JP2022527982A - バッテリ管理システムおよび管理方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、他のバッテリ管理システムから特定の業務の開始信号および完了信号を受信する受信部と、特定の業務開始信号および完了信号をブロードキャストで伝送する送信部と、遂行すべき複数の業務の業務コード、上記業務の優先順位、上記業務の遂行時間および周期を含むタイムテーブルを保存する保存部と、受信した特定の業務開始信号または完了信号、およびタイムテーブルを用いて、業務実行時間の同期化を遂行する同期化部と、保存部に保存されたタイムテーブルおよび同期化部で算出した時間を用いて業務を遂行する業務遂行部と、を含む、バッテリ管理システムを提供する。

Description

本出願は、２０１９年６月１８日付けの韓国特許出願第１０‐２０１９‐００７２３７４号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。

本発明は、効率的な業務（ＪＯＢ）スケジューリングを遂行するバッテリ管理システムおよび管理方法に関する。

近年、二次電池に関する研究開発が活発に遂行されている。ここで、二次電池は、充放電が可能な電池として、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などと、近年のリチウムイオン電池をいずれも含む電池を指す。二次電池のうち、リチウムイオン電池は、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などに比べて、エネルギー密度がはるかに高いという利点がある、また、リチウムイオン電池は、小型且つ軽量に作製することができ、移動機器の電源として使用されている。また、リチウムイオン電池は、電気自動車両の電源として使用範囲が拡張し、次世代エネルギー貯蔵媒体として注目を浴びている。

二次電池は、一般的に、複数個のバッテリセルが直列および／または並列に連結されているバッテリモジュールを含むバッテリパックとして用いられる。また、バッテリパックは、バッテリ管理システム（ＢＭＳ、Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）によって状態および動作が管理および制御される。

複数個のバッテリパックから構成されるバッテリ管理システムは、マスタバッテリ管理システムと、複数個のスレーブバッテリ管理システムとを含むことができる。マスタバッテリ管理システムは、上位システムと通信して、複数個のスレーブバッテリ管理システムの動作を制御する。

近年、かかるマスタバッテリ管理システムと複数個のスレーブバッテリ管理システムは、無線で信号を送受信する。しかし、車両用バッテリ管理システムにおいて、マスタバッテリ管理システムとスレーブバッテリ管理システムとの無線通信を遂行する際、互いに離れているシステムの間で精密な動作を遂行するためには、同じ業務に対して、それぞれのシステムが業務遂行時間を同期化すべきという問題があった。

従来、それぞれのシステム上で同じ業務の遂行時間を同期化する問題は、ＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバを用いて解決していたが、エンベデッドの特性上、ＮＴＰサーバの導入が不可能な場合があった。

本発明は、別の追加構成なしに、それぞれのバッテリ管理システムの間の同じ業務の同期化を遂行することを目的とする。

上記のような技術的課題を解決するために、本発明の実施形態の一側面によると、他のバッテリ管理システムから特定の業務の開始信号および完了信号を受信する受信部と、特定の業務開始信号および完了信号をブロードキャストで伝送する送信部と、遂行すべき複数の業務の業務コード、上記業務の優先順位、上記業務の遂行時間および周期を含むタイムテーブルを保存する保存部と、受信した特定の業務開始信号または完了信号、およびタイムテーブルを用いて、業務実行時間の同期化を遂行する同期化部と、保存部に保存されたタイムテーブルおよび同期化部で算出した時間を用いて業務を遂行する業務遂行部と、を含むバッテリ管理システムを提供する。

かかる本実施形態の他の特徴によると、受信部が第１業務開始信号を受信するときに、同期化部は、保存部に保存されたタイムテーブルに基づいて、第１業務が、業務遂行部が遂行している業務である現在遂行業務よりも優先順位が高い場合、業務遂行部が、現在遂行業務を中断し、第１業務を遂行するようにし、第１業務が、現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、第１業務開始信号を受信した時間と現在遂行業務の完了時間を用いて、第１業務の次の開始時間を算出し、遂行部が、次の開始時間に第１業務を遂行するようにすることができる。

本実施形態のさらに他の特徴によると、第１業務が、現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、現在遂行業務の完了時間から第１業務の開始信号を受信した時間を減じた値を第１業務の周期で除して算出した時間だけ経過した時間を、次の開始時間とすることができる。

本実施形態のさらに他の特徴によると、受信部が第１業務完了信号を受信するときに、同期化部は、保存部に保存されたタイムテーブルに基づいて、第１業務が、業務遂行部が遂行している業務である現在遂行業務よりも優先順位が高い場合、第１業務完了信号を受信した時間、現在遂行業務の完了時間、第１業務の遂行時間および周期を用いて、第１業務の次の開始時間を算出し、遂行部が、次の開始時間に第１業務を遂行するようにし、第１業務が、現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、第１業務の完了信号受信時間と現在遂行業務の完了時間との差の値と、第１業務の周期を用いて、第１業務の開始時間を算出し、遂行部が、第１業務の開始時間に第１業務を遂行するようにすることができる。

本実施形態のさらに他の特徴によると、第１業務が、現在遂行業務よりも優先順位が高い場合、第１業務の周期から遂行時間を減じた値である（ａ）から、現在遂行業務が完了する時間から第１業務の完了信号受信時間を減じた値である（ｂ）を減じた値である（ｃ）（＝（ａ）－（ｂ））を、第１業務の次の開始時間まで残された時間とすることができる。

