KR102150147B1

KR102150147B1 - 배터리 모듈 균등화 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102150147B1
Application number: KR1020170090340A
Authority: KR
Inventors: 성창현
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2017-05-24
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2020-09-01
Also published as: KR20180128817A; EP3540900A4; EP3540900A1; US11177669B2; CN110024256A; JP2020513721A; US20190356140A1; CN110024256B; JP6787631B2

Abstract

본 발명은 배터리 모듈 균등화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 하나 이상의 배터리 모듈의 충전상태(State of Charge; SoC)에 이상이 발생한 경우, 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하여 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 균등화 할 수 있는 배터리 모듈 균등화 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

배터리 모듈 균등화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BALANCING BATTERY MODULE}

본 출원은 2017년 05월 24일자 한국 특허 출원 제10-2017-0064203호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.

일반적으로, 2차 전지는 전기 자동차, 에너지 저장 시스템 및 무정전 전원 공급 장치와 같은 고용량을 필요로 하는 환경에서는 단위 2차 전지 셀(Cell)을 복수 개 접합함으로써 하나의 배터리 모듈로 사용할 수 있으며, 경우에 따라 배터리 모듈을 복수 개 접합하여 사용할 수 있다.

복수의 배터리 모듈을 함께 사용하는 경우, 배터리 모듈을 생산하면서 발생하는 편차, 배터리 모듈의 온도 편차 등 다양한 요인으로 인해 복수의 배터리 모듈의 전압이 불균형할 수 있다.

한편, 전압이 불균형한 배터리 모듈을 접합하여 사용하는 경우, 복수의 배터리 모듈의 가용 용량(Capacity) 및 전력(Power)가 감소하고, 배터리 모듈의 노화를 가속화 하여 수명을 단축시킨다는 문제점이 있다.

이에, 본 발명자는 전압이 불균형한 배터리 모듈을 접합하여 사용할 때 발생하는 문제점을 해결하기 위해, 하나 이상의 배터리 모듈의 충전상태(State of Charge; SoC)에 이상이 발생한 경우, 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하여 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 균등화 할 수 있는 배터리 모듈 균등화 장치 및 방법을 발명하기에 이르렀다.

한국공개특허 제10-2014-0079628호

본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명은 하나 이상의 배터리 모듈의 충전상태(State of Charge; SoC)에 이상이 발생한 경우, 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC)에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, 배터리 모듈 컨트롤러(Battery Module Controller; BMC)와 이상이 진단된 상기 배터리 모듈을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성하고, 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하여 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 균등화 할 수 있는 배터리 모듈 균등화 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리 모듈 균등화 장치는, 하나 이상의 배터리 모듈과 각각 연결되며, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 각각 측정하는 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC) 및 상기 측정된 각각의 배터리 모듈 양단의 전압을 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 충전상태(State of Charge; SoC)를 산출하고, 산출된 SoC를 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 이상을 진단하는 배터리 모듈 컨트롤러(Battery Module Controller; BMC)을 포함할 수 있으며, 상기 BMC는, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 상기 하나 이상의 CMC에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, 상기 BMC와 이상이 진단된 상기 배터리 모듈을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성하고, 상기 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 BMC는, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 상기 스위칭부를 제어하여 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 하나 이상의 CMC는, 상기 하나 이상의 배터리 모듈에 이상이 진단되지 않는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부를 오프(OFF) 상태로 유지할 수 있으며, 상기 BMC는, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈이 있는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부 중 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 스위칭부의 상태를 온(ON) 상태로 제어함으로써, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈이 포함된 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수있다.

