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배터리의 각 셀의 SOC를 측정하는 SOC 측정부와,상기 SOC 측정부에서 측정된 각 셀의 SOC를 기초로 각 셀에 각각 연결된 컨버터의 전력 전달 효율을 적용하여 셀 밸런싱 할 배터리 전체의 에너지()를 산출하고, 산출된 배터리 전체의 에너지를 이용하여 전체 셀이 같은 SOC를 갖는 제 2 기준 SOC()를 산출하고, 컨버터의 최대 전류가 초과되지 않는 범위를 갖는 기준 방전 전류()를 기초로 발생되는 전류를 누적하여 배터리의 각 셀의 SOC 값을 추정하는 연산부와,상기 제 2 기준 SOC()를 기초로 상기 배터리의 각 셀의 밸런싱을 수행하는 제어부와, 모든 컨버터들을 방전 컨버터와 충전 컨버터로 구분하여, 방전 셀 개수와 충전 셀 개수를 기반으로 컨버터 중 방전 컨버터의 최대 전류가 초과되지 않는 범위를 갖는 기준 방전 전류를 설정하고, 컨버터 중 충전 컨버터를 통한 공통의 에너지 버스에서 전압 유지를 통하여 모든 컨버터가 허용 전류 안에서 정상적인 동작이 이루어지도록 컨버터와 양방향으로 에너지를 전달하는 공통버스 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공통 버스를 이용한 액티브 셀 밸런싱의 기준 SOC 설정 및 동작 장치
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제 1 항에 있어서,상기 공통 버스 처리부는 컨버터를 통한 전력의 이동 시 공통 버스 전압의 제어가 필요하며, 이는 셀을 충방전 하기 위한 컨버터에서 함께 구성되고, 입력 전력과 출력 전력이 같은 것을 특징으로 하는 공통 버스를 이용한 액티브 셀 밸런싱의 기준 SOC 설정 및 동작 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 연산부는 수식 를 이용하여 제 2 기준 SOC()를 산출하며, 이때, 상기 은 n번째 셀의 SOC 값을, 상기 은 n번째 셀의 최대 용량을, 상기 는 컨버터의 효율, 는 모든 셀에서 이동되는 전력을 의미하는 것을 특징으로 하는 공통 버스를 이용한 액티브 셀 밸런싱의 기준 SOC 설정 및 동작 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 연산부는방전하는 셀과 충전하는 셀의 숫자가 다른 경우, 방전 셀 개수가 충전 셀 개수보다 많으면 수식 을 이용하여 기준 방전 전류()를 산출하고, 방전 셀 개수가 충전 셀 개수보다 작거나 같으면 수식 를 이용하여 기준 방전 전류()를 산출하고,상기 는 컨버터의 최대 전류인 것을 특징으로 하는 공통 버스를 이용한 액티브 셀 밸런싱의 기준 SOC 설정 및 동작 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 제어부는배터리의 각 셀의 SOC 값을 제 2 기준 SOC()와 비교하여, 상기 배터리의 각 셀(Cell 1,
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(A) SOC 측정부에서 측정된 각 셀의 SOC를 기초로 연산부를 통해 각 셀에 각각 연결된 컨버터의 전력 전달 효율을 적용하여 셀 밸런싱 할 배터리 전체의 에너지()를 산출하는 단계와,(B) 연산부를 통해 상기 산출된 배터리 전체의 에너지를 이용하여 전체 셀이 같은 SOC를 갖는 제 2 기준 SOC()를 산출하는 단계와,(C) 연산부를 통해 상기 컨버터의 최대 전류가 초과되지 않는 범위를 갖는 기준 방전 전류()를 기초로 발생되는 전류를 누적하여 배터리의 각 셀의 SOC 값을 추정하는 단계와,(D) 제어부를 통해 상기 제 2 기준 SOC()를 기초로 상기 배터리의 각 셀의 밸런싱을 수행하는 단계로 이루어지며,이때, 공통버스 처리부를 통해 모든 컨버터들을 방전 컨버터와 충전 컨버터로 구분하여, 방전 셀 개수와 충전 셀 개수를 기반으로 컨버터 중 방전 컨버터의 최대 전류가 초과되지 않는 범위를 갖는 기준 방전 전류를 설정하고, 컨버터 중 충전 컨버터를 통한 공통의 에너지 버스에서 전압 유지를 통하여 모든 컨버터가 허용 전류 안에서 정상적인 동작이 이루어지도록 컨버터와 양방향으로 에너지를 전달하는 것을 특징으로 하는 공통 버스를 이용한 액티브 셀 밸런싱의 기준 SOC 설정 및 동작 방법
