KR20200011014A

KR20200011014A - Battery control appratus and method for detecting internal short of battery

Info

Publication number: KR20200011014A
Application number: KR1020190083344A
Authority: KR
Inventors: 조영신; 어윤필
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2020-01-31
Anticipated expiration: 2039-07-10
Also published as: KR102266591B1

Abstract

실시 예에 따른 배터리의 내부단락 검출 방법은, 배터리의 전압을 복수회 계측하는 단계, 및 상기 배터리가 정전류 충전 중인 경우, 상기 배터리의 제1 시간 구간에서의 제1 전압 값과 제2 시간 구간에서의 제2 전압 값의 차이에 기초하여 상기 배터리의 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계를 포함하며, 상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간 이후의 시간 구간을 포함할 수 있다. In an embodiment, a method of detecting an internal short circuit of a battery may include measuring a voltage of a battery a plurality of times, and when the battery is under constant current charging, at a first voltage value and a second time interval in a first time interval of the battery. The method may include determining whether an internal short circuit occurs in the battery based on a difference in a second voltage value, wherein the second time period may include a time period after the first time period.

Description

BATTERY CONTROL APPRATUS AND METHOD FOR DETECTING INTERNAL SHORT OF BATTERY}

본 발명은 배터리 제어 장치 및 배터리의 내부단락 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery control device and a method for detecting an internal short circuit of a battery.

전기 및 전자 기술의 발달로 작고 가벼우면서도 다양한 기능을 갖는 휴대형 전자제품들의 사용이 급속하게 증가하고 있다. 휴대형 전자제품의 동작을 위한 전원공급 장치로서 배터리(Battery)가 일반적으로 사용되는데, 충전하여 다시 쓸 수 있는 2차 전지가 주로 사용되고 있다.With the development of electrical and electronic technologies, the use of portable electronic products that are small, light and have various functions is rapidly increasing. Batteries are generally used as a power supply device for the operation of portable electronic products, and secondary batteries that can be recharged and used again are mainly used.

이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차전지는 휴대폰이나 노트북과 같이 휴대 가능한 소형 전자기기에 사용되거나 전동공구, 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다. 이차전지의 내부는 양극, 음극, 분리막, 전해질 등으로 구성될 수 있으며 케이스는 금속판 또는 파우치로 이루어질 수 있다.A secondary battery is a battery that can be charged and discharged unlike a primary battery that is not rechargeable. Secondary batteries are widely used as portable electronic devices such as mobile phones and laptops, or as power sources for driving motors such as power tools and automobiles. The inside of the secondary battery may be composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, an electrolyte, and the like, and the case may be made of a metal plate or a pouch.

에너지 밀도가 높은 이차전지는 열폭주와 같은 안전문제를 일으킬 수 있는데, 특히 이차전지 내부의 양극과 음극이 단락이 되어 이차전지가 과열되는 경우가 대표적인 예이다. 이러한 내부단락은 분리막의 기능 상실에서 비롯되는데 그 예로 외부충격에 의한 변형, 제조과정에 포함된 금속성 이물질, 전기화학반응에 의한 리튬 또는 구리의 덴드라이트(dendrite) 형성 등이 있을 수 있다.Secondary batteries with high energy density may cause safety problems such as thermal runaway. In particular, a secondary battery may be overheated due to a short circuit between a positive electrode and a negative electrode inside the secondary battery. Such an internal short circuit may be caused by a loss of function of the separator. Examples of the internal short circuit may include deformation due to external impact, metallic foreign matter included in the manufacturing process, and dendrite formation of lithium or copper by electrochemical reaction.

종래 이차전지의 내부단락 상태를 사전에 감지해서 이를 예방하는 기술이 개발되고 있다. 이러한 종래 방식은 이차전지의 전압이 매우 안정된 상태로 수 십분 이상의 확인시간이 필요하다. 따라서 이차전지가 계속적으로 충전 또는 방전되는 상태에서 발생하는 내부단락은 감지할 수 없는 단점이 있다.Conventionally, a technology for detecting an internal short circuit condition of a secondary battery in advance and developing the same has been developed. This conventional method requires a confirmation time of several ten minutes or more in a state where the voltage of the secondary battery is very stable. Therefore, there is a disadvantage that the internal short circuit that occurs while the secondary battery is continuously charged or discharged cannot be detected.

본 발명은 배터리의 내부단락을 빠르게 감지하는 배터리 제어 장치 및 배터리의 내부단락 검출 방법을 제공하기 위함이다.The present invention is to provide a battery control device for quickly detecting the internal short circuit of the battery and an internal short detection method of the battery.

또한, 본 발명은 배터리의 열 폭주를 예방할 수 있는 배터리 제어 장치 및 배터리의 내부단락 검출 방법을 제공하기 위함이다.In addition, the present invention is to provide a battery control device and an internal short circuit detection method that can prevent the thermal runaway of the battery.

상기 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 배터리의 내부단락 검출 방법은, 배터리의 전압을 복수회 계측하는 단계; 및 상기 배터리가 정전류 충전 중인 경우, 상기 배터리의 제1 시간 구간에서의 제1 전압 값과 제2 시간 구간에서의 제2 전압 값의 차이에 기초하여 상기 배터리의 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계를 포함하며, 상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간 이후의 시간 구간을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, a method for detecting an internal short circuit of a battery may include: measuring a voltage of the battery a plurality of times; And determining whether an internal short circuit occurs in the battery based on a difference between a first voltage value in a first time interval and a second voltage value in a second time interval of the battery when the battery is under constant current charging. The second time interval may include a time interval after the first time interval.

상기 일 실시 예에 따른 내부단락 검출 방법은, 상기 배터리의 전류를 복수회 계측하는 단계; 및 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전류 변화폭과 상기 제2 시간 구간에서의 상기 배터리의 전류 변화폭이 제1 범위 이내인지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전류 변화폭과 상기 제2 시간 구간에서의 상기 배터리의 전류 변화폭이 상기 제1 범위 이내인 경우에 수행될 수 있다. An internal short detection method according to an embodiment may include: measuring a current of the battery a plurality of times; And determining whether a current change width of the battery in the first time period and a current change range of the battery in the second time period are within a first range, and determining whether the internal short circuit occurs. The change in current of the battery in the first time period and the change in current of the battery in the second time period may be performed within the first range.

상기 일 실시 예에 따른 내부단락 검출 방법은, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전압 변화폭이 제2 범위 이내인지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전압 변화폭이 상기 제2 범위 이내인 경우에 수행될 수 있다. The internal short circuit detection method may further include determining whether a voltage variation range of the battery is within a second range in the first time interval, and determining whether the internal short circuit occurs may include: It may be performed when the voltage variation range of the battery in the first time interval is within the second range.

상기 일 실시 예에 따른 내부단락 검출 방법에서, 상기 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 전압 값에서 상기 제2 전압 값을 감산한 값이 제1 임계치 이상이면, 상기 배터리에 내부단락이 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 일 실시 예에 따른 내부단락 검출 방법에서, 상기 제1 전압 값은 상기 제1 시간 구간 동안에 계측된 상기 배터리의 전압 값들의 평균이고, 상기 제2 전압 값은 상기 제2 시간 구간 동안에 계측된 상기 배터리의 전압 값들의 평균이거나, 또는 상기 제1 전압 값은 상기 제1 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전압 값이고, 상기 제2 전압 값은 상기 제2 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전압 값이며, 상기 제1 임계치는 0보다 큰 실수일 수 있다. In the method of detecting an internal short circuit according to an embodiment of the present disclosure, the determining of whether the internal short circuit occurs may include generating an internal short circuit to the battery when a value obtained by subtracting the second voltage value from the first voltage value is equal to or greater than a first threshold value. And determining that this has occurred. In an internal short circuit detection method according to an embodiment, the first voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the first time interval, and the second voltage value is measured during the second time interval. An average of voltage values of a battery, or the first voltage value is an instantaneous voltage value of the battery measured in the first time interval, and the second voltage value is an instantaneous voltage of the battery measured in the second time interval. Value, and the first threshold may be a real number greater than zero.

다른 실시 예에 따른 배터리의 내부 단락 검출 방법은, 상기 배터리의 전류를 복수회 계측하는 단계; 및 상기 배터리가 정전압 충전 중인 경우, 상기 배터리의 제1 시간 구간에서의 제1 전류 값과 제2 시간 구간에서의 제2 전류 값의 차이에 기초하여 상기 배터리의 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계를 포함하며, 상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간 이후의 시간 구간을 포함할 수 있다. According to another exemplary embodiment, a method of detecting an internal short circuit of a battery may include: measuring a current of the battery a plurality of times; And determining whether an internal short circuit occurs in the battery based on a difference between a first current value in a first time period and a second current value in a second time period when the battery is being charged with a constant voltage. The second time interval may include a time interval after the first time interval.

상기 다른 실시 예에 따른 배터리의 내부단락 검출 방법은, 상기 배터리의 전압을 복수회 계측하는 단계; 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전류 변화폭이 제3 범위 이내인지 판단하는 단계; 및 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전압 변화폭이 제4 범위 이내인지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전류 변화폭이 상기 제3 범위 이내이고 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전압 변화폭이 상기 제4 범위 이내인 경우에 수행될 수 있다. According to another exemplary embodiment, a method of detecting an internal short circuit of a battery may include: measuring a voltage of the battery a plurality of times; Determining whether a current variation range of the battery in the first time interval is within a third range; And determining whether the voltage change range of the battery in the first time period is within a fourth range, and the determining of whether the internal short circuit occurs may include: changing the current change range of the battery in the first time period. The change of the voltage of the battery within the third range and within the first time period may be performed within the fourth range.

상기 다른 실시 예에 따른 배터리의 내부단락 검출 방법은, 상기 배터리의 상기 제1 시간 구간에서의 제1 전압 값과 상기 제2 시간 구간에서의 제2 전압 값 간의 차이가 제2 임계치 이하인지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 전압 값과 상기 제2 전압 값 간의 차이가 상기 제2 임계치 이하인 경우에 수행될 수 있다.The method of detecting an internal short circuit of a battery according to another embodiment may include determining whether a difference between a first voltage value in the first time interval and a second voltage value in the second time interval of the battery is less than or equal to a second threshold. The method may further include determining whether the internal short circuit has occurred, when the difference between the first voltage value and the second voltage value is less than or equal to the second threshold.

상기 다른 실시 예에 따른 배터리의 내부단락 검출 방법에서, 상기 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 제2 전류 값에서 상기 제1 전류 값을 감산한 값이 제3 임계치 이상이면, 상기 배터리에 내부단락이 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 다른 실시 예에 따른 배터리의 내부단락 검출 방법에서, 상기 제1 전류 값은 상기 제1 시간 구간 동안 계측된 상기 배터리의 전류 값들의 평균이고, 상기 제2 전류 값은 상기 제2 시간 구간 동안 계측된 상기 배터리의 전류 값들의 평균이거나, 또는 상기 제1 전류 값은 상기 제1 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전류 값이고, 상기 제2 전류 값은 상기 제2 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전류 값이며, 상기 제3 임계치는 0보다 큰 실수일 수 있다.In the method of detecting an internal short circuit of the battery according to another embodiment, the determining of whether the internal short occurs may include: if the value obtained by subtracting the first current value from the second current value is greater than or equal to a third threshold, And determining that an internal short circuit has occurred. In addition, in the method of detecting an internal short circuit of a battery according to another exemplary embodiment, the first current value is an average of current values of the battery measured during the first time interval, and the second current value is the second time interval. Is an average of current values of the battery measured during, or the first current value is an instantaneous current value of the battery measured in the first time interval, and the second current value is measured in the second time interval. Instantaneous current value of the battery, the third threshold may be a real number greater than zero.

또 다른 실시 예에 따른 배터리의 내부단락 검출 방법은, 상기 배터리의 전압 및 전류를 복수회 계측하는 단계; 상기 배터리의 전압 및 전류에 기초하여, 상기 배터리가 충전 중인지 판단하는 단계; 및 상기 배터리의 충전 종료 시점으로부터 임계 시간이 경과한 이후의, 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 제1 전압 값과 제2 시간 구간에서의 상기 배터리의 제2 전압 값의 차이에 기초하여 상기 배터리의 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계를 포함하며, 상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간 이후의 시간 구간을 포함할 수 있다. According to another embodiment, a method of detecting an internal short circuit of a battery may include: measuring a voltage and a current of the battery a plurality of times; Determining whether the battery is being charged based on the voltage and current of the battery; And based on a difference between a first voltage value of the battery in a first time interval and a second voltage value of the battery in a second time interval after a threshold time elapses from the end of charging of the battery. And determining whether an internal short circuit occurs, wherein the second time interval may include a time interval after the first time interval.

상기 또 다른 실시 예에 따른 배터리의 내부단락 검출 방법은, 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간 동안 상기 배터리로 공급되는 충전 전류가 있는지 판단하는 단계; 및 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간 동안 상기 배터리의 방전 전류가 제4 임계치 이하인지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간 동안 상기 배터리로 공급되는 충전 전류가 없고, 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간 동안 상기 배터리의 방전 전류가 상기 제4 임계치 이하인 경우에 수행될 수 있다. According to another embodiment of the present disclosure, a method of detecting an internal short circuit of a battery may include determining whether a charging current is supplied to the battery during the first time interval and the second time interval; And determining whether the discharge current of the battery is equal to or less than a fourth threshold value during the first time interval and the second time interval, and determining whether the internal short circuit occurs comprises: the first time interval and the; It may be performed when there is no charging current supplied to the battery during a second time interval, and the discharge current of the battery is less than or equal to the fourth threshold during the first time interval and the second time interval.