일 실시예에서 상기 BMC는, 상기 하나 이상의 CMC 중 최전단에 위치한 CMC와의 도통 상태를 제어하는 보조 스위칭부;를 포함할 수 있으며, 최전단에 위치한 배터리 모듈에 이상이 진단된 경우, 상기 최전단에 위치한 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 보조 스위칭부의 도통 상태를 제어하여 상기 최전단에 위치한 배터리 모듈을 포함하도록 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 배터리 모듈 균등화 장치는, 상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 연결하는 균등화 BUS 및 통신 BUS를 더 포함할 수 있으며, 상기 균등화 BUS 및 통신 BUS는, 상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 데이지 체인(Daisy Chain) 결선 방식으로 연결할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 균등화 BUS는, 상기 하나 이상의 CMC 중 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 홀수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 양극 BUS 및 상기 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 짝수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 음극 BUS를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 하나 이상의 CMC는, 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈, 상기 각각의 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 균등화 BUS를 선택적으로 연결하는 커넥터부, 상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 측정하는 전압 센싱부, 상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈의 음극과 상기 하나 이상의 스위칭부를 연결하는 퓨즈부, 상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈을 방전시키는 밸런싱부 및 상기 측정된 전압을 기반으로 상기 밸런싱부의 동작을 제어하는 제어부;를 각각 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 BMC는, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈에 상기 균등화 전류를 공급하는 균등화 전류 공급부 및 상기 균등화 BUS의 전압을 측정하는 전압 측정부를 포함할 수 있으며, 상기 균등화 전류 공급부 및 상기 전압 측정부의 양극 단자는 상기 양극 BUS와 연결되고, 음극 단자는 상기 음극 BUS와 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 BMC는, 상기 하나 이상의 CMC 중 위치를 파악하고자 하는 CMC에 포함된 스위칭부를 제어하여 모듈 위치 식별 회로를 형성하고, 상기 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압에 근거하여 위치를 파악하고자 하는 상기 CMC의 위치를 식별할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리 모듈 균등화 방법은, 배터리 모듈 균등화 장치가 배터리 모듈을 균등화하는 방법에 있어서, 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC)에 각각 연결된 하나 이상의 배터리 모듈 양단의 전압을 각각 측정하는 단계, 상기 측정된 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 양단의 전압을 기반으로 산출된 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 충전상태(State of Charge; SoC)를 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 이상을 진단하는 단계 및 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 상기 하나 이상의 CMC에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, 균등화 전류를 공급하는 균등화 전류 공급부와 이상이 진단된 상기 배터리 모듈을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 균등화 전류를 공급하는 단계는, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 상기 스위칭부를 제어하여 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 배터리 모듈 균등화 방법은, 상기 하나 이상의 배터리 모듈에 이상이 진단되지 않는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부를 오프(OFF) 상태로 유지하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 균등화 전류를 공급하는 단계는, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈이 있는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부 중 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 스위칭부의 상태를 온(ON) 상태로 제어함으로써, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈이 포함된 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 균등화 전류를 공급하는 단계는,최전단에 위치한 배터리 모듈에 이상이 진단된 경우, 상기 최전단에 위치한 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 하나 이상의 CMC 중 최전단에 위치한 CMC와 연결된 보조 스위칭부의 도통 상태를 제어하여 상기 최전단에 위치한 배터리 모듈을 포함하도록 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 배터리 모듈 균등화 방법은, 균등화 BUS 및 통신 BUS가 상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 연결하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 균등화 BUS 및 통신 BUS는, 상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 데이지 체인(Daisy Chain) 결선 방식으로 연결할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전압을 각각 측정하는 단계는, 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈, 상기 각각의 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 균등화 BUS를 선택적으로 연결하는 단계, 상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 측정하는 단계, 상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈의 음극과 상기 하나 이상의 스위칭부를 연결하는 단계 및 상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈을 방전시키는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 균등화 전류를 공급하는 단계는, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈에 상기 균등화 전류를 공급하는 단계 및 상기 균등화 BUS의 전압을 측정하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 균등화 전류 공급부 및 상기 전압 측정부의 양극 단자는 상기 양극 BUS와 연결되고, 음극 단자는 상기 음극 BUS와 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 균등화 전류를 공급하는 단계는, 상기 하나 이상의 CMC 중 위치를 파악하고자 하는 CMC에 포함된 스위칭부를 제어하여 모듈 위치 식별 회로를 형성하는 단계 및 상기 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압에 근거하여 위치를 파악하고자 하는 상기 CMC의 위치를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 하나 이상의 배터리 모듈의 충전상태(State of Charge; SoC)에 이상이 발생한 경우, 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC)에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, 배터리 모듈 컨트롤러(Battery Module Controller; BMC)와 이상이 진단된 상기 배터리 모듈을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성하고, 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하여 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 균등화 할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 하나 이상의 배터리 모듈과 각각 연결된 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC)의 스위칭부를 제어하여 모듈 위치 식별 회로를 형성하고, 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압을 근거하여 CMC의 위치를 식별함으로써, 별도의 구성요소를 추가하지 않고 CMC의 위치를 식별할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)의 구성요소를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에 포함된 셀 모듈 컨트롤러(110)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 형성되는 균등화 전류 공급 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 최전단에 위한 배터리 모듈에 이상이 진단된 경우 형성되는 균등화 전류 공급 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 형성되는 모듈 위치 식별 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 형성되는 모듈 위치 식별 회로의 다른 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)를 이용하여 하나 이상의 배터리 모듈(10)을 균등화하는 일련의 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)를 이용하여 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(110)의 위치를 식별하는 일련의 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)의 구성요소를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)는 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC, 110) 및 배터리 모듈 컨트롤러(Battery Module Controller; BMC, 120)를 포함할 수 있다.

