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KR102695515B1 - 배터리 온도 제어 방법, 배터리 관리 장치 및 시스템 - Google Patents

배터리 온도 제어 방법, 배터리 관리 장치 및 시스템 Download PDF

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KR102695515B1
KR102695515B1 KR1020160128286A KR20160128286A KR102695515B1 KR 102695515 B1 KR102695515 B1 KR 102695515B1 KR 1020160128286 A KR1020160128286 A KR 1020160128286A KR 20160128286 A KR20160128286 A KR 20160128286A KR 102695515 B1 KR102695515 B1 KR 102695515B1
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KR
South Korea
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battery
battery unit
management device
temperature
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KR1020160128286A
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김영재
손동기
정대봉
정지영
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삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

배터리 온도 제어 방법이 개시된다. 일 실시예는 온도 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 유닛의 상태 정보 및 평균 상태 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 상태 차이 정보를 결정하고, 상기 상태 차이 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 컨버터의 출력값을 연산하며, 상기 컨버터가 상기 출력값을 기초로 전력 흐름을 발생시키도록 충방전 프로세스를 제어하는 단계를 포함한다

Description

배터리 온도 제어 방법, 배터리 관리 장치 및 시스템{METHOD FOR CONTROLLING TEMPERATURE OF BATTERY, AND BATTERY MANAGEMENT APPARATUS AND SYSTEM}
아래 실시예들은 배터리 온도 제어에 관한 것이다.
배터리의 온도가 낮아지면, 배터리 및 배터리가 탑재된 시스템(예를 들어, 전기 자동차)의 성능이 저하될 수 있다. 배터리의 온도를 제어하기 위한 방법 중, 배터리에 히터를 연결하고, 히터에 전력을 공급하여 배터리의 온도를 제어하는 방법이 있다. 이 경우, 히터로 인해 배터리가 탑재된 시스템의 부피 및 무게가 증가할 수 있다. 또한, 이러한 온도 제어 방법은 히터로 전력을 공급하므로, 온도 제어를 위해 전력이 소비될 수 있다.
삭제
특허공개공보 제10-2014-0097628호
일 측에 따른 배터리 온도 제어 방법은 온도 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 유닛의 상태 정보 및 평균 상태 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 상태 차이 정보를 결정하는 단계; 상기 상태 차이 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 컨버터의 출력값을 연산하는 단계; 및 상기 컨버터가 상기 출력값을 기초로 전력 흐름을 발생시키도록 충방전 프로세스를 제어하는 단계를 포함한다.
상기 온도 이벤트는, 상기 배터리 유닛 및 다른 배터리 유닛의 온도에 대한 평균 온도가 임계 온도 이하가 되는 이벤트를 포함할 수 있다.
상기 충방전 프로세스를 제어하는 단계는, 상기 컨버터의 동작 모드를 충전 모드 및 방전 모드 중 어느 하나로 결정하는 단계; 상기 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 상기 출력값을 상기 컨버터 또는 상기 컨버터에 대응하는 컨트롤러로 전송하는 단계; 및 상기 전력 흐름의 방향 변화와 관련된 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 상기 결정된 동작 모드를 상기 어느 하나에서 다른 하나로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 충방전 프로세스를 제어하는 단계는, 상기 컨버터가 상기 전력 흐름과 다른 전력 흐름을 발생시키도록 상기 변경된 동작 모드에 대한 정보를 상기 컨버터 또는 상기 컨트롤러로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 컨버터의 동작 모드를 결정하는 단계는, 상기 배터리 유닛과 물리적으로 구별되는 전력 저장 유닛의 전기적 물리량 정보 및 상기 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 컨버터의 동작 모드를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 출력값을 연산하는 단계는, 상기 상태 차이 정보 및 부하의 필요 물리량 정보를 이용하여 상기 출력값을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 출력값을 연산하는 단계는, 상기 전력 흐름의 방향과 다른 방향으로 흐르는 전기적 물리량에 대응하는 다른 출력값을 상기 출력값 및 다른 배터리 유닛의 출력값을 기초로 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전력 흐름은, 상기 출력값에 대응하는 전력이 상기 컨버터의 일 단으로부터 다른 일 단으로 향하는 것을 나타내고, 상기 다른 방향의 전력 흐름은, 상기 방향의 변화에 대한 토글링 이벤트가 발생한 경우, 상기 다른 출력값에 대응하는 전력이 상기 다른 일단으로부터 상기 일 단으로 향하는 것을 나타낼 수 있다.
상기 충방전 프로세스를 제어하는 단계는, 미리 정해진 조건을 만족하는 상기 배터리 유닛과 다른 배터리 유닛을 그룹핑하는 단계; 상기 배터리 유닛의 컨버터의 동작 모드 및 상기 다른 배터리 유닛의 컨버터의 동작 모드를 다르게 결정하는 단계; 및 그룹 내에서 상기 전력 흐름의 방향 변화와 관련된 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 상기 배터리 유닛의 컨버터 및 상기 다른 배터리 유닛의 컨버터 각각의 결정된 동작 모드를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 미리 정해진 조건은, 상기 배터리 유닛의 상태 정보와 상기 다른 배터리 유닛의 상태 정보 사이의 차이에 대한 조건, 및 상기 배터리 유닛과 상기 다른 배터리 유닛 사이의 인접성에 대한 조건 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 배터리 유닛의 컨버터는, 상기 토글링 이벤트가 발생하기 전, 상기 배터리 유닛의 컨버터의 출력값에 대응하는 전력을 상기 배터리 유닛으로부터 공급받아 상기 다른 배터리 유닛의 컨버터로 출력하고, 상기 토글링 이벤트가 발생한 경우, 상기 다른 배터리 유닛의 컨버터의 출력값에 대응하는 전력을 공급받아 상기 배터리 유닛을 충전시킬 수 있다.
상기 충방전 프로세스를 기초로 상기 배터리 유닛 및 다른 배터리 유닛의 온도에 대한 평균 온도가 타겟 온도 이상인 경우, 상기 충방전 프로세스를 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 측에 따른 배터리 관리 장치는 온도 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 유닛의 상태 정보 및 평균 상태 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 상태 차이 정보를 결정하고, 상기 상태 차이 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 컨버터의 출력값을 연산하며, 상기 컨버터가 상기 출력값을 기초로 전력 흐름을 발생시키도록 충방전 프로세스를 제어하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러의 동작과 관련된 명령어를 저장하는 메모리를 포함한다.
상기 온도 이벤트는, 상기 배터리 유닛 및 다른 배터리 유닛의 온도에 대한 평균 온도가 임계 온도 이하가 되는 이벤트를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 컨버터의 동작 모드를 충전 모드 및 방전 모드 중 어느 하나로 결정하고, 상기 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 상기 출력값을 상기 컨버터 또는 상기 컨버터에 대응하는 서브 컨트롤러로 전송하며, 상기 전력 흐름의 방향 변화와 관련된 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 상기 결정된 동작 모드를 상기 어느 하나에서 다른 하나로 변경할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 컨버터가 상기 전력 흐름과 다른 전력 흐름을 발생시키도록 상기 변경된 동작 모드에 대한 정보를 상기 컨버터 또는 상기 서브 컨트롤러로 전송할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 배터리 유닛과 물리적으로 구별되는 전력 저장 유닛의 전기적 물리량 정보 및 상기 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 컨버터의 동작 모드를 결정할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 상태 차이 정보 및 부하의 필요 물리량 정보를 이용하여 상기 출력값을 연산할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 전력 흐름의 방향과 다른 방향으로 흐르는 전기적 물리량에 대응하는 다른 출력값을 상기 출력값 및 다른 배터리 유닛의 출력값을 기초로 연산할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 미리 정해진 조건을 만족하는 상기 배터리 유닛과 다른 배터리 유닛을 그룹핑하고, 상기 배터리 유닛의 컨버터의 동작 모드 및 상기 다른 배터리 유닛의 컨버터의 동작 모드를 다르게 결정하며, 그룹 내에서 상기 전력 흐름의 방향 변화와 관련된 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 상기 배터리 유닛의 컨버터 및 상기 다른 배터리 유닛의 컨버터 각각의 결정된 동작 모드를 변경할 수 있다.