상기 또 다른 실시 예에 따른 배터리의 내부단락 검출 방법은, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 제1 전류 값과 상기 제2 시간 구간에서의 상기 배터리의 제2 전류 값의 차이가 제5 임계치 이하인지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값의 차이가 상기 제5 임계치 이하이면, 수행될 수 있다. 상기 제1 전류 값은 상기 제1 시간 구간 동안 계측된 상기 배터리의 전류 값들의 평균이고, 상기 제2 전류 값은 상기 제2 시간 구간 동안 계측된 상기 배터리의 전류 값들의 평균이거나, 또는 상기 제1 전류 값은 상기 제1 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전류 값이고, 상기 제2 전류 값은 상기 제2 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전류 값일 수 있다. In the method of detecting an internal short circuit of a battery according to another embodiment, a difference between a first current value of the battery in the first time interval and a second current value of the battery in the second time interval may be a fifth threshold value. The method may further include determining whether or not the internal short circuit occurs. When the difference between the first current value and the second current value is less than or equal to the fifth threshold value, the determining may be performed. The first current value is an average of current values of the battery measured during the first time interval, and the second current value is an average of current values of the battery measured during the second time interval, or the first The current value may be an instantaneous current value of the battery measured in the first time interval, and the second current value may be an instantaneous current value of the battery measured in the second time interval.

상기 또 다른 실시 예에 따른 배터리의 내부단락 검출 방법은, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전압 변화폭이 제5 범위 이내인지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전압 변화폭이 상기 제5 범위 이내인 경우에 수행될 수 있다. The method for detecting an internal short circuit of a battery according to another embodiment may further include determining whether a voltage change range of the battery is within a fifth range in the first time interval, and determining whether the internal short occurs. May be performed when the voltage variation range of the battery in the first time interval is within the fifth range.

상기 또 다른 실시 예에 따른 배터리의 내부단락 검출 방법에서, 상기 내부단락 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 전압 값에서 상기 제2 전압 값을 감산한 값이 제6 임계치 이상이면, 상기 배터리에 내부단락이 발생하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 또 다른 실시 예에 따른 배터리의 내부단락 검출 방법에서, 상기 제1 전압 값은 상기 제1 시간 구간 동안에 계측된 상기 배터리의 전압 값들의 평균이고, 상기 제2 전압 값은 상기 제2 시간 구간 동안에 계측된 상기 배터리의 전압 값들의 평균이거나, 또는 상기 제1 전압 값은 상기 제1 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전압 값이고, 상기 제2 전압 값은 상기 제2 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전압 값이며, 상기 제6 임계치는 0보다 큰 실수일 수 있다. In the method for detecting an internal short circuit of a battery according to another embodiment, the determining whether the internal short circuit occurs may include: if the value obtained by subtracting the second voltage value from the first voltage value is greater than or equal to a sixth threshold value, the battery; It may include the step of determining that the internal short circuit occurs. In addition, in the method of detecting an internal short circuit of a battery according to another embodiment, the first voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the first time interval, and the second voltage value is the second time. An average of voltage values of the battery measured during the interval, or the first voltage value is an instantaneous voltage value of the battery measured in the first time interval, and the second voltage value is measured in the second time interval. An instantaneous voltage value of the battery, and the sixth threshold may be a real number greater than zero.

일 실시 예에 따른 배터리를 제어하는 장치는, 상기 배터리의 전압 및 전류를 복수회 계측하도록 구성된 계측부; 및 상기 배터리가 정전류 충전 중인 경우, 상기 배터리의 제1 시간 구간에서의 제1 전압 값과 제2 시간 구간에서의 제2 전압 값의 차이에 기초하여 상기 배터리에 내부단락이 발생한 것으로 판단하도록 구성된 감지부를 포함하고, 상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간 이후의 시간 구간을 포함할 수 있다. An apparatus for controlling a battery according to an embodiment may include: a measuring unit configured to measure a voltage and a current of the battery a plurality of times; And detecting that the internal short circuit occurs in the battery based on a difference between the first voltage value in the first time interval and the second voltage value in the second time interval when the battery is in constant current charging. The second time period may include a time period after the first time period.

상기 일 실시 예에 따른 장치에서, 상기 감지부는, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전류 변화폭과 상기 제2 시간 구간에서의 상기 배터리의 전류 변화폭이 제1 범위 이내이고, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전압 변화폭이 제2 범위 이내이면, 상기 제1 전압 값과 상기 제2 전압 값을 이용한 상기 배터리의 내부단락 검출을 수행할 수 있다. In the device according to the embodiment, the sensing unit, the current change range of the battery in the first time interval and the current change range of the battery in the second time interval is within a first range, the first time interval When the voltage variation range of the battery within is within a second range, internal short circuit detection of the battery using the first voltage value and the second voltage value may be performed.

상기 일 실시 예에 따른 장치에서, 상기 제1 전압 값은 상기 제1 시간 구간 동안에 계측된 상기 배터리의 전압 값들의 평균이고, 상기 제2 전압 값은 상기 제2 시간 구간 동안에 계측된 상기 배터리의 전압 값들의 평균이거나, 또는 상기 제1 전압 값은 상기 제1 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전압 값이고, 상기 제2 전압 값은 상기 제2 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전압 값일 수 있다. In the device according to the embodiment, the first voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the first time interval, and the second voltage value is a voltage of the battery measured during the second time interval. The average value of the values, or the first voltage value may be an instantaneous voltage value of the battery measured in the first time interval, and the second voltage value may be an instantaneous voltage value of the battery measured in the second time interval. .

상기 일 실시 예에 따른 장치에서, 상기 감지부는, 상기 제1 전압 값에서 상기 제2 전압 값을 감산한 값이 제1 임계치 이상이면, 상기 배터리에 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 상기 제1 임계치는 0보다 큰 실수일 수 있다. In the apparatus according to the exemplary embodiment, when the value obtained by subtracting the second voltage value from the first voltage value is greater than or equal to a first threshold value, the detector may determine that an internal short circuit has occurred in the battery. The first threshold may be a real number greater than zero.

다른 실시 예에 따른 배터리를 제어하는 장치는, 상기 배터리의 전압 및 전류를 복수회 계측하도록 구성된 계측하도록 구성된 계측부; 및 상기 배터리가 정전압 충전 중인 경우, 상기 배터리의 제1 시간 구간에서의 제1 전류 값과 제2 시간 구간에서의 제2 전류 값의 차이에 기초하여 상기 배터리의 내부단락 발생 여부를 판단하도록 구성된 감지부를 포함하고, 상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간 이후의 시간 구간을 포함할 수 있다.According to another embodiment, an apparatus for controlling a battery includes: a measuring unit configured to measure the voltage and current of the battery a plurality of times; And detecting whether an internal short circuit occurs in the battery based on a difference between a first current value in a first time interval and a second current value in a second time interval when the battery is being charged with a constant voltage. The second time period may include a time period after the first time period.

상기 다른 실시 예에 따른 장치에서, 상기 감지부는, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전류 변화폭이 제3 범위 이내이고, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전압 변화폭이 제4 범위 이내이면, 상기 제1 전류 값 및 상기 제2 전류 값을 이용한 상기 배터리의 내부단락 검출을 수행할 수 있다. In the device according to another embodiment, if the current change range of the battery in the first time interval is within a third range, and the voltage change range of the battery in the first time interval is within a fourth range. The internal short circuit detection of the battery may be performed using the first current value and the second current value.

상기 다른 실시 예에 따른 장치에서, 상기 감지부는, 상기 배터리의 상기 제1 시간 구간에서의 제1 전압 값과 상기 제2 시간 구간에서의 제2 전압 값 간의 차이가 제2 임계치 이하이면, 상기 제1 전류 값 및 상기 제2 전류 값을 이용한 상기 배터리의 내부단락 검출을 수행할 수 있다. In the device according to another embodiment, the detecting unit, when the difference between the first voltage value in the first time interval and the second voltage value in the second time interval of the battery is less than or equal to a second threshold value; The internal short circuit detection of the battery may be performed using a first current value and the second current value.

상기 다른 실시 예에 따른 장치에서, 상기 감지부는, 상기 제2 전류 값에서 상기 제1 전류 값을 감산한 값이 제3 임계치 이상이면, 상기 배터리에 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 상기 제1 전류 값은 상기 제1 시간 구간 동안 계측된 상기 배터리의 전류 값들의 평균이고, 상기 제2 전류 값은 상기 제2 시간 구간 동안 계측된 상기 배터리의 전류 값들의 평균이거나, 또는 상기 제1 전류 값은 상기 제1 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전류 값이고, 상기 제2 전류 값은 상기 제2 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전류 값일 수 있다. 상기 제3 임계치는 0보다 큰 실수일 수 있다. In the device according to another embodiment, if the value obtained by subtracting the first current value from the second current value is greater than or equal to a third threshold value, the detector may determine that an internal short circuit has occurred in the battery. The first current value is an average of current values of the battery measured during the first time interval, and the second current value is an average of current values of the battery measured during the second time interval, or the first The current value may be an instantaneous current value of the battery measured in the first time interval, and the second current value may be an instantaneous current value of the battery measured in the second time interval. The third threshold may be a real number greater than zero.

또 다른 실시 예에 따른 배터리를 제어하는 장치는, 상기 배터리의 전압 및 전류를 복수회 계측하도록 구성된 계측하도록 구성된 계측부; 및 상기 배터리의 충전 종료 시점으로부터 임계 시간이 경과한 이후의, 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 제1 전압 값과 제2 시간 구간에서의 상기 배터리의 제2 전압 값의 차이에 기초하여 상기 배터리의 내부단락 발생 여부를 판단하도록 구성된 감지부를 포함하고, 상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간 이후의 시간 구간을 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present disclosure, an apparatus for controlling a battery includes: a measuring unit configured to measure a voltage and a current of the battery a plurality of times; And based on a difference between a first voltage value of the battery in a first time interval and a second voltage value of the battery in a second time interval after a threshold time elapses from the end of charging of the battery. And a sensing unit configured to determine whether an internal short circuit occurs, wherein the second time interval may include a time interval after the first time interval.

상기 또 다른 실시 예에 따른 장치에서, 상기 감지부는, 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간 동안 상기 배터리로 공급되는 충전 전류가 없고, 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간 동안 상기 배터리의 방전 전류가 제4 임계치 이하이면, 상기 제1 전압 값 및 상기 제2 전압 값을 이용한 상기 배터리의 내부 단락 검출을 수행할 수 있다. In the device according to another embodiment, the sensing unit, there is no charging current supplied to the battery during the first time interval and the second time interval, the battery during the first time interval and the second time interval When the discharge current is less than or equal to a fourth threshold value, internal short circuit detection of the battery using the first voltage value and the second voltage value may be performed.

상기 또 다른 실시 예에 따른 장치에서, 상기 감지부는, 상기 제1 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 전류 값들의 평균과 상기 제2 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 전류 값들의 평균의 차이가 제5 임계치 이하이면, 상기 제1 전압 값 및 상기 제2 전압 값을 이용한 상기 배터리의 내부 단락 검출을 수행할 수 있다. In the device according to another embodiment, the sensing unit, the difference between the average of the current value of the battery measured in the first time interval and the average of the current value of the battery measured in the second time interval is fifth When the threshold value is less than or equal to the threshold value, internal short circuit detection of the battery using the first voltage value and the second voltage value may be performed.

상기 또 다른 실시 예에 따른 장치에서, 상기 감지부는, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 배터리의 전압 변화폭이 제5 범위 이내이면, 상기 제1 전압 값 및 상기 제2 전압 값을 이용한 상기 배터리의 내부 단락 검출을 수행할 수 있다. In the device according to another embodiment, when the voltage change range of the battery in the first time interval is within a fifth range, the inside of the battery using the first voltage value and the second voltage value. Short circuit detection can be performed.

상기 또 다른 실시 예에 따른 장치에서, 상기 감지부는, 상기 제1 전압 값에서 상기 제2 전압 값을 감산한 값이 제6 임계치 이상이면, 상기 배터리에 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 상기 제1 전압 값은 상기 제1 시간 구간 동안에 계측된 상기 배터리의 전압 값들의 평균이고, 상기 제2 전압 값은 상기 제2 시간 구간 동안에 계측된 상기 배터리의 전압 값들의 평균이거나, 또는 상기 제1 전압 값은 상기 제1 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전압 값이고, 상기 제2 전압 값은 상기 제2 시간 구간에서 계측된 상기 배터리의 순시 전압 값일 수 있다. 상기 제6 임계치는 0보다 큰 실수일 수 있다. In the device according to another embodiment, if the value obtained by subtracting the second voltage value from the first voltage value is greater than or equal to a sixth threshold value, the detector may determine that an internal short circuit has occurred in the battery. The first voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the first time interval, and the second voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the second time interval, or the first The voltage value may be an instantaneous voltage value of the battery measured in the first time interval, and the second voltage value may be an instantaneous voltage value of the battery measured in the second time interval. The sixth threshold may be a real number greater than zero.

