具体实施方式

以下，将参照附图详细描述本发明的实施例，以使本领域的普通技术人员可容易地实现本发明。然而，本发明可以以各种形式实现，并且不限于本文描述的实施例。在附图中，为了清楚地描述本发明，省略了与描述无关的部分，并且在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

以下，将参照附图详细描述本发明。

1.包括并联电池单元的电池单元切换装置的电池组

图1是示意性地示出根据本发明的包括电池单元切换装置的电池组的整体构造的图。参考该图，根据本发明的包括电池单元切换装置的电池组可以包括以下配置。

参照图1，在电池组100中，多个电池单元101平行布置以形成一个电池单元平行行，并且至少一个电池单元平行行串联布置。这可以如下分类和解释。

1.1.第一电池单元组112

如上所述，多个电池单元101平行布置以形成一个电池单元平行行，并且在形成电池单元平行行的电池单元中，从第一电池单元开始依次将预定数量的相邻电池单元分成一组，并且并联连接这些电池单元，所形成的组被称为第一电池单元组112以作为配备有电池组的设备的主电源。

如图1所示，相同数量的电池单元被分成用于每个电池单元平行行(第一电池单元平行行至第N电池单元平行行)的第一电池单元组112a至112n，并且构成一个电池单元平行行中的第一电池单元组的电池单元并联连接，相邻电池单元平行行的第一电池单元组的电池单元串联连接，使得构成电池组100中包括的第一电池单元组的所有电池单元以串联/并联状态彼此电连接以形成一个电池模块。此处，通过串联连接至少一个第一电池单元组而构成的电池模块被称为第一电池模块110。

即，构成第一电池单元平行行的第一电池单元组112a的电池单元与构成与其相对的第二电池单元平行行的第一电池单元组112b的电池单元串联连接，构成第(N-1)电池单元平行行的第一电池单元组112n-1的电池单元与构成第N电池单元平行行的第一电池单元组112n的电池单元串联连接，从而构成第一电池模块110。

如上所述配置的第一电池模块110可以在配备有电池组的设备中用作主电源。当安装有电池组的设备例如是车辆时，第一电池模块110用作提供驱动电机的动力的用于驱动电机的电池模块。

即，由于第一电池模块用作设备的主电源，所以对于构成第一电池单元组112的电池单元的数量，优选将构成电池单元平行行的电池单元中的大多数电池单元划分到第一电池单元组。

例如，当一个电池单元平行行由13个电池单元组成时，至少8个或更多电池单元可以被设置为第一电池单元组。

第一电池单元组112与稍后描述的第二电池单元组122电分离。

1.2.第二电池单元组122

如上所述，通过在一个电池单元平行行中并联连接除了被分为第一电池单元组的电池单元之外的剩余电池单元，剩余电池单元作为一组可以被称为第二电池单元组。如图1所示，每个电池单元平行行的相同数量的电池单元被分为第二电池单元组122，一个电池单元平行行中构成第二电池单元组的电池单元101并联连接，相邻电池单元平行行的第二电池单元组的电池单元串联连接，并且构成包括在电池组100中的第二电池单元组122a至122n的所有电池单元101以串联/并联状态彼此电连接以形成一个电池模块。此处，通过串联连接至少一个第二电池单元组而配置的电池模块被称为第二电池模块120。

即，构成第一电池单元平行行的第二电池单元组122a的电池单元与构成与其相对的第二电池单元平行行的第二电池单元组122b的电池单元串联连接，并且构成第(N-1)电池单元平行行的第二电池单元组122n-1的电池单元与构成第N电池单元平行行的第二电池单元组122n的电池单元串联连接，以便构成第二电池模块120。

如上所述配置的第二电池模块120可以在配备有电池组的设备中用作辅助电源。当安装有电池组的设备例如是车辆时，第二电池模块120用作用于驱动附加设备的电池模块，以提供用于驱动安装在车辆上的附加设备的电力，所述附加设备例如是音频设备、导航设备和黑匣子。