상기 미리 정해진 조건은, 상기 배터리 유닛의 상태 정보와 상기 다른 배터리 유닛의 상태 정보 사이의 차이에 대한 조건, 및 상기 배터리 유닛과 상기 다른 배터리 유닛 사이의 인접성에 대한 조건 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
배터리 유닛의 물리량을 센싱하는 슬레이브 관리 장치; 및 상기 슬레이브 관리 장치로부터 상기 센싱된 물리량을 수신하고, 상기 센싱된 물리량을 기초로 상기 배터리 유닛의 상태 정보를 결정하는 마스터 관리 장치를 포함하고, 상기 마스터 관리 장치는, 온도 이벤트가 발생하는 경우, 상기 상태 정보 및 평균 상태 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 상태 차이 정보를 결정하고, 상기 상태 차이 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 컨버터의 출력값을 연산하며, 상기 컨버터가 상기 출력값을 기초로 전력 흐름을 발생시키도록 충방전 프로세스를 제어한다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 온도 제어 방법의 일례를 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 내지 도 3은 일 실시예에 따른 충방전 프로세스의 제어에 대한 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 충방전 프로세스의 제어에 대한 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 배터리 온도 제어 방법의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 온도 제어 방법의 일례를 설명하기 위한 순서도이다.
일 실시예에 따른 배터리 온도 제어 방법은 배터리 관리 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 유닛 각각의 온도 정보를 이용하여 평균 온도를 연산한다(110). 배터리 유닛은, 예를 들어, 배터리 셀, 배터리 모듈, 또는 배터리 팩일 수 있다.
배터리 관리 장치는 평균 온도가 임계 온도 이하인지 결정한다(120). 임계 온도는, 예를 들어, -5℃일 수 있다. 임계 온도는 전술한 사항으로 제한되지 않는다.
평균 온도가 임계 온도 이상이면, 배터리 관리 장치는 센싱 명령을 하나 이상의 온도 센서 또는 슬레이브 관리 장치로 전송할 수 있다. 배터리 관리 장치는 하나 이상의 온도 센서 또는 슬레이브 관리 장치로부터 복수의 배터리 유닛 각각의 온도 정보를 수신할 수 있다. 배터리 관리 장치는 수신한 온도 정보를 이용하여 평균 온도를 연산할 수 있다.
평균 온도가 임계 온도 이하이면, 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 유닛 각각의 상태 차이 정보를 결정한다(130). 일 실시예에 있어서, 평균 온도가 임계 온도 이하이면, 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 유닛 각각의 상태 정보 및 평균 상태 정보를 이용하여 복수의 배터리 유닛 각각의 상태 차이 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 배터리 유닛 각각의 상태 정보가 SOC1, SOC2, SOC3, …, SOCN이라 할 때, 배터리 관리 장치는 SOC1, SOC2, SOC3, …, SOCN의 평균값인 평균 상태 정보 SOCaverage를 연산할 수 있다. 배터리 관리 장치는 아래 수학식 1에 따라 복수의 배터리 유닛 각각의 상태 차이 정보를 결정할 수 있다.
[수학식 1]
△SOCn=SOCn―SOCaverage, n=1, 2, …, N
배터리 관리 장치는 복수의 배터리 유닛 각각의 컨버터의 출력값을 연산한다(140). 일 실시예에 있어서, 배터리 관리 장치는 부하의 필요(required) 물리량 정보 및 복수의 배터리 유닛 각각의 상태 차이 정보를 이용하여 복수의 배터리 유닛 각각의 컨버터의 출력값을 연산할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치는 아래 수학식 2에 따라 출력값을 연산할 수 있다.
[수학식 2]
Ptarget _n=Paverage+Paverage×△SOCn
수학식 2에서, Ptarget _n은 컨버터의 출력값을 나타내고, Paverage는 부하의 필요 물리량 정보(일례로, 부하의 필요 전력)를 나타낸다.
배터리 관리 장치는 충방전 프로세스를 제어한다(150).
배터리 관리 장치는 복수의 배터리 유닛 각각의 온도를 변화시키기 위해 충방전 프로세스를 제어할 수 있다.
충방전 프로세스는 복수의 배터리 유닛 각각의 충전 및/또는 방전과 관련된 컨버터 동작을 포함할 수 있다. 배터리 관리 장치는 충방전 프로세스의 제어를 통해 컨버터 동작을 제어할 수 있다.
일례로, 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 유닛 각각의 컨버터가 출력값을 기초로 전력 흐름(power flow)을 발생시키도록 할 수 있다. 컨버터는 자신의 대응 배터리 유닛으로부터 전력 저장 유닛(예를 들어, 보조 배터리 또는 울트라 커패시터)으로 Ptarget_n만큼의 전력 흐름을 발생시킬 수 있다. 달리 표현하면, 컨버터는 대응 배터리 유닛을 방전시켜 전력 저장 유닛을 충전시킬 수 있다. 또한, 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 유닛 각각의 컨버터가 앞서 발생한 전력 흐름의 방향과 다른 방향의 전력 흐름을 발생시키도록 할 수 있다. 컨버터는 전력 저장 유닛으로부터 대응 배터리 유닛으로 Ptarget _n만큼의 전력 흐름을 발생시킬 수 있다. 달리 표현하면, 컨버터는 전력 저장 유닛을 방전시켜 대응 배터리 유닛을 충전시킬 수 있다. 단방향 및/또는 양방향의 전력 흐름이 발생 또는 반복되는 경우, 복수의 배터리 유닛 각각의 내부 저항에 전류가 흘러 열이 발생할 수 있다. 이로 인해, 복수의 배터리 유닛 각각의 온도가 증가할 수 있다. 충방전 프로세스의 제어에 대한 일례는 도 2 내지 도 3을 통해 자세히 설명한다.
다른 일례로, 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 유닛을 복수의 그룹으로 그룹핑할 수 있다. 배터리 관리 장치는 복수의 그룹 각각과 관련된 적어도 하나의 컨버터가 전력 흐름을 발생시키도록 할 수 있다. 그룹과 관련된 컨버터는 자신의 대응 배터리 유닛으로부터 Ptarget _n에 대응하는 전력을 공급받을 수 있고, 그룹과 관련된 다른 컨버터로 Ptarget _n에 대응하는 전력을 출력할 수 있다. 다른 컨버터는 Ptarget _n에 대응하는 전력을 자신의 대응 배터리 유닛으로 출력할 수 있다. 컨버터의 대응 배터리 유닛은 방전될 수 있고, 다른 컨버터의 대응 배터리 유닛은 충전될 수 있다. 또한, 배터리 관리 장치는 컨버터 및/또는 다른 컨버터가 앞서 발생한 전력 흐름의 방향과 다른 방향의 전력 흐름을 발생시키도록 할 수 있다. 이로 인해, 다른 컨버터는 자신의 대응 배터리 유닛으로부터 Ptarget _m에 대응하는 전력을 공급받을 수 있고, 컨버터로 Ptarget_m에 대응하는 전력을 출력할 수 있다. 컨버터는 Ptarget _m에 대응하는 전력을 자신의 대응 배터리 유닛으로 출력할 수 있다. 다른 컨버터의 대응 배터리 유닛은 방전될 수 있고, 컨버터의 대응 배터리 유닛은 충전될 수 있다. 단방향 및/또는 양방향의 전력 흐름이 발생 또는 반복되는 경우, 복수의 배터리 유닛 각각의 내부 저항에 전류가 흘러 열이 발생할 수 있다. 이로 인해, 복수의 배터리 유닛 각각의 온도가 증가할 수 있다. 충방전 프로세스의 제어에 대한 다른 일례는 도 4를 통해 자세히 설명한다.
배터리 관리 장치는 충방전 프로세스에 의해 변화된 온도에 대한 평균 온도를 연산할 수 있다. 보다 구체적으로, 충방전 프로세스가 제어되어 복수의 배터리 유닛 각각이 충전 및/또는 방전되는 경우, 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 유닛 각각의 온도 정보를 수집할 수 있다. 배터리 관리 장치는 수집된 온도 정보를 이용하여, 충방전 프로세스에 의해 변화된 온도에 대한 평균 온도를 연산할 수 있다.
배터리 관리 장치는 충방전 프로세스에 의해 변화된 온도에 대한 평균 온도가 타겟 온도 이상인지 결정한다(160). 타겟 온도는, 예를 들어, 10℃일 수 있다. 타겟 온도는 전술한 사항으로 제한되지 않는다.
평균 온도가 타겟 온도보다 작으면, 배터리 관리 장치는 충방전 프로세스를 제어한다(150). 예를 들어, 배터리 관리 장치는 컨버터가 대응 배터리 유닛을 방전 또는 충전시키도록 할 수 있다. 평균 온도가 타겟 온도 이상이면, 배터리 관리 장치는 충방전 프로세스를 종료할 수 있다.
