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KR20060073525A - 리튬 이온 전지의 전압 밸런싱 제어 시스템과 그 방법 - Google Patents

리튬 이온 전지의 전압 밸런싱 제어 시스템과 그 방법 Download PDF

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KR20060073525A
KR20060073525A KR1020050128938A KR20050128938A KR20060073525A KR 20060073525 A KR20060073525 A KR 20060073525A KR 1020050128938 A KR1020050128938 A KR 1020050128938A KR 20050128938 A KR20050128938 A KR 20050128938A KR 20060073525 A KR20060073525 A KR 20060073525A
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 리튬 이온 멀티셀 배터리 팩의 전지들의 전압 밸런싱을 조절하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 시스템은 마스터 모듈과 슬레이브 모듈로 구성되는 멀티셀 배터리 팩과, 시스템 제어기 내에 위치되고, 상기 마스터 모듈과 슬레이브 모듈에 있는 각각의 전지들의 동기용 신호를 출력하는 CPU와, CPU로부터 출력된 동기용 신호를 상기 마스터 모듈로 전달하는 제1 버티컬 인터페이스와, 제1 버티컬 인터페이스를 통해 상기 동기용 신호를 슬레이브 모듈로 전달하는 제2 버티컬 인터페이스를 포함한다. 따라서, 하나의 배터리 팩의 모든 전지의 전압을 동일한 타이밍에 판독하여, 전압 판독 시간에 따른 전지 전압 판독 오차를 없애는 것에 의해 전지들의 전압 밸런싱의 정확도를 높일 수 있다.

Description

리튬 이온 전지의 전압 밸런싱 제어 시스템과 그 방법{SYSTEM FOR CONTROLLING VOLTAGE BALANCING IN A PLURALITY OF LITIUM-ION CELL BATTERY PACKS AND METHOD THEREOF}
도 1은 종래의 리튬 이온 전지 배터리에서 라인 선택 장치를 이용하여 전압 밸런싱을 조절하는 장치의 개략도이다.
도 2은 종래의 리튬 이온 전지 배터리에서 전지들의 전압 판독 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 특징에 따른 멀티셀 배터리 팩의 전지들의 전압 밸런싱 시스템을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 특징에 따른 리튬 이온 전지 배터리에서 전지들의 전압 판독 타이밍을 나타내는 도면이다.
본 발명은 멀티셀 배터리 팩의 전지들 전압을 판독하고, 이 판독 전압을 비교하여 전지를 충전 또는 방전하는 전지 밸런싱 시스템에 관한 것으로써, 보다 구체적으로 말하면, 하나의 배터리 팩의 모든 전지의 전압을 동일한 타이밍에 판독하 여, 전압 판독 시간차에 따른 전지 전압 판독 오차를 없애기 위한 전지 밸런싱 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 배터리 전원 공급 장치는 관련 전자 기기에 에너지를 제공하는 전원으로서 멀티셀 배터리 팩을 적용한다. 단일셀보다는 멀티셀의 팩을 이용함으로서 고전압을 인가하거나 용량을 증가시킬 수 있다. 그러나, 각각의 전지의 전압은 전지 자체적으로 충방전 특성을 갖기 때문에 시간이 경과함에 따라 언밸런싱되는 경향이 있다.
이렇게 배터리 팩 안의 전지들 사이의 전압차는 배터리 전지들 사이에 언밸런싱을 생성하여, 배터리 팩의 용량의 손실을 초래할 수 있다. 이에 따라, 모든 배터리 전지의 과충전을 방지하고 균일하게 충전시킬 수 있도록 각각의 전지들을 밸런싱하기 위한 다양한 전지 밸런싱 시스템 및 방법이 개발되었다.
