JP7013633B2 - バッテリー管理装置及びこれを含むバッテリーパック - Google Patents

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Description

本発明は、一つ以上のバッテリーセルを含む複数のバッテリーモジュールを管理するバッテリー管理装置及びこれを含むバッテリーパックに関する。
本出願は、２０１９年１月１０日出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０００３３８８号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能バッテリーに対する研究が活発に行われている。
現在、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムバッテリーなどのバッテリーが商用化しているが、なかでもリチウムバッテリーは、ニッケル系列のバッテリーに比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
電気車両などに適用されるバッテリーパックは、通常、互いに直列及び／または並列で接続された複数のバッテリーモジュール及び複数のスレーブコントローラを含む。それぞれのスレーブコントローラは、自らが管理するように指定されたバッテリーモジュールの状態をモニタリング及び制御する。近年、大容量且つ高出力のバッテリーパックが求められるにつれて、バッテリーパックに含まれるバッテリーモジュールの個数も増加している。このようなバッテリーパックに含まれた各バッテリーモジュールを効率的に管理するため、マルチスレーブ構造が提示されている。マルチスレーブ構造は、各バッテリーモジュールに設けられる複数のスレーブコントローラ、及び複数のスレーブコントローラを全般的に制御するマスターコントローラを含む。
マルチスレーブ構造を有するバッテリーパックにおいて、マスターコントローラが複数のスレーブコントローラから複数のバッテリーモジュールの状態情報を収集し、複数のスレーブコントローラに複数のバッテリーモジュールに対する制御命令を伝達するため、それぞれのスレーブコントローラには自らが管理するバッテリーモジュールの物理的または電気的位置を示すＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が割り当てられなければならない。
特許文献１には、複数のスレーブコントローラに順次にＩＤを割り当てるバッテリーＩＤ設定システム及びその駆動方法が開示されている。
このような従来技術では、主に、マスターコントローラとスレーブコントローラとが有線で連結されたことを前提とする。すなわち、特許文献１の場合、マスターコントローラとスレーブコントローラとが有線で連結された状態で、バッテリー電位差を考慮して複数のバッテリーの相対ＩＤが複数のバッテリーのハードウェア的な位置順に設定される構成を開示しているだけである。
しかし、このようにマスターコントローラとスレーブコントローラとが有線で連結される場合、断線などのおそれがあり、構造が複雑になって製造し難く、空間に多大に制約されるなどの問題がある。このような多くの問題を解消しようとして、近年マスターコントローラとスレーブコントローラとを無線で接続する構成が提案されている。しかし、従来の有線で連結された場合と異なって、無線で接続される場合は、マスターコントローラとスレーブコントローラとの間の連結ラインがないため、従来のＩＤ割り当て方式をそのまま適用し難いという問題がある。
韓国特許第１０－１１５６３４２号公報
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、複数のスレーブコントローラにＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を効果的に割り当てるバッテリー管理装置及びこれを含むバッテリーパックを提供することを目的にする。
本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
上記の目的を達成するための本発明の多様な態様及び実施形態は、以下のようである。
本発明の一態様によるバッテリー管理装置は、複数のバッテリーモジュールに備えられた一つ以上のバッテリーセルとセンシングラインを通じて連結され、連結されたバッテリーセルそれぞれの電圧をセンシングする一つ以上のセンシングポートと、センシングラインに連結されればセンシングラインから電圧の印加を受ける一つ以上のＩＤ割り当てポートとを含み、バッテリーモジュールのうち対応する一つ以上のバッテリーモジュールと連結される複数のスレーブコントローラ；及び複数のスレーブコントローラとそれぞれ接続され、スレーブコントローラからＩＤ割り当てポートに印加された電圧に対する電圧情報を受信し、受信した電圧情報に基づいて複数のスレーブコントローラそれぞれに正規ＩＤを割り当てるマスターコントローラ；を含む。