도 2 내지 도 3은 일 실시예에 따른 충방전 프로세스의 제어에 대한 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 배터리 관리 장치(210), 복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및 223), 및 복수의 컨버터(230, 231, 232, 및 233)가 도시된다.
복수의 컨버터(230, 231, 232, 및 233) 각각은 DC(Direct Current)-DC 컨버터일 수 있다. 또한, 복수의 컨버터(230, 231, 232, 및 233) 각각은 양방향 컨버터일 수 있다.
복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및 223) 각각의 상태 정보를 SOC1, SOC2, SOC3, 및 SOC4라 할 때, SOC1=0.9, SOC2=0.85, SOC3=0.7, 및 SOC4=0.95라 하자.
SOCaverage=0.85이다.
위의 수학식 1에 따라 △SOC1=0.05, △SOC2=0, △SOC3=-0.15, 및 △SOC4=0.1이다.
배터리 관리 장치(210)는 △SOC1, △SOC2, △SOC3, 및 △SOC4 각각과 부하(250)의 필요 물리량 정보 Paverage를 이용하여 복수의 컨버터(230, 231, 232, 및 233) 각각의 출력값 Ptarget_1, Ptarget _2, Ptarget _3, 및 Ptarget _4를 연산할 수 있다. 부하(250)는 저전압(예를 들어, 12VDC)에서 동작하는 저전압 부하를 포함할 수 있다. Paverage=10W라 할 때, 위의 수학식 2에 따라 Ptarget_1, Ptarget_2, Ptarget_3, 및 Ptarget_4 각각은 아래와 같다.
Ptarget _1=10+10×0.05=10.5W
Ptarget _2=10+10×0=10W
Ptarget _3=10+10×(-0.15)=8.5W
Ptarget _4=10+10×0.1=11W
복수의 컨버터(230, 231, 232, 및 233) 각각의 출력값이 연산된 경우, 배터리 관리 장치(210)는 충방전 프로세스를 제어할 수 있다. 이하, 충방전 프로세스의 제어에 대해서 설명한다.
배터리 관리 장치(210)는 복수의 컨버터(230, 231, 232, 및 233) 각각의 동작 모드를 결정한다. 동작 모드는 충전 모드(예를 들어, charging=1) 또는 방전 모드(예를 들어, charging=0)일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 배터리 관리 장치(210)는 복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및 223) 각각의 상태 정보 및 전력 저장 유닛(240)의 전기적 물리량 정보 중 적어도 하나를 기초로 복수의 컨버터(230, 231, 232, 및 233) 각각의 동작 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전력 저장 유닛(240)의 전압이 미리 정해진 기준(예를 들어, 30V) 보다 낮은 경우, 배터리 관리 장치(210)는 복수의 컨버터(230, 231, 232, 및 233) 각각의 동작 모드를 방전 모드로 결정할 수 있다. 배터리 관리 장치(210)는 전력 저장 유닛(240)을 충전시키기 위해 복수의 컨버터(230, 231, 232, 및 233) 각각의 동작 모드를 방전 모드로 결정할 수 있다. 또한, 복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및 223) 각각의 상태 정보(예를 들어, 충전 상태 정보) 중 적어도 하나가 전력 저장 유닛(240)의 상태 정보(예를 들어, 충전 상태 정보)보다 작은 경우, 배터리 관리 장치(210)는 복수의 컨버터(230, 231, 232, 및 233) 각각의 동작 모드를 충전 모드로 결정할 수 있다.
컨버터(230)에 대한 설명은 컨버터(231, 232, 및 233)에도 적용될 수 있으므로, 이하에서, 컨버터(230)를 중심으로 설명한다.
배터리 관리 장치(210)는 컨버터(230)의 동작 모드를 방전 모드로 결정한다고 하자.
배터리 관리 장치(210)는 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 Ptarget _ 1를 컨버터(230)로 전송할 수 있다. 구현에 따라, 배터리 관리 장치는 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 Ptarget _ 1를 컨버터(230)와 대응하는 슬레이브 관리 장치(미도시)로 전송할 수 있다.
도 2의 왼쪽에 도시된 예에서, 컨버터(230)는 배터리 유닛(220)으로부터 전력 저장 유닛(240)으로 향하는 전력 흐름을 발생시킬 수 있다. 이로 인해, 배터리 유닛(220)은 방전되기 시작하고, 전력 저장 유닛(240)은 충전되기 시작한다. 보다 구체적으로, 컨버터(230)는 방전 모드로 동작하여 전기적 물리량(예를 들어, 전력 또는 전류)을 배터리 유닛(220)으로부터 공급 받을 수 있다. 컨버터(230)는 공급받은 전기적 물리량의 전압을 스텝 다운(step down)할 수 있다. 달리 표현하면, 컨버터(230)는 고전압(예를 들어, 80V) 전력 또는 고전압 전류를 저전압(예를 들어, 12V) 전력 또는 저전압 전류로 변환할 수 있다. 컨버터(230)는 전압이 스텝 다운된 전기적 물리량을 전력 저장 유닛(240)으로 출력할 수 있다.
전력 흐름의 방향 변화와 관련된 토글링(toggling) 이벤트가 발생할 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 시간이 경과할 수 있다. 미리 정해진 시간은 초 단위의 시간일 수 있다. 미리 정해진 시간은 전술한 사항으로 제한되지 않고, 초 단위보다 작은 단위(예를 들어, millisecond 단위)의 시간 또는 초 단위보다 긴 단위(예를 들어,분 단위)의 시간일 수 있다. 또한, 복수의 컨버터(230, 231, 232, 및 233) 각각이 자신의 출력값에 대응하는 전기적 물리량을 전력 저장 유닛(240)으로 출력할 수 있다.
토글링 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 관리 장치(210)는 충방전 프로세스를 제어할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(210)는 컨버터(230)의 동작 모드를 충전 모드로 변경할 수 있다. 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 구현에 따라, 배터리 관리 장치(210)는 복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및223) 각각의 온도에 대한 평균 온도가 타겟 온도 이상인지 결정할 수 있다. 여기서, 평균 온도가 타겟 온도 이상이면, 배터리 관리 장치(210)는 충방전 프로세스를 종료할 수 있다.
배터리 관리 장치(210)는 변경된 동작 모드에 대한 정보를 컨버터(230)로 전송할 수 있다. 구현에 따라, 배터리 관리 장치(210)는 변경된 동작 모드에 대한 정보를 컨버터(230)와 대응하는 슬레이브 관리 장치로 전송할 수 있다.
도 2의 오른쪽에 도시된 예에서, 컨버터(230)는 전력 저장 유닛(240)으로부터 배터리 유닛(220)으로 향하는 전력 흐름을 발생시킬 수 있다. 이로 인해, 전력 저장 유닛(240)은 방전되기 시작하고, 배터리 유닛(220)은 충전되기 시작한다. 보다 구체적으로, 컨버터(230)는 충전 모드로 동작하여 전기적 물리량을 전력 저장 유닛(240)으로부터 공급 받을 수 있다. 컨버터(230)는 공급받은 전기적 물리량(예를 들어, 전력 또는 전류)의 전압을 스텝 업(step up)할 수 있다. 달리 표현하면, 컨버터(230)는 저전압 전력 또는 저전압 전류를 고전압 전력 또는 고전압 전류로 변환할 수 있다. 컨버터(230)는 변환된 전기적 물리량을 배터리 유닛(220)으로 출력할 수 있다.
미리 정해진 시간이 경과할 수 있다. 또는, 복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및 223) 각각은 방전한 전기적 물리량만큼의 전기적 물리량으로 충전될 수 있다. 달리 표현하면, 토글링 이벤트가 발생할 수 있다. 이 경우, 배터리 관리 장치(210)는 복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및223) 각각의 온도에 대한 평균 온도가 타겟 온도 이상인지 결정할 수 있다. 여기서, 평균 온도가 타겟 온도 이상이면, 배터리 관리 장치(210)는 충방전 프로세스를 종료할 수 있다.
구현에 따라, 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 도 2의 왼쪽에 도시된 예가 수행될 수 있다. 다시 말해, 충방전 프로세스의 제어에 따라, 도 2의 왼쪽에 도시된 예와 도 2의 오른쪽에 도시된 예가 번갈아 가면서 수행될 수 있다. 복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및223)의 충방전이 미리 정해진 횟수(일례로, 100번)만큼 반복될 수 있다.