예컨대, 배터리 팩 안의 전지 중 전압이 높은 전지에 저항 등을 통해 전류를 흐르게 하여 전지 밸런싱을 맞추는 방법이 있다. 이 방법은 간단하지만, 밸런스가 맞지 않는 고전압 전지의 갯수가 많아지면, 방전 전류량이 많아지고 발열이 많이 되는 문제점이 있었다. 또한, 이 방법은 배터리 팩의 복수의 전지 중 최저 전압의 전지에 밸런스가 맞춰지는 문제점이 있었다.
또한, 배터리 팩의 복수의 전지들 중 저전압의 전지에 충전 전류를 흐르게 하여 밸런싱을 맞추는 방법도 있다. 이 방법은 DC-DC 컨버터를 이용하는 것으로 일반적으로 효율이 높고 발열이 작다.
그러나, 이 방법도 저전압 전지의 갯수가 많아지면, 배터리 팩의 전체의 전지 의 전압이 원래의 최저 전압보다 낮아지는 상황이 발생한다.
또한, 이러한 각각의 전지의 전압의 판독 타이밍의 차이에 따라 판독되는 전압치는 상당한 차이가 있다. 이러한 전압 판독 타이밍 차이로 인하여 전지 밸런싱 시스템은 전지들이 언밸런싱하다고 판단한다.
이러한 전지 각각의 전압 판독 시간에 따른 전압치의 차이를 도 1 및 도 2를 토대로 설명한다.
도 1은 종래의 리튬 이온 전지 배터리에서 라인 선택 장치를 이용하여 전압 밸런싱을 조절하는 장치의 개략도이고, 도 2는 종래의 리튬 이온 전지 배터리에서 전압 판독 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기존의 전압 밸런싱 조절 장치는 부하 장치(5)를 통하여 부하 전류가 흐르고 있는 경우에, 이 부하 전류의 변동에 따라 전지들의 단자 전압은 민감하게 변화한다. 부하 장치(5)의 부하가 시간에 따라 변동하기 때문에, 라인 선택 장치(1)를 통하여 CPU(3)에서 전지 단자의 전압을 판독 및 비교하면, 모든 전지는 전압 밸런스가 실질적으로 맞아도 각 전지 단자의 전압치는 다르게 판독된다. 따라서, CPU(3)는 전지들 각각의 밸런스가 맞지 않다고 판단하여　 밸런스 제어 신호를 출력하여 밸런스 전류 제어부(4)를 제어한다.
도 2를 참조하면, 전지 밸런싱 시스템에서 전지 단자 전압을 라인 전압 선택기(1)를 통하여 판독하면, 전지들(B1, B2, B3, B4)에서 부하 전류가 변하지 않는 경우에 전지 단자 전압이 변동하지 않는 것을 알 수 있다. 따라서, CPU(3)는 셀 단자의 전압 밸런스가 맞다고 판단한다. 하지만, 전지들의 단자 전압은 부하 전류가 변하면 변동한다. 따라서, 실시간으로 부하의 전류가 변할시에는 시간적인 부하 변동에 따른 전압 검출 차이에 의해 CPU(3)는 셀 단자의 전압 밸런스가 맞지 않는다고 판단한다.
이와 같이, CPU(3)가 라인 선택 장치(1)를 이용하여 전지들의 단자 전압을 판독하면, 단자를 선택하는 시간차에 의해 전지의 판독 전압치가 다를 수 있다.
이에 따라, 전지 시스템의 전지들의 전압 판독 오차를 없애고, 전압 밸런싱을 신속하게 행할 수 있으며, 전압 밸런싱의 정확도를 높일 수 있는 전지 밸런싱 시스템이나 방법이 필요하였다.