本実施形態のさらに他の特徴によると、第１業務が、現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、現在遂行業務の完了時間から第１業務の完了信号受信時間を減じた値である（ｄ）と、第１業務の周期とを比較して、（ｄ）が第１業務の周期よりも小さい場合、第１業務の周期から（ｄ）を減じた値が、第１業務の開始時間まで残された時間を示し、（ｄ）が第１業務の周期よりも大きい場合、｛第１業務の周期－現在業務の遂行時間＋（ｎ－１）×現在業務の周期｝の値が、（ｄ）よりも大きくなる最小ｎ値を求めた後（ｎは、自然数）、｛第１業務の周期－現在業務の遂行時間＋（ｎ－１）×現在業務の周期｝から（ｄ）を減じた値が、第１業務開始時間まで残された時間を示すことができる。

本実施形態のさらに他の特徴によると、受信部で特定の業務の開始信号と完了信号をいずれも受信した後、開始信号受信時間と完了信号受信時間との差と、タイムテーブルに保存された遂行時間とを比較して、上記業務の開始信号の受信誤差を算出する誤差算出部をさらに含み、同期化部は、受信誤差を同期化に反映することができる。

上述した技術的課題を解決するために、本発明の実施形態の他の側面によると、特定の業務開始信号および完了信号を受信するステップと、受信した特定の業務開始信号または完了信号、および保存部に保存されているタイムテーブルに基づいて業務実行時間の同期化を遂行するステップ‐タイムテーブルは、遂行すべき複数の業務の業務コード、上記業務の優先順位、上記業務の遂行時間および周期を含む‐と、タイムテーブルおよび業務実行同期化より算出した業務実行時間を用いて、特定の業務を遂行するステップと、を含むバッテリ管理方法を提供する。

かかる本実施形態の他の特徴によると、特定の業務開始信号が第１業務開始信号であるときに、業務実行時間の同期化を遂行するステップは、第１業務が、タイムテーブルに基づいて、現在遂行されている業務である現在遂行業務よりも優先順位が高い場合、現在遂行業務を中断し、第１業務を遂行するようにするステップと、第１業務が、タイムテーブルに基づいて、現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、第１業務開始信号を受信した時間と現在遂行業務が完了した時間を用いて、第１業務の次の開始時間を算出し、次の開始時間に第１業務を遂行するようにするステップと、を含むことができる。

本実施形態のさらに他の特徴によると、第１業務が、現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、現在遂行業務の完了時間から第１業務の開始信号受信時間を減じた値を第１業務の周期で除して算出した時間が経過した時間が、次の開始時間であり得る。

本実施形態のさらに他の特徴によると、特定の業務完了信号が第１業務完了信号であるときに、業務実行時間の同期化を遂行するステップは、第１業務が、保存部に保存されたタイムテーブルに基づいて、現在遂行されている業務である現在遂行業務よりも優先順位が高い場合、第１業務完了信号を受信した時間、現在遂行業務の完了時間、第１業務の遂行時間および周期を用いて、第１業務の次の開始時間を算出し、次の開始時間に第１業務を遂行するようにするステップと、第１業務が、現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、第１業務の完了時間と現在遂行業務の完了時間との差の値と、第１業務の周期を用いて、第１業務の開始時間を算出し、第１業務の開始時間に第１業務を遂行するようにするステップとを含むことができる。

本実施形態のさらに他の特徴によると、第１業務が、現在遂行業務よりも優先順位が高い場合、第１業務の周期から遂行時間を減じた値である（ａ）から、現在遂行業務が完了する時間から第１業務の完了信号受信時間を減じた値である（ｂ）を減じた値である（ｃ）（＝（ａ）－（ｂ））を、第１業務の次の開始時間まで残された時間とすることができる。

本実施形態のさらに他の特徴によると、第１業務が、現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、現在遂行業務の完了時間から第１業務の完了信号受信時間を減じた値である（ｄ）と、第１業務の周期とを比較して、（ｄ）が第１業務の周期よりも小さい場合、第１業務の周期から（ｄ）を減じた値が、第１業務の開始時間まで残された時間を示し、（ｄ）が第１業務の周期よりも大きい場合、｛第１業務の周期－現在業務の遂行時間＋（ｎ－１）×現在業務の周期｝の値が、（ｄ）よりも大きくなる最小ｎ値を求めた後（ｎは、タイムテーブルに基づいて、第１業務が遂行され得る最短周期）、［第１業務の周期－現在業務の遂行時間＋（ｎ－１）×現在業務の周期］から（ｄ）を減じた値が、第１業務開始時間まで残された時間を示すことができる。

本実施形態のさらに他の特徴によると、同期化を遂行するステップに反映されるように、特定の業務の開始信号と完了信号をいずれも受信した後、開始信号受信時間と完了信号受信時間との差と、タイムテーブルに保存された遂行時間とを比較して、上記業務の開始信号の受信誤差を算出するステップをさらに含むことができる。