본 발명에 따르면, 배터리의 내부단락을 빠르게 감지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that can quickly detect the internal short circuit of the battery.

또한, 본 발명은 배터리의 열 폭주를 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of preventing thermal runaway of the battery.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리의 등가회로이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 배터리의 CC 충전 중의 전압 및 전류를 나타내는 그래프이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 배터리의 CV 충전 중의 전압 및 전류를 나타내는 그래프이다.
도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 배터리의 개방 전압 상태에서의 전압을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어 장치에서 전압 그룹과 전류 그룹을 설정하는 일 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부단락 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부단락 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부단락 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a battery control device according to an embodiment of the present invention.
2 is an equivalent circuit of a battery according to an embodiment of the present invention.
3A is a graph illustrating voltage and current during CC charging of a battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
3B is a graph showing voltage and current during CV charging of a battery according to an embodiment of the present invention.
3C is a graph illustrating a voltage in an open voltage state of a battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 illustrates an example of setting a voltage group and a current group in the battery control apparatus according to the embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of detecting an internal short circuit according to a first embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for detecting an internal short circuit according to a second embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of detecting an internal short circuit according to a third exemplary embodiment of the present invention.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어 장치에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리의 등가회로이다.1 is a block diagram showing a configuration of a battery control apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an equivalent circuit of a battery according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어 장치(1)는 배터리(10), 계측부(20), 감지부(30), 및 제어부(40)를 포함하고, 배터리(10)의 내부단락을 감지하여 배터리의 열 폭주를 예방할 수 있다. Referring to FIG. 1, a battery control device 1 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a battery 10, a measurement unit 20, a detection unit 30, and a controller 40. The internal short circuit can be detected to prevent battery runaway.

배터리(10)는 충전과 방전이 가능한 이차전지로서, 셀(cell)이라 지칭되기도 한다. The battery 10 is a secondary battery capable of charging and discharging, and may also be referred to as a cell.

도 2를 참조하면, 배터리(10)는 2 개의 단자(B+, B-)를 포함하고 이러한 2개의 단자(B+, B-)를 통해 외부의 충전 장치(미도시)에 의해 충전되거나 외부의 부하(미도시)에 의해 방전될 수 있다. 설명의 편의를 위해 충전 장치가 배터리 제어 장치(1)의 외부에 있는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 2, the battery 10 includes two terminals B + and B−, and is charged by an external charging device (not shown) or external load through these two terminals B + and B−. (Not shown). For convenience of description, the charging device is described as being outside the battery control device 1, but the embodiment of the present invention is not limited thereto.

도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는, 내부저항(R_B)을 포함할 수 있고, 내부저항(R_B)은 수 mΩ에서 수백 mΩ의 저항 값을 가질 수 있다. 배터리(10)에 내부단락이 발생하면 배터리(10) 내부의 스위치(S)가 도통되는 것과 동일한 효과가 발생한다. 이러한 스위치(S)가 도통되면, 단락저항(R_S)에 단락 전류(I_short)가 흐르게 되어 배터리(10)가 방전된다. 이때, 단락저항은 수 mΩ에서 수 kΩ까지 넓은 범위의 저항 값을 가질 수 있다. As shown in FIG. 2, the battery 10 may include an internal resistance R _B , and the internal resistance R _B may have a resistance value of several mΩ to several hundred mΩ. When an internal short occurs in the battery 10, the same effect as that of the switch S inside the battery 10 is conducted. When such a switch S is turned on, a short circuit current I _short flows through the _short circuit resistance R _S to discharge the battery 10. In this case, the short-circuit resistance may have a resistance value ranging from a few m 수 to a few kΩ.

배터리(10)는, 충전 초기부터 완료까지 일정한 전류로 충전을 행하는 정전류(CC: constant current) 충전, 충전 초기부터 완료까지 일정한 전압으로 충전을 행하는 정전압(CV: constant voltage) 충전, 및 충전 초기에는 일정한 전류로 충전하고, 충전 말기에는 일정한 전압으로 충전하는 정전류-정전압(CC-CV) 충전 중 하나 이상의 충전 방법에 의해 충전된다.The battery 10 includes a constant current (CC) charging for charging with a constant current from the beginning of charging to completion, a constant voltage (CV) charging for charging with a constant voltage from the initial charging to the completion of charging, and It is charged by one or more charging methods of constant current-constant voltage (CC-CV) charging, which is charged at a constant current and at the end of the charge.

계측부(20)는 배터리(10)의, 충전 시작 시점, 충전 종료 시점, 전압(V), 전류(I), 및 온도(T)를 지속적으로 계측하고, 계측된 전압 값, 전류 값, 및 온도 값, 그리고 충전 시작 시점, 충전 종료 시점 등을 감지부(30)에 전달한다. 계측부(20)는 이산적으로 계측을 수행할 수 있다. 두 계측 시점 사이에는 소정의 시간 간격이 존재할 수 있으며, 시간 간격의 길이는 변경될 수도 있다. 계측부(20)는 1회의 계측 시점에서, 전압, 전류, 및 온도 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.The measurement unit 20 continuously measures the charge start time, the charge end time, the voltage V, the current I, and the temperature T of the battery 10, and measure the measured voltage value, current value, and temperature. The value and the charging start time, the charging end time and the like are transmitted to the detector 30. The measurement unit 20 may perform measurement discretely. There may be a predetermined time interval between the two measurement time points, and the length of the time interval may be changed. The measurement unit 20 may detect at least one of voltage, current, and temperature at one measurement time point.

이하, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여, 계측부(20)에서 계측되는 배터리(10)의 상태에 따른 전압 및 전류를 설명한다.Hereinafter, the voltage and the current according to the state of the battery 10 measured by the measuring unit 20 will be described with reference to FIGS. 3A to 3C.

도 3a을 참조하면, 정전류(CC) 충전으로 배터리(10)가 충전되는 동안, 배터리(10)로 공급되는 충전 전류(I)는 일정한 값을 가지며, 배터리(10)의 전압(V)은 점차 상승한다. 정전류(CC) 충전 중, 배터리(10)에 내부단락(I_S)이 발생한 경우, 배터리(10)의 전압(V)이 급감하다가 다시 상승하는 현상이 발생한다. 도 2를 참조하면, 이러한 현상은 배터리(10)의 내부단락으로 인해 배터리(10)의 등가저항, 즉 배터리(10)의 내부저항(R_B)과 단락저항(R_S)의 합성저항이 순간 변하기 때문에 발생한다.Referring to FIG. 3A, while the battery 10 is charged by constant current (CC) charging, the charging current I supplied to the battery 10 has a constant value, and the voltage V of the battery 10 gradually increases. To rise. When the internal short I _S occurs in the battery 10 during the constant current CC charging, the voltage V of the battery 10 decreases rapidly and then rises again. Referring to FIG. 2, this phenomenon is due to an internal short circuit of the battery 10, and thus an instantaneous resistance of the battery 10, that is, a combined resistance of the internal resistance R _B and the short circuit resistance R _S of the battery 10 is instantaneous. Occurs because it changes.

또한, 도 3b를 참조하면, 정전압(CV) 충전으로 배터리(10)가 충전되는 동안, 배터리(10)의 전압(V) 즉, 충전 전압은 일정한 값를 가지며, 충전 전류(I)는 점차 감소한다. 정전압(CV) 충전 중, 배터리(10)에 내부단락(I_S)이 발생한 경우, 배터리(10)의 충전 전류(I)가 급증하다가 다시 하강하는 현상이 발생한다. 도 2를 참조하면, 이러한 현상은 배터리(10)의 내부단락으로 인해 배터리(10)의 등가저항, 즉 배터리(10)의 내부저항(R_B)과 단락저항(R_S)의 합성저항이 순간 변하기 때문이다.3B, while the battery 10 is being charged by the constant voltage CV charging, the voltage V of the battery 10, that is, the charging voltage has a constant value, and the charging current I gradually decreases. . When the internal short I _S occurs in the battery 10 during the constant voltage CV charging, a phenomenon in which the charging current I of the battery 10 rapidly increases and then falls again occurs. Referring to FIG. 2, this phenomenon is due to an internal short circuit of the battery 10, and thus an instantaneous resistance of the battery 10, that is, a combined resistance of the internal resistance R _B and the short circuit resistance R _S of the battery 10 is instantaneous. Because it changes.

또한, 도 3c를 참조하면, 배터리(10)의 전압이 개방 전압 상태, 예를 들어, 배터리(10)에 부하가 연결되지 않은 경우 또는 매우 낮은 부하가 연결된 경우, 배터리(10)의 전압(V)은 소정 시간 일정하게 유지되다가 서서히 감소한다. 이때, 배터리(10)에 내부단락(I_S)이 발생한 경우, 배터리(10)의 전압(V)이 급감하다가 서서히 감소하는 현상이 발생한다. 도 2를 참조하면, 이러한 현상은 배터리(10)의 내부단락으로 인해 배터리(10)의 등가저항, 즉 배터리(10)의 내부저항(R_B)과 단락저항(R_S)의 합성저항이 순간 변하기 때문이다.Also, referring to FIG. 3C, when the voltage of the battery 10 is in an open voltage state, for example, when no load is connected to the battery 10 or a very low load is connected, the voltage V of the battery 10 ) Is kept constant for a predetermined time and gradually decreases. At this time, when the internal short I _S occurs in the battery 10, a phenomenon in which the voltage V of the battery 10 decreases rapidly and then gradually decreases. Referring to FIG. 2, this phenomenon is due to an internal short circuit of the battery 10, and thus an instantaneous resistance of the battery 10, that is, a combined resistance of the internal resistance R _B and the short circuit resistance R _S of the battery 10 is instantaneous. Because it changes.

감지부(30)는 계측부(20)로부터 배터리(10)의 전압 값, 전류 값, 온도 값 등을 수신하여 메모리(미도시)에 저장한다. The sensing unit 30 receives a voltage value, a current value, a temperature value, and the like of the battery 10 from the measuring unit 20 and stores it in a memory (not shown).

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 내부단락에 따른 배터리(10)의 전압 또는 전류의 변화 양상은 배터리(10)가 충전 중인지와, 충전 방식(정전류 충전, 정전압 충전)에 따라 다르게 나타난다. 따라서, 배터리 제어 장치(1)는 내부단락 검출을 위해 현재 배터리(10)가 충전 중인지와, 배터리가 충전 중인 경우 충전 방식을 확인한다. 즉, 감지부(30)는 계측된 배터리(10)의 전압 값 및 전류 값을 이용하여 현재 배터리(10)가 정전류(CC) 충전 상태, 정전압(CV) 충전 상태, 및 개방 전압 상태(무부하 또는 저부하 상태) 중 어느 하나 인지 판단한다. 3A to 3C, a change in voltage or current of the battery 10 according to an internal short circuit is different depending on whether the battery 10 is being charged and a charging method (constant current charging, constant voltage charging). Therefore, the battery control device 1 checks whether the battery 10 is currently being charged for the internal short circuit detection and, if the battery is being charged, the charging method. That is, the sensing unit 30 uses the measured voltage value and the current value of the battery 10 so that the current battery 10 is in a constant current (CC) charge state, a constant voltage (CV) charge state, and an open voltage state (no load or Low load state).

도 3a를 참조하면, 정전류(CC) 충전 중인 구간에서 배터리(10)에 내부단락(Is)이 발생하면 배터리(10)의 전압(V)이 순간적으로 급감하는 현상이 발생한다. 따라서, 감지부(30)는, 배터리(10)가 정전류(CC) 충전 중이면, 배터리(10)의 전압(V) 변화를 모니터링하여 배터리(10)의 내부단락 발생을 감지한다. Referring to FIG. 3A, when the internal short Is occurs in the battery 10 in a section in which the constant current CC is being charged, the voltage V of the battery 10 may suddenly decrease. Therefore, when the battery 10 is charging the constant current CC, the sensing unit 30 detects the occurrence of an internal short circuit of the battery 10 by monitoring a change in the voltage V of the battery 10.

일례로, 감지부(30)는 배터리(10)가 정전류 충전되는 동안 계측부(20)에 의해 계측되는 전압 값들로부터, 서로 다른 시간 구간에서 계측된 전압 값들로 구성된 제1 전압 그룹과 제2 전압 그룹을 결정하고, 제1 전압 그룹에 포함된 전압 값들의 평균과, 제2 전압 그룹에 포함된 전압 값들의 평균의 차이가 임계치 이상이면, 배터리(10)에 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제1 전압 그룹 및 제2 전압 그룹은 각각 소정 기간 동안 계측된 복수의 전압 값을 포함하며, 제1 전압 그룹에 포함된 전압 값들은 제2 전압 그룹에 포함된 전압 값들보다 먼저 계측된 전압 값들일 수 있다. 제1 및 제2 전압 그룹을 결정하는 방법에 대해서는 후술하는 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.For example, the sensing unit 30 may include a first voltage group and a second voltage group including voltage values measured at different time intervals from voltage values measured by the measuring unit 20 while the battery 10 is constant current charged. When the difference between the average of the voltage values included in the first voltage group and the average of the voltage values included in the second voltage group is greater than or equal to the threshold, it may be determined that an internal short circuit has occurred in the battery 10. Here, each of the first voltage group and the second voltage group includes a plurality of voltage values measured for a predetermined period, and the voltage values included in the first voltage group are measured before the voltage values included in the second voltage group. May be values. A method of determining the first and second voltage groups will be described in detail with reference to FIG. 4 described later.

