KR102156403B1 - 배터리 관리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량에 탑재된 배터리를 관리하는 장치의 태스크 수행 제어 기술을 제공한다. 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 차량에 포함된 배터리를 관리하는 장치로서, 미리 정해진 주기마다 각각의 태스크를 수행하는 단위 앱 모듈을 복수 구비하는 어플리케이션 모듈; 상기 차량의 비상 상황을 인식하는 비상인식 모듈; 및 상기 비상인식 모듈에 의해 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 적어도 하나의 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 변경하는 주기변경 모듈을 포함할 수 있다.

Description

배터리 관리 장치{Battery Management Apparatus}
본 발명은 배터리 관리 기술에 관한 것으로, 특히 차량에 탑재된 배터리를 관리하는 장치, 이를테면 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS) 등에서 다양한 태스크의 수행을 제어하는 기술에 관한 것이다.
배터리는 휴대폰, 랩탑 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드 등의 모바일 디바이스뿐만 아니라 전기로 구동되는 자동차(EV, HEV, PHEV)나 대용량 전력 저장 장치(ESS) 등의 분야로까지 그 용도가 급속도로 확산되고 있다.
이러한 배터리는, 배터리의 동작을 전반적으로 제어하는 배터리 관리시스템(BMS)과 결합될 수 있다. 특히, BMS의 경우 MCU가 포함되며 여러 태스크가 수행될 수 있다. 이때, BMS의 MCU는 코어 개수와 관계없이 한 번에 하나의 태스크만 수행하도록 구성될 수 있다. 이는 동시 다발적으로 프로세스를 처리하는 경우 태스크 간 혼선 등이 발생하여 문제를 일으킬 염려가 있기 때문이다. 더욱이, 자동차에서 BMS의 MCU가 오류를 일으키는 경우 자동차 사고를 유발할 수 있으므로, MCU의 오류를 원천적으로 봉쇄하고자 싱글 태스크 프로세스가 일반적으로 이용되고 있다.
이러한 상황에서 BMS가 수행하는 다양한 태스크는 각각 특정 주기를 갖고 수행될 수 있다. 그리고, 이러한 태스크 수행 주기는 일정하게 정해져 소프트웨어 이미지 형태로 BMS에 다운로드되어 있으며, 임의로 변경되지 못하는 것이 일반적이다.
그러므로, 현재 차량의 BMS에서는 다양한 환경 상황에 적응적으로 대처하지 못하는 문제점이 있다. 특히, 차량은 교통사고가 발생할 위험성을 항상 갖고 있는데, 이러한 사고 상황에서도 BMS의 여러 태스크는 정상 상태와 동일한 주기 및 형태로 수행될 수밖에 없어, 신속하고 적절한 대처가 어렵고 사고 관련 정보를 정밀하게 획득 및 분석하는 것이 용이하지 않다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 비정상 상황에서 보다 신속하고 적절한 대처를 가능하게 하는 한편, 관련 정보를 보다 정확하고 상세하게 획득할 수 있도록 하여 배터리를 관리하고 유지하는데 보다 용이하고 유리한 배터리 관리 장치와 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 차량에 포함된 배터리를 관리하는 장치로서, 미리 정해진 주기마다 각각의 태스크를 수행하는 단위 앱 모듈을 복수 구비하는 어플리케이션 모듈; 상기 차량의 비상 상황을 인식하는 비상인식 모듈; 및 상기 비상인식 모듈에 의해 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 적어도 하나의 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 변경하는 주기변경 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 비상인식 모듈은, 브레이크 압력을 측정하는 브레이크압력측정 센서를 구비할 수 있다.
또한, 상기 비상인식 모듈은, 차량에 가해지는 충격을 감지하는 충격감지 센서를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 주기변경 모듈은, 상기 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크 압력이 기준값 이상인 경우 턴온되고, 상기 충격감지 센서에 의해 충격이 감지된 경우 태스크 수행 주기를 변경할 수 있다.
또한, 상기 주기변경 모듈은, 상기 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크 압력이 기준값 이상인 경우 적어도 하나의 단위 앱 모듈의 태스크에 대하여 태스크 수행 주기를 1차 변경하고, 상기 충격감지 센서에 의해 충격이 감지된 경우, 1차 변경된 태스크 수행 주기를 다시 2차 변경할 수 있다.
또한, 상기 배터리 관리 장치는, 배터리의 정보를 저장하는 메모리 모듈을 더 포함하고, 상기 메모리 모듈은, 상기 차량의 브레이크에 압력이 인가되는 경우마다 상기 배터리의 정보 데이터를 기록하고, 상기 차량의 브레이크 압력이 기준값 이상인 경우 상기 기록된 정보 데이터를 저장할 수 있다.
또한, 상기 어플리케이션 모듈은, 상기 단위 앱 모듈로서, 상기 배터리에 포함된 각 셀의 전압을 측정하는 태스크를 수행하는 셀전압측정 앱, 상기 배터리에 흐르는 전류를 측정하는 태스크를 수행하는 전류측정 앱, 상기 배터리의 온도를 측정하는 태스크를 수행하는 온도측정 앱, 컨택터를 제어하기 위한 코일의 전압을 측정하는 태스크를 수행하는 컨택터측정 앱 및 상기 차량의 다른 장치로부터 CAN 통신을 통해 디버깅용 데이터를 수신하는 태스크를 수행하는 디버그수신 앱 중 하나 이상을 구비하고, 상기 주기변경 모듈은, 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 상기 단위 앱 모듈 중 적어도 하나의 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 변경할 수 있다.
또한, 상기 주기변경 모듈은, 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 상기 어플리케이션 모듈에 포함된 단위 앱 모듈 중 적어도 하나의 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 감소시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 주기변경 모듈은, 상기 차량이 정지한 경우, 변경된 태스크 주기를 원래대로 회복시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 주기변경 모듈은, 상기 배터리 관리 장치의 부하를 모니터링하여, 모니터링 결과에 따라 상기 어플리케이션 모듈의 일부 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 늘리도록 구성될 수 있다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치를 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, BMS와 같은 배터리 관리 장치가 수행하는 각종 태스크의 수행 주기가 변경될 수 있다.
따라서, 본 발명의 경우, 태스크 수행 주기 변경을 통해 배터리가 처할 수 있는 다양한 환경 상황에 적응적으로 대처할 수 있다.