本発明は、別の追加構成なしに、それぞれのバッテリ管理システムの間の同じ業務の同期化を遂行することができる。

本発明の一実施形態によるバッテリ管理システムが含まれたバッテリパックの構成図である。 本発明の一実施形態によるバッテリ管理システムの構成図である。 本発明の一実施形態によるバッテリ管理システムそれぞれのタイムテーブルの例示を図示している図である。 本発明の一実施形態による業務開始時間の同期化方法のフローチャートである。 本発明の他の実施形態による業務開始時間の同期化方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態による同期化誤差補正のフローチャートである。 本発明の一実施形態によるバッテリ管理システムのハードウェア構成を示すブロック図である。

以下、本発明の様々な実施形態を添付の図面を参照して記載する。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定するものではなく、本発明の実施形態の様々な変更（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、均等物（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）、および／または代替物（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ）を含むものと理解すべきである。図面の説明に関して、類似の構成要素に対しては類似の参照符号が使用され得る。

本文において使用されている用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されているものであって、他の実施形態の範囲を限定することを意図しないものであり得る。単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味を有していない限り、複数の表現を含み得る。技術的もしくは科学的な用語をはじめ、ここで使用されるすべての用語は、本発明の技術分野において通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有することができる。一般的に使用される辞書に定義されている用語は、関連技術の文脈上有する意味と同一または類似の意味を有するものと解釈され得、本文において明白に定義されない限り、理想的もしくは過剰に形式的な意味に解釈されない。場合に応じて、本文で定義されている用語であっても、本発明の実施形態を排除するように解釈されないことがある。

また、本発明の実施形態の構成要素について説明するにあたって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。かかる用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものであって、その用語によって上記構成要素の本質や順番または順序などが限定されない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載した場合、その構成要素は、他の構成要素に直接連結または接続されることもあるが、各構成要素の間にさらに他の構成要素が「連結」、「結合」または「接続」されることもあると理解すべきである。

図１は本発明の一実施形態によるバッテリ管理システムが含まれたバッテリパックの構成図である。

バッテリパック１には、複数のバッテリセル２、４、６が直列または並列に連結されている。それぞれのバッテリセル２、４、６には、スレーブバッテリ管理システム１２、１４、１６がそれぞれ配置される。それぞれのスレーブバッテリ管理システム１２、１４、１６は、複数のバッテリセル２、４、６それぞれの温度、電圧または電流を測定してモニタリングし、モニタリングした情報を上位システムに伝送し、上位システムでバッテリセルの制御命令を受信し、連結されたバッテリセルを制御する。

複数のバッテリセル２、４、６は、直列または並列に連結されてバッテリパック１を形成する。バッテリパック１には、マスタバッテリ管理システム１０が配置される。マスタバッテリ管理システム１０は、バッテリパック１の温度、電圧または電流を測定してモニタリングする。また、マスタバッテリ管理システム１０は、バッテリセルにそれぞれ配置されているスレーブバッテリ管理システム１２、１４、１６からそれぞれのバッテリセルのモニタリング情報を受信し、上位システムに伝送し、上位システムから特定の業務遂行命令を受信し、上記スレーブバッテリ管理システム１２、１４、１６に伝送する。

この際、バッテリ管理システムの間の信号は、無線で送受信されるが、マスタバッテリ管理システム１０が、特定の業務遂行命令を上位システムで受信し、上記スレーブバッテリ管理システムに伝送する際に、信号が空気中に損失され遅延されることがある。この際、それぞれの上記スレーブバッテリ管理システムで同一の特定の業務を遂行する際に同期化を行う必要がある。無線ネットワークプロトコルを設計する際、無線ネットワークプロトコルを使用するシステムの業務（ＪＯＢ）は予め設定される。また、エンベデッドの特性上、すべての機能は、定められた時間内で遂行されなければならず、定められた時間を超えてはならない。かかる前提の下で、それぞれのシステムの間の業務に対する業務遂行時間を同期化することができる。それぞれのバッテリ管理システムが遂行すべき全業務を機能単位で除したときに、それぞれの機能を一つの業務（ＪＯＢ）とすると、バッテリ管理システムのエンベデッド設計ステップでこの業務が決定され、選定されたＩＣの性能に応じて、それぞれの業務の平均遂行時間と最大遂行時間が決定される。それぞれのシステムは、互いに遂行すべき業務とそれぞれのシステムに対するＩＤを有しており、この業務の最大遂行時間と平均遂行時間をシステム‐業務‐遂行時間に対するタイムテーブルとして有している。それぞれのバッテリ管理システムは、業務の開始または完了時間の同期化を行うべきシステムに、ブロードキャスト（またはマルチキャスト）で業務の開始または完了信号を送信する。

ブロードキャストで業務の開始または完了信号を受信したシステムは、現在それぞれ上記システムが遂行している業務とブロードキャストで開始または完了信号を受信した業務、および保存されたタイムテーブルを用いて、開始または完了信号を受信した業務の開始時間を算出することができる。

これにより、すべてのバッテリ管理システムは、それぞれのシステムの業務遂行タイミングを算出することができ、それぞれの業務遂行タイミングを同期化し、追加の構成や別の制御信号なしに、許容範囲内の最小限の誤差内で同じ時間に同じ業務を遂行することができる。

これについてより具体的に後述する。

図２は本発明の一実施形態によるバッテリ管理システムの構成図である。

バッテリ管理システムは、スレーブバッテリ管理システムであってもよく、マスタバッテリ管理システムであってもよい。本図面の場合、スレーブバッテリ管理システム１２を例に挙げて説明する。

