JP2023515357A

JP2023515357A - バッテリー管理システム及びこれらの通信方法

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Publication number: JP2023515357A
Application number: JP2022548529A
Authority: JP
Inventors: ウンキム、ジ
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2023-04-13
Anticipated expiration: 2041-06-29
Also published as: CN115176374A; KR20220001976A; WO2022005176A1; JP7456573B2; US20230128767A1; EP4145584A4; EP4145584A1

Abstract

【要約】本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムは、複数のスレーブバッテリー管理システム（ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）にウェイクアップ（ｗａｋｅ－ｕｐ）信号を送信するマスターバッテリー管理システム、及び前記マスターバッテリー管理システムから前記ウェイクアップ信号を受信すると、バッテリーモジュールの状態情報を前記マスターバッテリー管理システムに送信する複数のスレーブバッテリー管理システムを含み、前記複数のスレーブバッテリー管理システムの少なくとも一つのスレーブバッテリー管理システムは、前記マスターバッテリー管理システムに要請信号を伝送し、前記要請信号に基づいて、前記複数のスレーブバッテリー管理システムが前記マスターバッテリー管理システムから前記ウェイクアップ信号を受信する受信周期を同期化することができる。

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０２０年６月３０日に出願された韓国特許出願第１０－２０２０－００８０５５６号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として含まれる。

本発明は、無線通信を行うバッテリー管理システム及びバッテリー管理システム間の無線通信方法に関する。

一般的には、車両が駐車されている場合、無線通信を行うバッテリー管理システムのマスターバッテリー管理システムは、電源がオフになっており、バッテリーモジュールに装着されて常時電源を供給されるスレーブバッテリー管理システムのみが、電源がオンになる。

もし、使用者が車両の始動をかけ、マスターバッテリー管理システムに電源がオンになると、スレーブバッテリー管理システムは、現在バッテリーモジュールの状態情報をマスターバッテリー管理システムに伝達する。しかし、スレーブバッテリー管理システムは、いつマスターバッテリー管理システムに電源がオンになるか予測し難いので、周期的にウェイクアップして受信機を動作させ、マスターバッテリー管理システムから伝送される信号があるか確認する。

このようなマスターバッテリー管理システムのウェイクアップ信号は、ランダムに送信されるので、スレーブバッテリー管理システムがマスターバッテリー管理システムの信号を迅速に認知するためには、頻繁に受信機を動作させればよい。しかし、受信機を頻繁に動作させると、バッテリーモジュールの電源を使用するスレーブバッテリー管理システムの消耗電流が大きくなり、車両の駐車時にバッテリーモジュールが放電する危険が高くなる。

このように、車両の始動がオンになった後、スレーブバッテリー管理システムがマスターバッテリー管理システムから伝送された信号を認知して全体バッテリーシステムが正常動作に戻る時間（ｗａｋｅ－ｕｐｔｉｍｅ）とスレーブバッテリー管理システムが車両の駐車中に消耗する電流（ｓｌｅｅｐｃｕｒｒｅｎｔ）とは、互いにトレードオフ（ｔｒａｄｅ－ｏｆｆ）関係にある。通常、スレーブバッテリー管理システムが、ハードウェア的に消耗電流が改善されない限り、バッテリー管理システムで求められるウェイクアップ時間に応じてシステムの消耗電流が決定される。

本発明は、前記のような課題を解決するために考案されたものであって、スレーブバッテリー管理システムがマスターバッテリー管理システムにウェイクアップ信号を要請するための要請信号を伝送した後、スレーブバッテリー管理システムの受信周期を同期化することにより、バッテリーモジュールの消耗電流を減少させ、電力を効率的に使用することができ、バッテリー管理システムのウェイクアップ時間を短縮することができるバッテリー管理システム及びこれらの通信方法の提供を目的とする。