특히, 차량에 장착되는 배터리의 경우, 교통 사고 등으로 인해 파손 내지 손상될 가능성이 많다. 하지만, 본 발명의 일 측면에 의하면, 교통사고 등이 발생하는 상황에서 신속하면서도 적절하게 관련 태스크가 수행되도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 이러한 비상 상황에서 배터리의 상태 정보 등을 세밀하고 신속하게 저장함으로써, 관련 내용을 보다 용이하게 분석할 수 있고, 배터리의 수리나 제조 시 많은 도움이 될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 메모리 용량이 많이 확보되지 않은 상황에서도 적절한 정보의 저장 및 활용이 가능할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치가 차량에 포함된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 어플리케이션 모듈에 구비된 단위 앱 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4는, 차량의 브레이크 계통의 일부 구성에 대한 일례를 개략적으로 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 배터리 관리 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(1000)의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(1000)가 차량에 포함된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치(1000)는, 어플리케이션 모듈(100), 비상인식 모듈(200) 및 주기변경 모듈(300)을 포함할 수 있다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치(1000)는, 차량에 포함된 배터리에 연결되어 이러한 차량용 배터리를 관리하도록 구성될 수 있다. 다만, 도 2에서, 배터리 관리 장치(1000)를 제외한 다른 여러 구성, 즉 배터리(2000), 컨택터(3000), 인버터(4000), 모터(5000) 및 ECU(6000) 등에 대해서는 본원발명의 출원 시점에 공지된 구성이 그대로 채용될 수 있으며, 당업자에게 널리 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
상기 어플리케이션 모듈(100)은, 하나 이상의 태스크를 수행할 수 있다. 특히, 상기 어플리케이션 모듈(100)은, 다수의 태스크를 수행하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 어플리케이션 모듈(100)은, 복수의 단위 앱 모듈을 구비할 수 있다. 그리고, 각각의 단위 앱 모듈은, 미리 정해진 하나 또는 그 이상의 태스크를 수행할 수 있다. 여기서, 태스크란 배터리의 각종 상태를 측정, 추정, 연산 또는 진단하거나 배터리를 제어하는 등, 배터리를 관리하는데 수반되는 다양한 기능 내지 동작을 의미한다고 할 수 있다. 본 발명은, 상기 어플리케이션 모듈(100)이 수행하는 태스크를 특정 동작으로 한정하지 않는다. 따라서, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 태스크, 특히 차량 등에 포함되는 배터리 팩의 BMS(배터리 관리 시스템, Battery Management System)에 의해 수행되는 각종 기능이, 상기 어플리케이션 모듈(100)에 의해 수행되는 태스크로 채용될 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 어플리케이션 모듈(100)에 구비된 단위 앱 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 상기 어플리케이션 모듈(100)은, 단위 앱 모듈로서, 제1진단 앱(111), 차량수신 앱(121), 측정ADC 앱(122), OCV측정 앱(123), 전류측정 앱(124), 제2진단 앱(125), 컨택터제어 앱(126), 절연저항측정 앱(127), 차량송신 앱(128), 진단에러핸들링 앱(129), 디버그수신 앱(131), 제3진단 앱(132), 셀전압측정 앱(133), 온도측정 앱(134), 컨택터측정 앱(135), 디버그송신 앱(136), 제4진단 앱(141), SOX추정 앱(142) 및/또는 EE온도측정 앱(143)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1진단 앱(111)은, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치(1000), 이를테면 BMS의 웨이크업(wake up) 여부를 확인하고 배터리 관리 장치(1000)의 진단을 초기화하는 태스크를 수행할 수 있다. 상기 차량수신 앱(121)은, 미리 리스트업(list up)된 CAN 신호를 차량으로부터 주기적으로 수신하는 태스크를 수행할 수 있다. 상기 측정ADC 앱(122)은, 배터리 관리 장치(1000)에 의해 측정된 각종 아날로그 값, 이를테면 전압값을 디지털 값으로 변환하는 태스크를 수행할 수 있다. 상기 OCV측정 앱(123)은, 배터리의 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage)을 측정하는 태스크를 수행할 수 있다. 이를테면, 상기 OCV측정 앱(123)은, 차량이 출발하기 이전에 아이들(idle) 상태에서의 배터리 팩의 전압을 측정하는 태스크를 수행할 수 있다.
상기 전류측정 앱(124)은, 배터리의 충전 내지 방전 전류를 측정하는 태스크를 수행할 수 있다. 상기 제2진단 앱(125)은, 컨택터(3000)가 제대로 동작하는지 진단하는 태스크를 수행할 수 있다. 이러한 컨택터(3000)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(2000)에서 모터(5000)로 전원이 공급되는 경로상에 위치하여 인버터(4000)를 제어하는 스위치 역할을 할 수 있다.
상기 컨택터제어 앱(126)은, 컨택터(3000)의 온오프를 제어하는 태스크를 수행할 수 있다. 상기 절연저항측정 앱(127)은, 배터리(배터리 팩) 측에 구비된 절연저항이 정상인지 여부 또는 절연저항에 과도한 전류가 흐르는지 여부 등을 확인하는 태스크를 수행할 수 있다. 상기 차량송신 앱(128)은, 미리 리스트업된 CAN 신호를 차량으로 주기적으로 송신하는 태스크를 수행할 수 있다. 상기 진단에러핸들링 앱(129)은, 여러 진단 앱에 의해 파악된 에러를 처리하는 태스크를 수행할 수 있다.
상기 디버그수신 앱(131)은, 배터리 관리 장치(1000) 이외의 차량의 다른 장치, 이를테면 차량의 여러 ECU(Electronic Control Unit)(6000)로부터 CAN 통신을 통해 디버깅(debugging)용 데이터를 수신하는 태스크를 수행할 수 있다. 이때, 디버그수신 앱(131)이 수신하는 데이터는, 차량 측에서는 필요로 하지 않는 데이터로서, 주로 분석 내지 디버깅을 위해 사용되는 정보일 수 있다.
상기 제3진단 앱(132)은, 배터리 내에 구비된 각 셀의 과전압이나 과전류 등을 진단하는 태스크를 수행할 수 있다. 상기 셀전압측정 앱(133)은, 배터리 내에 구비된 각 셀의 전압을 측정하는 태스크를 수행할 수 있다. 상기 온도측정 앱(134)은, 배터리(2000) 내외부 및/또는 배터리 관리 장치(1000)의 온도를 측정하는 태스크를 수행할 수 있다. 상기 컨택터측정 앱(135)은, 컨택터(3000)의 상태를 측정할 수 있다. 특히, 컨택터(3000)는 접속단자와 이러한 접속단자를 개폐시키는 역할을 하는 코일부를 구비할 수 있고, 코일부에 대한 전원의 인가 유무에 따라 접속단자의 개폐 여부가 결정될 수 있다. 이때, 상기 컨택터측정 앱(135)은, 컨택터의 코일 양단 전압을 측정할 수 있다. 상기 디버그송신 앱(136)은, 상기 디버그수신 앱(131)이 배터리 관리 장치 이외의 다른 장치, 이를테면 ECU(6000)로부터 분석 내지 디버깅을 위한 각종 정보를 수신할 수 있도록, 주변 장치에 이러한 정보를 전송하도록 하는 명령을 CAN 통신을 통해 전송하는 태스크를 수행할 수 있다.
상기 제4진단 앱(141)은, 주변 온도가 일정 수준 이상의 극고온인지 및/또는 일정 수준 이하의 극저온인지 등을 진단하는 태스크를 수행할 수 있다. 상기 SOX추정 앱(142)은, SOC(State Of Charge) 및/또는 SOH(State Of Health) 등 배터리(2000)의 각종 상태를 추정하는 태스크를 수행할 수 있다. 상기 EE온도측정 앱(143)은, 배터리 외부 주변의 전기전자(EE) 장치의 온도를 측정하는 태스크를 수행할 수 있다.
상기 어플리케이션 모듈(100)은, 상기 앱 이외에도 다른 다양한 단위 앱 모듈을 포함하여 다른 다양한 태스크를 수행할 수 있다. 특히, 상기 어플리케이션 모듈(100)은, 본 발명의 출원 시점에 공지된 차량용 BMS의 다양한 태스크를 수행하도록 구성될 수 있다.
상기 어플리케이션 모듈(100)은, 각각의 태스크를 미리 정해진 주기마다 수행할 수 있다. 즉, 상기 어플리케이션 모듈(100)에 포함된 각각의 단위 앱 모듈은, 해당 태스크를 소정 주기마다 수행할 수 있다. 이때, 태스크의 수행 주기는, 미리 정해져 메모리 모듈(400) 등에 저장되어 있을 수도 있고, 각 단위 앱 모듈과 별도의 구성인 태스크 스케쥴러 등에 의해 할당될 수도 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바를 참조하면, 제1진단 앱은, 1ms 주기로 태스크를 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 차량수신 앱, 측정ADC 앱, OCV측정 앱, 전류측정 앱, 제2진단 앱, 컨택터제어 앱, 절연저항측정 앱, 차량송신 앱 및 진단에러핸들링 앱은, 10ms 주기로 각 태스크를 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 디버그수신 앱, 제3진단 앱, 셀전압측정 앱, 온도측정 앱, 컨택터측정 앱 및 디버그송신 앱은, 100ms 주기로 각 태스크를 수행하도록 구성될 수 있다. 그리고, 제4진단 앱, SOX추정 앱 및 EE온도측정 앱은, 1000ms 주기로 각 태스크를 수행하도록 구성될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치에서, 상기 어플리케이션 모듈(100)은, 특정 시점에서 하나의 단위 앱 모듈에 의해 하나의 태스크만 수행하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 어플리케이션 모듈(100)에 의해 수행되는 태스크는, 특정 시점에서 하나만 수행되도록 구성될 수 있다. 이는, 동시에 둘 이상의 태스크를 수행함으로 인해 적어도 일부 태스크가 제대로 수행되지 못하는 등의 결함이 발생하는 문제를 예방하기 위함이다.