スレーブバッテリ管理システム１２は、受信部２００と、伝送部２０２と、保存部２０４と、同期化部２０６と、業務遂行部２０８と、誤差算出部２１０とを含む。

受信部２００は、上位システムから特定の業務遂行命令を受信する。上位システムは、マスタバッテリ管理システムであってもよい。また、受信部２００は、他のスレーブバッテリ管理システムまたはマスタバッテリ管理システムから特定の業務の遂行開始信号または完了信号を受信する。受信部２００は、例えば、ブロードキャストまたはマルチキャストで伝送された特定の業務の遂行開始信号または完了信号を受信する。

伝送部２０２は、業務遂行部２０８で特定の業務を開始または完了すると、特定の業務開始信号または完了信号をブロードキャストまたはマルチキャストで伝送する。

保存部２０４は、上記スレーブバッテリ管理システム１２の遂行業務コード、それぞれの遂行業務の遂行優先順位、それぞれの遂行業務の遂行時間、それぞれの遂行業務の周期が含まれているタイムテーブルを保存する。

同期化部２０６は、受信部２００で受信した特定の業務の遂行開始信号、完了信号、タイムテーブルを用いて、特定の業務の遂行開始時間を算出し、それぞれのシステムの間の上記業務遂行時間を同期化する。

例えば、同期化部２０６は、受信部２００が第１業務の遂行開始信号を受信すると、上記第１業務が、タイムテーブル上の遂行業務に含まれるか否かを判断する。第１業務が、タイムテーブル上の遂行業務に含まれると、スレーブバッテリ管理システム１２が現在遂行している業務との優先順位を比較する。第１業務の優先順位が、現在遂行している業務の優先順位よりも高い場合、スレーブバッテリ管理システムは、現在遂行している業務を中断し、第１業務を先に遂行する。

一方、第１業務の優先順位が、現在遂行している業務の優先順位よりも低い場合、スレーブバッテリ管理システムは、現在遂行している業務を遂行し続け、第１業務の遂行開始時間を算出する。第１業務の遂行開始時間は、以下のように算出される。

（ａ）第１業務の開始信号の受信時間；
（ｂ）現在遂行業務が完了する時間；
（ｃ）第１業務の遂行が開始するまで残された時間＝（（ｂ）－（ａ））／第１業務の周期；

すなわち、第１業務の遂行が開始してからどれくらい経過したか知ることができる（ｃ）時間を用いて、第１業務の遂行開始時間を算出することができ、これに基づいて、他のバッテリ管理システムとの第１業務遂行開始時間を同期化することができる。

一方、同期化部２０６は、受信部２００が第１業務の遂行完了信号を受信すると、上記第１業務が、タイムテーブル上の遂行業務に含まれるか否かを判断する。第１業務がタイムテーブル上の遂行業務に含まれると、スレーブバッテリ管理システム１２が現在遂行している業務との優先順位を比較する。第１業務の優先順位が、現在遂行している業務の優先順位よりも高い場合、第１業務遂行開始時間を以下のように算出する。

（ｄ）第１業務の完了信号受信時間；
（ｅ）現在遂行業務が完了する時間；
（ｆ）第１業務の周期から遂行時間を減じた時間；
（ｇ）第１業務の遂行が開始するまで残された時間＝（ｆ）－（（ｅ）－（ｄ））；

すなわち、第１業務は、（ｇ）時間後に遂行が開始し、上記時間後に開始したときに、他のバッテリ管理システムとの第１業務遂行開始時間を同期化することができる。

第１業務の優先順位が、現在遂行している業務よりも低い場合、スレーブバッテリ管理システムは、現在遂行している業務を遂行し続け、第１業務の遂行開始時間を算出する。第１業務の遂行開始時間は、以下のように算出される。

（ｈ）第１業務の完了信号受信時間；
（ｉ）現在遂行業務が完了する時間；
（ｊ）現在遂行業務が完了する時間から第１業務の完了信号受信時間を減じた値＝（ｉ）－（ｈ）；
（ｋ）第１業務の周期が（ｊ）よりも大きい場合、
［第１業務の周期－（ｊ）］＝第１業務の遂行が開始するまで残された時間；
（ｌ）第１業務の周期が（ｊ）よりも小さい場合、
第１業務の周期－現在遂行業務の遂行時間＋（ｎ－１）×（第１業務の周期）が（ｊ）よりも大きくなる最も小さいｎ値を求め、求めたｎ値を用いて、
［第１業務の周期－現在遂行業務の遂行時間＋（ｎ－１）×（第１業務の周期）］‐（ｊ）＝第１業務の遂行が開始するまで残された時間；

第１業務は、それぞれ、（ｋ）時間または（ｌ）時間後に遂行が開始し、上記時間後に開始したときに、他のバッテリ管理システムとの第１業務遂行開始時間を同期化することができる。

業務遂行部２０８は、保存部２０４に保存されたタイムテーブルに含まれた複数の業務を、それぞれ、優先順位にしたがって遂行する。ただし、それぞれの業務の遂行開始時間に対して、同期化部２０６で算出した開始時間にしたがってそれぞれの業務を遂行する。これにより、同じ業務を遂行する他のバッテリ管理システムとの業務遂行時間を同期化することができる。