本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムは、複数のスレーブバッテリー管理システム（ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）にウェイクアップ（ｗａｋｅ－ｕｐ）信号を送信するマスターバッテリー管理システム及び前記マスターバッテリー管理システムから前記ウェイクアップ信号を受信すると、バッテリーモジュールの状態情報を前記マスターバッテリー管理システムに送信する複数のスレーブバッテリー管理システムを含み、前記複数のスレーブバッテリー管理システムの少なくとも一つのスレーブバッテリー管理システムは、前記マスターバッテリー管理システムに要請信号を伝送し、前記要請信号に基づいて、前記複数のスレーブバッテリー管理システムが前記マスターバッテリー管理システムから前記ウェイクアップ信号を受信する受信周期を同期化することができる。

本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの通信方法は、複数のスレーブバッテリー管理システムの少なくとも一つのスレーブバッテリー管理システムからマスターバッテリー管理システムに要請信号を伝送する段階、前記要請信号に基づいて、前記複数のスレーブバッテリー管理システムが前記マスターバッテリー管理システムからウェイクアップ信号を受信する受信周期を同期化する段階、前記マスターバッテリー管理システムから前記複数のスレーブバッテリー管理システムに前記ウェイクアップ信号を送信する段階、及び前記複数のスレーブバッテリー管理システムが前記マスターバッテリー管理システムから前記ウェイクアップ信号を受信すると、バッテリーモジュールの状態情報を前記マスターバッテリー管理システムに送信する段階を含んでよい。

本発明のバッテリー管理システム及びこれらの通信方法によれば、スレーブバッテリー管理システムがマスターバッテリー管理システムにウェイクアップ信号を要請するための要請信号を伝送した後、スレーブバッテリー管理システムの受信周期を同期化することにより、バッテリーモジュールの消耗電流を減少させ、電力を効率的に使用することができ、バッテリー管理システムのウェイクアップ時間を短縮することができる。

マスター及びスレーブバッテリー管理システムの動作を示す図である。従来のバッテリー管理システムの通信動作を示す図である。本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの通信動作を示す図である。従来のバッテリー管理システムと本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの電力効率を比べるための図である。従来のバッテリー管理システムと本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの電力効率を比べるための図である。従来のバッテリー管理システムの通信動作を示す図である。本発明の他の実施形態によるバッテリー管理システムの通信動作を示す図である。本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの通信方法を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態によるバッテリー管理システムの通信方法を示す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ー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、添付した図面を参照して、本発明の多様な実施形態に対して詳細に説明する。本文書で図面上の同一の構成要素に対しては同一の参照符号を使用し、同一の構成要素に対して重複した説明は省略する。

本文書に開示されている本発明の多様な実施形態に対して、特定の構造的又は機能的説明は、単に本発明の実施形態を説明するための目的として例示されたものであって、本発明の多様な実施形態は、多様な形態で実施可能であり、本文書に説明された実施形態に限定されるものと解釈されてはいけない。

多様な実施形態で用いられる「第１」、「第２」、「第一」、又は「第二」などの表現は、多様な構成要素を順序及び／又は重要度に関係なく修飾することができ、当該構成要素を限定しない。例えば、本発明の権利範囲を外れることなく、第１の構成要素は第２の構成要素と命名されてよく、同様に、第２の構成要素も第１の構成要素に変えて命名されてよい。

本文書で用いられる用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものであって、他の実施形態の範囲の限定を意図するものではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味がない限り、複数の表現を含んでよい。

技術的や科学的な用語を含めて、ここで用いられる全ての用語は、本発明の技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解される意味と同一の意味を有し得る。一般的に用いられる辞書に定義された用語は、関連技術の文脈上有する意味と同一又は類似の意味を有するものと解釈されてよく、本文書で明らかに定義されない限り、理想的又は過度に形式的な意味に解釈されない。場合によっては、本文書で定義された用語であっても、本発明の実施形態を排除するように解釈されてはいけない。

図１は、マスター及びスレーブバッテリー管理システムの動作を示す図である。

バッテリーパック１には、複数のバッテリーモジュール２、４、６が直列又は並列に連結されている。それぞれのバッテリーモジュール２、４、６には、複数のバッテリーセルが含まれており、スレーブバッテリー管理システム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ー管理システム１２、１４、１６は、複数のバッテリーモジュール２、４、６の温度、電圧又は電流などの状態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、上位システムからバッテリーセルの制御命令を受信して連結されたバッテリーセルを制御する。