충방전 프로세스의 제어로 인해, 복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및 223) 각각의 내부 저항에는 충전 전류 및 방전 전류가 흘러, 열이 발생할 수 있다. 달리 표현하면, 단방향 및/또는 양방향의 전력 흐름에 의해 복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및 223) 각각에 열이 발생할 수 있다. 이로 인해, 복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및 223) 각각의 온도는 증가할 수 있다.
배터리 관리 장치(210)는 복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및 223) 각각의 전력을 소비하지 않고, 복수의 배터리 유닛(220, 221, 222, 및 223) 각각의 온도를 증가시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 배터리 관리 장치(310), 복수의 배터리 유닛(320, 321, 322, 및 323), 및 복수의 컨버터(330, 331, 332, 및 333)가 도시된다.
배터리 관리 장치(310)는 △SOC1, △SOC2, △SOC3, 및 △SOC4 각각과 부하(350)의 필요 물리량 정보 Paverage를 이용하여 복수의 컨버터(330, 331, 332, 및 333)의 출력값 Ptarget _1_1, Ptarget _2_1, Ptarget _3_1, 및 Ptarget _4_ 1를 연산할 수 있다. 배터리 유닛(321)의 상태 정보(SOC1)=0.9, 배터리 유닛(322)의 상태 정보(SOC2)=0.85, 배터리 유닛(323)의 상태 정보(SOC3)=0.7, 배터리 유닛(324)의 상태 정보(SOC4)=0.95라 하자. 여기서, Paverage=10W일 때, 도 2에서 설명한 것과 같이, Ptarget _1_1=10.5W, Ptarget _2_1=10W, Ptarget_3_1=8.5W, 및 Ptarget_4_1=11W이다.
도 2에 도시된 예와 달리, 배터리 관리 장치(310)는 연산된 출력값을 이용하여 복수의 컨버터(330, 331, 332, 및 333) 각각의 다른 출력값을 연산할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(310)는 연산된 출력값의 평균을 복수의 컨버터(330, 331, 332, 및 333) 각각의 다른 출력값으로 결정할 수 있다. Ptarget _1_1, Ptarget _2_1, Ptarget_3_1, 및 Ptarget _4_1의 평균은 10이다. Ptarget _1_2=Ptarget _2_2=Ptarget _3_2=Ptarget _4_2=10일 수 있다.
복수의 컨버터(330, 331, 332, 및 333) 각각의 출력값 및 다른 출력값이 연산된 경우, 배터리 관리 장치(310)는 충방전 프로세스를 제어할 수 있다. 이하, 충방전 프로세스의 제어에 대해서 설명한다.
배터리 관리 장치(310)는 복수의 컨버터(330, 331, 332, 및 333) 각각의 동작 모드를 결정한다. 복수의 컨버터(330, 331, 332, 및 333) 각각의 동작 모드에 대해선 도 2를 통해 설명하였으므로, 자세한 설명을 생략한다.
컨버터(330)에 대한 설명은 컨버터(331, 332, 및 333)에도 적용될 수 있으므로, 이하에서, 컨버터(330)를 중심으로 설명한다.
배터리 관리 장치(310)는 컨버터(330)의 동작 모드를 방전 모드로 결정한다고 하자.
배터리 관리 장치(310)는 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 Ptarget _1_ 1를 컨버터(330)로 전송할 수 있다. 구현에 따라, 배터리 관리 장치(310)는 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 Ptarget _1_ 1를 컨버터(330)와 대응하는 슬레이브 관리 장치(미도시)로 전송할 수 있다.
도 3의 왼쪽에 도시된 예에서, 컨버터(330)는 배터리 유닛(320)으로부터 전력 저장 유닛(340)으로 향하는 전력 흐름을 발생시킬 수 있다. 이로 인해, 배터리 유닛(320)은 방전되기 시작하고, 전력 저장 유닛(340)은 충전되기 시작한다. 보다 구체적으로, 컨버터(330)는 방전 모드로 동작하여 전기적 물리량(예를 들어, 전력 또는 전류)을 배터리 유닛(320)으로부터 공급 받을 수 있다. 컨버터(330)는 공급받은 전기적 물리량의 전압을 스텝 다운할 수 있다. 컨버터(330)는 전압이 스텝 다운된 전기적 물리량을 전력 저장 유닛(340)으로 출력할 수 있다.
토글링 이벤트가 발생할 수 있다. 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 관리 장치(310)는 충방전 프로세스를 제어한다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(310)는 컨버터(330)의 동작 모드를 충전 모드로 변경할 수 있다.
배터리 관리 장치(310)는 변경된 동작 모드에 대한 정보 및 Ptarget _1_2를 컨버터(330)로 전송할 수 있다. 도 2의 오른쪽 예와 달리, 배터리 관리 장치(310)는 컨버터(330)의 다른 출력값인 Ptarget _1_2를 컨버터(330)로 전송할 수 있다. 구현에 따라, 배터리 관리 장치(310)는 변경된 동작 모드에 대한 정보 및 Ptarget _1_2를 컨버터(330)와 대응하는 슬레이브 관리 장치로 전송할 수 있다.
도 3의 오른쪽에 도시된 예에서, 컨버터(330)는 전력 저장 유닛(340)으로부터 배터리 유닛(320)으로 향하는 전력 흐름을 발생시킬 수 있다. 전력 저장 유닛(340)은 방전되기 시작하고, 배터리 유닛(320)은 충전되기 시작한다. 보다 구체적으로, 컨버터(330)는 충전 모드로 동작하여 전기적 물리량을 전력 저장 유닛(340)으로부터 공급 받을 수 있다. 컨버터(330)는 공급받은 전기적 물리량의 전압을 스텝 업할 수 있다. 컨버터(330)는 전압이 스텝 업된 전기적 물리량을 배터리 유닛(320)으로 출력할 수 있다.
미리 정해진 시간이 경과할 수 있다. 또는, 복수의 배터리 유닛(320, 321, 322, 및 323) 각각은 Ptarget _1_2~Ptarget _4_2 각각에 대응하는 전기적 물리량만큼 충전될 수 있다. 달리 표현하면, 토글링 이벤트가 발생할 수 있다. 이 경우, 배터리 관리 장치(310)는 복수의 배터리 유닛(320, 321, 322, 및 323) 각각의 온도에 대한 평균 온도가 타겟 온도 이상인지 결정할 수 있다. 여기서, 평균 온도가 타겟 온도 이상이면, 배터리 관리 장치(310)는 충방전 프로세스를 종료할 수 있다.
충방전 프로세스의 제어에 따라 복수의 배터리 유닛(320, 321, 322, 및 323) 각각의 내부 저항에는 충전 전류 및 방전 전류가 흘러, 열이 발생할 수 있다. 이로 인해, 복수의 배터리 유닛(320, 321, 322, 및 323) 각각의 온도는 증가할 수 있다.
배터리 관리 장치(310)는 복수의 배터리 유닛(320, 321, 322, 및 323) 각각의 전력을 소비하지 않고, 복수의 배터리 유닛(320, 321, 322, 및 323) 각각의 온도를 증가시킬 수 있다. 또한, 복수의 배터리 유닛(320, 321, 322, 및 323)의 상태 정보는 균등(equalization)해질 수 있다. 보다 구체적으로, 상태 정보가 상대적으로 낮은 배터리 유닛(323)은 덜 방전되고 더 충전되며, 상태 정보가 상대적으로 높은 배터리 유닛(321 및 324)은 더 방전되고 덜 충전되므로, 복수의 배터리 유닛(320, 321, 322, 및 323)의 상태 정보는 균등해 질 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 충방전 프로세스의 제어에 대한 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 배터리 관리 장치(410), 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432), 및 복수의 컨버터(440, 441, 442, 및 443)가 도시된다.
도 4에 도시된 예에서, 배터리 유닛(421)의 상태 정보(SOC1)=0.9, 배터리 유닛(422)의 상태 정보(SOC2)=0.85, 배터리 유닛(431)의 상태 정보(SOC3)=0.7, 배터리 유닛(432)의 상태 정보(SOC4)=0.95라 하자. 여기서, Paverage=10W일 때, 도 2에서 설명한 것과 같이, Ptarget_1_1=10.5W, Ptarget_2_1=10W, Ptarget_3_1=8.5W, 및 Ptarget_4_1=11W이다.