誤差算出部２１０は、受信部で受信した特定の業務の開始信号または完了信号受信時間とタイムテーブルを用いて、誤差を算出する。例えば、特定の業務の開始信号受信時間と完了信号受信時間との差と、タイムテーブル上での特定の業務の遂行時間の差を用いて、誤差を算出し、同期化部２０６に伝達する。同期化部２０６は、第１業務の遂行時間を算出するときに、算出された誤差を反映して算出することができる。

図３には本発明の一実施形態によるバッテリ管理システムそれぞれのタイムテーブルの例示が図示される。それぞれのバッテリ管理システムが遂行する業務について、例示的に、ＢＭＣ（ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｕｌｅ ｃｏｔｒｏｌｌｅｒ）とＣＭＣ（ｃｅｌｌ ｍｏｄｕｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を用いて説明する。（ＢＭＣとＣＭＣをそれぞれノードと称する）。

エンベデッドシステム上、設計ステップで、図３に図示されているタイムテーブルのように、それぞれの業務別の優先順位と遂行時間、周期が定められる。業務は、特性によって上記信号を受信するすべての制御部が同時に業務を遂行すべきであるとしたときに、ＢＭＣが一括して業務を指示する信号は無線で伝送されるが、この信号は、空気中に損失される確率がある。そのため、同じ業務を遂行するすべてのＢＭＣまたはＣＭＣに特定の業務の開始をブロードキャストで知らせると、いかなる誤差によって他の業務を遂行しているノードで上記信号を受信し、優先順位にしたがって優先順位がより高い業務を遂行することで、システムの安定性を増加させることができる。また、同期化信号として作用する業務開始信号または完了信号により、特定の業務を遂行する開始時点を知ることができ、ノードの間に発生し得る時間同期化に対する誤差を最小化することができる。

例えば、ＣＭＣ３ノードがＪＯＢ Ｅを現在遂行している状況で、ＣＭＣ２ノードからＪＯＢ Ａが開始するという信号を受信した場合、現在遂行しているＪＯＢ Ｅを中断した後、ＪＯＢ Ａを遂行する。

また、例えば、ＣＭＣ２ノードがＪＯＢ Ａを現在遂行している状況で、ＪＯＢ Ｂが開始するという信号を受信した場合、ＪＯＢ Ｂを受信した時間（ｏ）をＪＯＢ Ａが完了した時間（ｐ）から減じた値（ｑ）をＪＯＢ Ｂの周期で除した場合、ＪＯＢ Ｂの遂行周期からどれくらい経過したかを知ることができる。これに基づいて、ＪＯＢ Ｂの次の開始時間を算出することができる。

一方、それぞれのノードで特定の業務の完了信号を受信した場合、これを用いて、上記業務の遂行開始時間を算出することができる。

例えば、ＣＭＣ３ノードがＪＯＢ Ｅを現在遂行している状況で、他のノードからＪＯＢ Ａが遂行完了したという信号を受信すると、現在遂行しているＪＯＢ Ｅの遂行完了時間（ｒ）からＪＯＢ Ａの遂行完了信号の受信時間（ｓ）を減じた値（ｔ）を算出する。次いで、ＪＯＢ Ａ周期から遂行時間を減じた値（ｕ）から（ｔ）を減じた場合、ＪＯＢ Ａの次の周期の開始時間を算出することができる。（ｖ）時間後にＪＯＢ Ａを遂行すれば良いため、すべてのノードがＪＯＢ Ａの遂行時間を同期化することができる。

また、例えば、ＣＭＣ２ノードがＪＯＢ Ａを現在遂行している状況で、他のノードからＪＯＢ Ｂが完了したという信号を受信すると、ＪＯＢ Ａを完了した時間（ｗ）からＪＯＢ Ｂの完了信号の受信時間（ｘ）を減じた値（ｙ）を算出する。

（ｙ）がＪＯＢ Ｂの周期よりも小さい場合、周期から（ｙ）を減じた値に対応した時間が経過した時間が、ＪＯＢ Ｂの次の開始時間として算出され得る。

（ｙ）がＪＯＢ Ｂの周期よりも大きい場合、ＪＯＢ Ｂの周期－ＪＯＢ Ａの遂行時間＋（ｎ－１）×ＪＯＢ Ｂの周期が（ｙ）よりも大きくなる最も小さいｎ値を算出し、
ＪＯＢ Ｂの周期－ＪＯＢ Ａの遂行時間＋（ｎ－１）×ＪＯＢ Ｂの周期‐（ｙ）＝（ｚ）時間を算出する。

ＪＯＢ Ｂは、（ｚ）時間を待機した後、遂行される。それぞれのノードは、（ｚ）時間を算出して、ＪＯＢ Ｂの遂行開始時間を同期化する。

一方、受信した特定の業務の開始信号と完了信号を用いて、誤差を補正することができる。

例えば、ＣＭＣ１ノードが、ＪＯＢ Ｃの遂行開始信号と完了信号を受信した場合、その差の値とタイムテーブル上の予め設定されたＪＯＢ Ｃの遂行時間とを比較して、誤差を求めることができる。算出された誤差は、ＪＯＢ Ｃの遂行開始時間を算出するときに参考され得る。かかる方法により、同期化において誤差を最小限にすることができる。

