템.and a power protection circuit including at least one diode connecting a power line for supplying power between the battery and the analog front end and a signal line for obtaining information about the battery.
  7. 제6항에 있어서,According to claim 6,
    상기 전원 보호 회로는, 상기 배터리의 양극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제1 파워 라인과 상기 배터리의 양극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제1 신호 라인 사이를 연결하는 제1 다이오드를 포함하는 배터리 관리 시스템.The power protection circuit may include a battery including a first diode connecting a first power line between a positive tab of the battery and the analog front end and a first signal line between the positive tab of the battery and the analog front end. management system.
  8. 제7항에 있어서,According to claim 7,
    상기 아날로그 프론트 엔드는, 상기 제1 파워 라인의 단선 시, 상기 제1 신호 라인과 상기 제1 다이오드를 통해 전원을 공급받는 배터리 관리 시스템.The analog front end receives power through the first signal line and the first diode when the first power line is disconnected.
  9. 제6항에 있어서,According to claim 6,
    상기 전원 보호 회로는, 상기 배터리의 음극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제2 파워 라인과 상기 배터리의 음극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 제2 신호 라인 사이를 연결하는 제2 다이오드를 포함하는 배터리 관리 시스템.The power protection circuit may include a second diode connecting a second power line between a negative tab of the battery and the analog front end and a second signal line between the negative tab of the battery and the analog front end. management system.
  10. 제9항에 있어서,According to claim 9,
    상기 아날로그 프론트 엔드는, 상기 제2 파워 라인의 단선 시, 상기 제2 신호 라인과 상기 제2 다이오드를 통해 전원을 공급받는 배터리 관리 시스템.The analog front end receives power through the second signal line and the second diode when the second power line is disconnected.
  11. 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 팩에 있어서,In a battery pack including a battery management system,
    직렬 연결된 복수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리;a battery including a plurality of battery cells connected in series;
    상기 배터리로부터 전원을 공급받고, 상기 배터리에 대한 정보를 획득하는 아날로그 프론트 엔드; an analog front end receiving power from the battery and acquiring information about the battery;
    상기 배터리와 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 파워 라인들; power lines between the battery and the analog front end;
    상기 배터리와 상기 아날로그 프론트 엔드 사이의 신호 라인들; 및signal lines between the battery and the analog front end; and
    상기 파워 라인들 중 하나의 파워 라인과 상기 신호 라인들 중 하나의 신호 라인을 연결하는 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 배터리 팩.A battery pack including at least one diode connecting one of the power lines and one of the signal lines.
  12. 제11항에 있어서,According to claim 11,
    상기 적어도 하나의 다이오드는, 상기 파워 라인들 중 상기 배터리의 양극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이를 연결하는 제1 파워 라인, 및 상기 신호 라인들 중 하나의 신호 라인을 연결하는 제1 다이오드를 포함하는 배터리 팩.The at least one diode includes a first power line connecting between a positive tab of the battery and the analog front end among the power lines, and a first diode connecting one of the signal lines. battery pack.
  13. 제12항에 있어서,According to claim 12,
    상기 적어도 하나의 다이오드는, 상기 파워 라인들 중 상기 배터리의 음극 탭과 상기 아날로그 프론트 엔드 사이를 연결하는 제2 파워 라인, 및 상기 신호 라인들 중 상기 제1 다이오드와 연결되지 않은 하나의 신호 라인을 연결하는 제2 다이오드를 포함하는 배터리 팩.The at least one diode comprises a second power line connecting between the negative electrode tab of the battery and the analog front end among the power lines, and one signal line not connected to the first diode among the signal lines. A battery pack including a second diode connected thereto.
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