따라서, 종래의 전지 밸런싱 시스템은 시스템 자체가 동작하고 있지 않을 때에만 전압 밸런싱을 행하는 등의 여러가지 조건 제약이 있었다. 이러한 조건 제약 때문에 전압 밸런싱 동작이 복잡해지거나, 불필요한 시간을 낭비하거나, 전압 밸런싱의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 리튬 이온 전지 배터리에서 전지 단자 전압을 동일한 시간 홀딩한 후에 판독하여 시간적으로 단자 전압 변화에 의한 전지 전압의 판독 오차를 없애서 전지 밸런싱의 정확도를 향상시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 배터리 팩으로 구성되는 전지 밸런싱 시스템에서 통신 수단에 의해 다른 배터리 팩의 전압 데이터를 받아 전압 밸런스를 맞추거나 전압 밸런스의 목표값을 받아 전압 밸런스를 맞추는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 리튬 이온 멀티셀 배터리 팩의 전지들의 전압 밸런싱을 조절하고, 시스템 제어기를 포함하는 시스템은, 마스터 모듈과 슬레이브 모듈로 구성되는 멀티셀 배터리 팩과, 그 시스템 제어기 내에 위치되고, 상기 마스터 모듈과 슬레이브 모듈에 있는 각각의 전지들의 동기용 신호를 출력하는 CPU와, CPU로부터 출력된 동기용 신호를 상기 마스터 모듈로 전달하는 제1 버티컬 인터페이스와, 제1 버티컬 인터페이스를 통해 상기 동기용 신호를 슬레이브 모듈로 전달하는 제2 버티컬 인터페이스를 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 동기용 신호는 마스터 모듈의 복수의 전지들을 동기시키는 신호와, 상기 마스터 모듈과 슬레이블 모듈을 동기시키는 신호를 포함한다.
또한, 상기 동기용 신호는 복수의 멀티셀 배터리 팩 사이를 동기시키는 신호를 포함한다.
상기 CPU는 상기 멀티셀 배터리 팩의 전지들을 순간 전압을 홀드하도록 판독 홀드 신호를 출력하고, 모든 전지 전압의 판독 및 밸런싱을 행하도록 판독 밸런스 신호를 출력하는 것이 바람직하다.
상기 버티컬 인터페이스는 상기 동기용 신호를 병렬로 전달하는 포토 커플러를 포함하는 것인 바람직하다.
본 발명의 다른 양태에 따른 전지 밸런싱 시스템은 마스터 모듈과 슬레이브 모듈 내의 복수의 전지의 단자 전압을 판독하는 제1 CPU를 포함하는 복수의 멀티셀 배터리 팩과, 멀티셀 배터리 팩으로부터 전지와 관련된 데이터를 수집하고, 연산하 여, 제어하는 시스템 제어기와, 시스템 제어기 내에 설치되어, 복수의 멀티셀 배터리 팩의 모든 전지들의 데이터를 받아서 각각의 배터리 팩에 필요한 밸런싱 목표값을 제공하는 제2 CPU와, 상기 목표값에 기초해서, 각의 전지로 흐르는 전류의 방향을 제어하여 전압 밸런스를 맞추는 DC-DC 컨버터를 포함한다.
상기 제2 CPU는 상기 밸런싱 목표값과 전지들 각각의 전압을 비교하여, 전지의 전압이 밸런싱 목표값보다 낮으면, 그 전지에는 밸런싱 전류가 충전 방향으로 흐르도록 상기 DC-DC 컨버터의 전류 방향을 제어하는 것이 바람직하다.
상기 제2 CPU는 상기 밸런싱 목표값과 전지들 각각의 전압을 비교하여, 전지의 전압이 밸런싱 목표값보다 높으면, 그 전지에는 방전 방향의 전류가 흐르도록 DC-DC 컨버터의 전류 방향을 제어하는 것이 바람직하다.
상기 데이터는 최대 전압, 최소 전압 및 그 전압 평균치를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2 CPU는 상기 멀티셀 배터리 팩을 동기시키는 동기용 신호를 출력하는 것이 바람직하다.
상기 멀티셀 배터리 팩 사이에는 상기 동기용 펄스를 전달하는 버터컬 인터페이스를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 양태에 따른 복수의 멀티셀 배터리 팩(2, 7, 8, 9)의 전지들의 전압 밸런싱을 행하는 시스템의 블록도를 도시한다.
이 시스템은 복수의 멀티셀 배터리 팩(2, 7, 8, 9)과 시스템 제어기(1)로 구성되어 있다.