即，由于第二电池模块用作设备的辅助电源，因此对于构成第二电池单元组的电池单元的数量，优选将构成电池单元平行行的电池单元中的少数电池单元划分到第二电池单元组。

例如，当13个电池单元形成一个电池单元平行行时，11个电池单元可以被设置为第一电池单元组，并且剩余的两个电池单元可以被设置为第二电池单元组。但是，本发明并不限定于此，以上是用于理解说明的一个示例，第一电池单元组是设备的主电源，第二电池单元组的构成比率可以变化，只要能够充分地作为设备的辅助电源起作用即可。

通常，例如，当设备是车辆时，铅酸电池被用作诸如导航设备、黑匣子、音频设备等的附加设备的电源。相反，本发明代替现有的铅酸电池而构成第二电池单元组，并允许构成第二电池单元组的电池单元用作附加设备的电源，其起到现有铅酸电池的作用，并将这些电池单元中的一个电池单元设置为替换用电池单元。因此，不需要单独准备新的替换用电池单元，从而简化了电路构造，并且由于替换用电池单元也作为电源使用，所以即使将作为主电源使用的故障电池单元替换为替换用电池单元，与替换为单独的未使用的电池单元相比，也能够维持与第一电池单元组的剩余的正常电池单元更一致的SOH。因此，可以提高电池单元的寿命管理效率。

A.替换用电池单元1222

在构成第一电池单元组112的电池单元之中的特定电池单元中，当由于并联连接线开路或CID操作而发生连接故障时，替换用电池单元可以起到替换故障电池单元的作用。

该替换用电池单元可以设置为构成第二电池单元组122的电池单元中的任何一个电池单元。

例如，如图1所示，在第二电池单元组122的电池单元中，与第一电池单元组112的电池单元最靠近的电池单元可被设置为替换用电池单元1222。在这种情况下，可以用电路构造不复杂的替换用电池单元替换在第一电池单元组中出现的故障电池单元。

1.3.开关130

开关是控制连接流的配置，使得替换用电池单元通过在稍后描述的控制单元的控制下操作接通/关断来替换第一电池单元组中出现的故障电池单元，并且可以包括第一开关132和第二开关134。

A.第一开关132

第一开关设置在将第二电池单元组122中的替换用电池单元1222和第一电池单元组112并联连接的第一并联连接线a上，并且可以是用于控制第一电池单元组112的电池单元和第二电池单元组122的替换用电池单元1222之间的电连接流的配置。此处，如图1所示，由于第一并联连接线a形成在电池单元的上端和下端，所以第一开关132也设置在电池单元的上端和下端。

在第一电池单元组112中没有出现故障电池单元的正常状态下，第一开关132被控制为关断状态，并且如图2所示，第一电池单元组112和替换用电池单元1222之间的电连接流被切断。

此后，例如，当在第一电池单元平行行的第一电池单元组112a中出现故障电池单元时，第一电池单元组平行行中的第一开关132a被控制为接通状态，并且如图3所示，通过断开第一电池单元组112a的电池单元和替换用电池单元1222a之间的电连接流，替换用电池单元1222a可以作为第一电池单元组112的构件执行其功能。

B.第二开关134

第二开关设置在将第二电池单元组122的替换用电池单元1222和剩余电池单元并联连接的第二并联连接线b上，并且可以是用于控制第二电池单元组122的替换用电池单元1222和剩余电池单元之间的连接流的配置。此处，如图1所示，当在电池组中配置N个电池单元平行行时，第二并联连接线b仅形成在第一到第(N-1)电池单元平行行中的电池单元的上端，并且形成在位于底部的第N电池单元平行行中的电池单元的上端和下端。因此，第一到第(N-1)电池单元平行行中的每个电池单元仅设置一个第二开关134，但是在第N电池单元平行行中的电池单元的上端和下端都设置第二开关134。

在第一电池单元组112中没有出现故障电池单元的正常状态下，第二开关134被控制为处于接通状态，并且如图2所示，第二电池单元组122的替换用电池单元1222与剩余电池单元彼此电连接，使得替换用电池单元1222用作第二电池单元组122的构件。

然后，如图3所示，例如，当在第一电池单元平行行的第一电池单元组112a中出现故障电池单元时，第一电池单元平行行的第二开关134a被控制为关断状态，第二电池单元平行行的第二开关134b被控制为接通状态，并且当通过切断第二电池单元组122a的替换用电池单元1222a与剩余电池单元之间的电连接流而将替换用电池单元1222a与第二电池单元组122a断开连接时，构成第二电池模块120的剩余电池单元可以以串联/并联状态彼此电连接。