먼저, 하나 이상의 CMC(110)는 하나 이상의 배터리 모듈(10)과 각각 연결될 수 있다. 하나 이상의 CMC(110)는 하나 이상의 배터리 모듈(10) 중 하나 이상의 CMC(10)와 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 각각 측정할 수 있다. 이하, 도 2를 참조하며, 하나 이상의 CMC(110)에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에 포함된 셀 모듈 컨트롤러(110)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 하나 이상의 CMC(110)는 커넥터부(111), 스위칭부(112), 전압 센싱부(113), 밸런싱부(114), 제어부(115) 및 퓨즈부(116)를 각각 포함할 수 있다.

커넥터부(111)는 내부적으로 하나 이상의 CMC(110)와 각각에 연결된 배터리 모듈(10)의 양극 단자와 각각의 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112)를 연결 할 수 있다. 또한 커넥터부(111)는 외부적으로 하나 이상의 CMC(110)와 각각에 연결된 배터리 모듈(10)의 양극 단자 및 각각의 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112) 중 어느 하나 이상과 후술되는 균등화 BUS를 선택적으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 커넥터부(111)는 하나 이상의 커넥터(Connecter)로 구성될 수 있다.

스위칭부(112)는 커넥터부(111)와 각각의 CMC(110)에 연결된 배터리 모듈(10)의 음극 단자간의 도통 상태를 제어할 수 있다. 일 예로, 스위칭부(112)는 릴레이(Relay), 콘텍터(Contactor), 트랜지스터(Transistor) 및 사이리스터(Thyristor)와 같은 스위칭 소자일 수 있으며, 스위칭 소자의 도통 상태에 따라 각각의 CMC(110)에 연결된 배터리 모듈(10)의 음극 단자간의 도통 상태를 제어할 수 있다. 또한, 스위칭부(112)는 필요에 따라 하나 이상의 스위칭 소자로 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 하나 이상의 CMC(110)에 각각 포함된 스위칭부(112)는 후술되는 BMC(120)를 통해 배터리 모듈(10)의 이상이 진단되지 않는 경우, 오프(OFF)상태로 유지될 수 있다.

전압 센싱부(113)는 각각의 CMC(110)에 연결된 배터리 모듈(10) 양단의 전압값을 센싱할 수 있다. 일 예로, 전압 센싱부(113)는 션트(Shunt) 저항 일 수 있으며, 션트 저항에 인가되는 전압값을 후술되는 제어부(115)로 전달할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니한다.

일 실시예에서, 전압 센싱부(113)는 센싱되는 배터리 모듈(10) 양단의 전압값을 후술되는 BMC로 제공할 수 있다.

밸런싱부(114)는 연결된 배터리 모듈(10)의 전압값에 기반하여, 연결된 배터리 모듈(10)의 전력을 추가적으로 소모할 수 있다. 일 예로, 밸런싱부는 하나 이상의 스위치(미도시) 및 하나 이상의 저항(미도시)을 포함할 수 있다. 밸런싱부(114)는 후술되는 제어부(115)로부터 밸런싱부 제어 신호를 인가 받아 하나 이상의 저항을 이용하여 배터리 모듈(10)의 전력을 열로 소모할 수 있다.

제어부(115)는 스위칭부(112)로 스위칭부 제어 신호를 출력할 수 있다. 여기서 스위칭부 제어 신호는, 스위칭부(112)의 도통 상태를 변경시킬 수 있는 제어 신호일 수 있다.

일 실시예에서, 하나 이상의 CMC(110)는 스위치를 구동하는 스위치 구동부(미도시)를 각각 더 포함할 수 있으며, 제어부(115)로부터 스위칭부 제어 신호가 출력되면 스위치 구동부가 스위칭부(112)를 제어함으로써 스위칭부(112)의 도통 상태를 변경시킬 수 있다. 또한, 제어부(115)는 밸런싱부(114)로 밸런싱부 제어 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 밸런싱부 제어 신호는 밸런싱부(114)에 포함된 스위치의 도통 상태를 제어하는 신호일 수 있다. 제어부(115)는 전압 센싱부(113)에서 센싱된 배터리 모듈(10)의 전압값에 기반하여 스위치를 온(ON) 상태로 변경시키고, 밸런싱부(114)에 포함된 저항을 이용하여 전력을 소모함으로써 밸런싱부(114)가 동작하도록 할 수 있다.