상기 비상인식 모듈(200)은, 배터리와 본 발명에 따른 배터리 관리 장치가 탑재된 차량의 비상 상황을 인식할 수 있다. 여기서, 비상 상황은, 차량이 정상 상태가 아닌 비정상 상태에 놓인 것을 의미한다고 할 수 있다. 이러한 비상 상황에는 다양한 비정상 상황이 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 비상 상황은, 차량의 충돌 상황을 의미한다고 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 비상인식 모듈(200)은, 브레이크압력측정 센서를 구비할 수 있다. 그리고, 브레이크압력측정 센서는, 브레이크 압력을 측정할 수 있다. 이를테면, 상기 브레이크압력측정 센서는, 운전자에 의해 브레이크 페달이 밟혀진 정도 내지 각도를 인식하여 브레이크 압력을 측정할 수 있다.
도 4는, 차량의 브레이크 계통의 일부 구성에 대한 일례를 개략적으로 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 차량의 브레이크 계통은, 대표적으로 브레이크 페달(11), 푸시 로드(12), 마스터 실린더(13), 브레이크 호스(14), 휠 실린더(15) 등을 포함하는 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 브레이트 페달(11)은 일측(고정점)이 고정된 상태로 평상시에는 A1 위치에 있다가, 운전자가 브레이크 페달(11)의 타측(작용점)을 밟으면, A2 위치로 이동할 수 있다. 이 경우, 고정점 부근에서 푸시로드(12)에 작용하는 힘은 마스터 실린더(13)의 피스톤을 밀어 유압을 발생시킬 수 있다. 그리고, 이러한 마스터 실린더의 유압은 브레이크 호스(14)를 통해 차량 바퀴 측에 구비된 휠 실린더(15)로 전달될 수 있다.
이러한 구성에서, 상기 브레이크압력측정 센서는, 브레이크 페달(11)이 눌려진 거리를 측정하는 방식으로 브레이크 압력을 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서 L로 표시된 부분과 같이 브레이크 페달(11)의 특정 지점에 대한 이동 거리를 측정함으로써 브레이크에 가해진 압력을 측정할 수 있다.
또는, 상기 브레이크압력측정 센서는 브레이크 페달이 눌려진 각도를 측정하는 방식으로 브레이크 압력을 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 브레이크압력측정 센서는, 고정점과 작용점을 잇는 선분의 각도 변화를 측정하여 브레이크에 가해진 압력을 측정할 수 있다.
이 밖에도, 상기 브레이크압력측정 센서는, 차량 브레이크의 마스터 실린더 또는 휠 실린더의 유압을 측정하는 방식으로 브레이크 압력을 측정할 수 있다. 또는, 상기 브레이크압력측정 센서는, 다른 다양한 방식으로 브레이크의 압력을 측정할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 비상인식 모듈(200)은, 충격감지 센서를 구비할 수 있다. 여기서, 충격감지 센서는, 차량에 가해지는 충격을 감지할 수 있다. 즉, 충격감지 센서는, 차량에 실제 충격이 가해졌는지 여부를 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 충격감지 센서는, 에어백 등을 구동하기 위해 차체에 장착된 충돌감지센서 등을 통해 차량에 가해진 충격을 감지할 수 있다. 또는 상기 충격감지 센서는, 가속도 센서나 자이로 센서 등을 이용하여 구현될 수도 있다.
상기 주기변경 모듈(300)은, 비상인식 모듈(200)에 의해 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 이러한 비상 상황이 인식되었다는 정보를 비상인식 모듈(200)로부터 전송받을 수 있다. 그리고, 이 경우, 주기변경 모듈(300)은, 어플리케이션 모듈(100)에서 적어도 하나의 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 변경할 수 있다. 이를테면, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량의 충돌이 발생하는 상황에서 특정 태스크의 주기를 변경하도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 주기변경 모듈(300)은, 비상인식 모듈(200)에 의해 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 어플리케이션 모듈(100)에 구비된 단위 앱 모듈 중 적어도 하나의 단위 앱 모듈의 태스크에 대한 주기를 변경할 수 있다.
특히, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 어플리케이션 모듈(100)에 포함된 단위 앱 모듈 중 적어도 하나의 단위 앱 모듈의 태스크에 대한 주기를 감소시킬 수 있다. 이 경우, 보다 세밀하고 정밀한 제어와 원인 및 상황 분석 등이 가능해질 수 있다.
바람직하게는, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 셀전압측정 앱의 태스크 수행 주기를 변경할 수 있다. 특히, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량의 비상 상황이 발생한 경우, 셀전압측정 앱의 태스크 수행 주기를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 셀전압측정 앱은, 정상적인 상황에서는 100ms마다 각 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있다. 하지만, 차량의 충돌과 같은 비상 상황이 발생한 경우, 주기변경 모듈(300)은 셀전압측정 앱의 태스크 수행 주기를 변경하여, 셀전압측정 앱이 1ms마다 각 셀의 전압을 측정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 차량 충돌 등 비상 상황에서, 각 셀의 전압 변화를 보다 세밀하게 파악함으로써, 충돌 등에 따른 누전 가능성이나 셀이 파손되었는지 여부 등을 보다 신속하고 정확하게 파악하도록 할 수 있다. 그리고, 이는, 셀 고장 경고, 고장 셀 위치 고지, 고장 셀 우회 경로 확보, 셀 밸런싱 등 적절한 후속 절차가 이루어지는데 이용될 수 있다. 또한, 이와 같이 세밀하게 파악된 정보는 메모리 모듈(400)에 저장됨으로써 이후에 원인 및 상태를 분석하고 배터리를 관리 및 유지하는데 도움이 되는 자료로 이용될 수 있다.
또한, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 전류측정 앱의 태스크 수행 주기를 변경할 수 있다. 특히, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량의 비상 상황이 발생한 경우, 전류측정 앱의 태스크 수행 주기를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 전류측정 앱은, 정상적인 상황에서는 10ms마다 배터리에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 하지만, 차량의 충돌 상황이 발생한 경우, 주기변경 모듈(300)은 전류측정 앱의 태스크 수행 주기를 변경하여, 전류측정 앱은 1ms마다 배터리의 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 차량의 충돌 등 비상 상황에서, 배터리에 흐르는 전류 상황을 보다 세밀하게 파악함으로써, 과전류 상황으로서 전류 차단이 필요한지 등 후속 조치를 적절하고 신속하게 취하도록 할 수 있다. 뿐만 아니라, 이와 같이 파악된 배터리의 전류 변화 이력은 메모리 모듈(400)에 저장됨으로써, 추후 사고 원인 및 배터리 상태 분석, 사고 이력 저장 등을 위한 자료로 이용될 수 있다.