複数のバッテリーモジュール２、４、６は、直列又は並列に連結されてバッテリーパック１を形成する。バッテリーパック１には、マスターバッテリー管理システム１０が配置される。また、マスターバッテリー管理システム１０は、バッテリーモジュール２、４、６にそれぞれ配置されているスレーブバッテリー管理システム１２、１４、１６から、それぞれのバッテリーセルのモニタリング情報を受信して上位システムに伝送し、上位システムから各種命令を受信して、当該スレーブバッテリー管理システム１２、１４、１６に伝送する。

一方、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システム中のマスターバッテリー管理システム１０は、駆動時に複数のスレーブバッテリー管理システム１２、１４、１６にウェイクアップ（ｗａｋｅ－ｕｐ）信号を送信することができる。具体的には、マスターバッテリー管理システム１０は、複数のスレーブバッテリー管理システム１２、１４、１６のいずれか一つのスレーブバッテリー管理システムから要請信号を受信すると、ウェイクアップ信号を複数のスレーブバッテリー管理システム１２、１４、１６に伝送することができる。

そして、複数のスレーブバッテリー管理システム１２、１４、１６は、マスターバッテリー管理システム１０からウェイクアップ信号を受信すると、バッテリーモジュールの状態情報をマスターバッテリー管理システム１０に送信することができる。また、複数のスレーブバッテリー管理システム１２、１４、１６の少なくとも一つのスレーブバッテリー管理システムは、例えば、代表的なスレーブバッテリー管理システムとしてマスターバッテリー管理システム１０に要請信号を伝送し、当該要請信号に基づいて、複数のスレーブバッテリー管理システム１２、１４、１６がマスターバッテリー管理システム１０からウェイクアップ信号を受信する受信周期を同期化することができる。

図２ａは、従来のバッテリー管理システムの通信動作を示す図であり、図２ｂは、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの通信動作を示す図である。

従来のバッテリー管理システムでは、車両が駐車されている場合、図２ａに示されたように、スレーブバッテリー管理システムは、周期的に受信動作を行いながら、マスターバッテリー管理システムから信号が伝送されるか否かを確認する。この際、マスターバッテリー管理システムのウェイクアップ信号はランダムに送信されるので、スレーブバッテリー管理システムの受信時間が短いか受信周期が長いと、スレーブバッテリー管理システムがマスターバッテリー管理システムから信号を成功的に受信する確率が低下する。例えば、スレーブバッテリー管理システムの受信時間は、少なくともマスターバッテリー管理システムの信号を２回以上受信できる時間が好ましい。

また、従来には、スレーブバッテリー管理システムのそれぞれに対して備えられた内部ＲＴＣ（ｒｅａｌｔｉｍｅｃｌｏｃｋ）を用いて受信周期を計算するので、スレーブバッテリー管理システムの受信時間の同期化が行われ難い。よって、すべてのスレーブバッテリー管理システムからマスターバッテリー管理システムの信号を成功的に受信するためには、少なくとも一周期間にマスターバッテリー管理システムからウェイクアップ命令信号を送信する必要がある。

一方、図２ｂを参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムは、複数のスレーブバッテリー管理システム中の一つが代表的なスレーブバッテリー管理システム（第１スレーブバッテリー管理システム）として毎受信周期の開始時点にマスターバッテリー管理システムに要請信号を伝送することができる。この場合、残りのスレーブバッテリー管理システム（第２スレーブバッテリー管理システム）は、要請信号に基づいて受信周期の同期化を行うことができる。また、代表的なスレーブバッテリー管理システムは、要請信号の伝送が終了した後、一定の時間内にウェイクアップ信号に対する受信動作を行うことができる。