다른 예로, 감지부(30)는 배터리(10)가 정전류(CC) 충전되는 동안 계측부(20)에 의해 계측된 전압 값들로부터, 서로 다른 시간 구간에서 각각 계측된 제1 전압 값과 제2 전압 값을 선택하고, 제1 전압 값과 제2 전압 값의 차이가 임계치 이상이면, 배터리(10)에 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수도 있다. 여기서, 제1 및 제2 전압 값은 순시 전압 값으로서, 제1 전압 값은 제2 전압 값에 비해 이전에 계측된 전압 값일 수 있다.As another example, the detector 30 may measure the first voltage value and the second voltage value respectively measured at different time intervals from voltage values measured by the measurement unit 20 while the battery 10 is charged with a constant current (CC). If it is selected, and if the difference between the first voltage value and the second voltage value is greater than or equal to the threshold, it may be determined that an internal short circuit occurs in the battery 10. Here, the first and second voltage values may be instantaneous voltage values, and the first voltage value may be a previously measured voltage value compared to the second voltage value.

도 3b를 참조하면, 정전압(CV) 충전 중인 구간에서 배터리(10)에 내부단락(Is)이 발생하면, 배터리(10)의 충전 전류(I)가 순간적으로 급증한다. 따라서, 감지부(30)는, 배터리(10)가 정전압(CV) 충전 중이면, 배터리(10)의 전류 변화를 모니터링하여 배터리(10)의 내부단락 발생을 감지한다. Referring to FIG. 3B, when an internal short Is occurs in the battery 10 in a section in which the constant voltage CV is being charged, the charging current I of the battery 10 rapidly increases. Therefore, when the battery 10 is charging the constant voltage CV, the sensing unit 30 detects an occurrence of an internal short circuit of the battery 10 by monitoring a change in current of the battery 10.

일례로, 감지부(30)는 배터리(10)가 정전압(CV) 충전되는 동안 계측부(20)에 의해 계측되는 전류 값들로부터, 서로 다른 시간 구간에서 계측된 전류 값들로 구성된 제1 전류 그룹과, 제2 전류 그룹을 결정하고, 제1 전류 그룹에 포함된 전류 값들의 평균과, 제2 전류 그룹에 포함된 전류 값들의 평균의 차이가 임계치 이상이면, 배터리(10)에 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제1 전류 그룹 및 제2 전류 그룹은 각각 소정 기간 동안 계측된 복수의 전류 값을 포함하며, 제1 전류 그룹에 포함된 전류 값들은 제2 전류 그룹에 포함된 전류 값들보다 먼저 계측된 전류 값들일 수 있다. 제1 및 제2 전류 그룹을 결정하는 방법에 대해서는 후술하는 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다. For example, the detector 30 may include a first current group including current values measured at different time intervals from current values measured by the measurement unit 20 while the battery 10 is charged with a constant voltage (CV), If the difference between the average of the current values included in the first current group and the average of the current values included in the second current group is greater than or equal to the threshold, it is determined that an internal short circuit has occurred in the battery 10. can do. Here, each of the first current group and the second current group includes a plurality of current values measured for a predetermined period, and the current values included in the first current group are measured before the current values included in the second current group. May be values. A method of determining the first and second current groups will be described in detail with reference to FIG. 4 described later.

다른 예로, 감지부(30)는 배터리(10)가 정전압(CV) 충전되는 동안 계측부(20)에 의해 계측된 전류 값들로부터 서로 다른 시간 구간에서 각각 계측된 제1 전류 값과 제2 전류 값을 선택하고, 제1 전류 값과 제2 전류 값의 차가 임계치 이상이면, 배터리(10)에 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수도 있다. 여기서, 제1 및 제2 전류 값은 순시 전류 값으로서, 제1 전류 값은 제2 전류 값에 비해 이전에 계측된 전류 값일 수 있다.As another example, the detector 30 may measure the first current value and the second current value measured at different time intervals from the current values measured by the measurement unit 20 while the battery 10 is charged with a constant voltage (CV). If the difference between the first current value and the second current value is greater than or equal to the threshold, it may be determined that an internal short circuit has occurred in the battery 10. Here, the first and second current values may be instantaneous current values, and the first current value may be a previously measured current value compared to the second current value.

도 3c를 참조하면, 배터리(10)의 충전이 종료되어 배터리(10)가 개방 전압 상태(예를 들어, 배터리(10)에 부하가 연결되지 않은 상태 또는 매우 낮은 부하가 연결된 상태)가 되면, 배터리(10)의 전압(V)은 소정 시간 일정하게 유지되다가 서서히 감소하며, 배터리(10)에 내부단락이 발생할 경우에는, 배터리(10)의 전압이 급감한다. 따라서, 감지부(30)는 배터리(10)의 충전이 종료되어 배터리(10)가 현재 개방 전압 상태이면, 배터리(10)의 전압(V) 변화를 모니터링하여 배터리(10)의 내부단락 발생을 감지한다. Referring to FIG. 3C, when charging of the battery 10 is terminated and the battery 10 is in an open voltage state (for example, a state in which no load is connected to the battery 10 or a state in which a very low load is connected) The voltage V of the battery 10 is kept constant for a predetermined time and gradually decreases. When an internal short circuit occurs in the battery 10, the voltage of the battery 10 decreases rapidly. Therefore, when the charging of the battery 10 is terminated and the battery 10 is currently in an open voltage state, the sensing unit 30 monitors a change in the voltage V of the battery 10 to generate an internal short circuit of the battery 10. Detect.

일례로, 감지부(30)는 배터리(10)가 개방 전압 상태인 동안 계측부(20)에 의해 계측되는 전압 값들로부터, 서로 다른 시간 구간에서 계측된 전압 값들로 구성된 제1 전압 그룹과 제2 전압 그룹을 결정하고, 제1 전압 그룹에 포함된 전압 값들의 평균과, 제2 전압 그룹에 포함된 전압 값들의 평균의 차이가 임계치 이상이면, 배터리(10)에 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제1 전압 그룹 및 제2 전압 그룹은 각각 소정 기간 동안 계측된 복수의 전압 값을 포함하며, 제1 전압 그룹에 포함된 전압 값들은 제2 전압 그룹에 포함된 전압 값들보다 먼저 계측된 전압 값들일 수 있다. 제1 및 제2 전압 그룹을 결정하는 방법에 대해서는 후술하는 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.For example, the sensing unit 30 may include a first voltage group and a second voltage composed of voltage values measured at different time intervals from voltage values measured by the measuring unit 20 while the battery 10 is in an open voltage state. When the group is determined and the difference between the average of the voltage values included in the first voltage group and the average of the voltage values included in the second voltage group is greater than or equal to the threshold, it may be determined that an internal short circuit has occurred in the battery 10. . Here, each of the first voltage group and the second voltage group includes a plurality of voltage values measured for a predetermined period, and the voltage values included in the first voltage group are measured before the voltage values included in the second voltage group. May be values. A method of determining the first and second voltage groups will be described in detail with reference to FIG. 4 described later.

다른 예로, 감지부(30)는 배터리(10)가 개방 전압 상태인 동안 계측부(20)에 의해 계측된 전압 값들로부터, 서로 다른 시간 구간에서 계측된 제1 전압 값과 제2 전압 값을 선택하고, 제1 전압 값과 제2 전압 값의 차이가 임계치 이상이면, 배터리(10)에 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수도 있다. 여기서, 제1 및 제2 전압 값은 순시 전압 값으로서, 제1 전압 값은 제2 전압 값에 비해 이전에 계측된 전압 값일 수 있다.As another example, the detector 30 selects the first voltage value and the second voltage value measured at different time intervals from the voltage values measured by the measurement unit 20 while the battery 10 is in the open voltage state. When the difference between the first voltage value and the second voltage value is greater than or equal to the threshold, it may be determined that an internal short circuit has occurred in the battery 10. Here, the first and second voltage values may be instantaneous voltage values, and the first voltage value may be a previously measured voltage value compared to the second voltage value.

한편, 배터리(10)가 개방 전압 상태인 경우, 내부단락을 판단하기 위해 사용되는 전압 값들은 배터리(10)의 충전 종료 시점으로부터 임계 시간이 경과한 이후에 계측된 전압 값들일 수 있다. 여기에서, 임계 시간은 충전 종료 후 내부단락 판단이 가능하기까지의 시간을 의미하며, 임계 시간 이전에 계측된 전압 값들을 이용하여 내부단락을 판단하는 경우 판단 정확도가 떨어질 수 있다. Meanwhile, when the battery 10 is in an open voltage state, voltage values used to determine an internal short circuit may be voltage values measured after a threshold time elapses from the end of charging of the battery 10. Here, the threshold time refers to the time until the internal short circuit determination is possible after the end of charging, and when the internal short circuit is determined using the voltage values measured before the threshold time, the determination accuracy may be lowered.

감지부(30)는 전술한 방식들을 이용하여 배터리(10)의 내부단락을 감지하면, 배터리(10)의 상태 및 내부단락(I_S) 여부가 포함된 감지 신호(Ds)를 생성한다. 감지부(30)가 배터리(10)의 내부단락을 감지하는 구체적인 과정은 후술하는 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.When the sensing unit 30 senses an internal short circuit of the battery 10 using the above-described methods, the sensing unit 30 generates a detection signal Ds including the state of the battery 10 and whether the internal short circuit I _S is present. A detailed process of detecting the internal short circuit of the battery 10 by the detector 30 will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7 to be described later.

제어부(40)는 감지부(30)에 의해 발생된 감지 신호(Ds)에 기초하여, 배터리(10)에 연결된 외부의 충전 장치(미도시) 또는 부하(미도시)의 연결 또는 차단을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(40)는 감지부(30)에 의해 배터리(10)의 내부단락 발생을 가리키는 감지 신호(Ds)가 발생하면, 배터리(10)에 연결된 외부의 충전 장치(미도시) 또는 부하(미도시)의 연결을 차단할 수 있다.The controller 40 may control the connection or disconnection of an external charging device (not shown) or a load (not shown) connected to the battery 10 based on the detection signal Ds generated by the detection unit 30. Can be. For example, the controller 40 may generate an external charging device (not shown) connected to the battery 10 when a detection signal Ds indicating an occurrence of an internal short circuit of the battery 10 is generated by the sensor 30. The connection of the load (not shown) can be cut off.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어 장치(1)는 배터리(10)의 내부단락을 감지하고, 내부단락 감지 결과에 따라 배터리(10)와 충전 장치(또는 부하) 간의 연결을 제어할 수 있어 내부단락으로 인한 배터리(10)의 열 폭주를 예방할 수 있다.Therefore, the battery control device 1 according to an embodiment of the present invention can detect an internal short circuit of the battery 10 and control the connection between the battery 10 and the charging device (or load) according to the internal short detection result. Thereby, thermal runaway of the battery 10 due to the internal short circuit can be prevented.