또한, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 온도측정 앱의 태스크 수행 주기를 변경할 수 있다. 특히, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량의 비상 상황이 발생한 경우, 온도측정 앱의 태스크 수행 주기를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 온도측정 앱은, 정상적인 상황에서는 100ms마다 배터리의 온도를 측정할 수 있다. 하지만, 차량의 충돌 상황이 발생한 경우, 주기변경 모듈(300)은 온도측정 앱의 태스크 수행 주기를 변경하여, 온도측정 앱은 1ms마다 배터리의 온도를 측정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 차량의 충돌 등 비상 상황에서, 배터리의 온도 변화를 보다 세밀하게 파악함으로써, 충돌 등에 따른 배터리의 과다 온도 상승이나 발화 등이 신속하고 정확하게 파악 및 대처되도록 할 수 있다. 또한, 이와 같이 파악된 배터리의 온도 변화 이력은 메모리 모듈(400)에 저장됨으로써, 추후 배터리를 관리 내지 유지하는데 도움이 되는 자료가 될 수 있다.
또한, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 컨택터측정 앱의 태스크 수행 주기를 변경할 수 있다. 특히, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량의 비상 상황이 발생한 경우, 컨택터측정 앱의 태스크 수행 주기를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 컨택터측정 앱은, 정상적인 상황에서는 100ms마다 컨택터의 코일 전압을 측정할 수 있다. 하지만, 차량의 충돌 상황이 발생한 경우, 주기변경 모듈(300)은 컨택터측정 앱의 태스크 수행 주기를 1ms로 변경할 수 있으며, 이에 의해 컨택터측정 앱은 1ms마다 컨택터의 코일 전압을 측정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 차량의 충돌 등 비상 상황에서, 모터에 대한 컨택터의 제어 상황에 이상이 있는지를 보다 신속하고 정확하게 파악할 수 있다. 또한, 이와 같이 파악된 컨택터의 코일 전압 변화 이력은 메모리 모듈(400)에 저장됨으로써, 추후 배터리의 상태 파악 내지 관리 등에 도움이 되는 자료로 활용될 수 있다.
또한, 상기 주기변경 모듈(300)은, 비상인식 모듈(200)에 의해 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 디버그수신 앱의 태스크 수행 주기를 변경할 수 있다. 특히, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량의 비상 상황이 발생한 경우, 디버그수신 앱의 태스크 수행 주기를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 디버그수신 앱은, 정상적인 상황에서는 100ms마다 디버깅용 데이터를 CAN 통신을 통해 ECU 등 차량의 다른 장치로부터 수신할 수 있다. 하지만, 차량의 충돌 상황이 발생한 경우, 주기변경 모듈(300)은 디버그수신 앱의 태스크 수행 주기를 변경하여, 디버그수신 앱은 10ms마다 디버깅용 데이터를 수신할 수 있다.
한편, 이 경우, 디버깅용 데이터를 전송하라는 명령을 수행하는 디버그송신 앱 역시 100ms마다 태스크를 수행하다가, 차량의 비상 상황이 인식된 경우 주기변경 모듈(300)에 의해 10ms마다 태스크를 수행하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 차량의 충돌 등 비상 상황에서, 차량 측의 ECU나 EE 장치 등으로부터 보다 신속하게 데이터를 수집하여 해당 장치에 대한 적절한 조치가 신속하게 수행되도록 할 수 있다. 또한, 이와 같이 차량 측으로부터 얻어진 데이터는 배터리 관리 장치의 메모리 모듈(400) 등에 저장함으로써, 추후 배터리를 관리 및 유지하는데 도움이 되는 자료로 활용될 수 있다.
또한, 이와 같이 각종 태스크의 수행 주기가 감소됨으로써 보다 신속하고 세밀하게 얻어진 데이터는, 주변 장치의 소손이나 화재 등의 피해를 최소화할 수 있는 제어를 위한 용도로써도 활용될 수도 있다. 그리고, 이러한 데이터는, 긴급 상황에서의 BMS 제어 및 주변 장치와의 통신 데이터 변화를 최대한 기록하여 케이스 스터디 형태로 데이터를 수집하는 용도로써 사용될 수 있다. 또한, 수집된 데이터는 배터리 SOC나 SOH, 출력 등의 예측 알고리즘의 중요 데이터로 활용될 수도 있다.
상기 주기변경 모듈(300)은, 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크 압력이 기준값 이상인지를 판단할 수 있다. 그리고, 그러한 측정값이 기준값 이상인 경우, 상기 주기변경 모듈(300)은, 특정 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 변경할 수 있다.
특히, 상기 비상인식 모듈(200)은, 브레이크 페달의 이동 거리를 이용하여 차량의 비상 상황을 인식할 수 있다. 이를테면, 도 4의 구성에서, 비상인식 모듈(200)에 구비된 브레이크압력측정 센서는, 브레이크 압력으로서, 브레이크 페달의 특정 지점에 대한 이동 거리(L)를 측정할 수 있다. 그리고, 이러한 이동 거리(L)와 비교되기 위한 참조 거리가 곧 기준값으로서 배터리 관리 장치의 메모리 모듈(400) 등에 미리 저장되어 있을 수 있다. 그러면, 비상인식 모듈(200)은, 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크 페달의 이동 거리(L) 측정값이 미리 설정된 참조 거리 이상인지를 비교하여 차량이 비상 상황인지를 판단할 수 있다.
예를 들어, 기준값으로서 참조 거리가 10cm라 할 때, 브레이크 페달의 이동 거리 측정값이 7cm인 경우, 이는 참조 거리 미만이므로, 비상인식 모듈(200)은, 현재 차량의 상황이 정상 상황이라고 판단할 수 있다. 반면, 브레이크 페달의 이동 거리 측정값이 12cm인 경우, 이는 참조 거리(10cm)를 넘어서므로, 비상인식 모듈(200)은, 현재 차량의 상황이 비상 상황이라고 판단할 수 있다. 그리고, 비상인식 모듈(200)은, 이러한 비상 상황에 대한 정보를 주기변경 모듈(300)에 전송할 수 있다.
그러면, 주기변경 모듈(300)은, 특정 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 주기변경 모듈(300)은, 일부 단위 앱 모듈, 이를테면 셀전압측정 앱, 온도측정 앱 및/또는 컨택터측정 앱의 태스크 수행 주기를 100ms에서 1ms로 단축하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 주기변경 모듈(300)은, 디버그수신 앱 및 디버그송신 앱의 태스크 수행 주기를 100ms에서 10ms로 단축하도록 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 비상인식 모듈(200)은, 브레이크 페달의 회전 각도를 참조 각도와 비교하여 차량의 비상 상황을 인식할 수 있다. 이 경우, 브레이크 페달의 회전 각도가 참조 각도(이를테면 30°) 이상인 경우, 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크 압력이 기준값 이상이라고 판단될 수 있다. 즉, 상기 비상인식 모듈(200)은, 브레이크 페달의 회전 각도가 미리 정해진 참조 각도 이상인 경우, 차량의 비상 상황이라고 인식할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 비상인식 모듈(200)은, 마스터 실린더의 유압이나 휠 실린더의 유압을 미리 정해진 참조 유압과 비교함으로써, 차량의 비상 상황을 인식할 수 있다.
이러한 여러 구성에서, 측정 각도나 측정 유압과 비교되는 참조 각도나 참조 유압은, 제조사나 관리자 등에 의해 메모리 모듈(400) 등에 미리 저장되어 있을 수 있음은 물론이다.
그리고, 비상인식 모듈(200)이 차량의 비상 상황을 인식하면, 주기변경 모듈(300)은, 앞서 설명된 바와 같이 어플리케이션 모듈(100)에 포함된 적어도 일부의 단위 앱 모듈에 대한 태스크의 수행 주기를 변경할 수 있다.