マスターバッテリー管理システムの場合、車両の始動がかかると、一応受信動作を行って代表として選定されたスレーブバッテリー管理システムの要請信号を受信するまで待機し、受信に成功するとウェイクアップ命令信号をスレーブバッテリー管理システムに送信することができる。

このように、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムによれば、マスターバッテリー管理システムが要請信号を受信してからスレーブバッテリー管理システムにウェイクアップ信号を伝送するので、スレーブバッテリー管理システムは、ウェイクアップ信号の送信時間を予測することができ、スレーブバッテリー管理システムの受信周期が同期化されるので、マスターバッテリー管理システムからのウェイクアップ信号を一度に成功的に受信することができる。

図２ｂのように、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムでマスターとスレーブバッテリー管理システムとの両方もウェイクアップが完了すると、スレーブバッテリー管理システムは、バッテリーモジュールの状態（バッテリーモジュールの電圧、温度など）などに関するデータをマスターバッテリー管理システムに送信することができ、マスターバッテリー管理システムは、受信した状態情報に基づいて、各種命令（例えば、状態モニタリング命令、セルバランシング命令、異常診断のための閾値指定命令など）をスレーブバッテリー管理システムに送信することができる。

一方、図２ｂでは、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムで一つのスレーブバッテリー管理システムを代表として選定すると示したが、代表的なスレーブバッテリー管理システムは、必要に応じて複数のスレーブバッテリー管理システムとして選定され得る。また、図２ｂでは、一つの代表的なスレーブバッテリー管理システムが続いて送信動作を行うと示したが、複数の代表的なスレーブバッテリー管理システムが選定された場合、複数の代表的なスレーブバッテリー管理システムのそれぞれが交互に送信動作を行ってもよい。

そして、代表として選定されたスレーブバッテリー管理システムは、車両の始動がオフになるにつれて、マスターバッテリー管理システムがオフになる前にバッテリーモジュールのＳｏＣ残量に基づいて代表的なスレーブバッテリー管理システムの対象となる手順を決定して、残りのスレーブバッテリー管理システムに伝達することができる。よって、各スレーブバッテリー管理システムは、ＳｏＣ残量により決定された手順と回数に応じて、代表的なスレーブバッテリー管理システムとしての役割を行うことができる。

しかし、本発明に係る代表的なスレーブバッテリー管理システムがＳｏＣのみにより決定されるものではなく、使用者により直接設定されるか、バッテリーモジュールの手順により順次選定されるなど、多様な方法で決定され得る。また、代表的なスレーブバッテリー管理システムの代わりに、マスターバッテリー管理システムが、電源がオフになる前に複数のスレーブバッテリー管理システムの少なくとも一つのスレーブバッテリー管理システムを代表的なスレーブバッテリー管理システムとして選定することができる。

図３ａ及び３ｂは、従来のバッテリー管理システムと本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの電力効率を比べるための図である。

図３ａ及び３ｂでは、マスターバッテリー管理システムのウェイクアップ信号送信周期を１ｍｓに設定し、１２個のスレーブバッテリー管理システムに対して受信周期を１００ｍｓに設定した。また、バッテリー管理システムのＲＦ送信（Ｔｘ）電流及びＲＦ受信（Ｒｘ）電流は、それぞれ３０ｍＡ、１５ｍＡに設定し、スレーブバッテリー管理システムが車両の始動がオフになっている間に消耗する電流を５０μＡにした。しかし、図３ａ及び３ｂに示された仕様は例示的なものであるだけで、本発明がこれに制限されるものではない。

図３ａに示されたように、従来のバッテリー管理システムの通信方法では、マスターバッテリー管理システムのウェイクアップ信号を最小２回以上受信するために、スレーブバッテリー管理システムの受信時間を３ｍｓに設定した。この場合、周期当たりバッテリー管理システムの消耗電流は５９．８２ｍＡｈであることから、４００Ｖ／９０ｋＷｈ／ＳｏＣ３０％の仕様を有するバッテリーパックを基準にして、駐車可能な日数は４７日となる。