ＩＤ割り当てポートは、センシングラインから分岐したラインと選択的に連結され、選択的に連結された分岐したラインを通じて電圧の印加を受けるように構成され得る。
複数のスレーブコントローラは、それぞれに含まれたＩＤ割り当てポートのうちスレーブコントローラ毎に相異なるように設定された特定ＩＤ割り当てポートのみがセンシングラインに電気的に接続されるように構成され得る。
複数のスレーブコントローラは、センシングラインに電気的に接続された特定ＩＤ割り当てポートに関する情報を二進数表現でマスターコントローラに伝送するように構成され得る。
センシングポートは、スレーブコントローラ毎に複数個備えられて複数のセンシングラインに連結され得る。
特定ＩＤ割り当てポートは、複数のセンシングラインのうち特定センシングラインから分岐したラインと連結されるように構成され得る。
特定ＩＤ割り当てポートは、特定センシングラインから分岐したラインと一対一で連結されるように構成され得る。
複数のスレーブコントローラは、少なくともｌｏｇ２Ｎ以上の最小整数個のＩＤ割り当てポートを含むように構成され、ここでＮはバッテリーパックに含まれた全体バッテリーモジュールの個数であり得る。
複数のスレーブコントローラは、ＩＤ割り当てポートの配置順序に基づいて、ＩＤ割り当てポートに印加された電圧に対する電圧情報を生成し、生成された電圧情報及び予め保存された臨時ＩＤをマスターコントローラに伝送するように構成され得る。
マスターコントローラは、複数のスレーブコントローラそれぞれから、生成された電圧情報及び臨時ＩＤを受信し、既に保存されている正規ＩＤ割り当てテーブルに基づいて、受信した電圧情報に対応する正規ＩＤを生成し、受信した臨時ＩＤと生成された正規ＩＤとを一対一で対応させて含む対データを生成するように構成され得る。
マスターコントローラは、複数のスレーブコントローラそれぞれに対して生成された対データを複数のスレーブコントローラ全部に伝送するように構成され得る。
複数のスレーブコントローラは、対データを受信し、受信した対データのうち予め保存された臨時ＩＤを含む対データを選択し、臨時ＩＤを選択された対データに含まれた正規ＩＤに更新するように構成され得る。
本発明の他の態様によるバッテリーパックは、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置を含む。
本発明のさらに他の態様による電気自動車は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置を含む。
本発明の一実施形態によれば、バッテリー管理装置に複数のスレーブコントローラが含まれた場合、各スレーブコントローラのＩＤを効果的に割り当てることができる。
特に、本発明の一実施形態は、スレーブコントローラとマスターコントローラとが無線で接続された場合に、より効果的に適用することができる。さらに、本発明の場合、スレーブコントローラが配置された位置に関する情報がマスターコントローラに予め入力されていない環境でも、スレーブコントローラそれぞれにＩＤを割り当てることができる。
また、本発明の一実施形態によれば、バッテリーセルの電圧センシング構成を用いてスレーブコントローラのＩＤを割り当てることができる。したがって、ＩＤ割り当てのための構成が複雑ではなく、より迅速にＩＤを割り当てることができる。
本発明の効果は以上の効果に制限されず、その他の効果は下記の発明を実施するための具体的な内容や特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置を含むバッテリーパックを概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置において、一つのスレーブコントローラに含まれたＩＤ割り当てポートとセンシングラインとの連結構成を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置において、一つのスレーブコントローラが一つのバッテリーモジュールに連結された構成を概略的に示した図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリー管理装置において、一つのスレーブコントローラが一つのバッテリーモジュールに連結された構成を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置において、複数のスレーブコントローラが複数のバッテリーモジュールに連結された構成を簡略に示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置の機能的構成を概略的に示したブロック図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置において、無線で接続されたスレーブコントローラとマスターコントローラとの例を示した図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