배터리 관리 장치(410)는 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432)을 복수의 그룹(420 및 430)으로 그룹핑할 수 있다. 보다 구체적으로, 배터리 관리 장치(410)는 미리 정해진 조건을 만족하는 배터리 유닛끼리 그룹핑할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 미리 정해진 조건은 배터리 유닛들 간의 인접성(proximity)일 수 있다. 배터리 관리 장치(410)는 인접성(proximity)을 기초로 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432)을 복수의 그룹으로 그룹핑할 수 있다. 도 4에 도시된 예와 같이, 배터리 관리 장치(410)는 서로 인접한 배터리 유닛(421) 및 배터리 유닛(422)을 그룹(420)으로 설정하고, 서로 인접한 배터리 유닛(431) 및 배터리 유닛(432)을 그룹(430)으로 설정할 수 있다.
다른 일 측에 따르면, 상기 미리 정해진 조건은 배터리 유닛 각각의 상태 정보일 수 있다. 배터리 관리 장치(410)는 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432) 각각의 상태 정보를 이용하여 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432)을 복수의 그룹으로 그룹핑할 수 있다.
일례로, 배터리 관리 장치(410)는 수명 상태 정보의 크기(extent)를 기초로 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432) 각각의 수명 상태 정보를 정렬(sort)할 수 있다. 수명 상태 정보는, 예를 들어, SOH(State Of Health)일 수 있다. 배터리 관리 장치(410)는 상위 n개의 수명 상태 정보에 해당하는 배터리 유닛을 그룹으로 설정하고, 나머지 수명 상태 정보의 상위 n개에 해당하는 배터리 유닛을 그룹으로 설정할 수 있다. 도 4에 도시된 예에서, 배터리 유닛(421)의 수명 정보(SOH1)=0.95, 배터리 유닛(422)의 수명 정보(SOH2)=0.93, 배터리 유닛(431)의 수명 정보(SOH3)=0.98, 및 배터리 유닛(432)의 수명 정보(SOH4)=0.91이라 할 때, 배터리 관리 장치(410)는 SOH가 가장 높은 배터리 유닛(431)과 SOH가 두 번째로 높은 배터리 유닛(421)을 그룹으로 설정할 수 있다. 배터리 관리 장치(410)는 배터리 유닛(422) 및 배터리 유닛(432)을 그룹으로 설정할 수 있다.
다른 일례로, 배터리 관리 장치(410)는 충전 상태 정보의 크기를 기초로 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432) 각각의 충전 상태 정보를 정렬할 수 있다. 충전 상태 정보는, 예를 들어, SOC일 수 있다. 배터리 관리 장치(410)는 가장 큰 충전 상태 정보에 해당하는 배터리 유닛과 가장 작은 충전 상태 정보에 해당하는 배터리 유닛을 그룹으로 설정할 수 있다. 또한, 배터리 관리 장치(410)는 두 번째로 가장 큰 충전 상태 정보에 해당하는 배터리 유닛과 두 번째로 가장 작은 충전 상태 정보에 해당하는 배터리 유닛을 그룹으로 설정할 수 있다. 도 4에 도시된 예에서, 배터리 관리 장치(410)는 SOC가 가장 높은 배터리 유닛(432)과 SOC가 가장 낮은 배터리 유닛(431)을 그룹으로 설정할 수 있다. 또한, 배터리 관리 장치(410)는 배터리 유닛(421) 및 배터리 유닛(422)를 그룹으로 설정할 수 있다.
그룹핑에 대한 사항은 예시적인 사항일 뿐, 그룹핑을 위한 미리 정해진 조건은 전술한 사항으로 제한되지 않는다.
그룹(420)에 대한 설명은 그룹(430)에도 적용될 수 있으므로, 이하에서, 그룹(420)을 중심으로 설명한다.
배터리 관리 장치(410)는 그룹(420) 내의 배터리 유닛(421)의 컨버터(440) 및 그룹(420) 내의 배터리 유닛(422)의 컨버터(441) 각각의 동작 모드를 결정한다. 여기서, 배터리 관리 장치(410)는 컨버터(440) 및 컨버터(441) 사이에 단방향의 전력 흐름이 발생하도록 컨버터(440) 및 컨버터(441) 각각의 동작 모드를 다르게 결정할 수 있다.
배터리 관리 장치(410)는 컨버터(440)의 동작 모드를 방전 모드로 결정하고, 컨버터(441)의 동작 모드를 충전 모드로 결정한다고 하자.
배터리 관리 장치(410)는 방전 모드에 대한 정보 및 Ptarget _1을 컨버터(440)로 전송할 수 있다. 구현에 따라, 배터리 관리 장치(410)는 방전 모드에 대한 정보 및 Ptarget_1을 컨버터(440)에 대응하는 슬레이브 관리 장치로 전송할 수 있다. 또한, 배터리 관리 장치(410)는 충전 모드에 대한 정보를 컨버터(441) 또는 컨버터(441)에 대응하는 슬레이브 관리 장치로 전송할 수 있다. 배터리 관리 장치(410)는 충전 모드에 대한 정보와 함께 Ptarget _1을 컨버터(441) 또는 컨버터(441)에 대응하는 슬레이브 관리 장치로 전송할 수 있다.
도 4의 왼쪽 예에서, 컨버터(440) 및/또는 컨버터(441)는 배터리 유닛(421)으로부터 배터리 유닛(422)으로 향하는 전력 흐름을 발생시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 컨버터(440)는 방전 모드로 동작하여 전기적 물리량(예를 들어, 전력 또는 전류)을 배터리 유닛(421)으로부터 공급 받을 수 있다. 컨버터(440)는 공급받은 전기적 물리량의 전압을 스텝 다운할 수 있다. 컨버터(430)는 전압이 스텝 다운된 전기적 물리량을 컨버터(441)로 출력할 수 있다. 컨버터(441)는 전기적 물리량의 전압을 스텝 업할 수 있고, 전압이 스텝 업된 전기적 물리량을 배터리 유닛(422)으로 출력할 수 있다.
전력 흐름의 방향 변화와 관련된 토글링 이벤트가 발생할 수 있다. 토글링 이벤트는, 예를 들어, 미리 정해진 시간의 경과에 대한 이벤트를 포함할 수 있다. 또한, 토글링 이벤트는 배터리 유닛(422)이 Ptarget _1에 대응하는 전기적 물리량으로 충전 완료된 경우에 대한 이벤트 및/또는 배터리 유닛(432)이 Ptarget _3에 대응하는 전기적 물리량으로 충전 완료된 경우에 대한 이벤트를 포함할 수 있다.
토글링 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 관리 장치(410)는 충방전 프로세스를 제어할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(410)는 컨버터(440)의 동작 모드를 충전 모드로 변경할 수 있고, 컨버터(441)의 동작 모드를 방전 모드로 변경할 수 있다.
배터리 관리 장치(410)는 방전 모드에 대한 정보 및 Ptarget _2를 컨버터(441)로 전송할 수 있다. 구현에 따라, 배터리 관리 장치는 방전 모드에 대한 정보 및 Ptarget _2를 컨버터(441)와 대응하는 슬레이브 관리 장치로 전송할 수 있다. 또한, 배터리 관리 장치(410)는 충전 모드에 대한 정보를 컨버터(440) 또는 컨버터(440)에 대응하는 슬레이브 관리 장치로 전송할 수 있다. 배터리 관리 장치(410)는 충전 모드에 대한 정보와 함께 Ptarget _2를 컨버터(440) 또는 컨버터(440)에 대응하는 슬레이브 관리 장치로 전송할 수 있다.
도 4의 오른쪽에 도시된 예에서, 컨버터(441) 및/또는 컨버터(440)는 배터리 유닛(422)으로부터 배터리 유닛(421)으로 향하는 전력 흐름을 발생시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 컨버터(441)는 방전 모드로 동작하여 전기적 물리량을 배터리 유닛(422)으로부터 공급 받을 수 있다. 컨버터(441)는 공급받은 전기적 물리량의 전압을 스텝 다운할 수 있다. 컨버터(441)는 전압이 스텝 다운된 전기적 물리량을 컨버터(440)로 출력할 수 있다. 컨버터(440)는 전기적 물리량의 전압을 스텝 업할 수 있고, 전압이 스텝 업된 전기적 물리량을 배터리 유닛(421)으로 출력할 수 있다. 배터리 유닛(422)은 방전되고, 배터리 유닛(421)은 충전된다.