일 실시예에서, 제어부(115)는 하나의 집적회로로써 복수의 구성요소를 제어할 수 있는 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit; MCU)을 포함할 수 있다.

퓨즈부(116)는 연결된 배터리 모듈(10)의 음극 단자와 스위칭부(112) 사이에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 퓨즈부(116)은 과전류 차단용 퓨즈(미도시) 및 온도 퓨즈(미도시)를 포함할 수 있다. 과전류 차단용 퓨즈는 배터리 모듈(10)과 스위칭부(112) 사이에 과전류가 흐르는 경우 동작하여 배터리 모듈(10)의 과전류를 차단할 수 있다. 온도 퓨즈는 밸런싱부에 인접하도록 위치될 수 있으며, 밸런싱부에서 발생하는 온도가 기준 온도 이상인 경우 동작하여 과온으로 배터리 모듈(10) 및 CMC(110)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

일 실시예에서, 하나 이상의 CMC(110)는 파워부(미도시)를 각각 더 포함할 수 있다. 파워부는 하나 이상의 CMC(110)가 포함하는 구성요소들이 동작할 수 있도록 배터리 모듈(10)의 전압을 감압하여 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어부(115)가 MCU인 경우, MCU의 허용 전압인 3~5V로 전압을 감압하여 제어부(115)에 제공할 수 있다.

다시 도 1로 돌아와서, 하나 이상의 CMC(110)는 데이지 체인(Daisy Chain) 결선 방식으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)는 통신 BUS 및 균등화 BUS를 포함할 수 있다.

통신 BUS는 하나 이상의 CMC(110)를 데이지 체인 결선 방식으로 연결할 수 있다. 통신 BUS는 각각의 CMC(110)와 후술되는 BMC(120)를 연결할 수 있으며, 각각의 CMC(110)와 BMC(120)간의 데이터 송수신을 수행하도록 할 수 있다.

균등화 BUS는 하나 이상의 CMC(110)를 데이지 체인 결선 방식으로 연결할 수 있다. 이를 위해 균등화 BUS는 양극 BUS 및 음극 BUS로 구성될 수 있다.

양극 BUS는 최전단에 위치한 배터리 모듈(10)의 양극 단자로부터 연결된 BUS일 수 있다. 양극 BUS는 하나 이상의 CMC(110) 중 최후단에 위치한 CMC(110)를 기준으로 홀수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC(110)를 직렬 연결할 수 있다. 예를 들어, 짝수인 N개의 배터리 모듈(10)에 N개의 CMC(110)가 각각 연결되어 있은 경우, 최후단에 위치한 CMC(110)부터 최전단에 위치한 CMC(110)까지 순차적으로 각 CMC(110)의 번호를 설정할 수 있다. 이때, 최후단에 위치한 CMC(110)는 1번으로 설정되며, 양극 BUS는 1, 3, 5, … N-1번째 CMC(110)를 연결할 수 있다.

음극 BUS는 최후단에 위치한 배터리 모듈(10)의 음극 단자로부터 연결된 BUS일 수 있다. 음극 BUS는 하나 이상의 CMC(110) 중 최후단에 위치한 CMC(110)를 기준으로 짝수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC(110)를 직렬 연결할 수 있다. 예를 들어, 최후단에 위치한 CMC(110)는 1번으로 설정한 경우, 음극 BUS는 2, 4, 6, … N번째 CMC(110)를 연결할 수 있다.

BMC(120)는 하나 이상의 CMC(110)로부터 측정된 하나 이상의 배터리 모듈(10) 양단의 전압을 기반으로 하나 이상의 배터리 모듈의 충전상태(State of Charge; SoC)를 산출할 수 있으며, 산출된 SoC를 기반으로 하나 이상의 배터리 모듈(10) 각각의 이상을 진단할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 배터리 모듈(10)의 전압을 측정하고, 측정된 전압을 해당 배터리 모듈(10)의 방전곡선(Discharge curve)과 대조하여 SoC를 산출할 수 있다. BMC(120)는 산출된 SoC와 기준 SoC값을 비교하고, 기준 SoC값 이하인 배터리 모듈(10)을 선택하여 이상이 있다고 진단할 수 있다. 여기서 기준 SoC값은, 배터리 모듈(10)이 정상 상태일 때 산출될 수 있는 최소 SoC값을 의미할 수 있으며, 배터리 모듈(10)의 종류 및 사용자의 요구에 따라 다양한 값으로 설정될 수 있다.