一方、図３ｂに示された本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムでは、代表的な（＃１）スレーブバッテリー管理システムの受信時間及び送信時間をそれぞれ１ｍｓに設定し、残りのスレーブバッテリー管理システムの受信時間は２ｍｓに設定した。この場合、周期当たりバッテリー管理システムの消耗電流は４４．３７ｍＡｈであることから、４００Ｖ／９０ｋＷｈ／ＳｏＣ３０％の仕様を有するバッテリーパックを基準にして、駐車可能な日数は６４．８日となる。すなわち、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムは、従来に比べて周期当たり消耗電流を２７．５％改善することができ、駐車可能な日数を１７．８日さらに増加させることができる。

このように、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムによれば、スレーブバッテリー管理システムがマスターバッテリー管理システムにウェイクアップ信号を要請するための要請信号を伝送した後、スレーブバッテリー管理システムの受信周期を同期化することにより、バッテリーモジュールの消耗電流を減少させ、電力を効率的に使用することができ、バッテリー管理システムのウェイクアップ時間を短縮することができる。

図４ａは、従来のバッテリー管理システムの通信動作を示す図であり、図４ｂは、本発明の他の実施形態によるバッテリー管理システムの通信動作を示す図である。図４ａ及び４ｂは、バッテリー管理システムの消耗電流を減少させるために、受信周期を長くする場合（例えば、図３ａ及び３ｂの２倍）について説明するための図である。

図４ａを参照すれば、従来のバッテリー管理システムでスレーブバッテリー管理システムの受信周期が２００ｍｓの場合、図３ａに比べて平均消耗電流は１６．４５ｍＡｈに減少する効果があるが、マスターバッテリー管理システムから信号を受信してウェイクアップするための所要時間は、少なくとも受信周期より短くすることはできない。また、もし、特定（＃ｎ）のスレーブバッテリー管理システムがノイズなどの信号不良によりマスターバッテリー管理システムのウェイクアップ信号を一度でも見逃した場合は、バッテリー管理システムの総ウェイクアップ所要時間が確率的に最大受信周期の２倍となる可能性がある。

一方、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムは、図４ｂに示されたように、代表として選定されたスレーブバッテリー管理システムで要請信号の送信周期を１／２に減少させ、マスターバッテリー管理システムに要請信号をさらに伝送することにより、マスターバッテリー管理システムが代表的なスレーブバッテリー管理システムの要請信号を受信する機会を増やしている。

もし、１／２周期で送受信動作を行う代表的なスレーブバッテリー管理システムが、マスターバッテリー管理システムからウェイクアップ信号を受信した場合、代表的なスレーブバッテリー管理システムは、先ず受信したウェイクアップ信号を要請信号にコピーして残りのスレーブバッテリー管理システムに伝達することができる。

また、代表的なスレーブバッテリー管理システムは、残りのバッテリー管理システムの受信周期を減少させることができる。例えば、残りのスレーブバッテリー管理システムの受信周期は、マスターバッテリー管理システムがスレーブバッテリー管理システムからデータを収集できる最小フレーム単位に減少される可能性がある。このようにして、もし、ウェイクアップ信号を受信することに失敗したスレーブバッテリー管理システムがあっても、短時間内に受信に成功するようにできる。

このように、図４ｂのバッテリー管理システムによれば、消耗電流は１５．９６ｍＡｈに減少することができ、一部のスレーブバッテリー管理システムでウェイクアップ信号を見逃したとしても、バッテリー管理システムの総ウェイクアップ所要時間は受信周期＋αとして従来のバッテリー管理システムに比べてウェイクアップ時間を短縮させることができる。

図５は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの通信方法を示すフローチャートである。

図５を参照すれば、先ず、複数のスレーブバッテリー管理システム中の代表として選定されたバッテリー管理システム（第１スレーブバッテリー管理システム）が、マスターバッテリー管理システムに予め設定された送信周期で要請信号を伝送する（Ｓ１１０）。この際、代表的なスレーブバッテリー管理システムは、前述したように、バッテリーモジュールのＳｏＣ残量に基づいて、マスターバッテリー管理システムの駆動前に決定され得る。また、代表的なスレーブバッテリー管理システムは、送信動作を行った後、マスターバッテリー管理システムからウェイクアップ信号を受信するために、一定の時間内に受信動作に切り替えてよい。