이처럼, 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크 압력을 이용하여 차량의 비상 상황이 인식되고, 더욱이 태스크의 수행 주기가 변경되는 구성에 의하면, 보다 신속하고 상세한 데이터 수집과 적절한 대응이 가능해질 수 있다. 특히, 많은 교통사고의 경우, 운전자는 충돌을 당하기 이전에 사고가 발생할 상황임을 인지하여 브레이크를 밟는 경우가 많다. 이 경우, 실제 충돌이 일어나기 이전부터, 여러 태스크의 수행 주기가 빨라지거나 느려질 수 있다. 그리고, 이러한 태스크의 수행 주기 변화는, 사고 상황에 대비하여 적절한 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실제 충돌 사고가 발생하기 이전부터 셀전압측정 앱의 태스크 수행 주기를 짧게 함으로써, 사고 전후의 셀전압 변화를 보다 정밀하게 측정할 수 있다. 따라서, 사고에 의한 셀 전압 변화인지 여부가 보다 정확하게 파악될 수 있다.
또한, 이러한 정밀 측정값은 메모리 모듈(400) 등에 저장되어 추후 고장 원인이나 내용을 분석하고, 배터리를 관리 내지 수리하는데 용이하게 이용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 일 측면에 의하면, 각종 정보가 항상 세밀하게 저장되는 것이 아니라, 사고 상황 직전에만 각종 자료가 보다 정확하게 측정되어 저장될 수 있으므로, 작은 용량의 메모리 모듈(400)을 갖더라도 본 발명의 구현이 가능해질 수 있다. 특히, 현재 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등에 채용되고 있는 BMS 등의 경우, 메모리 용량이 크지 않기 때문에, 항상 많은 정보를 저장하는 것이 곤란하다. 하지만, 상기와 같은 구성에 의하면, 브레이크 압력이 기준값 이상인 특정 상황에서만 정보가 세밀하게 저장될 수 있으므로, 적은 메모리 용량에도 발명이 용이하게 구현될 수 있다.
또한, 이러한 정밀 측정값은, 전체 셀의 전류를 먼저 차단하여 사고 시 감전 내지 누전 사고 등을 예방하도록 제어하는데 이용될 수도 있다. 또는, 이러한 정밀 측정값은, 일부 셀의 연결을 차단하여 배터리 전압을 낮춤으로써 고전압에 따른 피해를 줄이는데 이용될 수도 있다. 이처럼, 사고가 발생하기 이전부터 정밀하게 측정된 데이터는, 차량에 구비된 다양한 제어 장치의 사고 대비 동작에 이용될 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시 구성에 의하면, 사고 상황에서 충돌 센서 등이 제대로 작동하지 않는 경우에도 태스크 수행 주기가 변경될 수 있다. 일부 교통 사고 상황에서 에어백이 전개되지 않는다는 점은 지속적으로 발생하는 문제인데, 이는 충돌 센서 등의 불완전성 등에 기인한 경우가 많다. 하지만, 브레이크 압력 측정 결과에 의해 태스크 수행 주기가 변경되는 본 발명의 구성에 의하면, 충돌 센서가 미작동하더라도 태스크 수행 주기는 신속하고 정확하게 변경될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 실제 사고가 발생하지 않더라도, 사고 위험 상황에 대한 각종 정보가 저장될 수 있다. 예를 들어, 충돌 사고가 발생하지 않았다 하더라도, 급제동을 수행한 경우 배터리나 차량의 다른 장치, 이를테면 ECU 등이 어떠한 상태에 도달했었는지, 또는 이들의 상태가 어떠했는지 등에 대한 정보가 사고 위험 상황에서 보다 정밀하게 측정되어 저장될 수 있다. 그리고, 이러한 측정 정보는, 추후 배터리 관리 장치나 배터리, 기타 차량의 다른 장치 등을 제조, 유지 및 관리하는데 유용한 정보로 활용될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 비상인식 모듈(200)은, 단위 시간당 브레이크의 압력 변화를 이용하여 차량의 비상 상황을 인식할 수 있다.
예를 들어, 상기 비상인식 모듈(200)은, 단위 시간당 브레이크 페달의 이동 거리(L), 즉 브레이크 페달이 밟혀지는 속도를 참조 속도(기준값)와 비교함으로써 차량의 비상 상황을 인식할 수 있다. 이를테면, 참조 속도가 3cm/s라 가정할 때, 브레이크 페달의 측정 거리가 초당 2cm이면, 이는 정상적인 제동으로 보고, 차량의 비상 상황이 아닌 정상 상황으로 인식할 수 있다. 하지만, 브레이크 페달의 측정 거리가 초당 5cm이면, 이는 급제동으로 보고, 차량의 비상 상황으로 인식하여, 비상인식 모듈(200)은 주기변경 모듈(300)에 차량이 비상 상황이라는 신호를 전송할 수 있다. 그러면, 주기변경 모듈(300)은, 특정 단위 앱 모듈의 태스크에 대한 수행 주기를 변경할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 브레이크에 의해 차량이 정지해 가는 모든 상황에 대한 태스크 수행 주기를 변경하는 것이 아니라 급박하게 차량이 정지되는 상황에 대해서만 태스크 수행 주기가 변경되도록 할 수 있다. 따라서, 실제 사고로 이어질 확률이 높은 상황에서만 태스크 수행 주기가 변경되도록 함으로써, 주기변경 모듈(300) 및 어플리케이션 모듈(100)의 과부하를 줄이고, 메모리 모듈(400)에 대한 부하 내지 용량을 낮출 수 있다. 특히, 급제동이 이루어진 경우, 배터리나 차량 측에 더욱 무리가 갈 수 있으므로, 이러한 급제동 전후에 따른 각종 상태 정보를 보다 세밀하게 측정하도록 할 수 있다.
다른 예로, 상기 주기변경 모듈(300)은, 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크 압력이 기준값 이상인 경우 턴온되도록 구성될 수 있다. 그리고, 주기변경 모듈(300)은, 충격감지 센서에 의해 충격이 감지된 경우 태스크 수행 주기를 변경하도록 구성될 수 있다.
즉, 앞선 실시예들의 경우 브레이크 압력이 기준값 이상일 때 주기변경 모듈(300)에 의해 태스크 수행 주기가 변경되는 구성을 중심으로 설명되어 있으나, 본 실시예와 같이 브레이크 압력이 기준값 이상이라 하더라도 태스크 수행 주기는 곧바로 변경되지 않을 수 있다. 다만, 본 실시예의 경우, 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크 압력이 기준값 이상인 경우 주기변경 모듈(300)은 턴온되어 스탠바이 상태로 대기할 수 있다. 그리고, 충격감지 센서에 의해 실제 충격 또는 그에 준하는 상황이 이루어진 것으로 감지되면, 주기변경 모듈(300)은, 적어도 일부 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 변경하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 충격감지 센서에 의해 실제 충격이 일어난 것으로 측정된 경우에만 태스크 수행 주기가 변경되므로, 주기변경 모듈(300) 및 어플리케이션 모듈(100)에 걸리는 부하를 낮출 수 있다. 또한, 이 경우, 메모리 모듈(400)에 저장되는 저장 용량을 낮출 수 있다. 뿐만 아니라, 주기변경 모듈(300)은, 충격감지 센서에 의해 실제 충격이 감지되기 전에 이미 턴온되어 준비 상태에 있으므로, 충격감지 센서에 의해 충격이 감지되는 즉시 태스크 주기 변경이 신속하게 이루어질 수 있다.