제어부(40)는 감지부(30)에 의해 배터리(10)의 내부단락을 가리키는 감지 신호(D_S)가 발생하면, 배터리(10)의 내부단락 발생을 통지하는 통지 신호를 상위 시스템으로 전달할 수도 있다. Control section 40 when the detection signal (D _S) that points to an internal short circuit of the battery 10 by the sensor 30 occurs, can pass a notification signal for notifying an internal short circuit occurs in the battery 10 in the higher-level system have.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어 장치에서 내부단락 검출에 사용되는 전압 그룹과 전류 그룹을 결정하는 일 예를 도시한 것이다.4 illustrates an example of determining a voltage group and a current group used for detecting an internal short circuit in the battery control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 감지부(30)는 계측부(20)로부터 복수의 계측 시점(t_-23 ~ t₀)에 계측된 전압 값들과 전류 값들을 수신하며, 이들 중 일부를 포함하도록 전압 그룹들(VG1, VG2) 및 전류 그룹들(IG1, IG2)을 설정한다. 도 4에서, t₀는 현재 계측 시점 즉, 가장 최근의 계측 시점을 나타내며, t_-23은 가장 이전에 계측된 계측 시점을 나타낸다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 감지부(30)는 계측부(20)에 의해 복수의 계측 시점(t_-23 ~ t₀)에 계측된 전류 값들 중, 복수의 계측 시점(t_-23 ~ t_-14)에 계측된 전류 값들을 포함하는 제1 전류 그룹(IG1)과 복수의 계측 시점(t_-9 ~ t₀)에 계측된 전류 값들을 포함하는 제2 전류 그룹(IG2)을 결정한다. 또한, 계측부(20)에 의해 복수의 계측 시점(t_-23 ~ t₀)에 계측된 전압 값들 중, 복수의 계측 시점(t_-23 ~ t_-14)에 계측된 전압 값들을 포함하는 제1 전압 그룹(VG1)과 복수의 계측 시점(t_-9 ~ t₀)에 계측된 전압 값들을 포함하는 제2 전압 그룹(VG2)을 결정한다. 설명의 편의를 위해, 각 전압 그룹(VG1, VG2) 및 각 전류 그룹(IG1, IG2)에 대응하는 계측 시점의 개수가 10개인 것으로 설명하였으나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 각 전압 그룹(VG1, VG2) 및 각 전류 그룹(IG1, IG2)의 크기 즉, 각 전압 그룹(VG1, VG2) 및 각 전류 그룹(IG1, IG2)에 포함되는 전압 값 및 전류 값의 개수는 각 전압 그룹(VG1, VG2) 및 각 전류 그룹(IG1, IG2)에 할당되는 메모리의 크기에 비례할 수 있다.Referring to FIG. 4, the detector 30 receives voltage values and current values measured at a plurality of measurement time points t ₋₂₃ to t ₀ from the measurement unit 20, and includes voltage groups to include some of them. Set (VG1, VG2) and current groups (IG1, IG2). In FIG. 4, t ₀ indicates a current measurement time point, that is, the most recent measurement time point, and t- ₂₃ indicates a measurement time point most recently measured. Specifically, as shown in FIG. 4, the detection unit 30 measuring unit 20, the current values of the plurality of the measurement point measured in the plurality of measurement time point (t ₀ _-23 ~ t) by (t _-23 determine a first current group IG1 including current values measured at ˜t ₋₁₄ ) and a second current group IG2 including current values measured at a plurality of measurement points t ₋₉ to t ₀ . do. Also, among the voltage values measured by the measurement unit 20 at the plurality of measurement time points t- ₂₃ to t ₀ , a first value includes voltage values measured at the plurality of measurement time points t- ₂₃ to t- ₁₄ . The second voltage group VG2 including the voltage group VG1 and the voltage values measured at the plurality of measurement points t ₋₉ to t ₀ may be determined. For convenience of description, the number of measurement time points corresponding to each of the voltage groups VG1 and VG2 and the current groups IG1 and IG2 is described as being ten, but embodiments of the present invention are not limited thereto. The magnitude of each voltage group VG1 and VG2 and each current group IG1 and IG2, that is, the number of voltage values and current values included in each voltage group VG1 and VG2 and each current group IG1 and IG2, respectively. The size of the memory allocated to the voltage groups VG1 and VG2 and the current groups IG1 and IG2 may be proportional to each other.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 배터리(10)에 내부단락이 발생하면 소정 기간 동안 배터리(10)의 전류(또는 전압)이 불안정하다. 따라서, 감지부(30)는, 내부단락 발생 시 내부단락 발생으로 전류(또는 전압)가 불안정한 구간을 사이에 두고 상대적으로 안정된 양쪽 시간 구간의 전류(또는 전압)을 비교하는 상황을 만들기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전류 그룹(IG1)에 대응하는 시간 구간(t_-23 ~ t_-14)과 제2 전류 그룹(IG2)에 대응하는 시간 구간(t_-9 ~ t₀) 사이(또는 제1 전압 그룹(VG1)에 대응하는 시간 구간(t_-23 ~ t_-14)과 제2 전압 그룹(VG2)에 대응하는 시간 구간(t_-9 ~ t₀) 사이)에 적어도 하나의 계측 시점(t_-13 ~ t_-10)을 포함하는 소정의 기간(interval)이 존재하도록, 전류 그룹들(IG1, IG2)(또는 전압 그룹들(VG1, VG2))을 결정할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니어서, 전류 그룹들(IG1, IG2)(또는 전압 그룹들(VG1, VG2))에 대응하는 시간 구간들 사이에는 시간 공백이 존재하지 않을 수도 있다. 3A to 3C, when an internal short occurs in the battery 10, the current (or voltage) of the battery 10 is unstable for a predetermined period of time. Therefore, the sensing unit 30 compares the current (or voltage) of both time intervals that are relatively stable with the interval between which the current (or voltage) is unstable due to the occurrence of an internal short circuit when the internal short circuit occurs. As shown in FIG. 4, between the time interval t _-23 to t _-14 corresponding to the first current group IG1 and the time interval t _-9 to t ₀ corresponding to the second current group IG2. (Or between at least one time interval t _-23 to t _-14 corresponding to the first voltage group VG1 and at least one time interval t _-9 to t ₀ corresponding to the second voltage group VG2). The current groups IG1 and IG2 (or the voltage groups VG1 and VG2) may be determined such that there is a predetermined interval including the measurement points t ₋₁₃ to t ₋₁₀ . However, the embodiment of the present invention is not limited thereto, and there may not be a time gap between the time periods corresponding to the current groups IG1 and IG2 (or the voltage groups VG1 and VG2).

즉, 제1 전압 그룹(VG1)은 제1 시간 구간 동안 복수회 계측된 전압 값들을 포함하고, 제2 전압 그룹(VG2)은 제2 시간 구간 동안 복수 회 계측된 전압 값들을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제1 전류 그룹(IG1)은 제1 시간 구간 동안 복수회 계측된 전류 값들을 포함하고, 제2 전류 그룹(IG2)은 제2 시간 구간 동안 복수회 계측된 전류 값들을 포함한다. 제1 시간 구간과 제2 시간 구간은 서로 일부 중첩할 수 있거나, 두 시간 구간 사이에 시간 간격이 존재할 수 있거나, 또는 제1 시간 구간이 종료되면 제2 시간 구간이 개시될 수 있다. 또한, 제1 시간 구간은 제2 시간 구간보다 시간 상으로 더 빠를 수 있다. 제1 시간 구간과 제2 시간 구간의 길이는 서로 동일하거나 또는 상이할 수도 있다.That is, the first voltage group VG1 may include voltage values measured multiple times during the first time interval, and the second voltage group VG2 may include voltage values measured multiple times during the second time interval. Similarly, the first current group IG1 includes current values measured multiple times during the first time period, and the second current group IG2 includes current values measured multiple times during the second time period. The first time interval and the second time interval may partially overlap each other, a time interval may exist between the two time intervals, or the second time interval may be started when the first time interval ends. Also, the first time interval may be faster in time than the second time interval. The lengths of the first time interval and the second time interval may be the same or different from each other.

도 4에서는 배터리(10)의 전류 계측 시점과 전압 계측 시점이 서로 동일한 것으로 도시하였으나, 배터리(10)의 전류 계측 시점과 전압 계측 시점은 서로 다를 수도 있다. 또한, 도 4에서는 각 전압 그룹(VG1, VG2)에 포함되는 전압 값의 개수와, 각 전류 그룹(IG1, IG2)에 포함되는 전류 값의 개수가 서로 동일한 경우를 예로 들어 도시하였으나, 각 전압 그룹(VG1, VG2)에 포함되는 전압 값의 개수와, 각 전류 그룹(IG1, IG2)에 포함되는 전류 값의 개수는 서로 다를 수 있다.In FIG. 4, the current measurement time and the voltage measurement time of the battery 10 are shown to be the same, but the current measurement time and the voltage measurement time of the battery 10 may be different from each other. In addition, in FIG. 4, the case where the number of voltage values included in each voltage group VG1 and VG2 and the number of current values included in each current group IG1 and IG2 are equal to each other is illustrated as an example. The number of voltage values included in the VG1 and VG2 and the number of current values included in each of the current groups IG1 and IG2 may be different from each other.

도 4에서, 제1 및 제2 전류 그룹(IG1, IG2)에 포함되는 전류 값들과, 제1 및 제2 전압 그룹(VG1, VG2)에 포함되는 전압 값들은 시간에 따라 다르게 선택될 수 있다. 즉, 감지부(30)는 제2 전류 그룹(IG2)과 제2 전압 그룹(VG2)이 각각 현재 시점의 전류 값과 전압 값(가장 최근에 계측된 전류 값 및 전압 값)을 포함하도록, 새로운 전류 값 또는 새로운 전압 값이 계측될 때마다, 제1 및 제2 전류 그룹(IG1, IG2) 각각에 대응하는 시간 구간 또는 제1 및 제2 전압 그룹(VG1, VG2) 각각에 대응하는 시간 구간을 시프트(shift)할 수 있다. 시간 구간을 시프트하는 것은, 각 전류 그룹(IG1, IG2) 또는 전압 그룹(VG1, VG2)에 대응하는 계측 시점들을 적어도 하나씩 시프트하는 것으로서, 이로 인해 각 전류 그룹(IG1, IG2)에 포함되는 전류 값들 또는 전압 그룹(VG1, VG2)에 포함되는 전압 값들이 변경된다. 예를 들어, t_-1 시점에서, 제2 전압 그룹(VG2)에 대응하는 시간 구간은 t_-10 내지 t_-1이고, t₀ 시점에서, 제2 전압 그룹(VG2)에 대응하는 시간 구간은 t_-9 내지 t₀이다.In FIG. 4, current values included in the first and second current groups IG1 and IG2 and voltage values included in the first and second voltage groups VG1 and VG2 may be differently selected according to time. That is, the sensing unit 30 is configured such that the second current group IG2 and the second voltage group VG2 each include the current value and the voltage value (the most recently measured current value and the voltage value) at the present time. Each time a current value or a new voltage value is measured, a time period corresponding to each of the first and second current groups IG1 and IG2 or a time period corresponding to each of the first and second voltage groups VG1 and VG2 is determined. It can shift. Shifting the time interval shifts at least one measurement time point corresponding to each of the current groups IG1 and IG2 or the voltage groups VG1 and VG2, and thus the current values included in each of the current groups IG1 and IG2. Alternatively, voltage values included in the voltage groups VG1 and VG2 are changed. For example, at time t ₋₁ , the time period corresponding to the second voltage group VG2 is t ₋₁₀ to t _−1, and at time t ₀ , the time period corresponding to the second voltage group VG2 is t ₋₉ to t ₀ .

위에서 설명한 배터리 제어 장치(1)에서 계측부(20), 감지부(30), 또는 제어부(40)는 하나 이상의 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU)이나 기타 칩셋, 마이크로프로세서 등으로 구현되는 프로세서에 의해 수행될 수 있다.In the battery control device 1 described above, the measurement unit 20, the detection unit 30, or the control unit 40 may be provided with a processor implemented by one or more central processing units (CPUs), other chipsets, microprocessors, or the like. Can be performed by

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 배터리 제어 장치(1)가 배터리(10)의 내부단락(I_S)을 검출하는 방법을 설명한다. 이하, 설명에서 제1 및 제2 전류 그룹(IG1, IG2)과 제1 및 제2 전압 그룹(VG1, VG2)은 도 4를 참조하여 설명한 제1 및 제2 전류 그룹(IG1, IG2)과 제1 및 제2 전압 그룹(VG1, VG2)에 대응된다. Hereinafter, a method in which the battery control device 1 detects an internal short I _S of the battery 10 will be described with reference to FIGS. 5 to 7. Hereinafter, in the description, the first and second current groups IG1 and IG2 and the first and second voltage groups VG1 and VG2 are the first and second current groups IG1 and IG2 and the first and second current groups described with reference to FIG. 4. Corresponds to the first and second voltage groups VG1 and VG2.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부단락 검출 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5의 내부단락 검출 방법은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 배터리 제어 장치(1)에 의해 수행될 수 있다.5 is a flowchart illustrating a method of detecting an internal short circuit according to a first embodiment of the present invention. The internal short circuit detecting method of FIG. 5 may be performed by the battery control apparatus 1 described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 5를 참조하면, 단계 S10에서, 감지부(30)는 계측부(20)에 의해 계측된 배터리(10)의 전압 값들 및 전류 값들을 이용하여 배터리(10)의 상태가 정전류(CC) 충전 중인지 판단한다. 구체적으로, 도 3a에서 도시된 바와 같이, 배터리(10)의 충전 전류(I)가 일정한 값을 유지하고, 배터리(10)의 전압(V)이 점차 상승한 것으로 계측되는 경우, 감지부(30)는 배터리(10)의 상태가 정전류(CC) 충전 중인 것으로 판단한다.Referring to FIG. 5, in step S10, the sensing unit 30 uses the voltage values and current values of the battery 10 measured by the measuring unit 20 to determine whether the state of the battery 10 is being charged with a constant current (CC). To judge. Specifically, as shown in FIG. 3A, when the charging current I of the battery 10 maintains a constant value and the voltage V of the battery 10 is gradually increased, the sensing unit 30 is measured. It is determined that the state of the battery 10 is charging the constant current (CC).

단계 S11에서, 배터리(10)가 정전류(CC) 충전 중인 것으로 판단된 경우, 감지부(30)는 제1 전류 그룹(IG1) 및 제2 전류 그룹(IG2)이 안정적인지 판단한다. 예를 들어, 감지부(30)는 제1 전류 그룹(IG1)에 포함된 전류 값들의 변화폭(제1 전류 그룹(IG1)에 포함된 전류 값들의 최댓값과 최솟값의 차이)이 소정의 제1 범위 이내이면 제1 전류 그룹(IG1)이 안정적인 것으로 판단하고, 제2 전류 그룹(IG2)에 포함된 전류 값들의 변화폭(제2 전류 그룹(IG2)에 포함된 전류 값들의 최댓값과 최솟값의 차이)이 소정의 제1 범위 이내이면 제1 전류 그룹(IG1) 및 제2 전류 그룹(IG2)이 안정적인 것으로 판단한다. In operation S11, when it is determined that the battery 10 is being charged with the constant current CC, the detector 30 determines whether the first current group IG1 and the second current group IG2 are stable. For example, the sensing unit 30 has a first range in which a change range (difference between the maximum value and the minimum value of the current values included in the first current group IG1) of the current values included in the first current group IG1 is predetermined. If it is within the first current group IG1 is determined to be stable, the change range of the current values included in the second current group IG2 (difference between the maximum value and the minimum value of the current values included in the second current group IG2) is If it is within a predetermined first range, it is determined that the first current group IG1 and the second current group IG2 are stable.