시스템 제어기(1)는 CPU(1-1)로 구성되며, 복수의 멀티셀 배터리 팩(2, 7, 8, 9)와 시스템 내부 센서(1-4, 1-5, 1-13)로부터 각각의 배터리 팩의 다양한 전지 관련 데이터를 수집하고, 연산하여, 시스템 전체의 제어를 행한다. 또한 제어기(1)는 복수의 멀티셀 배터리 팩을 이용하는 장치와 데이터나 제어 신호를 송신한다.
복수의 멀티셀 배터리 팩(2)의 전지(4S + 4S)의 출력 단자는 직렬로 연결되어 있다. 멀티셀 배터리 팩의 최상부의 출력 단자(TB+)와 최하부의 출력 단자(TB-)는 시스템의 전력 출력 단자로 사용된다.
또한, 멀티셀 배터리 팩의 출력 단자(TB-)는 전류 검출 소자(1-4)와 비상용 차단 소자(1-8)를 경유하여 출력된다. 여기서, 전류 검출 소자(1-4)는 전지에 흐르는 전류를 검출하기 위한 것으로 저항이나 홀 소자 등을 이용한다.
멀티셀 배터리 팩(2)은 CPU(2-1)와,　 DC-DC 컨버터(2-2)와, 보조 스위치(2-3)와, 마스터 모듈(3)과, 슬레이브 모듈(5)을 포함한다.
마스터 모듈(3)과 슬레이브 모듈(5)은 거의 동일한 구성이다.
마스터 모듈(3)은 4개의 전지(4S)와, 보호 회로(3-1)와, 밸런스 제어 회로(4)로 구성되고, 슬레이브 모듈(5)은 4개의 전지(4S)와, 보호 회로(6-1)와, 밸런스 제어 회로(6)로 구성된다. 밸런스 제어 회로(4,6)는 각 전지의 단자 전압을 CPU(2-1) 가 판독할 수 있도록 접지 전위로 전환하는 기능이 있다.
마스터 모듈(3)과 슬레이브 모듈(5) 각각의 밸런스 제어 회로(4,6)는 버티컬 인터페이스(6-1 : VIF)를 통하여 신호를 송수신할 수 있도록 되어 있다. 또한 마스터 모듈(3)의 밸런스 제어 회로(4)에 있는 버티컬 인터페이스(4-1)는 그 아래에 있는 멀티셀 배터리 팩(7)과 신호를 송수신할 수 있다. 이 신호는 멀티셀 배터리 팩(2)을 동기시키기 위한 신호와, 멀티셀 배터리 팩(2)과 멀티셀 배터리 팩(7, 8, 9) 사이를 동기시키기 위한 신호가 있다. 이들 신호는 모든 멀티셀 배터리 팩(2, 7, 8, 9) 사이에 버티컬 인터페이스를 통하여 송수신됨으로써 모든 배터리 팩들을 동기시킨다.
이러한 구성을 토대로 전지 밸런싱 동작에 관하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 밸런싱 시스템에 있어서, 멀티셀 배터리 팩(2-11)의 CPU(2-1)는 마스터 모듈(3) 및 슬레이브 모듈(5)에 있는 각각의 전지들의 단자 전압을 판독한다. 이 판독된 전압 데이터는 로컬 통신 인터페이스(2-4)를 통하여 시스템 제어기(1)의 CPU(1-1)로 전달된다.
밸런스 제어 회로(4)는 각각의 전지마다 밸런스 전류가 흐를 수 있도록 변경 스위치를 갖고 있다. 변경 스위치는 CPU(2-1)로 제어할 수 있다.
DC-DC 컨버터(2-2)에는 멀티셀 배터리 팩의 출력(TB+, TB-)이 입력된다. 또한 DC-DC 컨버터(2-2)는 보조 스위치(2-3)와 밸런스 제어 회로(4)를 제어하여 각각의 전지에 밸런스 전류를 흐르게 한다.