また、本発明の説明において、関連公知構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合、その詳細な説明は省略する。
第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちある一つをその他の要素と区別するために使われたものであり、これら用語によって構成要素が限定されることはない。
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に言及されない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。さらに、明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されるとするとき、これは「直接的な連結（接続）」だけではなく、他の素子を介在した「間接的な連結（接続）」も含む。
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置を含むバッテリーパックを概略的に示した図である。
図１を参照すると、バッテリーパック１０００は、バッテリーモジュール１０及びバッテリー管理装置１００を含むことができる。
バッテリーパック１０００は、二つ以上のバッテリーモジュール１０を含むことができる。そして、それぞれのバッテリーモジュール１０は、一つ以上のバッテリーセル１１を含むことができる。ただし、図１には、説明の便宜上、バッテリーモジュールＭ４が一つのバッテリーセル１１を含むことが示されている。
ここで、バッテリーセル１１は充電及び放電が自在な二次電池であって、例えば、リチウム金属電池、リチウムイオン電池（ＬＩＢ）、リチウムイオン高分子電池（ＬＩＰＢ）及びリチウム高分子電池（ＬＰＢ）のうち一つ以上が適用され得る。
バッテリー管理装置１００は、バッテリーパック１０００を管理することができる。特に、バッテリー管理装置１００は、複数のバッテリーモジュール１０が含まれたバッテリーパック１０００を管理するため、スレーブコントローラ１１０及びマスターコントローラ１２０を含むことができる。
スレーブコントローラ１１０は、それと連結されたバッテリーモジュール１０の状態をモニタリング及び制御することができる。スレーブコントローラ１１０は、スレーブＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、サブＢＭＳまたはＣＭＣ（Ｃｅｌｌ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）などとも称される。
マスターコントローラ１２０は、接続されたスレーブコントローラ１１０に正規ＩＤを割り当て、接続されたスレーブコントローラ１１０を通じてバッテリーモジュール１０の状態をモニタリング及び制御するものであって、例えば、マスターＢＭＳまたはメインＢＭＳなどとも称される。
特に、バッテリーパック１０００に複数のバッテリーモジュール１０が含まれた場合、スレーブコントローラ１１０はそれぞれのバッテリーモジュール１０を管理及び制御するため、バッテリー管理装置１００に複数個含まれ得る。この場合、スレーブコントローラ１１０は、一つ以上のバッテリーモジュール１０に対応して連結され得る。例えば、バッテリー管理装置１００に第１スレーブコントローラ～第ｎスレーブコントローラが含まれ、バッテリーパック１０００に第１バッテリーモジュール～第ｎバッテリーモジュールが含まれ得る。このとき、それぞれのスレーブコントローラ１１０はそれぞれのバッテリーモジュール１０に一対一で対応して連結され得る。
より具体的には、図１に示されたように、バッテリーパック１０００に四つのバッテリーモジュールＭ１～Ｍ４が含まれた場合、第１スレーブコントローラＳＣ１は第１バッテリーモジュールＭ１と連結され、第２スレーブコントローラＳＣ２は第２バッテリーモジュールＭ２と連結され、第３スレーブコントローラＳＣ３は第３バッテリーモジュールＭ３と連結され、第４スレーブコントローラＳＣ４は第４バッテリーモジュールＭ４と連結され得る。