또 다른 예로, 상기 주기변경 모듈(300)은, 동일한 단위 앱 모듈에 대하여 태스크 수행 주기가 서로 다르게 2회 이상 변경되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 비상인식 모듈(200)은, 차량의 비상 상황을 2종류 이상으로 구분하여 주기변경 모듈(300)로 전송할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 주기변경 모듈(300)은, 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크 압력이 기준값 이상인 경우, 적어도 하나의 단위 앱 모듈의 태스크에 대하여 태스크 수행 주기를 1차 변경할 수 있다. 그리고, 상기 주기변경 모듈(300)은, 충격감지 센서에 의해 차량의 충격이 감지된 경우, 1차 변경된 태스크 수행 주기를 다시 2차로 변경할 수 있다. 특히, 상기 2차 변경된 태스크 수행 주기는, 1차 변경된 태스크 수행 주기보다 짧도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크의 이동 거리가 참조 거리보다 먼 경우, 상기 비상인식 모듈(200)은 차량의 1차 비상 상황이라는 정보를 인식하여 주기변경 모듈(300)로 해당 정보를 전송할 수 있다. 그러면, 주기변경 모듈(300)은, 적어도 하나의 단위 앱 모듈, 이를테면 전류측정 앱의 태스크 수행 주기를 100ms에서 10ms로 변경할 수 있다(1차 변경).
그리고, 이후 충격감지 센서에 의해 차량의 충격이 감지된 경우, 비상인식 모듈(200)은 차량의 2차 비상 상황이라는 정보를 인식하여 주기변경 모듈(300)로 해당 정보를 전송할 수 있다. 그러면, 주기변경 모듈(300)은, 전류측정 앱의 태스크 수행 주기를 10ms에서 1ms로 변경할 수 있다(2차 변경).
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 차량의 사고 발생 이전의 위험 순간부터 각종 대응 태스크 및 정보 저장이 세밀하고 신속하게 이루어지도록 하되, 차량의 사고 발생 이전과 이후, 또는 사고 임박 정도에 따라 태스크 수행 주기에 차등을 둠으로써 주기변경 모듈(300) 및 어플리케이션 모듈(100)의 과도한 부하를 방지하고, 메모리 모듈(400)의 저장 정보를 줄일 수 있다.
또한, 상기 주기변경 모듈(300)은, 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크 압력에 따라 태스크 수행 주기를 복수의 수행 주기로서 차등적으로 변경할 수 있다. 이때, 브레이크 압력에 의한 기준값은 복수로 설정될 수 있다. 예를 들어, 브레이크 압력의 측정값과 비교되는 압력 기준값은, 제1 기준값과 제2 기준값, 2개의 기준값을 포함할 수 있다. 이 경우에도, 비상인식 모듈(200)은, 비상 상황을 복수의 다른 종류로 인식할 수 있다. 이를테면, 상기 비상인식 모듈(200)은, 비상 상황을 2종류로서 구분하여 인식할 수 있다.
예를 들어, 브레이크압력측정 센서에 의해 브레이크 압력이 브레이크 페달의 이동 거리로서 측정될 경우, 제1 기준값은 5cm, 제2 기준값은 10cm로 미리 설정되어 있을 수 있다. 이때, 브레이크 페달의 이동 거리가 5cm로 측정되었을 때, 비상인식 모듈(200)은 차량의 1차 비상 상황이라는 정보를 주기 변경 모듈로 전송할 수 있다. 그러면, 주기변경 모듈(300)은, 적어도 하나의 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 1차 변경할 수 있다.
그리고, 이후 브레이크 페달의 이동 거리가 10cm로 측정되었을 때, 비상인식 모듈(200)은 차량의 2차 비상 상황이라는 정보를 주기 변경 모듈로 전송할 수 있다. 그리고, 주기변경 모듈(300)은, 적어도 하나의 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 2차 변경할 수 있다. 이때, 2차 변경된 태스크 수행 주기는, 1차 변경된 태스크 수행 주기와는 다른 값을 가질 수 있으며, 특히 1차 변경된 태스크 수행 주기보다 짧게 설정될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 브레이크가 밟혀지는 정도에 따라 태스크 수행 주기가 차등적으로 설정됨으로써, 사고 이전 순간부터 사고에 대응하기 위한 각종 태스크가 보다 빠르게 수행되고 보다 많은 관련 정보가 저장되도록 하면서도, 사고 이전 순간 중 사고에 가장 가까운 시점에 가장 많은 태스크가 수행되고 가장 세밀하게 정보가 저장되도록 할 수 있다. 이 경우, 보다 효율적인 태스크 수행 및 정보 저장이 가능해질 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 앞서 여러 부분에서 언급된 바와 같이, 메모리 모듈(400)을 더 포함할 수 있다.
상기 메모리 모듈(400)은, 배터리와 관련된 각종 정보를 저장할 수 있다. 더욱이, 상기 메모리 모듈(400)은, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치가 작동하기에 필요한 각종 정보 및/또는 배터리 관리 장치가 작동하여 얻어낸 각종 정보 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 메모리 모듈(400)은, 배터리의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나에 대한 데이터를 저장할 수 있다.
또한, 상기 메모리 모듈(400)은, 비상인식 모듈(200)이 차량의 비상 상황을 인식하는데 필요한 기준값, 이를테면 브레이크 페달의 참조 거리나 참조 각도, 참조 속도 등에 대한 데이터를 보유할 수 있다.
또한, 상기 메모리 모듈(400)은, 각 단위 앱 모듈의 태스크 수행 주기, 특히 정상적인 상태에서의 수행 주기는 물론이고, 비상 상황에서 주기변경 모듈(300)에 의해 변경된 수행 주기도 저장할 수 있다. 그러면, 어플리케이션 모듈(100)의 각 단위 앱 모듈은, 이와 같이 메모리 모듈(400)에 저장된 수행 주기에 따라 각각의 태스크를 수행할 수 있다.
상기 메모리 모듈(400)은, 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 이 경우, 배터리의 전류, 전압 및 온도 중 적어도 하나에 대한 데이터는, 이러한 비휘발성 메모리에 저장될 수 있다. 상기 메모리 모듈(400)은, 배터리 관리 장치가 턴온될 때 및 턴오프될 때 이러한 배터리의 전류, 전압 및/또는 온도에 대한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치의 메모리 모듈(400)은, 차량의 브레이크에 압력이 인가되는 경우마다 적어도 일부 데이터를 기록(recording)하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 메모리 모듈(400)은, 차량의 브레이크에 압력이 인가되는 경우마다 배터리의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나에 대한 데이터를 기록할 수 있다. 이 경우, 상기 메모리 모듈(400)은, 배터리의 전압, 전류 및 온도에 대한 데이터를 비휘발성 메모리에 기록할 수 있다. 그리고, 상기 메모리 모듈(400)은, 차량의 브레이크 압력이 기준 압력 이상인 경우, 상기 기록된 데이터를 저장할 수 있다.
특히, 상기 메모리 모듈(400)은, 운전자에 의해 브레이크가 밟혀지는 순간 배터리의 전압, 전류 및/또는 온도에 대한 정보를 비휘발성 메모리에 기록할 수 있다. 그리고, 브레이크 압력이 기준값 이상이 되는 경우 이와 같이 기록된 데이터는 비로소 비휘발성 메모리에 저장될 수 있다. 반면, 브레이크 압력이 기준값 이하인 경우, 비휘발성 메모리에 기록된 데이터는 저장되지 않을 수 있다. 이를테면, 브레이크가 밟혀지기 시작한 순간부터 일정 시간 이내에 브레이크 압력이 기준 압력에 도달하지 못하는 경우, 상기 메모리 모듈(400)은 기록한 데이터를 저장하지 않을 수 있다. 이때, 상기 메모리 모듈(400)은, 기록되었으나 저장되지 않은 데이터에 대해서는 삭제하거나 다른 데이터로 오버라이팅되도록 할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 브레이크가 밟혀지는 비상 상황에서의 배터리의 전압, 전류 및/또는 온도에 대한 정보가 비휘발성 메모리에 저장될 수 있다. 따라서, 이러한 정보를 통해 추후 배터리를 관리 및 유지하는데 용이할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 브레이크가 밟혀지는 모든 경우에 대한 배터리 전압, 전류 및/또는 온도 정보가 기록되도록 하되, 브레이크 압력이 소정 압력 이상인 경우에만 비휘발성 메모리에 저장되도록 함으로써, 비휘발성 메모리의 저장 용량이 작은 경우에도 본 발명이 용이하게 적용될 수 있다. 특히, 상용화된 BMS 등의 비휘발성 메모리는 그 용량이 크지 않은 경우가 대부분인데, 본 발명의 이러한 구성에 의할 경우, 기존 BMS 등의 비휘발성 메모리에 비해 큰 용량을 요구하지 않을 수 있다.