단계 S12에서, 제1 전류 그룹(IG1) 및 제2 전류 그룹(IG2)이 안정적인 것으로 판단된 경우, 감지부(30)는 제1 전압 그룹(VG1)이 안정적인지 판단한다. 예를 들어, 감지부(30)는 제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들의 변화폭(제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들의 최댓값과 최솟값의 차이)이 소정의 제2 범위 내에 있으면 제1 전압 그룹(VG1)이 안정적인 것으로 판단한다. In operation S12, when it is determined that the first current group IG1 and the second current group IG2 are stable, the detector 30 determines whether the first voltage group VG1 is stable. For example, the detector 30 may have a second range in which a change width (difference between the maximum value and the minimum value of the voltage values included in the first voltage group VG1) of the voltage values included in the first voltage group VG1 is predetermined. If in, it is determined that the first voltage group (VG1) is stable.

단계 S13에서, 제1 전압 그룹(VG1)이 안정적인 것으로 판단된 경우, 감지부(30)는 제1 전압 그룹(VG1)의 전압평균과 제2 전압 그룹(VG2)의 전압평균 의 차이, 즉, 제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들의 평균에서 제2 전압 그룹(VG2)에 포함된 전압 값들의 평균을 감산한 값이 제1 임계치(Th1)이상인지 판단한다.In operation S13, when it is determined that the first voltage group VG1 is stable, the detector 30 may determine a difference between the voltage average of the first voltage group VG1 and the voltage average of the second voltage group VG2. It is determined whether the value obtained by subtracting the average of the voltage values included in the second voltage group VG2 from the average of the voltage values included in the first voltage group VG1 is greater than or equal to the first threshold Th1.

단계 S14에서, 제2 전압 그룹(VG2)의 전압평균과 제1 전압 그룹(VG1)의 전압평균의 차가 제1 임계치(Th1)이상인 경우 감지부(30)는 배터리(10)에 내부단락이 발생한 것으로 판단한다. 또한, 단계 S15에서, 배터리(10)와 충전 장치(미도시) 간의 연결을 차단함으로써, 배터리(10)의 열 폭주를 방지한다. In operation S14, when the difference between the voltage average of the second voltage group VG2 and the voltage average of the first voltage group VG1 is greater than or equal to the first threshold Th1, the detector 30 generates an internal short circuit in the battery 10. I think that. In addition, in step S15, by running the connection between the battery 10 and the charging device (not shown), thermal runaway of the battery 10 is prevented.

배터리(10)의 정전류(CC) 충전 중 내부단락 외의 요인(충전 중 기기 사용 등)으로 인해 배터리(10)의 전류 또는 전압이 흔들리는 상황이 발생할 수 있으며, 이러한 상황에서 내부단락을 검출할 경우 검출 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 감지부(30)는 배터리(10)가 안정적으로 정전류(CC) 충전 중인 상태임을 확인한 후에, 전압 변화를 토대로 내부단락을 검출하기 위해 전술한 단계 S11 및 단계 S12를 수행한다.The current or voltage of the battery 10 may fluctuate due to factors other than the internal short circuit during the constant current (CC) charging of the battery 10, such as the use of the device during charging. Errors may occur. Therefore, after confirming that the battery 10 is stably charging the constant current CC, the sensing unit 30 performs the above-described steps S11 and S12 to detect an internal short circuit based on the voltage change.

단계 S13에서, 제1 임계치(Th1)는 양수일 수 있다. 도 3a를 참조하면, 내부단락이 발생하면 배터리(10)의 전압이 순간적으로 급감하고, 이에 따라 이후 배터리(10)의 전압이 다시 상승하더라도, 소정 기간 동안은 배터리(10)의 전압이 내부단락이 발생하기 이전의 전압보다 낮은 상태를 유지한다. 즉, 내부 단락이 발생한 경우, 내부단락이 발생한 이후에 계측된 제2 전압 그룹(VG2)의 전압평균이 내부단락이 발생하기 전에 계측된 제1 전압 그룹(VG1)의 전압평균에 비해 낮게 나타나며, 이로 인해 제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들의 평균에서 제2 전압 그룹(VG2)에 포함된 전압 값들의 평균을 감산한 값이 0보다 큰 실수일 수 있다. In step S13, the first threshold Th1 may be positive. Referring to FIG. 3A, when an internal short circuit occurs, the voltage of the battery 10 suddenly decreases. Thus, even if the voltage of the battery 10 rises again later, the voltage of the battery 10 internally shorts for a predetermined period. It remains lower than the voltage before it occurred. That is, when an internal short circuit occurs, the voltage average of the second voltage group VG2 measured after the internal short circuit is lower than the voltage average of the first voltage group VG1 measured before the internal short circuit occurs. Therefore, a value obtained by subtracting the average of the voltage values included in the second voltage group VG2 from the average of the voltage values included in the first voltage group VG1 may be a real number greater than zero.

한편, 도 5에서는 정전류(CC) 충전 중 배터리(10)의 내부단락을 검출하기 위해 서로 다른 시간 구간에 대응하는 제1 전압 그룹 및 제2 전압 그룹의 전압 평균을 비교하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 감지부(30)는 정전류(CC) 충전 중 서로 다른 시간 구간에 계측된 제1 전압 값과 제2 전압 값을 비교하여 배터리(10)의 내부단락을 검출할 수도 있다. 여기서, 제1 전압 값은 제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들 중 하나이고, 제2 전압 값은 제2 전압 그룹(VG2)에 포함된 전압 값들 중 하나이며, 감지부(30)는 제1 전압 값에서 제2 전압 값을 감산한 값이 제1 임계치(Th1) 이상이면, 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수 있다.In FIG. 5, the voltage averages of the first voltage group and the second voltage group corresponding to different time intervals are compared to detect an internal short circuit of the battery 10 while charging the constant current CC. However, the embodiment is not limited thereto. For example, the detector 30 may detect an internal short circuit of the battery 10 by comparing the first voltage value and the second voltage value measured at different time intervals during the constant current (CC) charging. Here, the first voltage value is one of the voltage values included in the first voltage group VG1, the second voltage value is one of the voltage values included in the second voltage group VG2, and the sensing unit 30 is When the value obtained by subtracting the second voltage value from the first voltage value is greater than or equal to the first threshold Th1, it may be determined that an internal short circuit has occurred.

도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부단락 검출 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 6의 내부단락 검출 방법은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 배터리 제어 장치(1)에 의해 수행될 수 있다.6 is a flowchart illustrating a method for detecting an internal short circuit according to a second embodiment of the present invention. The internal short circuit detecting method of FIG. 6 may be performed by the battery control apparatus 1 described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 6을 참조하면, 단계 S20에서, 감지부(30)는 계측부(20)에 의해 계측된 배터리(10)의 전압 값들 및 전류 값들을 이용하여 배터리(10)의 상태가 정전압(CV) 충전 중인지 판단한다. 구체적으로, 도 3b에서 도시된 바와 같이, 배터리(10)의 충전 전압이 일정한 값(V)으로 계측되고, 충전 전류(I)가 점차 감소하는 것으로 계측되는 경우, 감지부(30)는 배터리(10)의 상태가 정전압(CV) 충전 중인 것으로 판단한다.Referring to FIG. 6, in step S20, the sensing unit 30 uses the voltage values and current values of the battery 10 measured by the measuring unit 20 to determine whether the state of the battery 10 is being charged with a constant voltage (CV). To judge. Specifically, as shown in FIG. 3B, when the charging voltage of the battery 10 is measured to a constant value V, and the charging current I is measured to decrease gradually, the sensing unit 30 may determine the battery ( It is determined that the state of 10) is charging the constant voltage (CV).

단계 S21에서, 배터리(10)가 정전압(CV) 충전 중인 경우, 감지부(30)는 제1 전류 그룹(IG1)이 안정적인지 판단한다. 예를 들어 감지부(30)는 제1 전류 그룹(IG1)에 포함된 전류 값들의 변화폭(제1 전류 그룹(IG1)에 포함된 전류 값들의 최댓값과 최솟값의 차이)이 소정의 제3 범위 내에 있는지 판단하고, 제1 전류 그룹(IG1)에 포함된 전류 값들의 변화폭이 소정의 제3 범위 내에 있으면 제1 전류 그룹(IG1)이 안정적인 것으로 판단한다. In operation S21, when the battery 10 is charging the constant voltage CV, the detector 30 determines whether the first current group IG1 is stable. For example, the sensing unit 30 has a change range (difference between the maximum value and the minimum value of the current values included in the first current group IG1) within a predetermined third range. If the variation range of the current values included in the first current group IG1 is within a predetermined third range, it is determined that the first current group IG1 is stable.

단계 S22에서, 제1 전류 그룹(IG1)이 안정적인 경우, 감지부(30)는 제1 전압 그룹(VG1)이 안정적인지 판단한다. 예를 들어, 감지부(30)는 제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들의 변화폭(제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들의 최댓값과 최솟값의 차이)이 소정의 제4 범위 내에 있는지 판단하고, 제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들의 변화폭이 소정 제4 범위 내에 있으면 제1 전압 그룹(VG1)이 안정적인 것으로 판단한다.In operation S22, when the first current group IG1 is stable, the detector 30 determines whether the first voltage group VG1 is stable. For example, the detector 30 may have a predetermined range in which a change width (difference between the maximum value and the minimum value of the voltage values included in the first voltage group VG1) of the voltage values included in the first voltage group VG1 is predetermined. The first voltage group VG1 is determined to be stable when the variation range of the voltage values included in the first voltage group VG1 is within the fourth range.

단계 S23에서, 제1 전압 그룹(VG1)이 안정적인 것으로 판단된 경우, 감지부(30)는 제2 전압 그룹(VG2)의 전압평균과 제1 전압 그룹(VG1)의 전압평균의 차이 즉, 제2 전압 그룹(VG2)에 포함된 전압 값들의 평균에서 제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들의 평균을 감산한 값이 제2 임계치(Th2) 이하인지 판단한다. In operation S23, when it is determined that the first voltage group VG1 is stable, the detector 30 may determine a difference between the voltage average of the second voltage group VG2 and the voltage average of the first voltage group VG1. It is determined whether a value obtained by subtracting the average of the voltage values included in the first voltage group VG1 from the average of the voltage values included in the second voltage group VG2 is equal to or less than the second threshold Th2.

단계 S24에서, 제2 전압 그룹(VG2)의 전압평균과 제1 전압 그룹의 전압평균의 차가 제2 임계치(Th2) 이하인 경우, 감지부(30)는 제2 전류 그룹(IG2)의 전류평균과 제1 전류 그룹(IG1)의 전류평균의 차이 즉, 제2 전류 그룹(IG2)에 포함된 전류 값들의 평균에서 제1 전류 그룹(IG1)에 포함된 전류 값들의 평균을 감산한 값이 제3 임계치(Th3)이상인지 판단한다.In operation S24, when the difference between the voltage average of the second voltage group VG2 and the voltage average of the first voltage group is less than or equal to the second threshold Th2, the sensing unit 30 is equal to the current average of the second current group IG2. The difference between the current average of the first current group IG1, that is, the average of the current values included in the second current group IG2 is subtracted from the average of the current values included in the first current group IG1. It is determined whether the threshold Th3 or more.

단계 S25에서, 단계 S24를 통해 제2 전류 그룹(IG2)의 전류평균과 제1 전류 그룹(IG1)의 전류평균의 차가 제3 임계치(Th3)이상인 것으로 판단되면, 감지부(30)는 배터리(10)에 내부단락이 발생한 것으로 판단한다. 또한, 단계 S26에서 감지부(30)는 배터리(10)와 충전 장치(미도시) 간의 연결을 차단함으로써, 배터리(10)의 열 폭주를 방지한다.In step S25, when it is determined through step S24 that the difference between the current average of the second current group IG2 and the current average of the first current group IG1 is greater than or equal to the third threshold Th3, the sensing unit 30 may determine the battery ( It is determined that the internal short circuit occurs in 10). In addition, in operation S26, the detector 30 blocks the connection between the battery 10 and the charging device (not shown), thereby preventing thermal runaway of the battery 10.

배터리(10)의 정전압(CV) 충전 중 내부단락 외의 요인(충전 중 기기 사용 등)으로 인해 배터리(10)의 전류 또는 전압이 흔들리는 상황이 발생할 수 있으며, 이러한 상황에서 내부단락을 검출할 경우 검출 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 감지부(30)는 배터리(10)가 안정적으로 정전압(CV) 충전 중인 상태임을 확인한 후, 전류 변화를 토대로 내부단락을 검출하기 위해 전술한 단계 S21 및 단계 S23를 수행한다. 특히, 단계 S23은 내부단락이 아닌 충전 전압의 변동으로 인해 배터리(10)의 충전 전류가 변동되는 경우를 구분하기 위한 것이다. The current or voltage of the battery 10 may fluctuate due to factors other than the internal short circuit during charging of the constant voltage (CV) of the battery 10, such as the use of the device during charging. Errors may occur. Therefore, the sensor 30 checks that the battery 10 is stably charging the constant voltage (CV), and then performs the above-described steps S21 and S23 to detect an internal short circuit based on the current change. In particular, step S23 is for distinguishing a case where the charging current of the battery 10 is changed due to a change in the charging voltage instead of an internal short circuit.