C.第三开关136

如图1所示，在电池组100中配置N个电池单元平行行的情况下，在第一至第N电池单元平行行中除第一和第N电池单元平行行之外的电池单元平行行中，即，在第二至第(N-1)电池单元平行行中，第二电池单元组的每个电池单元与相邻电池单元平行行的第二电池单元组的每个电池单元串联连接，并且在这种情况下，用于控制连接流的第三开关136可以附加地设置在串联连接线c上。

第三开关136可以切断并联连接到第一电池单元组112以替换故障电池单元的替换用电池单元与第二电池模块120的剩余电池单元之间的连接。

最初，所有第三开关136被控制为接通状态以将配置在每个电池单元平行行中的替换用电池单元彼此串联连接，并且例如，如果在第一电池单元平行行的第一电池单元组112a中出现故障电池单元，则设置在第一电池单元平行行的替换用电池单元1222a和第二电池单元平行行的替换用电池单元1222b之间的串联连接线c上的第三开关136a被控制为关断状态以阻止电连接流。

1.4.控制单元(未示出)

控制单元是根据外部故障电池单元检测系统是否检测到故障电池单元来控制第一开关132、第二开关134和第三开关的接通/关断的配置，并且允许第二电池单元组122的替换用电池单元1222替换在第一电池单元组112中出现的故障电池单元。

<实施例1：当配置单个电池单元平行行时>

具体而言，如上所述，在第一电池单元组112中未出现故障电池单元的正常状态下，通过控制第一开关132为关断状态并且控制第二开关134为接通状态，第一电池单元组112和第二电池单元组122可电分离，并且替换用电池单元1222可用作第二电池单元组122的构件。

在该状态下，当从外部故障电池单元检测系统接收到指示由于并联连接线开路或CID操作而在属于第一电池单元组112的电池单元中出现故障电池单元的控制信号时，基于该控制信号，在包括相应故障电池单元所属的第一电池单元组112的电池单元平行行上配置的第一开关132被控制为接通状态，并且第二开关134被控制为关断状态，使得通过将替换用电池单元1222与第二电池单元组122分离并且允许替换用电池单元1222被包括在第一电池单元组112中，替换用电池单元1222可以通过替换相应故障电池单元而用作第一电池单元组112的构件。

<实施例2：当配置多个电池单元平行行时>

如图1所示，当多个单元平行行配置为N个时，可以另外控制上述第三开关136。

在实施例2的情况下，在未出现故障电池单元的正常状态下，电池组的所有第一开关132被控制为关断状态，第一电池单元平行行的第二开关134a和位于第N电池单元平行行的下端的第二开关134n被控制为接通状态，并且剩余的第二开关被控制为关断状态，此外，第三开关136可以被控制为接通状态，以将构成每个电池单元平行行的第二电池单元组的电池单元以串联/并联状态彼此电连接。

此后，例如，如果在第一电池单元平行行的第一电池单元组112a中出现故障电池单元，则第一电池单元平行行的第一开关132a被控制为接通状态，第二开关134a被控制为关断状态，并且第三开关136a被控制为关断状态，使得第一电池单元平行行的替换用电池单元1222a与第二电池模块120分离并且并联连接到第一电池单元组112a，从而允许替换用电池单元1222a用作第一电池模块110的构件。另外，通过将作为第一电池单元平行行的下一行的第二电池单元平行行的第二开关134b切换到接通状态，构成第二电池模块120的剩余电池单元可以以串联/并联状态彼此电连接。

此处，外部故障电池单元检测系统例如是本发明申请人提交的韩国专利申请No.10-2019-0122268和No.10-2019-0122269中公开的方式，并且可以被配置为检测由于并联连接线开路或CID操作而出现故障电池单元的系统。

来自如上所述配置的外部故障电池单元检测系统的控制信号可以包括例如电池单元组标识号或电池单元平行行标识号，以在电池组100中包括的第一电池模块110中标识故障电池单元所属的第一电池单元组或电池单元平行行。