일 실시예에서, BMC(120)는 하나 이상의 배터리 모듈(10) 중 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 하나 이상의 CMC(110)에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, BMC(120)와 이상이 진단된 배터리 모듈(10)을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수 있다. 또한, BMC(120)는 형성된 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 배터리 모듈(10)에 균등화 전류를 공급할 수 있다. 이하, 도 3 및 4를 참조하여 BMC(120)가 균등화 전류 공급 회로를 형성하고, 형성된 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 있는 배터리 모듈(10)에 균등화 전류를 공급하는 일련의 과정을 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 형성되는 균등화 전류 공급 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, BMC(120)는 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 배터리 모듈(10)에 균등화 전류를 공급할 수 있다. 이를 위해, 균등화 전류 공급부(121)를 포함할 수 있다.

균등화 전류 공급부(121)는 하나 이상의 배터리 모듈(10)로부터 전압을 인가 받을 수 있으며, 인가 받은 전압을 일정 크기의 전압으로 변환하여 이상이 있는 배터리 모듈(10)로 전달할 수 있다. 일 예로, 균등화 전류 공급부(121)는 DC-DC 컨버터와 같은 절연형 컨버터일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니한다.

BMC(120)는 이상이 진단된 배터리 모듈(10)과 연결된 CMC(110) 및 이상이 진단된 배터리 모듈(10)과 연결된 CMC(110)의 전단에 연결된 CMC(110)에 각각 포함된 스위칭부(112)를 제어하여 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수 있다. 예를 들어, 최후단에 위치한 배터리 모듈(10-1) 및 CMC(110-1)를 1번으로 설정하였을 때 2번 배터리 모듈(10-2)에 SoC 이상이 있는 경우, BMC(120)는 2번 CMC(110-2) 및 3번 CMC(110-3)로 제어신호를 출력할 수 있다. 여기서 제어신호는, 하나 이상의 CMC(110)에 포함된 제어부(115)가 스위칭 제어 신호를 출력하도록 제어하는 신호일 수 있다. 다른 일 실시예에서 제어신호는, BMC(120)가 하나 이상의 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112)의 도통 상태를 직접 제어하는 신호일 수 있다. 2번 CMC(110-2) 및 3번 CMC(110-3)는 BMC(120)로부터 제어신호를 수신하여 각각 포함된 스위칭부(112-2 및 112-3)의 도통 상태를 온(ON) 상태로 제어할 수 있다. 이를 통해 BMC(120)는 도 3에 도시된 바와 같은 균등화 전류 공급 회로가 형성할 수 있으며, 이상이 있는 배터리 모듈(10-2)로 균등화 전류가 제공될 수 있다. 즉, 균등화 전류 공급 회로는 1번 커넥터(111-1), 3번 커넥터(111-3), 3번 스위칭부(112-3) 3번 배터리 모듈(10-3)의 음극 단자, 이상이 있는 배터리 모듈(10-2), 2번 스위칭부(112-2), 2번 커넥터(111-2) 및 균등화 전류 공급부(121)를 포함하여 형성될 수 있다. 균등화 전류 공급부(121)는 이와 같이 형성된 균등화 전류 공급 회로를 통해 균등화 전류를 이상이 있는 배터리 모듈(10-2)로 제공할 수 있다.

한편, 최전단에 위치한 배터리 모듈(10)에 이상이 발생한 경우 최전단에 위치한 CMC(110)의 전단에 CMC(110)가 위치하지 않기 때문에 상술된 방법과 동일한 방법으로 균등화 전류 공급 회로를 형성하기 어려울 수 있다. 이를 보완하기 위하여, BMC(120)는 보조 스위칭부(122)를 포함할 수 있으며, 최전단에 위치한 배터리 모듈(10)에 이상이 발생한 경우, 보조 스위칭부(122)와 최전단에 위치한 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112)의 도통 상태를 제어함으로써 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수 있다. 이하 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 최전단에 위한 배터리 모듈에 이상이 진단된 경우에 형성되는 균등화 전류 공급 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 최전단에 위치한 배터리 모듈(10-n)에 이상이 있는 경우, BMC(120)는 최전단에 위치한 CMC(110-n) 및 보조 스위칭부(122)로 제어신호를 출력할 수 있다. 최전단에 위치한 CMC(110-n)에 포함된 스위칭부(112-n) 및 보조 스위칭부(122)는 제어신호를 수신할 수 있고, 이를 기반으로 스위칭부(112-n) 및 보조 스위칭부(122)의 상태를 온(ON) 상태로 제어할 수 있다. 이를 통해 도 4에 도시된 바와 같은 균등화 전류 공급 회로가 형성됨으로써, 이상이 있는 최전단에 위치한 배터리 모듈(10-n)로 균등화 전류가 제공될 수 있다. 즉, 균등화 전류 공급 회로는 보조 스위칭부(122), 최전단에 위치한 CMC(110-n)의 커넥터부(111-n), 최전단에 위치한 배터리 모듈(10-n), 최전단에 위치한 CMC(110-n)의 스위칭부(112-n), 최전단에 위치한 CMC(110-n)의 커넥터부(111-n) 및 최후단을 기준으로 짝수번째 CMC(110-n-2)의 커넥터부(111-n-2)를 포함하는 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수 있다. 균등화 전류 공급부(121)는 이와 같이 형성된 균등화 전류 공급 회로를 통해 균등화 전류를 최전단에 위치한 배터리 모듈(10-n)로 제공할 수 있다.