시스템 제어기(1)의 CPU(1-1)는 배터리 팩의 모든 전지의 최대 전압, 최소 전 압 및 전압 평균치 등의 데이터를 받아서, 각각의 배터리 팩에 필요한 밸런싱 목표값을 제공한다.
이러한 밸런싱 목표값에 기초하여, 각각의 멀티셀 배터리 팩은 전류를 제어하여 밸런스를 맞춘다. 또한 CPU(1-1)는 그 밸런싱 목표값과 각각의 전지의 전압을 비교하여, 전지의 전압이 밸런싱 목표값보다 낮으면, 밸런싱 전류가 충전 방향으로 흐르도록 DC-DC 컨버터의 전류 방향을 제어한다. 이와 반대로, 밸런싱 목표값보다 전지의 전압의 높으면, 그 전지에는 방전 방향의 전류가 흐르도록 DC-DC 컨버터의 전류 방향을 제어한다.
이와 같이, 밸런싱 목표값은 지속적으로 갱신되기 때문에, 시스템 전체의 밸런싱을 맞출 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 밸런싱 시스템에 있어서, 모든 전지의 전압 판독은 동일한 시간에 행해지는 것이 바람직하다. 따라서, CPU(1-1)는 동기용 펄스 RB(판독& 밸런스 펄스)와, 동기용 펄스 RH(판독 홀드 펄스)를 출력한다.
이와 같이 CPU(1-1)에 의해 출력되는 동기용 펄스(RB, RH)에 대하여 도 4를 참조로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 특징에 따라 시스템 제어기(1)의 CPU(1-1)에서 동기용 펄스를 출력하여 복수의 전지들의 단자 전압을 동일한 타이밍에서 판독하는 것을 나타낸다.
도 4를 참조하면, CPU(1-1)가 판독 홀드 펄스(RH)를 출력하면, 모든 멀티셀 배터리 팩에 있는 전지들의 순간 전압이 홀드되어, 판독 밸런스 펄스(RB)에 의해 모든 전지들이 동일한 타이밍에서 전지 전압의 판독 및 밸런싱을 행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전압 밸런싱 시스템은 그 동기용 펄스들을 마스터 모듈(3)의 버티컬 인터페이스(4-1)를 통하여 슬레이브 모듈(5)의 버티컬 인터페이스(6-1)로 전달한다.
또한, 그 동기용 펄스들은 멀티셀 배터리 팩(9)의 마스터 모듈에 있는 버티컬 인터페이스를 통하여 멀티셀 배터리 팩(2)의 버티컬 인터페이스(6-1)까지 차례로 전달된다. 이에 따라, 복수의 멀티셀 배터리 팩을 구비한 시스템도 동일한 타이밍에서 각각의 배터리 팩에 있는 모든 전지들의 단자 전압을 판독할 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예는 전지 밸런싱 시스템을 동기시키는데 2개의 동기용 펄스(RB, RH)를 이용하였지만, 1개의 동기용 펄스로도 전지 밸런싱 시스템을 동기시킬수 있다. 또한 버티컬 인터페이스를 이용하여 동기용 신호를 순차적으로 전달하였지만, 포토 커플러(Photo Coupler)를 이용하여 동기용 신호를 병렬로 전달할 수도 있다.
이하, 멀티셀 배터리 팩을 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 5를 참조하면, 마스터 모듈(3)의 밸런스 제어 회로(4)의 전지 변경 스위치에는 전류 스위치(4-5)와 전압 스위치(4-4)로 구성되어 있다.
전류 스위치(4-5)는 밸런스 전류를 흐르게 하기 때문에 전류 용량이 큰 스위치 소자를 사용하며, 전압 스위치(4-4)는 전지의 단자 전압을 검출하기 때문에 전류 용량이 크지 않아도 좋다.
또한, 전압 스위치(4-4)는 홀드 기능을 갖고 있기 때문에, 동일 타이밍에 전 압을 측정할 수 있다.