미리 정해진 시간이 경과할 수 있다. 또는, 배터리 유닛(421)은 Ptarget _2에 대응하는 전기적 물리량만큼 충전될 수 있고, 배터리 유닛(431)은 Ptarget _4에 대응하는 전기적 물리량만큼 충전될 수 있다. 달리 표현하면, 토글링 이벤트가 발생할 수 있다. 이 경우, 배터리 관리 장치(410)는 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432) 각각의 온도에 대한 평균 온도가 타겟 온도 이상인지 결정할 수 있다. 여기서, 평균 온도가 타겟 온도 이상이면, 배터리 관리 장치(310)는 충방전 프로세스를 종료할 수 있다. 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 구현에 따라, 도 4의 왼쪽에 도시된 예가 수행될 수 있다.
충방전 프로세스의 제어에 의해, 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432) 각각의 내부 저항에는 충전 전류 및 방전 전류가 흘러, 열이 발생할 수 있다. 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432) 각각은 충전 및 방전이 반복되어, 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432) 각각에 열이 발생할 수 있다. 이로 인해, 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432) 각각의 온도는 증가할 수 있다.
또한, 배터리 관리 장치(410)는 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432) 각각의 전력을 소비하지 않고, 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432) 각각의 온도를 증가시킬 수 있다. 또한, 상태 정보가 상대적으로 낮은 배터리 유닛(431)은 덜 방전되고 더 충전되며, 상태 정보가 상대적으로 높은 배터리 유닛(421 및 432)은 더 방전되고 덜 충전되므로, 복수의 배터리 유닛(421, 422, 431, 및 432)의 상태 정보는 균등해질 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 배터리 온도 제어 방법의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 배터리 관리 장치는 온도 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 유닛의 상태 정보 및 평균 상태 정보를 기초로 배터리 유닛의 상태 차이 정보를 결정한다(510). 예를 들어, 배터리 관리 장치는 SOC―SOCaverage=△SOC에 따라 배터리 유닛의 상태 차이 정보 △SOC를 결정할 수 있다.
온도 이벤트는 배터리 유닛 및 다른 배터리 유닛의 온도에 대한 평균 온도가 임계 온도 이하가 되는 이벤트를 포함할 수 있다.
배터리 관리 장치는 상태 차이 정보를 기초로 배터리 유닛의 컨버터의 출력값을 연산한다(520). 예를 들어, 배터리 관리 장치는 Ptarget=Paverage+Paverage×△SOC에 따라 컨버터의 출력값 Ptarget을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 배터리 관리 장치는 배터리 유닛의 컨버터의 출력값 및 다른 배터리 유닛의 컨버터의 출력값을 기초로 배터리 유닛의 컨버터의 다른 출력값을 연산할 수 있다. 전력 흐름에 대한 출력값이 연산된 경우, 배터리 관리 장치는 전력 흐름과 다른 방향으로 흐르는 전기적 물리량에 대응하는 다른 출력값을 연산할 수 있다. 달리 표현하면, 배터리 관리 장치는 배터리 유닛 및 다른 배터리 유닛 각각의 방전에 대한 출력값이 연산된 경우, 연산된 출력값을 기초로 배터리 유닛의 충전에 대한 다른 출력값을 연산할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치는 도 4의 왼쪽의 전력 흐름에 대한 Ptarget _1_1을 연산할 수 있고, Ptarget _1_1 내지 Ptarget _4_ 1를 기초로 도 4의 오른쪽의 전력 흐름에 대한 Ptarget_1_2을 연산할 수 있다.
배터리 관리 장치는 충방전 프로세스를 제어한다(530). 보다 구체적으로, 배터리 관리 장치는 배터리 유닛의 컨버터가 출력값을 기초로 전력 흐름을 발생시키도록 충방전 프로세스를 제어할 수 있다.
일례로, 배터리 관리 장치는 컨버터의 동작 모드를 충전 모드 및 방전 모드 중 어느 하나로 결정할 수 있다. 배터리 관리 장치는 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 출력값을 컨버터 또는 컨버터에 대응하는 슬레이브 관리 장치로 전송할 수 있다. 컨버터는 결정된 동작 모드 및 출력값을 기초로 동작하여 전력 흐름을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2 또는 도 3의 왼쪽과 같이, 배터리 유닛으로부터 전력 저장 유닛으로 향하는 전력 흐름이 발생할 수 있다.
토글링 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 관리 장치는 결정된 동작 모드를 어느 하나에서 다른 하나로 변경할 수 있다. 배터리 관리 장치는 변경된 동작 모드에 대한 정보를 컨버터 또는 컨버터에 대응하는 슬레이브 관리 장치로 전송할 수 있다. 컨버터는 토글링 이벤트가 발생하기 전의 전력 흐름과 다른 전력 흐름을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2의 오른쪽과 같이, 전력 저장 유닛으로부터 배터리 유닛으로 향하는 전력 흐름이 발생할 수 있다. 또한, 도 3의 오른쪽과 같이, 배터리 관리 장치는 변경된 동작 모드에 대한 정보 및 다른 출력값을 컨버터 또는 컨버터에 대응하는 슬레이브 관리 장치로 전송할 수 있다. 컨버터는 토글링 이벤트가 발생하기 전의 전력 흐름과 다른 전력 흐름을 발생시킬 수 있다. 구현에 따라, 도 2 또는 도 3의 오른쪽과 같이, 전력 저장 유닛으로부터 배터리 유닛으로 향하는 전력 흐름이 먼저 발생할 수 있다. 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 도 2 또는 도 3의 왼쪽과 같이, 배터리 유닛으로부터 전력 저장 유닛으로 향하는 전력 흐름이 발생할 수 있다.
다른 일례로, 배터리 관리 장치는 미리 정해진 조건을 만족하는 배터리 유닛과 다른 배터리 유닛을 그룹핑할 수 있다. 배터리 관리 장치는 배터리 유닛의 컨버터의 동작 모드 및 다른 배터리 유닛의 컨버터의 동작 모드를 다르게 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 왼쪽과 같이, 배터리 관리 장치는 컨버터(440)를 방전 모드로 결정하고, 컨버터(441)를 충전 모드로 결정할 수 있다. 배터리 유닛의 컨버터 및/또는 다른 배터리 유닛의 컨버터의 동작에 따라 배터리 유닛과 다른 배터리 유닛 사이에서 단방향의 전력 흐름이 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 왼쪽과 같이, 컨버터(440) 및 컨버터(441)를 통해 배터리 유닛(421)으로부터 다른 배터리 유닛(422)으로 향하는 전력 흐름이 발생할 수 있다.
토글링 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 유닛의 컨버터 및 다른 배터리 유닛의 컨버터 각각의 결정된 동작 모드를 변경할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 오른쪽과 같이, 배터리 관리 장치는 컨버터(440)를 충전 모드로 결정하고, 컨버터(441)를 방전 모드로 결정할 수 있다. 다른 배터리 유닛의 컨버터 및/또는 배터리 유닛의 컨버터의 동작에 따라 다른 배터리 유닛과 배터리 유닛 사이에서 단방향의 전력 흐름이 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 왼쪽과 같이, 컨버터(440) 및 컨버터(441)를 통해 다른 배터리 유닛(422)으로부터 배터리 유닛(421)으로 향하는 전력 흐름이 발생할 수 있다. 구현에 따라, 도 4의 오른쪽과 같은 전력 흐름이 먼저 발생할 수 있다. 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 도 4의 왼쪽과 같은 전력 흐름이 발생할 수 있다.
충방전 프로세스로 인해 배터리 유닛의 내부 저항에 충전 전류 및 방전 전류가 흐를 수 있다. 이로 인해, 열이 발생할 수 있고, 배터리 유닛의 온도는 증가할 수 있다. 마찬가지로, 충방전 프로세스로 인해 다른 배터리 유닛의 온도는 증가할 수 있다.
배터리 관리 장치는 충방전 프로세스로 인해 변화된 온도에 대한 평균 온도가 타겟 온도 이상인 경우, 충방전 프로세스를 종료할 수 있다. 구현에 따라, 배터리 관리 장치는 토글링 이벤트가 발생할 때 마다, 충방전 프로세스로 인해 변화된 온도에 대한 평균 온도가 타겟 온도인지 결정할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 통해 기술된 사항들은 도 5를 통해 기술된 사항들에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.
도 6은 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 배터리 관리 장치(600)는 컨트롤러(610) 및 메모리(620)를 포함한다.
컨트롤러(610) 및 메모리(620)는 프로세싱 장치(예를 들어, MCU(Micro Control Unit))로 구현될 수 있다.