例如，当在第一电池单元平行行中包括的第一电池单元组112a中出现故障电池单元时，来自外部故障电池单元检测系统的控制信号包括第一电池单元平行行标识号或相应的第一电池单元组112a标识号。接收传送的控制单元基于控制信号来标识在属于第一电池单元平行行的第一电池单元组112a中出现故障电池单元。因此，通过将位于第一单元平行行上的第一开关132a控制为接通并且第二开关134a控制为关断，如图3所示，替换用电池单元1222a可以通过替换故障电池单元而被替换使用。

这样，本发明在并联电池单元之中，如果由于并联连接线开路或CID操作而出现故障电池单元的情况，可以通过简单的切换操作将故障电池单元替换为正常的替换用电池单元来替换故障电池单元。因此，可以防止由于流过故障电池单元的电流，过电流流到与故障电池单元并联连接的剩余正常电池单元时，正常电池单元发生过载。因此，可以从根本上解决由于促使剩余正常电池单元劣化而降低电池性能和寿命的问题。

另外，本发明不是单独地提供替换用电池单元作为未使用的新电池单元，而是代替现有的铅酸电池，将用作安装在设备中的附加设备的电源的电池单元设置为替换用电池单元。因此，与未使用的电池单元相比，可以平衡用作电源的第一电池单元组的电池单元和电池单元劣化程度，即SOH。因此，可以带来维持电池单元的更一致的寿命的效果。

2.电池单元切换方法(参照图4)

根据本发明的并联电池单元的电池单元切换方法可以包括以下步骤。

2.1.电池单元平行行形成步骤S100

电池单元平行行形成步骤是通过平行布置多个电池单元101来形成一个电池单元平行行的步骤。

如图1所示，这些电池单元平行行中的一个或多个可以被配置在电池组100中，并且在这种情况下，构成一个电池单元平行行的电池单元与构成相邻电池单元平行行的电池单元串联连接。

在这种情况下，不是所有构成电池单元平行行的电池单元都并联电连接，而且，不是所有构成一个电池单元平行行的电池单元都与所有构成相邻电池单元平行行的电池单元串联电连接，电池单元根据其作用/功能分类，并且以串联/并联连接状态电互连。这将在后面描述的电池单元组设置步骤中详细描述。

2.2.电池单元组设置步骤S200

为了区分用于具有电池组的设备的主电源和辅助电源，在构成电池单元平行行的电池单元中，从第一电池单元开始，将依次相邻的预定数量的电池单元并联连接以设置为一组，即第一电池单元组112，并且将剩余的电池单元并联连接以设置为一组，即第二电池单元组122，第一电池单元组112和第二电池单元组122电分离。

同时，在构成第二电池单元组122的电池单元中，最靠近第一电池单元组112的电池单元被配置为替换用电池单元1222。

如上所述，替换用电池单元是指当由于第一电池单元组112中的并联连接线开路或CID操作而出现故障电池单元时，与第二电池单元组122电分离并且连接到第一电池单元组的电池单元以替换故障电池单元的电池单元。

如上所述，基于替换用电池单元1222，第一开关132设置在替换用电池单元和第一电池单元组112的电池单元之间的并联连接线a上，并且第二开关134设置在替换用电池单元和第二电池单元组122的剩余电池单元之间的并联连接线b上，使得在当前第一电池单元组112中不出现故障电池的正常状态下，通过第一开关112和第二开关122，替换用电池单元1222与第一电池单元组112电分离，并且连接到第二电池单元组122以用作第二电池单元组122的构件。

同时，如图1所示，当存在多于一个的电池单元平行行时，对于各个电池单元平行行(第一电池单元平行行至第N电池单元平行行)，相同数量的电池单元被设置为第一电池单元组112a至122n，在一个电池单元平行行中，构成第一电池单元组的电池单元并联连接，并且相邻电池单元平行行的第一电池单元组的电池单元串联连接，使得通过以串联/并联状态将包括在电池组100中的构成第一电池单元组112a至112n的所有电池单元彼此电连接来配置第一电池模块110。

另外，构成电池单元平行行中的第二电池单元组122的电池单元也并联连接，并且相邻电池单元平行行(第一电池单元平行行至第N电池单元平行行)的第二电池单元组的电池单元串联连接，使得通过以串联/并联状态将包括在电池组100中的构成第二电池单元组122a至122n的所有电池单元彼此电连接来配置第二电池模块120。