제어부(4-3)는 전지 어드레스를 제어하거나 홀드 제어를 한다. 전지 어드레스는 CPU(2-1)로부터 어드레스 클럭(AdrClk) 펄스를 받아서 복수의 전지(B1, B2, B3, B4) 중 하나를 선택한다.
어드레스 클럭(AdrClk) 펄스는 인터페이스(4-2)를 통하여 CPU의 신호 레벨에서 밸런스 제어 회로의 신호 레벨로 변환된다. 또한 밸런스 홀드 펄스(BH)도 인터페이스(4-2)에서 CPU의 신호 레벨에서 밸런스 제어 회로의 신호 레벨로 변환된다. 밸런스 홀드 펄스는 밸런스 기간에 전지 전압을 읽기 위한 것이다. 판독 홀드 펄스(RH)는 모든 멀티셀 배터리 팩을 동기시키기 위해 외부에서 입력되지만, 밸런스 홀드 펄스(BH)는 다른 멀티셀 배터리 팩과 동기되지 않고 독자적인 타이밍에 전압 판독을 행할 수 있도록 CPU(2-1)로부터 출력된다.
판독 밸런스 펄스(RB)가 멀티셀 배터리 팩으로 입력되면, 판독 모드가 되어 전류 스위치는 오프되고, 전지(B1)로 어드레스된다. 판독 홀드 펄스(RH)가 배터리 팩으로 입력되면, 전지 전압은 콘덴서에 홀드된다. 그 다음에, 어드레스 클럭(AdrClk) 펄스가 한번 들어가면, 전지(B2)로 어드레스된다.
또한, 전압 스위치(4-4)는 전지(B1 ～ B4)에 직접 연결되지 않고, 전지(B1～ B4)의 전압을 홀드하고 있는 콘덴서에 연결되어 있다.
전류 스위치(4-5)는 전지(B1, B2, ...)에 직접 연결된다. 이 전류 스위치(4-5)는 판독 밸런스 모드시에 오프되고, 밸런스 어드레스가 시프트하여 전지(B4)를 넘어가면 마스터 모듈의 스위치는 오프되어, 슬레이브 모듈의 스위치가 온된다.
이렇게 순차적으로 전지들이 전지(B1)에서 전지(B8)까지 시프트되면, 전지(B1)로 다시 돌아온다. 이러한 방식으로 전지(B1)에서 전지(B8)까지의 전압을 판독한다. 이렇게 전지(B1)에서 전지(B8)까지 반복하여 전압을 판독함으로써 전지 밸런싱의 정밀도를 높일 수 있다.
전압 스위치(4-4)로부터의 각 전지 전압은 홀드 전압을 판독하고 있기 때문에 접지에 고정되어 있다. 따라서, 마스터 모듈의 전압을 CPU로 직접 판독할 수 있지만, 슬레이브 모듈의 전압은 접지 전압으로 시프트시킬 필요성이 있기 때문에 연산증폭기(2-10)를 통하여 접지 전위에 접속한다.
판독 밸런스 모드에서 밸런스 모드가 되면, 전류 스위치(4-5)가 온된다. 밸런스 모드도 전지(B1)에서 전지(B8)까지 순차적으로 반복하여 전압이 측정된다.
복수의 전지 중 하나에 밸런스 전류를 흐르게 하고 싶은 경우에, CPU(2-1)는 온/오프 제어 신호를 출력하여 밸런스 전류를 온한다.
이러한 밸런스 전류의 온/오프는 보조 스위치(203)의 기능으로 설명하였지만, DC-DC 컨버터(2-2)나 전류 스위치(4-5, 6-5)로 할 수도 있다.
전류 스위치는 마스터 모듈측과 슬레이브 모듈측의 접지 전위가 다르기 때문에 직접 접속할 수 없다. 따라서, 보조 스위치(2-3)를 이용하고 있다. 보조 스위치(2-3)는 제어부(4-3)의 제어 신호에 의해 전지(B1)에서 전지(B4)까지 어드레스할 경우에는 마스터 모듈측의 스위치를 온시키고, 전지(B5)로부터 전지(B8)까지 어드레스할 경우에는 슬레이브 모듈측의 스위치를 온시킨다.