컨트롤러(610) 및 메모리(620)는 커플링될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(610) 및 메모리(620)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
메모리(620)는 컨트롤러(610)의 동작과 관련된 명령어를 저장한다. 컨트롤러(610)를 명령어를 실행한다. 보다 구체적으로, 컨트롤러(610)는 온도 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 유닛의 상태 정보 및 평균 상태 정보를 기초로 배터리 유닛의 상태 차이 정보를 결정한다. 컨트롤러(610)는 상태 차이 정보를 기초로 배터리 유닛의 컨버터의 출력값을 연산한다. 컨트롤러(610)는 컨버터가 출력값을 기초로 전력 흐름을 발생시키도록 충방전 프로세스를 제어한다.
도 1 내지 도 5를 통해 기술된 사항들은 도 6을 통해 기술된 사항들에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.
도 7은 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 배터리 관리 시스템은 마스터 관리 장치(710) 및 복수의 슬레이브 관리 장치(722, 732, 및 742)를 포함한다.
마스터 관리 장치(710)는 위에서 설명한 배터리 관리 장치에 대응할 수 있다. 다시 말해, 마스터 관리 장치(710)는 위에서 설명한 배터리 온도 제어 방법을 구현할 수 있다.
도 7에 도시된 예의 경우, 복수의 컨버터(721, 731, 및 741) 각각 및 복수의 슬레이브 관리 장치(722, 732, 및 742) 각각은 복수의 배터리 모듈(720, 730, 및 740) 각각에 포함된다. 이는, 일 실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐, 복수의 컨버터(721, 731, 및 741) 각각은 복수의 배터리 모듈(720, 730, 및 740) 각각의 외부에 위치할 수 있다. 또한, 복수의 슬레이브 관리 장치(722, 732, 및 742) 각각은 복수의 배터리 모듈(720, 730, 및 740) 각각의 외부에 위치할 수 있다.
복수의 슬레이브 관리 장치(722, 732, 및 742) 각각은 복수의 배터리 모듈(720, 730, 및 740) 각각에 포함된 배터리 셀의 물리량을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 슬레이브 관리 장치(722)는 배터리 모듈(720) 내의 복수의 배터리 셀 각각의 전압, 전류, 온도 등을 센싱할 수 있다. 복수의 슬레이브 관리 장치(722, 732, 및 742) 각각은 물리량 정보를 마스터 관리 장치(710)로 전송할 수 있다. 물리량 정보는, 예를 들어, 전류 정보, 전압 정보, 온도 정보 등을 포함할 수 있다.
마스터 관리 장치(710)는 수신한 물리량 정보를 기초로 복수의 배터리 모듈(720, 730, 및 740) 각각의 상태 정보를 결정할 수 있다. 마스터 관리 장치(710)는 결정된 상태 정보에 대한 평균 상태 정보를 결정할 수 있다. 또한, 마스터 관리 장치(710)는 수신한 온도 정보에 대한 평균 온도를 연산할 수 있다. 마스터 관리 장치(710)는 평균 온도와 임계 온도를 비교할 수 있다. 평균값이 임계 온도 이하이면, 다시 말해, 온도 이벤트가 발생하면, 마스터 관리 장치(710)는 복수의 배터리 모듈(720, 730, 및 740) 각각의 상태 차이 정보를 결정할 수 있다.
마스터 관리 장치(710)는 복수의 배터리 모듈(720, 730, 및 740) 각각의 상태 차이 정보 및 부하(예를 들어, 저전압 부하)의 필요 물리량 정보를 이용하여 복수의 컨버터(721, 731, 및 741) 각각의 출력값을 연산할 수 있다. 마스터 관리 장치(710)는 복수의 컨버터(721, 731, 및 741) 각각이 출력값을 기초로 전력 흐름을 발생시키도록 충방전 프로세스를 제어할 수 있다. 예를 들어, 마스터 관리 장치(710)는 복수의 컨버터(721, 731, 및 741) 각각의 동작 모드를 결정할 수 있다. 마스터 관리 장치(710)는 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 연산된 출력값을 복수의 슬레이브 관리 장치(722, 732, 및 742) 각각으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 마스터 관리 장치(710)는 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 Ptarget _1을 슬레이브 관리 장치(722)로 전송할 수 있다.
복수의 슬레이브 관리 장치(722, 732, 및 742) 각각은 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 연산된 출력값을 기초로 복수의 컨버터(721, 731, 및 741) 각각을 제어할 수 있다. 예를 들어, 슬레이브 관리 장치(722)는 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 Ptarget_1을 기초로 컨버터(721)를 제어할 수 있다. 복수의 컨버터(721, 731, 및 741) 각각은 도 2 내지 도 4를 통해 설명한 전력 흐름을 발생시킬 수 있다.
위에서 설명한 마스터 관리 장치(710)의 동작은 MCU(711)에 의해 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 6을 통해 기술된 사항들은 도 7을 통해 기술된 사항들에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.
도 8은 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 자동차(800)는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차일 수 있다.
자동차(800)는 배터리 시스템(820)을 포함한다.
배터리 시스템(820)은 배터리 팩(830) 및 배터리 관리 시스템(840)을 포함한다. 도 8에 도시된 예의 경우, 배터리 관리 시스템(840)은 배터리 팩(830) 외부에 위치한다. 이는, 일 실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐, 배터리 관리 시스템(840)은 배터리 팩(830) 내부에 위치할 수 있다.
배터리 팩(830)은 복수의 배터리 모듈(831, 832, 및 833)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 배터리 모듈(831, 832, 및 833) 각각은 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다.
배터리 관리 시스템(840)은 배터리 팩(830)의 온도 정보를 자동차(810) 내의 ECU(Electronic Control Unit)(미도시)로 전송할 수 있다. 배터리 팩(830)의 온도 정보는 도 1 내지 도 7을 통해 설명한 평균 온도와 대응할 수 있다. ECU는 무선 통신 인터페이스를 통해 배터리 팩(830)의 온도 정보를 사용자 단말(850)로 전송할 수 있다. 사용자 단말(850)은 디스플레이에 온도 정보를 표시할 수 있다.
배터리 팩(930)의 온도가 임계 온도 이하이면, 배터리 관리 시스템(840)은 위에서 설명한 배터리 온도 제어를 수행할 수 있다. 배터리 관리 시스템(840)은 배터리 온도 제어의 수행에 대한 메시지를 ECU로 전송할 수 있고, ECU는 메시지를 사용자 단말(950)로 전송할 수 있다. 배터리 온도 제어의 수행으로 인해, 배터리 팩(830) 내의 복수의 배터리 모듈(831, 832, 및 833)은 충전 및/또는 방전될 수 있다. 충전 및 방전으로 인해 배터리 팩(930)의 온도가 증가할 수 있다. 배터리 팩(930)의 온도가 타겟 온도 이상이면, ECU는 배터리 팩(830)의 현재 온도 정보 및 배터리 온도 제어가 완료됨을 나타내는 메시지를 사용자 단말(850)로 전송할 수 있다.
복수의 슬레이브 관리 장치(841, 842, 및 843) 각각 및/또는 마스터 관리 장치(844)는 칩(chip) 형태로 구현될 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템(840)은 에너지 저장 장치(Energy Storage System; ESS)와 같은 대용량 배터리 관리 시스템에 탑재될 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템(840)은 충전 가능(rechargeable) 배터리가 탑재되는 전자기기 또는 기기 관리 시스템에 탑재될 수 있다.