일 실시예에서, BMC(120)는 균등화 전류 공급부(121)의 출력단에 위치하며, 균등화 전류 공급부(121) 출력단의 도통 상태를 변경하는 균등화 회로 스위칭부(124)를 더 포함할 수 있다.

균등화 회로 스위칭부(124)는 이상이 진단된 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하기 위한 균등화 전류 공급 회로를 형성하기 위하여 균등화 전류 공급부(121) 출력단의 도통 상태를 제어할 수 있다. 예를 들어 균등화 회로 스위칭부(124)는 도 1, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 4개의 SPST(Single Pole Single Throw) 스위치일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않고, 균등화 전류 공급부(121)의 출력단의 출력 전압을 단락시킬 수 있는 어떠한 구성 요소라도 적용될 수 있다.

일 실시예에서, BMC(120)는 하나 이상의 CMC(110) 중 위치를 파악하고자 하는 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112)를 제어하여 모듈 위치 식별 회로를 형성할 수 있다. 또한, BMC는 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압에 근거하여 위치를 파악하고자 하는 CMC(110)의 위치를 식별할 수 있다. 이하 도 5 및 6을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 형성되는 모듈 위치 식별 회로를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 형성되는 모듈 위치 식별 회로의 다른 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5 및 6을 참조하면, BMC(120)는 위치를 파악하고자 하는 CMC(110)의 스위칭부(112)를 제어함으로써 모듈 위치 식별 회로를 형성할 수 있고, 형성된 모듈 위치 식별 회로의 전압에 근거하여 해당 CMC(110)의 위치를 식별할 수 있다. 이를 위해, BMC(120)는 전압 측정부(123)를 포함할 수 있다.

전압 측정부(123)의 양극 단자는 양극 BUS와 연결되고 음극 단자는 음극 BUS와 연결됨으로써, 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압을 측정할 수 있다. 예를 들어, 최후단에 위치한 CMC(110)의 전단에 위치한 CMC(110)의 위치를 파악하고자 하는 경우, BMC(120)는 위치를 파악하고자 하는 CMC(110) 즉, 최후단에 위치한 CMC(110)의 전단에 위치한 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112)의 도통 상태를 제어할 수 있다. 이를 통해, 도 5에 도시된 바와 같은 모듈 위치 식별 회로가 형성될 수 있으며, 모듈 위치 식별 회로는 N개의 배터리 모듈(10) 중 하나의 배터리 모듈만을 포함할 수 있다. 따라서, 전압 측정부(123)를 통해 측정된 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압은 하나의 배터리 모듈의 전압이 될 수 있다. 또한, 최후단에 위치한 CMC(110)를 기준으로 3번째에 위치한 CMC(110)의 위치를 파악하고자 하는 경우, BMC(120)는 3번째에 위치한 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112)의 도통 상태를 제어할 수 있다. 이를 통해, 도 6에 도시된 바와 같은 모듈 위치 식별 회로가 형성될 수 있으며, 모듈위치 식별 회로는 N개의 배터리 모듈(10) 중 N-2개의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 따라서, 전압 측정부(123)를 통해 측정된 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압은 N-2개의 배터리 모듈의 전압이 될 수 있다. 즉, 전압이 1V인 배터리 모듈(10) 10개를 접합하여 사용하는 경우에 상술된 방법을 적용하게 되면, 10개의 CMC(110)의 위치에 따라 0V~ 9V의 전압이 측정될 수 있다. BMC(120)는 하나 이상의 CMC(110)의 위치에 따른 전압값를 기 저장할 수 있고, 기 저장되어 있는 전압값 중 전압 측정부(123)를 통해 측정되는 전압과 대응되는 전압값을 매칭하여 위치를 파악하고자 하는 CMC(110)의 위치를 식별할 수 있다.

다른 일 실시예에서, BMC(120)는 하나 이상의 CMC(110) 마다 모듈 위치 식별 회로를 형성하여 전압 측정부(123)를 통해 전압을 측정하고, 측정되는 전압의 크기를 기반으로 하나 이상의 CMC(110)마다 식별번호를 부여할 수 있다.