결론적으로, 판독 홀드 펄스(RH)와 판독 밸런스 펄스(RB)는 버티컬 인터페이 스(4-1)를 통하여 마스터 모듈로부터 슬레이브 모듈로 전달된다. 이에 따라, 전지들(B1～B8)의 전압을 동일한 타이밍에 판독할 수 있어, 타이밍 차이에 의한 전압의 판독 에러를 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면 리튬 이온 전지 배터리에서 전지 단자 전압을 동일한 타이밍에서 판독하여 전압 밸런싱의 정확도가 향상된다.

Claims (22)

  1. 시스템 제어기를 구비하여 리튬 이온 멀티셀 배터리 팩의 전지들의 전압 밸런싱을 조절하는 시스템으로서,
    마스터 모듈과 슬레이브 모듈로 구성되는 멀티셀 배터리 팩과,
    상기 시스템 제어기 내에 위치되고, 상기 마스터 모듈과 슬레이브 모듈에 있는 각각의 전지들의 동기용 신호를 출력하는 CPU와,
    상기 CPU로부터 출력된 동기용 신호를 상기 마스터 모듈로 전달하는 제1 버티컬 인터페이스와,
    상기 제1 버티컬 인터페이스를 통해 전달된 상기 동기용 신호를 상기 슬레이브 모듈로 전달하는 제2 버티컬 인터페이스를 포함하는 것인 전지 밸런싱 조절 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 동기용 신호는 상기 마스터 모듈의 복수의 전지들을 동기시키는 신호와, 상기 마스터 모듈과 상기 슬레이블 모듈을 동기시키는 신호를 포함하는 것인 전지 밸런싱 조절 시스템 .
  3. 제1항에 있어서, 상기 동기용 신호는 복수의 멀티셀 배터리 팩 사이를 동기시키는 신호를 포함하는 것인 전지 밸런싱 조절 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 CPU는 상기 멀티셀 배터리 팩의 전지들을 순간 전압을 홀드하도록 판독 홀드 신호를 출력하고, 모든 전지 전압의 판독 및 밸런싱을 행하도록 판독 밸런스 신호를 출력하는 것인 전지 밸런싱 조절 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 버티컬 인터페이스는 상기 동기용 신호를 병렬로 전달하는 포토 커플러를 포함하는 것인 전지 밸런싱 시스템.
  6. 전지 밸런싱 시스템으로서,
    마스터 모듈과 슬레이브 모듈 내의 복수의 전지의 단자 전압을 판독하는 제1 CPU를 포함하는 복수의 멀티셀 배터리 팩과,
    상기 멀티셀 배터리 팩으로부터 전지와 관련된 데이터를 수집하고, 연산하는 시스템 제어기와,
    상기 시스템 제어기 내에 설치되어, 상기 복수의 멀티셀 배터리 팩의 모든 전지들의 데이터를 받아서 각각의 배터리 팩에 필요한 밸런싱 목표값을 제공하는 제2 CPU와,
    상기 목표값에 기초해서, 각각의 전지로 흐르는 전류의 방향을 제어하여 전압 밸런스를 맞추는 DC-DC 컨버터를 포함하는 전지 밸런싱 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 CPU는 상기 밸런싱 목표값과 전지들 각각의 전압 을 비교하여, 전지의 전압이 밸런싱 목표값보다 낮으면, 그 전지에는 밸런싱 전류가 충전 방향으로 흐르도록 상기 DC-DC 컨버터의 전류 방향을 제어하는 것인 전지 밸런싱 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 CPU는 상기 밸런싱 목표값과 전지들 각각의 전압을 비교하여, 전지의 전압이 밸런싱 목표값보다 높으면, 그 전지에는 방전 방향의 전류가 흐르도록 DC-DC 컨버터의 전류 방향을 제어하는 것인 전지 밸런싱 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 상기 데이터는 최대 전압, 최소 전압 및 그 전압 평균치를 포함하는 것인 전지 밸런싱 시스템.