한편, 단계 S23에서는 충전 전압의 변동을 확인하기 위해, 서로 다른 시간 구간에 대응하는 제1 전압 그룹 및 제2 전압 그룹의 전압 평균을 비교하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 감지부(30)는 서로 다른 시간 구간에 계측된 제1 전압 값과 제2 전압 값을 비교하여, 충전 전압의 변동을 확인할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 전압 값은 순시 전압 값들로서, 제1 전압 값은 제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들 중 하나이고, 제2 전압 값은 제2 전압 그룹(VG2)에 포함된 전압 값들 중 하나이다. 이 경우, 단계 S23은, 제2 전압 값에서 제1 전압 값을 감산한 값이 제2 임계치(Th2) 이하인지 판단하는 단계로 변경될 수 있다. Meanwhile, in step S23, the voltage averages of the first voltage group and the second voltage group corresponding to different time intervals are compared to check the variation of the charging voltage, but the embodiment is not limited thereto. . For example, the detector 30 may check the variation of the charging voltage by comparing the first voltage value and the second voltage value measured in different time intervals. Here, the first and second voltage values are instantaneous voltage values, the first voltage value is one of voltage values included in the first voltage group VG1, and the second voltage value is included in the second voltage group VG2. One of the voltage values. In this case, step S23 may be changed to determining whether a value obtained by subtracting the first voltage value from the second voltage value is less than or equal to the second threshold Th2.

단계 S24에서, 제3 임계치(Th3)는 0보다 큰 실수일 수 있다. 도 3b를 참조하면, 내부단락이 발생하면 배터리(10)의 충전 전류가 순간적으로 급증하고, 이에 따라 이후 배터리(10)의 충전 전류가 다시 감소하더라도, 소정 기간 동안은 배터리(10)의 충전 전류가 내부단락이 발생하기 이전의 충전 전류보다 높은 상태를 유지한다. 즉, 내부 단락이 발생한 경우, 내부단락이 발생한 이후에 계측된 제2 전류 그룹(IG2)의 전류평균이 내부단락이 발생하기 전에 계측된 제1 전류 그룹(IG1)의 전류평균에 비해 높게 나타나며, 이로 인해 제2 전류 그룹(IG2)에 포함된 전류 값들의 평균에서 제1 전류 그룹(IG1)에 포함된 전류 값들의 평균을 감산한 값이 0보다 큰 실수일 수 있다.In step S24, the third threshold Th3 may be a real number greater than zero. Referring to FIG. 3B, when an internal short circuit occurs, the charging current of the battery 10 instantly increases, and thus the charging current of the battery 10 for a predetermined period even if the charging current of the battery 10 decreases later. Maintains higher than the charging current before the internal short circuit occurs. That is, when an internal short circuit occurs, the current average of the second current group IG2 measured after the internal short circuit is higher than the current average of the first current group IG1 measured before the internal short circuit occurs. Therefore, a value obtained by subtracting the average of the current values included in the first current group IG1 from the average of the current values included in the second current group IG2 may be a real number greater than zero.

도 6에서는 정전압(CV) 충전 중 배터리(10)의 내부단락을 검출하기 위해 서로 다른 시간 구간에 대응하는 제1 전류 그룹 및 제2 전류 그룹의 전류평균을 비교하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 감지부(30)는 정전압(CV) 충전 중 서로 다른 시간 구간에 계측된 제1 전류 값과 제2 전류 값을 비교하여 배터리(10)의 내부단락을 검출할 수도 있다. 여기서, 제1 전류 값은 제1 전류 그룹(IG1)에 포함된 전류 값들 중 하나이고, 제2 전류 값은 제2 전류 그룹(IG2)에 포함된 전류 값들 중 하나이며, 감지부(30)는 제2 전류 값에서 제1 전류 값을 감산한 값이 제3 임계치(Th3) 이상이면, 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수 있다.6 illustrates an example of comparing current averages of a first current group and a second current group corresponding to different time intervals to detect an internal short circuit of the battery 10 during charging of a constant voltage (CV). Examples are not limited to this. For example, the detector 30 may detect an internal short circuit of the battery 10 by comparing the first current value and the second current value measured at different time intervals during the charging of the constant voltage CV. Here, the first current value is one of the current values included in the first current group IG1, the second current value is one of the current values included in the second current group IG2, and the sensing unit 30 is When the value obtained by subtracting the first current value from the second current value is greater than or equal to the third threshold Th3, it may be determined that an internal short circuit has occurred.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부단락 검출 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 7의 내부단락 검출 방법은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 배터리 제어 장치(1)에 의해 수행될 수 있다.7 is a flowchart illustrating a method of detecting an internal short circuit according to a third exemplary embodiment of the present invention. The internal short circuit detecting method of FIG. 7 may be performed by the battery control apparatus 1 described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 7을 참조하면, 단계 S30에서, 감지부(30)는 마지막 충전 종료 시점으로부터 임계 시간이 경과되었는지 판단한다. 구체적으로, 감지부(30)는 도 5를 참조하여 설명한 정전압(CV) 충전이 종료된 시점 또는 도 6을 참조하여 설명한 정전류(CC) 충전이 종료된 시점으로부터 임계 시간이 경과되었는지 판단한다. Referring to FIG. 7, in step S30, the sensing unit 30 determines whether a threshold time has elapsed from the end of the last charge. In detail, the detector 30 determines whether the threshold time has elapsed from when the constant voltage CV charging described with reference to FIG. 5 ends or when the charging of the constant current CC described with reference to FIG. 6 ends.

단계 S31에서, 마지막 충전 종료 시점으로부터 임계 시간이 경과되면, 감지부(30)는 배터리(10)로 공급되는 충전 전류가 있는지 판단한다. 구체적으로, 감지부(30)는 배터리(10)의 마지막 충전 종료 시점으로부터 임계 시간이 경과한 이후에 계측된 제1 전류 그룹(IG1) 및 제2 전류 그룹(IG2)을 이용하여 충전 전류가 있는지 판단한다.In step S31, when the threshold time elapses from the end of the last charge, the detector 30 determines whether there is a charge current supplied to the battery 10. Specifically, the detector 30 checks whether there is a charging current using the first current group IG1 and the second current group IG2 measured after a threshold time elapses from the end of the last charge of the battery 10. To judge.

단계 S32에서, 단계 S31을 통해 배터리(10)로 공급되는 충전 전류가 없는 것으로 판단되면, 감지부(30)는 배터리(10)의 방전 전류가 제4 임계치(Th4) 이하인지 판단한다. 구체적으로, 감지부(30)는 배터리(10)의 마지막 충전 종료 시점으로부터 임계 시간이 경과한 이후에 계측된 제1 전류 그룹(IG1) 및 제2 전류 그룹(IG2)에 포함된 방전 전류 값들이 모두 제4 임계치(Th4) 이하인지 판단한다. 즉, 감지부(30)는 단계 S32를 통해 배터리(10)가 현재 개방 전압 상태 즉, 배터리(10)에 부하가 연결되지 않은 상태이거나 매우 낮은 부하가 연결된 상태인지를 감지한다. In operation S32, when it is determined that there is no charging current supplied to the battery 10 through operation S31, the detector 30 determines whether the discharge current of the battery 10 is less than or equal to the fourth threshold Th4. In detail, the sensing unit 30 stores discharge current values included in the first current group IG1 and the second current group IG2 measured after a threshold time elapses from the end of the last charge of the battery 10. It is determined whether all of them are equal to or less than the fourth threshold Th4. That is, the sensing unit 30 detects whether the battery 10 is currently in an open voltage state, that is, a state in which no load is connected to the battery 10 or a state in which a very low load is connected through step S32.

단계 S33에서, S32 단계를 통해 제1 전류 그룹(IG1) 및 제2 전류 그룹(IG2)에 포함된 모든 방전 전류 값들이 제4 임계치 이하로 판단되면, 감지부(30)는 제1 전류 그룹(IG1)의 전류평균과 제2 전류 그룹(IG2)의 전류평균의 차이 즉, 제1 전류 그룹(IG1)과 제2 전류 그룹(IG2) 사이의 전류평균 차이의 절댓값이 제5 임계치(Th5)이하인지 판단한다.In operation S33, when all the discharge current values included in the first current group IG1 and the second current group IG2 are determined to be equal to or less than a fourth threshold, in operation S32, the sensing unit 30 may determine the first current group ( The difference between the current average of IG1 and the current average of the second current group IG2, that is, the absolute value of the current average difference between the first current group IG1 and the second current group IG2 is less than or equal to the fifth threshold Th5. Determine if it is.

단계 S34에서, 제1 전류 그룹(IG1)의 전류평균과 제2 전류 그룹(IG2)의 전류평균의 차이가 제5 임계치(Th5)이하인 경우, 감지부(30)는 제1 전압 그룹(VG1)이 안정적인지 판단한다. 예를 들어, 감지부(30)는 제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들의 변화폭(최댓값과 최솟값의 차)이 소정의 제5 범위 이내이면, 제1 전압 그룹(VG1)이 안정적인 것으로 판단한다. In operation S34, when the difference between the current average of the first current group IG1 and the current average of the second current group IG2 is less than or equal to the fifth threshold Th5, the sensing unit 30 may determine the first voltage group VG1. Determine if this is stable. For example, the detector 30 may determine that the first voltage group VG1 is stable when the change width (difference between the maximum value and the minimum value) of the voltage values included in the first voltage group VG1 is within a predetermined fifth range. To judge.

단계 S35에서, 단계 S34에서 제1 전압 그룹(VG1)이 안정적인 것으로 판단되면, 감지부(30)는 제1 전압 그룹(VG1)의 전압평균과 제2 전압 그룹(VG2)의 전압평균의 차이, 즉, 제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들의 평균에서 제2 전압 그룹(VG2)에 포함된 전압 값들의 평균을 감산한 값이 제6 임계치(Th6)이상인지 판단한다. In operation S35, when it is determined that the first voltage group VG1 is stable in operation S34, the detector 30 may determine a difference between the voltage average of the first voltage group VG1 and the voltage average of the second voltage group VG2. That is, it is determined whether the value obtained by subtracting the average of the voltage values included in the second voltage group VG2 from the average of the voltage values included in the first voltage group VG1 is greater than or equal to the sixth threshold Th6.

그리고, 단계 S36에서, 제1 전압 그룹(VG1)의 전압 평균과 제2 전압 그룹(VG2)의 전압평균의 차가 제6 임계치(Th6)이상이면, 감지부(30)는 배터리(10)에 내부단락이 발생한 것으로 판단한다. 또한, 단계 S37에서, 배터리(10)와 충전 장치(미도시) 간의 연결을 차단함으로써, 배터리(10)의 열 폭주를 방지한다.In operation S36, when the difference between the voltage average of the first voltage group VG1 and the voltage average of the second voltage group VG2 is greater than or equal to the sixth threshold Th6, the detector 30 is internal to the battery 10. A short circuit has occurred. In addition, in step S37, the thermal runaway of the battery 10 is prevented by cutting off the connection between the battery 10 and the charging device (not shown).

배터리(10)가 개방 전압 상태일 때 내부단락 외의 요인(부하 연결 등)으로 인해 배터리(10)의 전류 또는 전압이 흔들리는 상황이 발생할 수 있으며, 이러한 상황에서 내부단락을 검출할 경우 검출 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 감지부(30)는 배터리(10)의 전류 또는 전압을 변동시키는 다른 요인이 발생하지 않은 상태에서 전압 변화를 토대로 내부단락을 검출하기 위해 전술한 단계 S33 및 단계 S34를 수행한다. 특히, 단계 S33은 개방 전압 상태에서 내부단락이 아닌 배터리(10)의 전류 변화로 인해 배터리(10)의 전압이 변동되는 경우를 구분하기 위한 것이다. When the battery 10 is in an open voltage state, a situation in which the current or voltage of the battery 10 may be shaken due to factors other than an internal short circuit (load connection, etc.) may occur. Can be. Therefore, the sensing unit 30 performs the above-described step S33 and step S34 to detect the internal short based on the voltage change in a state where no other factor of changing the current or voltage of the battery 10 occurs. In particular, step S33 is for distinguishing the case where the voltage of the battery 10 is changed due to the current change of the battery 10 rather than the internal short in the open voltage state.

한편, 단계 S33에서는 배터리(10)의 전류 변동을 확인하기 위해, 서로 다른 시간 구간에 대응하는 제1 전류 그룹 및 제2 전류 그룹의 전류 평균을 비교하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 감지부(30)는 서로 다른 시간 구간에 계측된 제1 전류 값과 제2 전류 값을 비교하여, 전류의 변동을 확인할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 전류 값은 순시 전류 값들로서, 제1 전류 값은 제1 전류 그룹(IG1)에 포함된 전류 값들 중 하나이고, 제2 전류 값은 제2 전류 그룹(IG2)에 포함된 전류 값들 중 하나이다. 이 경우, 단계 S33은, 제1 및 제2 전류의 차이가 제5 임계치(Th5) 이하인지 판단하는 단계로 변경될 수 있다.Meanwhile, in operation S33, the current averages of the first current group and the second current group corresponding to different time intervals are compared to check the current variation of the battery 10, but the embodiment is limited thereto. It doesn't happen. For example, the detector 30 may check the variation of the current by comparing the first current value and the second current value measured at different time intervals. Here, the first and second current values are instantaneous current values, the first current value is one of the current values included in the first current group IG1, and the second current value is included in the second current group IG2. Is one of the current values. In this case, step S33 may be changed to determining whether the difference between the first and second currents is equal to or less than the fifth threshold Th5.