또한, 상기 메모리 모듈(400)은, 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 특히, 정해진 주기마다 수행되는 각 단위 앱 모듈의 태스크 수행 결과는, 이러한 메모리 모듈(400)의 휘발성 메모리에 저장될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량이 정지한 경우, 변경된 태스크 주기를 원래대로 회복시킬 수 있다. 특히, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량이 정지한 이후 소정 시간 경과 이후에 태스크 주기를 회복시킬 수 있다. 이를테면, 상기 주기변경 모듈(300)은, 차량이 정지한 후 10초 경과 후에 태스크 수행 주기를 원래대로 회복시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 주기변경 모듈(300)은, 브레이크 압력이 기준값을 초과하여 셀전압측정 앱, 온도측정 앱 및 컨택터측정 앱에 대한 태스크 수행 주기를 100ms에서 1ms로 변경한 경우, 차량이 정지하면 이와 같이 변경된 태스크 수행 주기는 원래대로 100ms로 롤백되도록 할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 사고 발생 시점 부근의 정보는 상세하게 수집 및 저장되었으므로, 사고 발생 시점 이후, 또는 그로부터 일정 시간이 경과한 후에는 태스크 수행 주기를 원래대로 회복하여 어플리케이션 모듈(100)이나 메모리 모듈(400)에 걸리는 부하 등이 낮아지도록 수 있다.
한편, 주기변경 모듈(300)이 태스크 수행 주기를 회복시키기 위한 기준이 되는 차량 정지 여부는 차량에 구비된 다양한 장치, 이를테면 차량의 속도계 장치 등을 이용하여 감지될 수 있다. 이 경우, 차량의 속도계 장치는, 차량의 속도가 0인 경우 주기변경 모듈(300)로 차량의 정지 정보를 전송할 수 있다.
또는, 상기 주기변경 모듈(300)은, 시동이 꺼졌을 때, 태스크 주기를 원래대로 회복시킬 수도 있다.
또한 바람직하게는, 상기 주기변경 모듈(300)은, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치의 부하를 모니터링할 수 있다. 그리고, 주기변경 모듈(300)은, 이러한 모니터링 결과를 반영하여, 어플리케이션 모듈(100)의 일부 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기(간격)가 늘어나도록 할 수 있다.
즉, 상기 주기변경 모듈(300)은, 어플리케이션 모듈(100), 비상인식 모듈(200), 주기변경 모듈(300) 및 메모리 모듈(400) 중 적어도 하나에 대한 부하를 모니터링할 수 있다. 그리고, 그 중 하나 이상의 모듈에서 과부하가 걸리는 것으로 판단되는 경우, 일부 단위 앱 모듈에 대해서는 태스크 수행 주기가 길어지도록 할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 다른 배터리 관리 장치의 적어도 일부가 하나의 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 의해 수행되는 경우, 주기변경 모듈(300)은 이러한 마이크로 컨트롤러 유닛의 프로세스 사용량을 검색하고, 이러한 프로세스 사용량이 기준 사용량을 넘어서는 경우, 소정 단위 앱 모듈의 태스크 수행 주기가 늘어나도록 할 수 있다. 또는, 주기변경 모듈(300)은 배터리 관리 장치에 포함된 메모리 모듈(400)의 저장 용량(점유율)을 검색하고, 저장 용량이 기준 용량을 넘어서는 경우, 일정 단위 앱 모듈의 태스크 수행 주기가 늘어나도록 할 수 있다.
보다 구체적인 예로서, 차량의 비상 상황이 인식되어 주기변경 모듈(300)이 전류측정 앱, 온도측정 앱 및 셀전압측정 앱에 대한 태스크 수행 주기를 짧게 한 경우, 어플리케이션 모듈(100) 및 메모리 모듈(400)의 부하가 늘어날 수 있다. 이때, 주기변경 모듈(300)은 어플리케이션 모듈(100) 및 메모리 모듈(400)의 부하가 기준 부하 이상을 넘어서는 경우, 다른 단위 앱 모듈 중 일부, 이를테면 차량수신 앱의 태스크 수행 주기를 10ms에서 100ms로 늘릴 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 관리 장치의 로드 밸런싱이 용이하고 적절하게 이루어지도록 할 수 있다. 즉, 차량의 사고 등 비상 상황에서 이와 관련성이 높은 태스크는 보다 정밀하게 수행되도록 하는 한편, 비상 상황에 대하여 상대적으로 관련성이 높지 않은 태스크는 덜 수행되도록 함으로써, 배터리 관리 장치 전체, 또는 일부 구성요소에 대하여 과부하가 걸리는 것을 방지하거나 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치에서, 상기 비상인식 모듈(200)은, 차량에 가해지는 충격의 위치를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 비상인식 모듈(200)은, 충격감지 센서를 차체의 여러 부분에 구비하여, 차량에서 충격이 가해진 위치를 파악할 수 있다. 이 경우, 상기 주기변경 모듈(300)은, 동일한 종류의 태스크를 서로 다른 위치에 대하여 수행하는 둘 이상의 단위 앱 모듈에 대한 태스크 주기를 서로 다르게 변경할 수 있다.
예를 들어, 어플리케이션 모듈(100)의 온도측정 앱은, 배터리의 좌측면 온도를 측정하는 태스크를 수행하는 제1온도 측정 앱과 배터리의 우측면 온도를 측정하는 제2온도 측정 앱을 포함하는 형태로 구성될 수 있다. 이때, 비상인식 모듈(200)이 배터리의 좌측면에서 차량에 충격이 가해진 것으로 인식한 경우, 상기 주기변경 모듈(300)은, 제1온도 측정 앱에 대한 태스크 수행 주기를 제2온도 측정 앱에 대한 태스크 수행 주기보다 짧게 구성할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 충격이 발생한 부분에 가까운 위치에서 상대적으로 세밀하게 온도가 측정되도록 할 수 있다. 그러므로, 상대적으로 손상 등이 일어나기 쉬운 부분에 대하여 더욱 정확하고 세밀하게 온도를 측정함으로써, 보다 신속하게 화재 등을 감지하고 적절한 조치가 취해지도록 할 수 있다.
다른 예로, 어플리케이션 모듈(100)의 셀전압측정 앱은, 배터리의 좌측면에 위치한 셀들의 전압을 측정하는 제1셀전압 측정 앱과 배터리의 우측면에 위치한 셀들의 전압을 측정하는 제2셀전압 측정 앱을 포함할 수 있다. 그리고, 비상인식 모듈(200)이 배터리의 좌측면에서 차량에 충격이 가해진 것으로 인식한 경우, 상기 주기변경 모듈(300)은, 제1셀전압 측정 앱에 대한 태스크 수행 주기를 제2셀전압 측정 앱에 대한 태스크 수행 주기보다 짧게 구성할 수 있다.
이 경우, 충격이 가해진 부분에 가까운 위치의 셀들에 대하여 보다 세밀하고 신속하게 전압이 측정되도록 함으로써, 해당 부분에서 충격으로 인한 셀의 파손 내지 셀 간 전기적 연결상태 손상 등을 보다 빠르고 정확하게 파악할 수 있다.