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(a) 전류 측정부를 통해 배터리의 각 셀의 SOC를 측정하는 단계와,(b) 연산부를 통해 상기 측정된 각 셀의 SOC를 기초로 셀 밸런싱 할 배터리 전체의 에너지를 산출하고, 이렇게 산출된 배터리 전체의 에너지()를 바탕으로 전체 셀이 같은 SOC를 갖는 제 1 기준 SOC()를 산출하는 단계와,(c) 방전하는 셀이 내보내는 전력과 충전하는 셀에 저장되는 전력이 동일한 조건을 기반으로 제 2 기준 SOC()를 산출하는 단계와,(d) 상기 산출된 제 2 기준 SOC()를 배터리의 각 셀의 SOC 값()와 비교하는 단계와,(e) 상기 비교 결과, 배터리의 각 셀 중에서 SOC 값이 상기 제 2 기준 SOC()보다 크면 과충전으로 판단하여 셀 방전하고, 상기 제 2 기준 SOC()보다 작으면 저충전으로 판단하여 셀 충전하는 단계와,(f) 모든 컨버터들을 방전 컨버터와 충전 컨버터로 구분하여, 상기 방전하는 셀과 충전하는 셀의 숫자를 기반으로 각 셀에 각각 연결된 컨버터 중 방전 컨버터의 최대 전류가 초과되지 않는 범위를 갖는 기준 방전 전류()를 산출하는 단계와,(g) 상기 산출된 기준 방전 전류()의 설정 및 컨버터 중 충전 컨버터를 통한 공통 버스 전압 유지를 통하여, 공통버스로 유입되는 전력과 나가는 전력이 동일하게 제어하여 공통 버스 커패시터의 과충방전을 방지하는 단계와,(h) 상기 산출된 기준 방전 전류()를 기초로 발생되는 누적 전류량 및 배터리의 노화도가 반영된 각 셀의 최대 용량()을 기초로 배터리의 각 셀의 SOC 값을 추정하는 단계와,(i) 상기 산출된 제 2 기준 SOC()을 기초로 상기 추정된 각 셀의 SOC 값을 셀 밸런싱하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공통 버스를 이용한 액티브 셀 밸런싱의 기준 SOC 설정 및 동작 방법
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제 7 항에 있어서, 상기 제 2 기준 SOC()를 산출하는 단계는상기 제 1 기준 SOC()를 이용하여 모든 셀에서 이동되는 전력()을 산출하는 단계와,상기 산출된 전력()을 통해 컨버터 효율을 적용하여 셀 밸런싱 할 배터리 전체의 에너지()를 산출하는 단계와,상기 산출된 배터리 전체의 에너지()를 이용하여 전체 셀이 같은 SOC를 갖는 컨버터 전력 변환 효율이 적용된 제 2 기준 SOC()를 산출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공통 버스를 이용한 액티브 셀 밸런싱의 기준 SOC 설정 및 동작 방법
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제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 기준 방전 전류()는방전 셀 개수가 충전 셀 개수보다 많으면 수식 를 이용하여 기준 방전 전류()를 산출하고, 방전 셀 개수가 충전 셀 개수보다 작거나 같으면 수식 을 이용하여 기준 방전 전류()를 산출하며, 이때, 상기 는 컨버터의 최대 전류를 의미하는 것을 특징으로 하는 공통 버스를 이용한 액티브 셀 밸런싱의 기준 SOC 설정 및 동작 방법
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제 7 항에 있어서, 상기 (g) 단계는제어부를 통하여 상기 산출된 기준 방전 전류()가 방전이 필요한 셀의 컨버터의 기준 방전 전류()로 설정되어 방전 컨버터가 각각 제어되는 단계와,충전 셀이 공통 버스의 전압(Vbus)을 유지하도록 모든 방전 컨버터가 한 번에 제어되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공통 버스를 이용한 액티브 셀 밸런싱의 기준 SOC 설정 및 동작 방법
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제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 셀 밸런싱하는 단계는셀 밸런싱이 수행되는 각 셀의 SOC 값이 상기 제 2 기준 SOC()과 동일하면 각 셀의 셀 밸런싱이 완료된 것으로 확인하는 단계와,상기 각 셀의 밸런싱이 완료될 때마다 해당 셀의 컨버터를 오프(off)하는 단계와,방전하는 셀과 충전하는 셀의 숫자를 기반으로 기준 방전 전류()를 다시 산출하여 배터리의 각 셀의 SOC 값을 추정하는 단계와,모든 셀의 SOC 값이 제 2 기준 SOC()와 동일해질 때까지 셀 밸런싱을 반복 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공통 버스를 이용한 액티브 셀 밸런싱의 기준 SOC 설정 및 동작 방법
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