도 1 내지 도 7을 통해 기술된 사항들은 도 8을 통해 기술된 사항들에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (23)

  1. 배터리 관리 장치의 배터리 온도 제어 방법에 있어서,
    온도 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 유닛의 상태 정보 및 평균 상태 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 상태 차이 정보를 결정하는 단계;
    상기 상태 차이 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 컨버터의 출력값을 연산하는 단계; 및
    상기 컨버터가 상기 출력값을 기초로 전력 흐름을 발생시키도록 충방전 프로세스를 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 충방전 프로세스를 제어하는 단계는,
    상기 컨버터를 통해 상기 배터리 유닛으로부터 전력이 출력되도록 하고, 다른 컨버터를 통해 상기 출력된 전력이 상기 다른 컨버터에 대응되는 다른 배터리 유닛으로 제공되도록 하는 단계; 및
    상기 전력 흐름의 방향 변화와 관련된 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 상기 다른 컨버터를 통해 상기 다른 배터리 유닛으로부터 전력이 출력되도록 하고, 상기 다른 배터리 유닛으로부터 출력된 전력이 상기 컨버터를 통해 상기 배터리 유닛으로 제공되도록 하는 단계
    를 포함하는,
    배터리 온도 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도 이벤트는,
    상기 배터리 유닛 및 상기 다른 배터리 유닛의 온도에 대한 평균 온도가 임계 온도 이하가 되는 이벤트를 포함하는,
    배터리 온도 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충방전 프로세스를 제어하는 단계는,
    상기 컨버터의 동작 모드를 충전 모드 및 방전 모드 중 어느 하나로 결정하는 단계;
    상기 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 상기 출력값을 상기 컨버터 또는 상기 컨버터에 대응하는 컨트롤러로 전송하는 단계; 및
    상기 전력 흐름의 방향 변화와 관련된 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 상기 결정된 동작 모드를 상기 어느 하나에서 다른 하나로 변경하는 단계
    를 포함하는,
    배터리 온도 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 충방전 프로세스를 제어하는 단계는,
    상기 컨버터가 상기 전력 흐름과 다른 전력 흐름을 발생시키도록 상기 변경된 동작 모드에 대한 정보를 상기 컨버터 또는 상기 컨트롤러로 전송하는 단계
    를 포함하는,
    배터리 온도 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨버터의 동작 모드를 결정하는 단계는,
    상기 배터리 유닛과 물리적으로 구별되는 전력 저장 유닛의 전기적 물리량 정보 및 상기 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 컨버터의 동작 모드를 결정하는 단계
    를 포함하는,
    배터리 온도 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 출력값을 연산하는 단계는,
    상기 상태 차이 정보 및 부하의 필요 물리량 정보를 이용하여 상기 출력값을 연산하는 단계
    를 포함하는,
    배터리 온도 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 출력값을 연산하는 단계는,
    상기 전력 흐름의 방향과 다른 방향으로 흐르는 전기적 물리량에 대응하는 다른 출력값을 상기 출력값 및 상기 다른 배터리 유닛의 출력값을 기초로 연산하는 단계
    를 포함하는,
    배터리 온도 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력 흐름은,
    상기 출력값에 대응하는 전력이 상기 컨버터의 일 단으로부터 다른 일 단으로 향하는 것을 나타내고,
    상기 다른 방향의 전력 흐름은,
    상기 방향의 변화에 대한 토글링 이벤트가 발생한 경우, 상기 다른 출력값에 대응하는 전력이 상기 다른 일단으로부터 상기 일 단으로 향하는 것을 나타내는,
    배터리 온도 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 충방전 프로세스를 제어하는 단계는,
    미리 정해진 조건을 만족하는 상기 배터리 유닛과 상기 다른 배터리 유닛을 그룹핑하는 단계;
    상기 배터리 유닛의 컨버터의 동작 모드 및 상기 다른 배터리 유닛의 컨버터의 동작 모드를 다르게 결정하는 단계; 및
    그룹 내에서 상기 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 상기 배터리 유닛의 컨버터 및 상기 다른 배터리 유닛의 컨버터 각각의 결정된 동작 모드를 변경하는 단계
    를 포함하는,
    배터리 온도 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 미리 정해진 조건은,
    상기 배터리 유닛의 상태 정보와 상기 다른 배터리 유닛의 상태 정보 사이의 차이에 대한 조건, 및 상기 배터리 유닛과 상기 다른 배터리 유닛 사이의 인접성(proximity)에 대한 조건 중 적어도 하나를 포함하는,
    배터리 온도 제어 방법.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 충방전 프로세스를 기초로 상기 배터리 유닛 및 상기 다른 배터리 유닛의 온도에 대한 평균 온도가 타겟 온도 이상인 경우, 상기 충방전 프로세스를 종료하는 단계
    를 더 포함하는,
    배터리 온도 제어 방법.
  13. 하드웨어와 결합되어 제1항 내지 제10항 및 제12항 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  14. 온도 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 유닛의 상태 정보 및 평균 상태 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 상태 차이 정보를 결정하고, 상기 상태 차이 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 컨버터의 출력값을 연산하며, 상기 컨버터가 상기 출력값을 기초로 전력 흐름을 발생시키도록 충방전 프로세스를 제어하는 컨트롤러; 및
    상기 컨트롤러의 동작과 관련된 명령어를 저장하는 메모리
    를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 컨버터를 통해 상기 배터리 유닛으로부터 전력이 출력되도록 하고, 다른 컨버터를 통해 상기 출력된 전력이 상기 다른 컨버터에 대응되는 다른 배터리 유닛으로 제공되도록 하며, 상기 전력 흐름의 방향 변화와 관련된 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 상기 다른 컨버터를 통해 상기 다른 배터리 유닛으로부터 전력이 출력되도록 하고, 상기 다른 배터리 유닛으로부터 출력된 전력이 상기 컨버터를 통해 상기 배터리 유닛으로 제공되도록 하는,
    배터리 관리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 온도 이벤트는,
    상기 배터리 유닛 및 상기 다른 배터리 유닛의 온도에 대한 평균 온도가 임계 온도 이하가 되는 이벤트를 포함하는,
    배터리 관리 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 컨버터의 동작 모드를 충전 모드 및 방전 모드 중 어느 하나로 결정하고, 상기 결정된 동작 모드에 대한 정보 및 상기 출력값을 상기 컨버터 또는 상기 컨버터에 대응하는 서브 컨트롤러로 전송하며, 상기 전력 흐름의 방향 변화와 관련된 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 상기 결정된 동작 모드를 상기 어느 하나에서 다른 하나로 변경하는,
    배터리 관리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 컨버터가 상기 전력 흐름과 다른 전력 흐름을 발생시키도록 상기 변경된 동작 모드에 대한 정보를 상기 컨버터 또는 상기 서브 컨트롤러로 전송하는,
    배터리 관리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 배터리 유닛과 물리적으로 구별되는 전력 저장 유닛의 전기적 물리량 정보 및 상기 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 컨버터의 동작 모드를 결정하는,
    배터리 관리 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 상태 차이 정보 및 부하의 필요 물리량 정보를 이용하여 상기 출력값을 연산하는,
    배터리 관리 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 전력 흐름의 방향과 다른 방향으로 흐르는 전기적 물리량에 대응하는 다른 출력값을 상기 출력값 및 상기 다른 배터리 유닛의 출력값을 기초로 연산하는,
    배터리 관리 장치.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    미리 정해진 조건을 만족하는 상기 배터리 유닛과 상기 다른 배터리 유닛을 그룹핑하고, 상기 배터리 유닛의 컨버터의 동작 모드 및 상기 다른 배터리 유닛의 컨버터의 동작 모드를 다르게 결정하며, 그룹 내에서 상기 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 상기 배터리 유닛의 컨버터 및 상기 다른 배터리 유닛의 컨버터 각각의 결정된 동작 모드를 변경하는,
    배터리 관리 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 미리 정해진 조건은,
    상기 배터리 유닛의 상태 정보와 상기 다른 배터리 유닛의 상태 정보 사이의 차이에 대한 조건, 및 상기 배터리 유닛과 상기 다른 배터리 유닛 사이의 인접성(proximity)에 대한 조건 중 적어도 하나를 포함하는,
    배터리 관리 장치.
  23. 배터리 유닛의 물리량을 센싱하는 슬레이브 관리 장치; 및
    상기 슬레이브 관리 장치로부터 상기 센싱된 물리량을 수신하고, 상기 센싱된 물리량을 기초로 상기 배터리 유닛의 상태 정보를 결정하는 마스터 관리 장치
    를 포함하고,
    상기 마스터 관리 장치는,
    온도 이벤트가 발생하는 경우, 상기 상태 정보 및 평균 상태 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 상태 차이 정보를 결정하고,
    상기 상태 차이 정보를 기초로 상기 배터리 유닛의 컨버터의 출력값을 연산하며,
    상기 컨버터가 상기 출력값을 기초로 전력 흐름을 발생시키도록 충방전 프로세스를 제어하고,
    상기 마스터 관리 장치는 상기 컨버터를 통해 상기 배터리 유닛으로부터 전력이 출력되도록 하고, 다른 컨버터를 통해 상기 출력된 전력이 상기 다른 컨버터에 대응되는 다른 배터리 유닛으로 제공되도록 하며, 상기 전력 흐름의 방향 변화와 관련된 토글링 이벤트가 발생하는 경우, 상기 다른 컨버터를 통해 상기 다른 배터리 유닛으로부터 전력이 출력되도록 하고, 상기 다른 배터리 유닛으로부터 출력된 전력이 상기 컨버터를 통해 상기 배터리 유닛으로 제공되도록 하는,
    배터리 관리 시스템.
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