한편, 상기 주기변경 모듈(300)은, 하나의 단위 앱 모듈이 동일한 형태이나 위치를 달리하여 둘 이상의 태스크를 수행하는 경우, 위치별로 태스크의 수행 주기가 달라지도록 해당 단위 앱 모듈의 둘 이상의 태스크에 대한 수행 주기를 변경할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 차량에 포함된 배터리(배터리 팩)를 관리하는 장치이다. 특히, 본 발명에 있어서 차량은 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등과 같이, 배터리를 구동원으로 하는 자동차일 수 있다.
종래 전기 자동차 등에는 배터리를 관리하기 위한 장치로서 BMS가 포함될 수 있다. 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 적어도 일부 구성요소가 이러한 BMS를 이용하여 구현될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치에서, 어플리케이션 모듈(100), 비상인식 모듈(200), 주기변경 모듈(300) 및/또는 메모리 모듈(400)은, BMS에 의해 구현될 수 있다. 또는, 상기 비상인식 모듈(200)의 적어도 일부, 이를테면 브레이크압력측정 센서나 충격감지 센서는 BMS 외부의 차량 측에 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 배터리 팩(배터리)에 자체적으로 구비될 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치를 포함한다고 할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 이러한 배터리 관리 장치 이외에, 배터리 셀(이차 전지), 배터리 셀을 적층하기 위한 셀 카트리지, 버스 바, 퓨즈나 릴레이와 같은 각종 전장품, 이러한 내부 구성요소들을 수용하기 위한 팩 케이스 등을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 자동차에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자동차는, 이러한 배터리 관리 장치 이외에, 자동차에 통상적으로 구비되는 차체나 전자 장비 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 자동차는, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치 이외에도, 배터리, 컨택터, 인버터, 모터, 하나 이상의 ECU 등을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 배터리 관리 장치 이외에 자동차의 다른 구성요소 등에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
도 5 및 도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 배터리 관리 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 5 및 도 6은, B와 C 부분을 통해 상호 연결되어 하나의 흐름도를 구성할 수 있다. 도 5 및 도 6에서, 각 단계의 적어도 일부에 대한 수행 주체는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치에 포함된 구성요소라 할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 차량에 시동이 걸림에 따라(S110), 본 발명에 따른 배터리 관리 장치가 포함된 BMS가 부팅된다(S120). 그리고, 태스크 스케쥴러가 시작하여(S130), 어플리케이션 모듈에 포함된 각 단위 앱 모듈의 태스크 주기가 할당될 수 있다(S140). 여기서, 태스크 스케쥴러는 어플리케이션 모듈 자체에 구비되어 수행될 수도 있고, 어플리케이션 모듈 이외에 별도로 구비될 수도 있다.
이와 같이 태스크 주기가 할당되면, 어플리케이션 모듈에 구비된 단위 앱 모듈들은 할당된 주기에 따라 각각의 태스크를 수행한다(S150). 다음으로, 차량이 출발하여(S160) 정상적으로 주행이 이루어지다가(S170), 운전자가 브레이크를 밟아 차량의 제동이 이루어지면(S180), 배터리의 전압, 전류, 온도 등과 같은 배터리 관련 데이터가 비휘발성 메모리에 기록되기 시작한다(S190). 그리고, 브레이크 압력과 기준값을 비교하여(S200), 브레이크 압력이 기준값보다 낮은 경우 배터리 관련 데이터의 기록은 종료된다(S210). 반면, 브레이크 압력이 기준값보다 높은 경우 주기변경 모듈은 턴온되어 준비 상태가 된다(S220). 그리고, 차량에 충격이 가해졌는지 여부를 감지하여(S230), 충격이 감지되지 않은 경우 주기변경 모듈은 다시 턴오프된다(S240). 그러나, 차량에 충격이 가해진 것으로 감지된 경우, 적어도 일부 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기가 변경된다(S250).
그러면, 각 단위 앱 모듈은 변경된 수행 주기에 따라 각각의 태스크를 수행한다(S260). 그리고 나서, 차량이 정지되었는지가 감지되어(S270), 차량이 정지된 경우, 태스크 수행 주기는 원래대로 회복된다(S280).
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 명세서에서 '어플리케이션 모듈', '비상인식 모듈', '주기변경 모듈', '메모리 모듈' 등과 같이 '모듈'이라는 용어가 사용되었으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 분리될 수 있거나 물리적으로 분리되어야 하는 구성요소를 나타내는 것은 아니라는 점은 당업자에게 자명하다.
100: 어플리케이션 모듈
200: 비상인식 모듈
300: 주기변경 모듈
400: 메모리 모듈
1000: 배터리 관리 장치
2000: 배터리
3000: 컨택터
4000: 인버터
5000: 모터
6000: ECU

Claims (12)

  1. 차량에 포함된 배터리를 관리하는 장치에 있어서,
    미리 정해진 주기마다 각각의 태스크를 수행하는 단위 앱 모듈을 복수 구비하는 어플리케이션 모듈;
    상기 차량의 비상 상황을 인식하는 비상인식 모듈; 및
    상기 비상인식 모듈에 의해 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 적어도 하나의 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 변경하는 주기변경 모듈
    을 포함하고,
    상기 주기변경 모듈은, 상기 차량의 브레이크에 가해진 압력이 기준값 이상이거나 상기 차량에 충격이 가해진 경우, 상기 어플리케이션 모듈에 구비된 복수의 단위 앱 모듈 중 적어도 하나의 단위 앱 모듈에 대하여 태스크 수행 주기를 변경하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비상인식 모듈은, 브레이크 압력을 측정하는 브레이크압력측정 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비상인식 모듈은, 차량에 가해지는 충격을 감지하는 충격감지 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주기변경 모듈은, 상기 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크 압력이 기준값 이상인 경우 턴온되고, 상기 충격감지 센서에 의해 충격이 감지된 경우 태스크 수행 주기를 변경하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 주기변경 모듈은, 상기 브레이크압력측정 센서에 의해 측정된 브레이크 압력이 기준값 이상인 경우 적어도 하나의 단위 앱 모듈의 태스크에 대하여 태스크 수행 주기를 1차 변경하고, 상기 충격감지 센서에 의해 충격이 감지된 경우, 1차 변경된 태스크 수행 주기를 다시 2차 변경하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 관리 장치는, 배터리의 정보를 저장하는 메모리 모듈을 더 포함하고,
    상기 메모리 모듈은, 상기 차량의 브레이크에 압력이 인가되는 경우마다 상기 배터리의 정보 데이터를 기록하고, 상기 차량의 브레이크 압력이 기준값 이상인 경우 상기 기록된 정보 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 어플리케이션 모듈은, 상기 단위 앱 모듈로서, 상기 배터리에 포함된 각 셀의 전압을 측정하는 태스크를 수행하는 셀전압측정 앱, 상기 배터리에 흐르는 전류를 측정하는 태스크를 수행하는 전류측정 앱, 상기 배터리의 온도를 측정하는 태스크를 수행하는 온도측정 앱, 컨택터를 제어하기 위한 코일의 전압을 측정하는 태스크를 수행하는 컨택터측정 앱 및 상기 차량의 다른 장치로부터 CAN 통신을 통해 디버깅용 데이터를 수신하는 태스크를 수행하는 디버그수신 앱 중 하나 이상을 구비하고,
    상기 주기변경 모듈은, 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 상기 단위 앱 모듈 중 적어도 하나의 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 변경하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주기변경 모듈은, 차량의 비상 상황이 인식된 경우, 상기 어플리케이션 모듈에 포함된 단위 앱 모듈 중 적어도 하나의 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 감소시키는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 주기변경 모듈은, 상기 차량이 정지한 경우, 변경된 태스크 주기를 원래대로 회복시키는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 주기변경 모듈은, 상기 배터리 관리 장치의 부하를 모니터링하여, 모니터링 결과에 따라 상기 어플리케이션 모듈의 일부 단위 앱 모듈에 대한 태스크 수행 주기를 늘리는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 자동차.
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