図４は本発明の一実施形態による業務開始時間の同期化方法のフローチャートである。

受信部２００は、他のスレーブバッテリ管理システムまたはマスタバッテリ管理システムから第１業務の遂行開始信号を受信する（Ｓ４００）。受信部２００は、例えば、ブロードキャストまたはマルチキャストで送信された特定の業務の遂行開始信号または完了信号を受信する。

同期化部２０６は、保存されたタイムテーブルに第１業務がリストアップされているか否かを判断する（Ｓ４０２）。第１業務がタイムテーブル上の遂行業務にリストアップされていると、タイムテーブル上で第１業務の順位が高いか、現在遂行業務の順位が高いかを判断する（Ｓ４０４）。第１業務の優先順位が、現在遂行している業務の優先順位よりも高い場合、スレーブバッテリ管理システムは、現在遂行している業務を中断し、第１業務を先に遂行する（Ｓ４０６）。

一方、第１業務の優先順位が、現在遂行している業務の優先順位よりも低い場合、スレーブバッテリ管理システムは、現在遂行している業務を遂行し続け、第１業務の遂行開始時間を算出する（Ｓ４０８）。

第１業務の遂行開始時間は以下のように算出される。

（ａ）第１業務の開始信号の受信時間；
（ｂ）現在遂行業務が完了する時間；
（ｃ）第１業務の遂行が開始するまで残された時間＝（（ｂ）－（ａ））／第１業務の周期；

すなわち、第１業務の遂行が開始してからどれくらい経過したか知ることができる（ｃ）時間を用いて、第１業務の遂行開始時間を算出することができ、これに基づいて、他のバッテリ管理システムとの第１業務遂行開始時間を同期化することができる。

算出した時間後に第１業務の遂行を開始する（Ｓ４１０）。

図５は本発明の他の実施形態による業務開始時間の同期化方法のフローチャートである。

受信部２００が、第１業務の遂行完了信号を受信する（Ｓ５００）。受信部２００は、ブロードキャストで受信される第１業務遂行完了信号を受信する。

同期化部２０６は、受信部２００が第１業務の遂行完了信号を受信すると、上記第１業務が、タイムテーブル上の遂行業務にリストアップされているか否かを判断する（Ｓ５０２）。

第１業務がタイムテーブル上の遂行業務としてリストアップされていると、スレーブバッテリ管理システム１２が現在遂行している業務との優先順位を比較する（Ｓ５０４）。

第１業務の優先順位が、現在遂行している業務の優先順位よりも高い場合、第１業務遂行開始時間を、以下のように、第１アルゴリズムにしたがって算出する（Ｓ５０６）。

（ｄ）第１業務の完了信号受信時間；
（ｅ）現在遂行業務が完了する時間；
（ｆ）第１業務の周期から遂行時間を減じた時間；
（ｇ）第１業務の遂行が開始するまで残された時間＝（ｆ）－（（ｅ）－（ｄ））；

すなわち、第１業務は、（ｇ）時間後に遂行が開始し、上記時間後に開始したときに、他のバッテリ管理システムとの第１業務遂行開始時間を同期化することができる。

次いで、算出した時間によって第１業務を遂行し始める（Ｓ５１０）。

一方、第１業務の優先順位が、現在遂行している業務よりも低い場合、スレーブバッテリ管理システムは、現在遂行している業務を遂行し続け、第２アルゴリズムにしたがって第１業務の遂行開始時間を算出する（Ｓ５０８）。第２アルゴリズムにしたがう第１業務の遂行開始時間は、以下のように算出される。

（ｈ）第１業務の完了信号受信時間；
（ｉ）現在遂行業務が完了する時間；
（ｊ）現在遂行業務が完了する時間から第１業務の完了信号受信時間を減じた値＝（ｉ）－（ｈ）；
（ｋ）第１業務の周期が（ｊ）よりも大きい場合、
［第１業務の周期－（ｊ）］＝第１業務の遂行が開始するまで残された時間；
（ｌ）第１業務の周期が（ｊ）よりも小さい場合、
第１業務の周期－現在遂行業務の遂行時間＋（ｎ－１）×（第１業務の周期）が（ｊ）よりも大きくなる小さいｎ値を求め、求めたｎ値を用いて、
［第１業務の周期－現在遂行業務の遂行時間＋（ｎ－１）×（第１業務の周期）］‐（ｊ）＝第１業務の遂行が開始するまで残された時間；

第１業務はそれぞれ（ｋ）時間または（ｌ）時間後に遂行が開始し、上記時間以後に開始したときに、他のバッテリ管理システムとの第１業務遂行開始時間を同期化することができる。

次いで、算出した時間にしたがって第１業務を遂行し始める（Ｓ５１０）

図６は本発明の一実施形態による同期化誤差補正のフローチャートである。

受信部２００は、特定の業務の開始信号および完了信号を受信する（Ｓ６００）。

上記業務の開始信号受信時間と完了信号受信時との差の値と、タイムテーブル上の上記業務の遂行時間とを比較する（Ｓ６０２）。誤差算出部２１０は、受信部で受信した特定の業務の開始信号または完了信号受信時間とタイムテーブルを用いて誤差を算出する。例えば、特定の業務の開始信号受信時間と完了信号受信時間との差と、タイムテーブル上での特定の業務の遂行時間の差を用いて誤差を算出し、同期化部２０６に伝達する。