そして、代表的なスレーブバッテリー管理システムの要請信号に基づいて、残りのスレーブバッテリー管理システム（第２スレーブバッテリー管理システム）の受信周期を同期化する（Ｓ１２０）。これにより、マスターバッテリー管理システムからウェイクアップ信号を受信するためのすべてのスレーブバッテリー管理システムの受信周期が同様になり得る。

マスターバッテリー管理システムが駆動されると、代表的なスレーブバッテリー管理システムの要請信号に対する受信動作を開始する（Ｓ１３０）。この際、段階Ｓ１３０は、段階Ｓ１１０前に行われてよい。すなわち、マスターバッテリー管理システムが駆動されて受信動作を開始した後、代表的なスレーブバッテリー管理システムがマスターバッテリー管理システムに要請信号を伝送して、スレーブバッテリー管理システムの受信周期を同期化することができる。

もし、マスターバッテリー管理システムが代表的なスレーブバッテリー管理システムの要請信号を受信しないと（Ｓ１４０）（ＮＯ）、マスターバッテリー管理システムでは、要請信号を受信するまで持続的に受信動作を行う。一方、マスターバッテリー管理システムが代表的なスレーブバッテリー管理システムの要請信号を受信すると（ＹＥＳ）、マスターバッテリー管理システムが複数のスレーブバッテリー管理システムにウェイクアップ信号を送信する（Ｓ１５０）。

このように、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムで、マスターとスレーブバッテリー管理システムとの両方もウェイクアップが完了すると、スレーブバッテリー管理システムは、バッテリーモジュールの状態（バッテリーモジュールの電圧、温度など）などに関するデータをマスターバッテリー管理システムに送信することができ、マスターバッテリー管理システムは、受信した状態情報に基づいて、各種命令（例えば、状態モニタリング命令、セルバランシング命令、異常診断のための閾値指定命令など）をスレーブバッテリー管理システムに送信することができる。

このように、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの通信方法によれば、代表的なスレーブバッテリー管理システムで、マスターバッテリー管理システムに要請信号を伝送し、このような要請信号に基づいてマスターバッテリー管理システムがウェイクアップ信号を伝送するので、マスターバッテリー管理システムがウェイクアップ信号を送信する時間を予測することができる。また、代表的なスレーブバッテリー管理システムの要請信号に応じて、残りのスレーブバッテリー管理システムの受信周期を同期化することにより、すべてのスレーブバッテリー管理システムがマスターバッテリー管理システムから同時にウェイクアップ信号を受信することができる。

図６は、本発明の他の実施形態によるバッテリー管理システムの通信方法を示すフローチャートである。図６の段階Ｓ２５０からＳ２９０は、図５の段階Ｓ１１０からＳ１５０と実質的に同一であるので、具体的な説明は省略する。

図６を参照すれば、本発明の他の実施形態によるバッテリー管理システムでは、先ず、スレーブバッテリー管理システムの受信周期が基準値以上であるか否かを判断する。この際、受信周期の基準値は、例えば、２００ｍｓであってよい。この際、スレーブバッテリー管理システムの受信周期が基準値未満であれば（ＮＯ）、段階Ｓ２５０に進行して、図５と同様の動作を行うことができる。

もし、スレーブバッテリー管理システムの受信周期が基準値以上の場合（ＹＥＳ）、代表的なスレーブバッテリー管理システム（第１スレーブバッテリー管理システム）は、要請信号の送信周期を減少させることができる（Ｓ２２０）。例えば、代表的なスレーブバッテリー管理システムは、送信周期を１／２以下に減少させ、マスターバッテリー管理システムが代表的なスレーブバッテリー管理システムから要請信号を受信する確率を高めることができる。