  10. 제6항에 있어서, 상기 제2 CPU는 상기 멀티셀 배터리 팩을 동기시키는 동기용 신호를 출력하는 것인 전지 밸런싱 시스템.
  11. 제6항 또는 제10항에 있어서, 상기 멀티셀 배터리 팩 사이에 상기 동기용 펄스를 전달하는 버티컬 인터페이스를 더 포함하는 것인 전지 밸런싱 시스템.
  12. 리튬 이온 멀티셀 배터리 팩의 전지들의 전압 밸런싱을 조절하는 방법에 있어서,
    상기 멀티셀 배터리 팩 내의 마스터 모듈로 제1 버티컬 인터페이스를 통하여 상기 마스터 모듈에 위치하는 전지에 대한 동기용 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제1 버티컬 인터페이스를 통해 전달된 상기 동기용 신호를 제2 버티컬 인터페이스를 통하여 상기 멀티셀 배터리 팩 내의 슬레이브 모듈로 전달하는 단계를 포함하는 것인 전지 밸런싱 조절 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 동기용 신호는 상기 마스터 모듈의 복수의 전지들을 동기시키는 신호와, 상기 마스터 모듈과 상기 슬레이블 모듈을 동기시키는 신호를 포함하는 것인 전지 밸런싱 조절 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 동기용 신호는 복수의 멀티셀 배터리 팩 사이를 동기시키는 신호를 포함하는 것인 전지 밸런싱 조절 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동기용 신호는 상기 멀티셀 배터리 팩의 전지들을 순간 전압을 홀드하기 위한 판독 홀드 신호 및 모든 전지 전압의 판독 및 밸런싱을 수행하기 위한 판독 밸런스 신호를 포함하는 것인 전지 밸런싱 조절 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 버티컬 인터페이스는 상기 동기용 신호를 병렬로 전달하는 포토 커플러를 포함하는 것인 전지 밸런싱 방법.
  17. 마스터 모듈과 슬레이브 모듈 내의 복수의 전지의 단자 전압을 판독하는 단계;
    상기 판독된 단자 전압을 기초로 하여 전지와 관련된 데이터를 수집 및 연산하는 단계;
    상기 복수의 멀티셀 배터리 팩의 모든 전지들의 데이터를 받아서 각각의 배터리 팩에 필요한 밸런싱 목표값을 제공하는 단계; 및
    상기 목표값에 기초해서, 각각의 전지로 흐르는 전류의 방향을 제어하여 전압 밸런싱을 수행하는 단계를 포함하는 것인 전지 밸런싱 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 밸런싱 목표값과 전지들 각각의 전압을 비교하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전압 밸런싱의 수행 단계는, 어느 전지의 전압이 밸런싱 목표값보다 낮으면, 그 전지에는 밸런싱 전류가 충전 방향으로 흐르도록 전류 방향을 제어하는 단계를 포함하는 것인 전지 밸런싱 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 밸런싱 목표값과 전지들 각각의 전압을 비교하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전압 밸런싱의 수행 단계는, 상기 밸런싱 목표값과 전지들 각각의 전압을 비교하여, 전지의 전압이 밸런싱 목표값보다 높으면, 그 전지에는 방전 방향의 전류가 흐르도록 전류 방향을 제어하는 것인 전지 밸런싱 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 데이터는 최대 전압, 최소 전압 및 그 전압 평균치를 포함하는 것인 전지 밸런싱 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 멀티셀 배터리 팩을 동기시키는 동기용 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것인 전지 밸런싱 방법.
  22. 제12항 또는 제17항에 있어서, 상기 멀티셀 배터리 팩 사이에 상기 동기용 펄스를 전달하는 단계를 더 포함하는 것인 전지 밸런싱 방법.
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