이하 도 7 및 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)를 이용하여 하나 이상의 배터리 모듈(10)을 균등화하는 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)를 이용하여 하나 이상의 배터리 모듈(10)을 균등화하는 일련의 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

먼저, 하나 이상의 CMC가 연결된 각각의 배터리 모듈 양단의 전압을 측정한다(S110). BMC는 S110단계에서 측정된 배터리 모듈 양단의 전압을 제공 받아 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 SoC를 산출할 수 있다(S120). BMC는 산출된 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 기반으로 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC 이상을 각각 진단한다(S130). S130단계에서 하나 이상의 배터리 모듈을 진단한 결과, 이상이 있는 배터리 모듈이 있는 경우, 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 해당 CMC 전단에 연결된 CMC에 포함된 스위칭부를 온(ON) 상태로 제어하여 균등화 전류 공급 회로 형성한다(S140). 균등화 전류 공급부는 S140단계에서 형성된 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 있는 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급한다(S150). S150단계를 통해 균등화 전류가 공급됨으로써, 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC가 균등화 되어 이상이 없는 경우, BMC는 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 해당 CMC 전단에 연결된 CMC에 포함된 스위칭부를 오프(OFF) 상태로 제어하여 정상 동작을 수행한다(S160). 만약 S150단계를 수행한 이후에도 이상이 있는 배터리 모듈에 재차 이상이 있다고 판단되는 경우, S150단계를 반복적으로 수행함으로써 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 균등화할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)를 이용하여 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(110)의 위치를 식별하는 일련의 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

먼저, BMC가 위치를 파악하고자 하는 CMC에 포함된 스위칭부를 온(ON) 상태로 제어하여 모듈 위치 식별 회로 형성한다(S210). BMC는 전압 측정부를 통해 S210단계에서 형성된 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압을 측정한다(S220). 이후, 하나 이상의 CMC 중 전압 측정부를 통해 측정된 전압과 대응되는 CMC를 매칭한다(S230). BMC는 S230단계에서 매칭된 CMC를 통해 위치를 파악하고자 하는 CMC의 위치를 파악한다.

전술한 배터리 모듈 균등화 장치(100)를 이용하여 하나 이상의 배터리 모듈(10)을 균등화 하는 방법 및 CMC의 위치를 파악하는 방법은 도면에 제시된 순서도를 참조로 하여 설명되었다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 배터리 모듈
110: 셀 모듈 컨트롤러
111: 커넥터부 112: 스위칭부
113: 전압 센싱부 114: 밸런싱부
115: 제어부 116: 퓨즈부
120: 배터리 모듈 컨트롤러
121: 균등화 전류 공급부 122: 보조 스위칭부
123: 전압 측정부 124: 균등화 회로 스위칭부