誤差値を受信した同期化部２０６は、特定の業務の時間同期化を遂行する際に、誤差値を反映する（Ｓ６０４）。

図７は本発明の一実施形態によるバッテリ管理システムのハードウェア構成を示すブロック図である。

バッテリ管理システム７００は、各種の処理および各構成を制御するマイクロコントローラ（ＭＣＵ）７１０と、運営体制プログラムおよび各種のプログラム（例として、バッテリパックの異常可否診断プログラムあるいはバッテリパックの温度推定プログラム）などが記録されるメモリ７２０と、バッテリセルモジュールおよび／または半導体スイッチング素子との間で入力インターフェースおよび出力インターフェースを提供する入出力インターフェース７３０と、有無線通信網を介して外部と通信可能な通信インターフェース７４０とを備えることができる。このように、本発明によるコンピュータプログラムは、メモリ７２０に記録され、マイクロコントローラ７１０によって処理されることで、例えば、図２で図示した各機能ブロックを遂行するモジュールとして具現され得る。

本明細書において、本発明の原理の「一実施形態」とかかる表現の様々な変形の指称は、この実施形態と関連して、特定の特徴、構造、特性などが、本発明の原理の少なくとも一つの実施形態に含まれるということを意味する。したがって、表現「一実施形態において」と、本明細書の全体にわたり開示されている任意の他の変形例示は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すものではない。

本明細書にわたり開示されているすべての実施形態と条件付きの例示は、本発明の技術分野において通常の知識を有する当業者が、読者の本発明の原理と概念に関する理解を容易にするための意図で述べられたものであり、当業者は、本発明が本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で変形された形態に具現され得ることを理解することができる。したがって、開示されている実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮すべきである。本発明の範囲は、上述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にあるすべての相違点は、本発明に含まれたものと解釈すべきである。

Claims (14)