次に、代表的なスレーブバッテリー管理システムがマスターバッテリー管理システムからウェイクアップ信号を成功的に受信すると、当該ウェイクアップ信号をコピーして残りのバッテリー管理システム（第２スレーブバッテリー管理システム）に伝送することができる（Ｓ２３０）。

また、代表的なスレーブバッテリー管理システムは、残りのスレーブバッテリー管理システムの受信周期を減少させることができる（Ｓ２４０）。この場合、残りのスレーブバッテリー管理システムの受信周期は、マスターバッテリー管理システムがスレーブバッテリー管理システムからデータを収集できる最小フレーム単位に減少される可能性がある。

このように、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムでは、段階Ｓ２３０及び段階Ｓ２４０の動作により、残りのスレーブバッテリー管理システムがマスターバッテリー管理システムのウェイクアップ信号を受信する可能性を高めることができる。よって、スレーブバッテリー管理システム中のノイズなどの通信不良により、ウェイクアップ信号の受信に失敗する場合があっても、受信時間を最大限に短縮することができる。

このように、本発明の一実施形態によるバッテリー管理システムの通信方法によれば、スレーブバッテリー管理システムがマスターバッテリー管理システムにウェイクアップ信号を要請するための要請信号を伝送した後、スレーブバッテリー管理システムの受信周期を同期化することにより、バッテリーモジュールの消耗電流を減少させ、電力を効率的に使用することができ、バッテリー管理システムのウェイクアップ時間を短縮することができる。

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

図７を参照すれば、バッテリー管理システム７００は、各種処理及び各構成を制御するマイクロコントローラー（ＭＣＵ）７１０と、運営体制プログラム及び各種プログラム（例えば、バッテリー状態測定プログラム、信号生成プログラム、受信同期化プログラムなど）などが記録されるメモリー７２０と、バッテリーセルモジュール及び／又は半導体スイチング素子との間で入力インターフェース及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を備えてよい。このように、本発明に係るコンピュータープログラムは、メモリー７２０に記録され、マイクロコントローラー７１０により処理されることにより、例えば、図２ｂ及び４ｂなどで説明した各種機能を行うモジュールとして具現され得る。

以上、本発明の実施形態を構成する全ての構成要素が一つに結合するか、結合されて動作することと説明されたとして、本発明が必ずこのような実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の目的範囲内であれば、その全ての構成要素が一つ以上に選択的に結合されて動作してもよい。

また、以上に記載された「含む」、「構成する」又は「有する」などの用語は、特に反対の記載がない限り、当該構成要素が内在し得ることを意味するので、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでよいと解釈されなければならない。技術的や科学的な用語を含む全ての用語は、特に定義されない限り、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されるものと同一の意味を有すると解釈されてよい。辞書に定義された用語のように一般的に用いられる用語は、関連技術の文脈上の意味と一致すると解釈されなければならず、本発明で明らかに定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味として解釈されない。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎないものであって、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から外れない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は、本発明の技術思想を限定するためではなく、説明するためのものであり、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲により解釈されなければならず、それと同等の範囲内の全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されなければならない。