한편, 도 7에서는 배터리(10)의 내부단락을 검출하기 위해 서로 다른 시간 구간에 대응하는 제1 전압 그룹 및 제2 전압 그룹의 전압평균을 비교하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 감지부(30)는 서로 다른 시간 구간에서 계측된 제1 전압 값과 제2 전압 값을 비교하여 배터리(10)의 내부단락을 검출할 수도 있다. 여기서, 제1 전압 값은 제1 전압 그룹(VG1)에 포함된 전압 값들 중 하나이고, 제2 전압 값은 제2 전압 그룹(VG2)에 포함된 전압 값들 중 하나이며, 감지부(30)는 제1 전압 값에서 제2 전압 값을 감산한 값이 제6 임계치(Th6) 이상이면, 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수 있다.In FIG. 7, the voltage averages of the first voltage group and the second voltage group corresponding to different time intervals are compared to detect an internal short circuit of the battery 10, but the embodiment is limited thereto. It is not. For example, the detector 30 may detect an internal short circuit of the battery 10 by comparing the first voltage value and the second voltage value measured in different time intervals. Here, the first voltage value is one of the voltage values included in the first voltage group VG1, the second voltage value is one of the voltage values included in the second voltage group VG2, and the sensing unit 30 is When the value obtained by subtracting the second voltage value from the first voltage value is greater than or equal to the sixth threshold Th6, it may be determined that an internal short circuit has occurred.

전술한 도 5 내지 도 7에서는 감지부(30)가 전류 그룹 또는 전압 그룹이 안정적인지 판단하기 위해 전류 그룹에 포함된 전류 값들 중 최댓값과 최솟값의 차이, 또는 전압 그룹에 포함된 전압 값들 중 최댓값과 최솟값의 차이를 이용하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 감지부(30)는 각 전류 그룹에 포함된 전류 값들 또는 각 전압 그룹에 포함된 전압 값들의 표준 편차 등의 통계적인 파라미터를 이용하여 각 전류 그룹 또는 각 전압 그룹의 변화폭을 확인할 수 있으며, 이를 토대로 각 전류 그룹 또는 각 전압 그룹이 안정적인지를 판단할 수 있다. 5 to 7, the detector 30 determines a difference between the maximum value and the minimum value of the current values included in the current group or the maximum value of the voltage values included in the voltage group in order to determine whether the current group or the voltage group is stable. Although the case where the difference in the minimum value is used has been described as an example, the embodiment is not limited thereto. For example, the detector 30 may check the change width of each current group or each voltage group by using statistical parameters such as current values included in each current group or standard deviation of voltage values included in each voltage group. Based on this, it can be determined whether each current group or each voltage group is stable.

본 명세서에서 기술된 임계치들은 모두 0보다 큰 실수일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.The thresholds described herein may all be real numbers greater than zero, but embodiments are not so limited.

한편, 본 명세서에서는 배터리 제어 장치(1)가 하나의 배터리(10)에 대해 내부단락을 검출하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리 제어 장치(1)는 복수의 배터리가 직렬 및/또는 병렬 연결되어 구성된 배터리 모듈에 대해서도, 전술한 내부 단락 검출 방법을 적용하여 각 배터리의 내부단락을 검출하는 것이 가능하다. 이 경우, 도 4의 각 전압 그룹에 포함되는 전압 값들은 대응하는 배터리의 전압에 대응하며, 각 전류 그룹에 포함되는 전압 값들은 충전 장치로부터 배터리 모듈에 공급되는 충전 전류 또는 배터리 모듈로부터 부하로 공급되는 방전 전류에 대응할 수 있다. Meanwhile, in the present specification, a case in which the battery control device 1 detects an internal short circuit with respect to one battery 10 has been described as an example, but the embodiment is not limited thereto. For example, the battery control device 1 can detect an internal short circuit of each battery by applying the aforementioned internal short circuit detection method to a battery module having a plurality of batteries connected in series and / or parallel. In this case, voltage values included in each voltage group of FIG. 4 correspond to voltages of corresponding batteries, and voltage values included in each current group are supplied from a charging device to a load from a charging current or a battery module supplied to the battery module. It can correspond to the discharge current.

Claims

In the battery short circuit detection method,
Measuring the voltage of the battery a plurality of times; And
Determining whether an internal short circuit occurs in the battery based on a difference between a first voltage value in a first time period and a second voltage value in a second time period when the battery is being charged with a constant current. ,
The second time interval includes a time interval after the first time interval,
Way.

The method of claim 1,
Measuring a current of the battery a plurality of times; And
Determining whether a current variation range of the battery in the first time interval and a current variation range of the battery in the second time interval are within a first range,
The determining of the occurrence of the internal short circuit may be performed when a current variation range of the battery in the first time interval and a current variation range of the battery in the second time interval are within the first range.

The method of claim 2,
Determining whether the voltage variation range of the battery in the first time interval is within a second range,
The determining of the occurrence of the internal short circuit may be performed when the voltage variation range of the battery in the first time interval is within the second range.

The method of claim 1,
Determining whether the internal short circuit occurs,
Determining that an internal short circuit has occurred in the battery when a value obtained by subtracting the second voltage value from the first voltage value is equal to or greater than a first threshold value,
The first voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the first time interval, and the second voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the second time interval, or
The first voltage value is an instantaneous voltage value of the battery measured in the first time interval, the second voltage value is an instantaneous voltage value of the battery measured in the second time interval,
And the first threshold is a real number greater than zero.

In the internal short circuit detection method of the battery,
Measuring a current of the battery a plurality of times; And
Determining whether an internal short circuit occurs in the battery based on a difference between a first current value in a first time interval and a second current value in a second time interval when the battery is being charged with a constant voltage. ,
And the second time period comprises a time period after the first time period.

The method of claim 5,
Measuring the voltage of the battery a plurality of times;
Determining whether a current variation range of the battery in the first time interval is within a third range; And
Determining whether the voltage variation range of the battery in the first time interval is within a fourth range,
The determining of whether the internal short circuit occurs may include: when the current variation range of the battery in the first time interval is within the third range and the voltage variation range of the battery in the first time interval is within the fourth range. Performed on, the method.

The method of claim 6,
Determining whether a difference between the first voltage value in the first time interval and the second voltage value in the second time interval of the battery is less than or equal to a second threshold;
The determining of the occurrence of the internal short circuit is performed when a difference between the first voltage value and the second voltage value is less than or equal to the second threshold.

The method of claim 5,
Determining whether the internal short circuit occurs,
Determining that an internal short circuit has occurred in the battery when a value obtained by subtracting the first current value from the second current value is equal to or greater than a third threshold value;
The first current value is an average of current values of the battery measured during the first time interval, and the second current value is an average of current values of the battery measured during the second time interval, or
The first current value is an instantaneous current value of the battery measured in the first time interval, the second current value is an instantaneous current value of the battery measured in the second time interval,
And the third threshold is a real number greater than zero.

In the battery short circuit detection method,
Measuring the voltage and current of the battery a plurality of times;
Determining whether the battery is being charged based on the voltage and current of the battery; And
Based on a difference between a first voltage value of the battery in a first time interval and a second voltage value of the battery in a second time interval after a threshold time elapses from the end of charging of the battery. Determining whether an internal short circuit occurs;
And the second time period comprises a time period after the first time period.

The method of claim 9,
Determining whether there is a charging current supplied to the battery during the first time period and the second time period; And
Determining whether the discharge current of the battery is less than or equal to a fourth threshold value during the first time period and the second time period.
Determining whether the internal short circuit occurs,
Is performed when there is no charging current supplied to the battery during the first time period and the second time period, and the discharge current of the battery is less than or equal to the fourth threshold during the first time period and the second time period. Way.

The method of claim 10,
Determining whether a difference between the first current value in the first time interval and the second current value in the second time interval is less than or equal to a fifth threshold value;
The determining of whether the internal short circuit occurs is performed when a difference between the first current value and the second current value is less than or equal to the fifth threshold value.
The first current value is an average of current values of the battery measured during the first time interval, and the second current value is an average of current values of the battery measured during the second time interval, or
Wherein the first current value is an instantaneous current value of the battery measured in the first time interval, and the second current value is an instantaneous current value of the battery measured in the second time interval.

The method of claim 11,
Determining whether the voltage variation range of the battery in the first time interval is within a fifth range,
The determining of whether the internal short circuit occurs is performed when the voltage variation range of the battery in the first time interval is within the fifth range.

The method of claim 9,
Determining whether the internal short circuit occurs,
Determining that an internal short circuit occurs in the battery when a value obtained by subtracting the second voltage value from the first voltage value is equal to or greater than a sixth threshold value;
The first voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the first time interval, and the second voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the second time interval, or
The first voltage value is an instantaneous voltage value of the battery measured in the first time interval, the second voltage value is an instantaneous voltage value of the battery measured in the second time interval,
And the sixth threshold is a real number greater than zero.

A device for controlling a battery,
A measuring unit configured to measure the voltage and current of the battery a plurality of times; And
A sensing unit configured to determine that an internal short circuit has occurred in the battery based on a difference between a first voltage value in a first time interval and a second voltage value in a second time interval of the battery when the battery is in constant current charging. Including,
The second time interval includes a time interval after the first time interval.

The method of claim 14,
The sensing unit may include a current change width of the battery in the first time interval and a current change width of the battery in the second time interval within a first range, and a voltage change width of the battery in the first time interval be zero. If within two ranges, performing internal short detection of the battery using the first voltage value and the second voltage value.

The method of claim 14,
The first voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the first time interval, and the second voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the second time interval, or
Wherein the first voltage value is an instantaneous voltage value of the battery measured in the first time period and the second voltage value is an instantaneous voltage value of the battery measured in the second time period.

The method of claim 16,
The detector determines that an internal short circuit has occurred in the battery when the value obtained by subtracting the second voltage value from the first voltage value is equal to or greater than a first threshold value.
And the first threshold is a real number greater than zero.

A device for controlling a battery,
A measuring unit configured to measure the voltage and current of the battery a plurality of times; And
A sensing unit configured to determine whether an internal short circuit occurs in the battery based on a difference between a first current value in a first time interval and a second current value in a second time interval when the battery is being charged with a constant voltage Including,
The second time interval includes a time interval after the first time interval.

The method of claim 18,
The sensing unit may include the first current value and the first value when the current variation range of the battery in the first time interval is within a third range and the voltage variation range of the battery in the first time interval is within a fourth range. 2 performing an internal short detection of the battery using a current value.

The method of claim 19,
The detector may be configured to determine whether the difference between the first voltage value and the second voltage value in the first time interval of the battery is less than or equal to a second threshold value, wherein the first current value and the second current value are equal to or less than the second threshold value. And detecting an internal short circuit of the battery.

The method of claim 18,
The detector determines that an internal short circuit has occurred in the battery when the value obtained by subtracting the first current value from the second current value is equal to or greater than a third threshold value.
The first current value is an average of current values of the battery measured during the first time interval, and the second current value is an average of current values of the battery measured during the second time interval, or
The first current value is an instantaneous current value of the battery measured in the first time interval, the second current value is an instantaneous current value of the battery measured in the second time interval,
And the third threshold is a real number greater than zero.

A device for controlling a battery,
A measuring unit configured to measure the voltage and current of the battery a plurality of times; And
Based on a difference between a first voltage value of the battery in a first time interval and a second voltage value of the battery in a second time interval after a threshold time elapses from the end of charging of the battery. A detection unit configured to determine whether an internal short circuit occurs,
The second time interval includes a time interval after the first time interval.

The method of claim 22,
The sensing unit, if there is no charging current supplied to the battery during the first time interval and the second time interval, the discharge current of the battery during the first time interval and the second time interval is less than a fourth threshold, And perform internal short circuit detection of the battery using the first voltage value and the second voltage value.

The method of claim 23, wherein
The detector may be configured to use the first voltage value and the second voltage value when a difference between a first current value in the first time interval and a second current value in the second time interval is less than or equal to a fifth threshold. Performs internal short circuit detection of the battery,
The first current value is an average of current values of the battery measured during the first time interval, and the second current value is an average of current values of the battery measured during the second time interval, or
Wherein the first current value is an instantaneous current value of the battery measured in the first time interval and the second current value is an instantaneous current value of the battery measured in the second time interval.

The method of claim 24,
And the detector is configured to perform internal short circuit detection of the battery using the first voltage value and the second voltage value when the voltage variation range of the battery in the first time interval is within a fifth range.

The method of claim 22,
The detector determines that an internal short circuit has occurred in the battery when the value obtained by subtracting the second voltage value from the first voltage value is equal to or greater than a sixth threshold value.
The first voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the first time interval, and the second voltage value is an average of voltage values of the battery measured during the second time interval, or
The first voltage value is an instantaneous voltage value of the battery measured in the first time interval, the second voltage value is an instantaneous voltage value of the battery measured in the second time interval, and the sixth threshold is zero. Device, which is a bigger mistake.