1. 他のバッテリ管理システムから特定の業務の開始信号および完了信号を受信する受信部と、
   前記特定の業務開始信号および完了信号をブロードキャストで伝送する送信部と、
   遂行すべき複数の業務の業務コードと、前記複数の業務の優先順位と、該当する業務の遂行時間および周期を含むタイムテーブルとを保存する保存部と、
   前記受信した特定の業務開始信号または完了信号、および前記タイムテーブルを用いて、業務実行時間の同期化を遂行する同期化部と、
   前記保存部に保存されたタイムテーブルおよび前記同期化部で算出した時間を用いて業務を遂行する業務遂行部と、を備える、バッテリ管理システム。
2. 前記受信部が第１業務開始信号を受信するときに、
   前記同期化部は、前記保存部に保存されたタイムテーブルに基づいて、
   第１業務が、前記業務遂行部が遂行している業務である現在遂行業務よりも優先順位が高い場合、前記業務遂行部は、前記現在遂行業務を中断し、前記第１業務を遂行するようにし、
   前記第１業務が、前記現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、前記第１業務開始信号を受信した時間と前記現在遂行業務の完了時間を用いて、前記第１業務の次の開始時間を算出し、前記業務遂行部は、次の前記開始時間に前記第１業務を遂行するようにする、請求項１に記載のバッテリ管理システム。
3. 前記第１業務が、前記現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、前記現在遂行業務の完了時間から前記第１業務の開始信号を受信した時間を減じた値を前記第１業務の周期で除して算出した時間だけ経過した時間を、次の前記開始時間とする、請求項２に記載のバッテリ管理システム。
4. 前記受信部が第１業務完了信号を受信するときに、
   前記同期化部は、前記保存部に保存されたタイムテーブルに基づいて、
   第１業務が、前記業務遂行部が遂行している業務である現在遂行業務よりも優先順位が高い場合、前記第１業務完了信号を受信した時間、前記現在遂行業務の完了時間、前記第１業務の遂行時間および周期を用いて、前記第１業務の次の開始時間を算出し、前記業務遂行部は、次の前記開始時間に前記第１業務を遂行するようにし、
   前記第１業務が、前記現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、前記第１業務の完了信号受信時間と前記現在遂行業務の完了時間との差の値と、前記第１業務の周期を用いて、前記第１業務の前記開始時間を算出し、前記業務遂行部は、算出した開始時間に前記第１業務を遂行するようにする、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリ管理システム。
5. 前記第１業務が、前記現在遂行業務よりも優先順位が高い場合、前記第１業務の周期から遂行時間を減じた値である（ａ）から、前記現在遂行業務が完了する時間から前記第１業務の完了信号受信時間を減じた値である（ｂ）を減じた値である（ｃ）（＝（ａ）－（ｂ））を、前記第１業務の次の前記開始時間まで残された時間とする、請求項４に記載のバッテリ管理システム。
6. 前記第１業務が、前記現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、前記現在遂行業務の完了時間から前記第１業務の完了信号受信時間を減じた値である（ｄ）と、前記第１業務の周期とを比較して、
   前記（ｄ）が前記第１業務の周期よりも小さい場合、前記第１業務の周期から前記（ｄ）を減じた値が、前記第１業務の開始時間まで残された時間を示し、
   前記（ｄ）が前記第１業務の周期よりも大きい場合、
   ｛前記第１業務の周期－前記現在遂行業務の遂行時間＋（ｎ－１）×前記現在遂行業務の周期｝の値が、前記（ｄ）よりも大きくなる最小ｎ値（ｎは、自然数）を求めた後、
   ｛前記第１業務の周期－前記現在遂行業務の遂行時間＋（ｎ－１）×前記現在遂行業務の周期｝から前記（ｄ）を減じた値が、前記第１業務の開始時間まで残された時間を示す、請求項４または５に記載のバッテリ管理システム。
7. 前記受信部で前記特定の業務の開始信号と完了信号をいずれも受信した後、前記開始信号の受信時間と前記完了信号の受信時間との差と、前記タイムテーブルに保存された遂行時間とを比較して、前記特定の業務の開始信号の受信誤差を算出する誤差算出部をさらに含み、
   前記同期化部は、前記受信誤差を同期化に反映する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のバッテリ管理システム。
8. 特定の業務開始信号および完了信号を受信するステップと、
   前記受信した特定の業務開始信号または完了信号、および保存部に保存されているタイムテーブルに基づいて業務実行時間の同期化を遂行するステップと、
   前記タイムテーブルおよび前記同期化により算出した業務実行時間を用いて、特定の業務を遂行するステップと、を備え、
   前記タイムテーブルは、遂行すべき複数の業務の業務コードと、前記業務の優先順位と、該当する業務の遂行時間および周期とを含む、
   バッテリ管理方法。
9. 前記特定の業務開始信号が第１業務開始信号であるときに、
   前記業務実行時間の同期化を遂行するステップは、
   第１業務が、前記タイムテーブルに基づいて、現在遂行されている業務である現在遂行業務よりも優先順位が高い場合、前記現在遂行業務を中断し、前記第１業務を遂行するようにするステップと、
   前記第１業務が、前記タイムテーブルに基づいて、前記現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、前記第１業務開始信号を受信した時間と前記現在遂行業務が完了した時間を用いて、前記第１業務の次の開始時間を算出し、次の前記開始時間に前記第１業務を遂行するようにするステップとを含む、請求項８に記載のバッテリ管理方法。
10. 前記第１業務が、前記現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、前記現在遂行業務の完了時間から前記第１業務の開始信号を受信した時間を減じた値を前記第１業務の周期で除して算出した時間が経過した時間が、次の前記開始時間である、請求項９に記載のバッテリ管理方法。
11. 前記特定の業務完了信号が第１業務完了信号であるときに、
    前記業務実行時間の同期化を遂行するステップは、
    第１業務が、前記タイムテーブルに基づいて、
    現在遂行されている業務である現在遂行業務よりも優先順位が高い場合、前記第１業務完了信号を受信した時間、前記現在遂行業務の完了時間、前記第１業務の遂行時間および周期を用いて、第１業務の次の開始時間を算出し、次の前記開始時間に前記第１業務を遂行するようにするステップと、
    前記第１業務が、前記現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、前記第１業務の完了時間と前記現在遂行業務の完了時間との差の値と、前記第１業務の周期を用いて、前記第１業務の開始時間を算出し、算出した開始時間に前記第１業務を遂行するようにするステップとを含む、請求項８から１０のいずれか一項に記載のバッテリ管理方法。
12. 前記第１業務が、前記現在遂行業務よりも優先順位が高い場合、前記第１業務の周期から遂行時間を減じた値である（ａ）から、前記現在遂行業務が完了する時間から前記第１業務の完了信号受信時間を減じた値である（ｂ）を減じた値である（ｃ）（＝（ａ）－（ｂ））を、前記第１業務の次の前記開始時間まで残された時間とする、請求項１１に記載のバッテリ管理方法。
13. 前記第１業務が、前記現在遂行業務よりも優先順位が低い場合、前記現在遂行業務の完了時間から前記第１業務の完了信号受信時間を減じた値である（ｄ）と、前記第１業務の周期とを比較して、
    前記（ｄ）が前記第１業務の周期よりも小さい場合、前記第１業務の周期から前記（ｄ）を減じた値が、前記第１業務の開始時間まで残された時間を示し、
    前記（ｄ）が前記第１業務の周期よりも大きい場合、
    ｛前記第１業務の周期－前記現在遂行業務の遂行時間＋（ｎ－１）×前記現在遂行業務の周期｝の値が、前記（ｄ）よりも大きくなる最小ｎ値（ｎは、前記タイムテーブルに基づいて、前記第１業務が遂行され得る最短周期）を求めた後、
    ［前記第１業務の周期－前記現在遂行業務の遂行時間＋（ｎ－１）×前記現在遂行業務の周期］から前記（ｄ）を減じた値が、前記第１業務の開始時間まで残された時間を示す、請求項１１または１２に記載のバッテリ管理方法。
14. 前記同期化を遂行するステップに反映されるように、
    前記特定の業務の開始信号と完了信号をいずれも受信した後、前記開始信号の受信時間と前記完了信号の受信時間との差と、前記タイムテーブルに保存された遂行時間とを比較して、前記特定の業務の開始信号の受信誤差を算出するステップをさらに含む、請求項８から請求項１３のいずれか一項に記載のバッテリ管理方法。

Images