如上所述配置的第一电池模块110的第一电池单元组112a至112n可以用作配备有电池组的设备中的主电源。当安装有电池组的设备例如是车辆时，第一电池模块的第一电池单元组112a至112n用作提供用于驱动电机的电力的驱动电机的电池模块。

同时，第二电池模块120的第二电池单元组122a至122n可以用作安装有电池组的设备中的辅助电源。当设备例如是车辆时，第二电池模块的第二电池单元组122a至122n用作提供用于驱动安装在车辆上的附加设备的电力的驱动附加设备的电池模块，所述附加设备例如是音频设备、导航设备和黑匣子。

因此，当设置第一和第二电池单元组时，在电池单元平行行的电池单元中，优选地将比第二电池单元组122更多的电池单元设置为第一电池单元组112。

2.3.故障电池单元检测步骤S300

故障电池单元检测步骤是检测在电池单元组设置步骤S200中设置的第一电池单元组112所包括的电池单元中是否由于并联连接线开路或CID操作而出现故障电池单元的步骤。

如上所述，检测并联连接的第一电池单元组112的电池单元中是否出现故障电池单元可以通过外部故障电池单元检测系统来执行，并且当检测到故障电池单元时，将指示其的控制信号发送到控制单元(未示出)，使得控制单元可以识别出在第一电池单元组112中出现故障电池单元。

在这种情况下，由控制单元(未示出)从外部故障电池单元检测系统接收的控制信号可以包括例如电池单元组标识号或电池单元平行行标识号，以在电池组所包括的第一电池模块之中标识故障电池单元所属的第一电池单元组或电池单元平行行。

此处，外部故障电池单元检测系统例如是以本发明申请人提交的韩国专利申请No.10-2019-0122268和No.10-2019-0122269中公开的方式，并且可以被配置为检测由于并联连接线开路或CID操作导致的故障电池单元的系统。

2.4.故障电池单元替换步骤S400

故障电池单元替换步骤是当在故障电池单元检测步骤S300中检测到第一电池单元组112的电池单元之中由于并联连接线开路或CID操作而出现故障电池单元时，将替换用电池单元1222与第二电池单元组122电分离，且并联连接到第一电池单元组112以替换故障电池单元的步骤。

故障电池单元替换步骤可以包括以下步骤。

A.替换用电池单元分离步骤S410

替换用电池单元分离步骤是将替换用电池单元1222与第二电池单元组122电分离的步骤。

该步骤将最初作为第二电池单元组122的构件操作的替换用电池单元1222与第二电池单元组122电分离，并且可以通过关断设置在替换用电池单元1222与第二电池单元组122的剩余电池单元之间的并联连接线b上的第二开关134来实现。

B.替换用电池单元连接步骤S420

替换用电池单元连接步骤是在替换用电池单元分离步骤S410中将替换用电池单元与第二电池单元组122电分离之后，将替换用电池单元1222并联连接到第一电池单元组112以替换故障电池单元的步骤。

该步骤可以通过接通设置在替换用电池单元1222与第一电池单元组112的电池单元之间的并联连接线a上的第一开关132来实现。

通过这些步骤，最初用作第二电池单元组122的构件的替换用电池单元112与第二电池单元组122电分离，并且并联连接到第一电池单元组112，使得替换用电池单元1222可以通过替换在第一电池单元组112中产生的故障电池单元而作为第一电池单元组112的构件操作。

例如，当在第一电池单元平行行所包括的第一电池单元组112a中出现故障电池单元时，从外部故障电池单元检测系统接收控制信号的控制单元(未示出)将位于第一电池单元平行行上的第一开关132a控制为接通状态，并将第二开关134a控制为关断状态。因此，如图3所示，在将替换用电池单元1222a与第二电池单元组122a电分离并与第一电池单元组112a的电池单元并联电连接的同时，替换用电池单元1222a替换故障电池单元以用作第一电池单元组112a的构件。

另一方面，虽然根据上述实施例具体描述了本发明的技术构思，但是应当注意，上述实施例是为了解释而不是限制的目的。另外，本发明的技术领域的技术人员将能够理解，在本发明的精神的范围内，各种实施例是可能的。