Claims

하나 이상의 배터리 모듈과 각각 연결되며, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 각각 측정하는 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC);
상기 측정된 각각의 배터리 모듈 양단의 전압을 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 충전상태(State of Charge; SoC)를 산출하고, 산출된 SoC를 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 이상을 진단하는 배터리 모듈 컨트롤러(Battery Module Controller; BMC); 및
상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 연결하는 균등화 BUS 및 통신 BUS;를 포함하며,
상기 BMC는,
상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 상기 하나 이상의 CMC에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, 상기 BMC와 이상이 진단된 상기 배터리 모듈을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성하고, 상기 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하며,
상기 균등화 BUS 및 통신 BUS는,
상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 데이지 체인(Daisy Chain) 결선 방식으로 연결하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
제1항에 있어서,
상기 BMC는,
상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 상기 스위칭부를 제어하여 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 CMC는,
상기 하나 이상의 배터리 모듈에 이상이 진단되지 않는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부를 오프(OFF) 상태로 유지하며,
상기 BMC는,
상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈이 있는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부 중 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 스위칭부의 상태를 온(ON) 상태로 제어함으로써, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈이 포함된 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
제1항에 있어서,
상기 BMC는,
상기 하나 이상의 CMC 중 최전단에 위치한 CMC와의 도통 상태를 제어하는 보조 스위칭부;를 포함하며,
최전단에 위치한 배터리 모듈에 이상이 진단된 경우, 상기 최전단에 위치한 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 보조 스위칭부의 도통 상태를 제어하여 상기 최전단에 위치한 배터리 모듈을 포함하도록 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 균등화 BUS는,
상기 하나 이상의 CMC 중 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 홀수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 양극 BUS; 및
상기 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 짝수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 음극 BUS;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
제6항에 있어서,
상기 하나 이상의 CMC는,
각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈, 상기 각각의 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 균등화 BUS를 선택적으로 연결하는 커넥터부;
상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 측정하는 전압 센싱부;
상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈의 음극과 상기 하나 이상의 스위칭부를 연결하는 퓨즈부;
상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈을 방전시키는 밸런싱부; 및
상기 측정된 전압을 기반으로 상기 밸런싱부의 동작을 제어하는 제어부;를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
제1항에 있어서,
상기 BMC는,
상기 이상이 진단된 배터리 모듈에 상기 균등화 전류를 공급하는 균등화 전류 공급부; 및
상기 균등화 BUS의 전압을 측정하는 전압 측정부;를 포함하며,
상기 균등화 전류 공급부 및 상기 전압 측정부의 양극 단자는 상기 양극 BUS와 연결되고, 음극 단자는 상기 음극 BUS와 연결되는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
제1항에 있어서,
상기 BMC는,
상기 하나 이상의 CMC 중 위치를 파악하고자 하는 CMC에 포함된 스위칭부를 제어하여 모듈 위치 식별 회로를 형성하고, 상기 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압에 근거하여 위치를 파악하고자 하는 상기 CMC의 위치를 식별하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
배터리 모듈 균등화 장치가 배터리 모듈을 균등화하는 방법에 있어서,
상기 배터리 모듈 균등화 장치는,
하나 이상의 배터리 모듈과 각각 연결되는 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC)와, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 이상을 진단하는 배터리 모듈 컨트롤러(Battery Module Controller; BMC)와, 상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 데이지 체인(Daisy Chain) 결선 방식으로 연결하는 균등화 BUS 및 통신 BUS를 포함하고,
상기 하나 이상의 CMC를 통해, 상기 하나 이상의 CMC와 각각 연결된 하나 이상의 배터리 모듈 양단의 전압을 각각 측정하는 단계;
상기 BMC를 통해, 상기 측정된 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 양단의 전압을 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 충전상태(State of Charge; SoC)를 산출하고, 산출된 SoC를 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 이상을 진단하는 단계; 및
상기 BMC를 통해, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 상기 하나 이상의 CMC에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, 상기 BMC와 이상이 진단된 상기 배터리 모듈을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성하고, 상기 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
제10항에 있어서,
상기 균등화 전류를 공급하는 단계는,
상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 상기 스위칭부를 제어하여 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
제10항에 있어서,
상기 배터리 모듈 균등화 방법은,
상기 하나 이상의 배터리 모듈에 이상이 진단되지 않는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부를 오프(OFF) 상태로 유지하는 단계;를 더 포함하며,
상기 균등화 전류를 공급하는 단계는,
상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈이 있는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부 중 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 스위칭부의 상태를 온(ON) 상태로 제어함으로써, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈이 포함된 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
제10항에 있어서,
상기 균등화 전류를 공급하는 단계는,
최전단에 위치한 배터리 모듈에 이상이 진단된 경우, 상기 최전단에 위치한 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 하나 이상의 CMC 중 최전단에 위치한 CMC와 연결된 보조 스위칭부의 도통 상태를 제어하여 상기 최전단에 위치한 배터리 모듈을 포함하도록 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
삭제
제10항에 있어서,
상기 균등화 BUS는,
상기 하나 이상의 CMC 중 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 홀수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 양극 BUS; 및
상기 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 짝수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 음극 BUS;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
제15항에 있어서,
상기 전압을 각각 측정하는 단계는,
각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈, 상기 각각의 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 균등화 BUS를 선택적으로 연결하는 단계;
상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 측정하는 단계;
상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈의 음극과 상기 하나 이상의 스위칭부를 연결하는 단계; 및
상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈을 방전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
제10항에 있어서,
상기 균등화 전류를 공급하는 단계는,
상기 이상이 진단된 배터리 모듈에 상기 균등화 전류를 공급하는 단계; 및
상기 균등화 BUS의 전압을 측정하는 단계;를 포함하며,
상기 균등화 전류 공급부 및 상기 전압 측정부의 양극 단자는 상기 양극 BUS와 연결되고, 음극 단자는 상기 음극 BUS와 연결되는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
제10항에 있어서,
상기 균등화 전류를 공급하는 단계는,
상기 하나 이상의 CMC 중 위치를 파악하고자 하는 CMC에 포함된 스위칭부를 제어하여 모듈 위치 식별 회로를 형성하는 단계; 및
상기 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압에 근거하여 위치를 파악하고자 하는 상기 CMC의 위치를 식별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.