Claims

複数のスレーブバッテリー管理システム（ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）にウェイクアップ信号を送信するマスターバッテリー管理システムと、
前記マスターバッテリー管理システムから前記ウェイクアップ信号を受信すると、バッテリーモジュールの状態情報を前記マスターバッテリー管理システムに送信する複数のスレーブバッテリー管理システムと、を含み、
前記複数のスレーブバッテリー管理システムの少なくとも一つのスレーブバッテリー管理システムは、前記マスターバッテリー管理システムに要請信号を伝送し、
前記要請信号に基づいて、前記複数のスレーブバッテリー管理システムが前記マスターバッテリー管理システムから前記ウェイクアップ信号を受信する受信周期を同期化する、バッテリー管理システム。
前記マスターバッテリー管理システムは、前記要請信号を受信すると、前記複数のスレーブバッテリー管理システムに前記ウェイクアップ信号を送信する、請求項１に記載のバッテリー管理システム。
前記複数のスレーブバッテリー管理システムは、
前記マスターバッテリー管理システムに予め設定された送信周期で前記要請信号を伝送する第１スレーブバッテリー管理システムと、
前記第１スレーブバッテリー管理システムの前記要請信号に基づいて前記受信周期を同期化する第２スレーブバッテリー管理システムと、を含む、請求項１又は２に記載のバッテリー管理システム。
前記第１スレーブバッテリー管理システムは、前記要請信号の伝送が終了した後、一定の時間内に前記ウェイクアップ信号に対する受信動作を行う、請求項３に記載のバッテリー管理システム。
前記第１スレーブバッテリー管理システムは、前記複数のスレーブバッテリー管理システムの受信周期が予め設定された基準値以上の場合、前記要請信号の送信周期を減少させる、請求項３又は４に記載のバッテリー管理システム。
前記第１スレーブバッテリー管理システムは、前記マスターバッテリー管理システムから前記ウェイクアップ信号を受信した場合、前記ウェイクアップ信号を前記第２スレーブバッテリー管理システムに伝達する、請求項３から５のいずれか一項に記載のバッテリー管理システム。
前記第１スレーブバッテリー管理システムは、前記マスターバッテリー管理システムから前記ウェイクアップ信号を受信した場合、前記第２スレーブバッテリー管理システムの受信周期を減少させる、請求項３から６のいずれか一項に記載のバッテリー管理システム。
前記第１スレーブバッテリー管理システムは、前記複数のスレーブバッテリー管理システムで決定され、
前記第１スレーブバッテリー管理システムは、交互に前記マスターバッテリー管理システムに前記要請信号を伝送する、請求項３から７のいずれか一項に記載のバッテリー管理システム。
前記マスターバッテリー管理システム又は前記第１スレーブバッテリー管理システムは、前記マスターバッテリー管理システムがオフになる前に、前記複数のスレーブバッテリー管理システムの少なくとも一つを前記第１スレーブバッテリー管理システムとして決定する、請求項３から８のいずれか一項に記載のバッテリー管理システム。
前記複数のスレーブバッテリー管理システムは、前記バッテリーモジュールのＳＯＣに基づいて前記第１スレーブバッテリー管理システムとして決定される、請求項３から９のいずれか一項に記載のバッテリー管理システム。
複数のスレーブバッテリー管理システムの少なくとも一つのスレーブバッテリー管理システムからマスターバッテリー管理システムに要請信号を伝送する段階と、
前記要請信号に基づいて、前記複数のスレーブバッテリー管理システムが前記マスターバッテリー管理システムからウェイクアップ信号を受信する受信周期を同期化する段階と、
前記マスターバッテリー管理システムから前記要請信号を受信することに対応して、前記複数のスレーブバッテリー管理システムに前記ウェイクアップ信号を送信する段階と、
前記複数のスレーブバッテリー管理システムが前記マスターバッテリー管理システムから前記ウェイクアップ信号を受信すると、バッテリーモジュールの状態情報を前記マスターバッテリー管理システムに送信する段階と、を含む、バッテリー管理システムの通信方法。
前記複数のスレーブバッテリー管理システムは、
前記マスターバッテリー管理システムに予め設定された送信周期で要請信号を伝送する第１スレーブバッテリー管理システムと、
前記第１スレーブバッテリー管理システムの前記要請信号に基づいて前記受信周期を同期化する第２スレーブバッテリー管理システムと、を含む、請求項１１に記載のバッテリー管理システムの通信方法。
前記第１スレーブバッテリー管理システムは、前記要請信号の伝送が終了した後、一定の時間内に前記ウェイクアップ信号に対する受信動作を行う段階をさらに含む、請求項１２に記載のバッテリー管理システムの通信方法。
前記第１スレーブバッテリー管理システムは、前記複数のスレーブバッテリー管理システムの受信周期が予め設定された基準値以上の場合、前記要請信号の送信周期を減少させる段階をさらに含む、請求項１２又は１３に記載のバッテリー管理システムの通信方法。