そして、各スレーブコントローラＳＣ１～ＳＣ４は、それぞれ対応して連結されたバッテリーモジュールＭ１～Ｍ４をモニタリング、管理及び制御することができる。このようなスレーブコントローラＳＣ１～ＳＣ４のバッテリーモジュールＭ１～Ｍ４に対するモニタリング、管理及び制御などの動作については、本願の出願時点で公知の多様な動作が採用され得るため、詳しい説明は省略し、相違点を主に説明する。
スレーブコントローラ１１０は、一つ以上のセンシングポート、及び一つ以上のＩＤ割り当てポートを含むことができる。
ここで、センシングポートは、バッテリーモジュール１０に備えられたバッテリーセル１１とセンシングラインを通じて連結され得る。そして、センシングポートは、センシングラインを通じて連結されたバッテリーモジュール１０のバッテリーセル１１それぞれの電圧をセンシングすることができる。
例えば、センシングラインは導線であって、一端がバッテリーモジュール１０に備えられた各バッテリーセル１１の端子に連結され、他端がセンシングポートに連結され得る。そして、スレーブコントローラは、このようにセンシングラインが連結されたセンシングポート間の電位差を用いて対応バッテリーモジュールに含まれたバッテリーセル１１それぞれの電圧を測定することができる。
ＩＤ割り当てポートは、センシングラインに連結され得る。そして、このようにセンシングラインに連結される場合、ＩＤ割り当てポートはセンシングラインから電圧の印加を受けることができる。これについては、図２を参照してより具体的に説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置において、一つのスレーブコントローラに含まれたＩＤ割り当てポートとセンシングラインとの連結構成を概略的に示した図である。
図２を参照すると、一つのスレーブコントローラ１１０は、複数のセンシングポートＳＰ１～ＳＰ４を備える。そして、スレーブコントローラ１１０は、一つのバッテリーモジュールに複数のセンシングポートＳＰ１～ＳＰ４及び複数のセンシングラインＳＬ１～ＳＬ４を通じて連結され得る。
また、それぞれのスレーブコントローラ１１０には複数のＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４が含まれ得る。この場合、少なくとも一部のスレーブコントローラ１１０において、ＩＤ割り当てポートの少なくとも一部がセンシングラインに連結され得る。
例えば、図２に示されたように、一つのスレーブコントローラ１１０に四つのＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４が含まれた場合、そのうち二つのＩＤ割り当てポートＩＰ１、ＩＰ２が四つのセンシングラインＳＬ１～ＳＬ４のうち二つのセンシングラインＳＬ１、ＳＬ２にそれぞれ連結され得る。
この場合、ＩＤ割り当てポートは、センシングラインから電圧の印加を受けることができる。例えば、図２の構成において、二つのＩＤ割り当てポートＩＰ１、ＩＰ２は二つのセンシングラインＳＬ１、ＳＬ２から電圧の印加を受けることができる。
このように、ＩＤ割り当てポートはセンシングラインから分岐した分岐ラインと選択的に連結され、選択的に連結された分岐ラインを通じて電圧の印加を受けることができる。
マスターコントローラ１２０は、複数のスレーブコントローラ１１０と接続され得る。例えば、マスターコントローラ１２０は、複数のスレーブコントローラ１１０と有線または無線で接続され得る。
また、マスターコントローラ１２０は、スレーブコントローラ１１０からＩＤ割り当てポートに印加された電圧に関する情報を受信することができる。例えば、図２の構成において、スレーブコントローラ１１０の二つのＩＤ割り当てポートＩＰ１、ＩＰ２は、二つのセンシングラインＳＬ１、ＳＬ２に連結されて電圧の印加を受けることができる。このとき、ＩＤ割り当てポートに電圧が印加された場合とそうでない場合をそれぞれ１と０で表し得る。この場合、スレーブコントローラ１１０は、二つのＩＤ割り当てポートＩＰ１、ＩＰ２に電圧が印加され、残り二つのＩＤ割り当てポートＩＰ３、ＩＰ４には電圧が印加されていないため、ＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４に印加された電圧に関する情報を右側から順に表し、電圧情報として００１１を生成し得る。すなわち、第１のＩＤ割り当てポートＩＰ１が２０桁に対応し、第２のＩＤ割り当てポートＩＰ２が２１桁に対応し、第３のＩＤ割り当てポートＩＰ３が２２桁に対応し、第４のＩＤ割り当てポートＩＰ４が２３桁に対応し得る。これを二進数ビット表現で説明すれば、第１のＩＤ割り当てポートＩＰ１が最下位ビット（ｌｅａｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｂｉｔ、ＬＳＢ）に対応し、第４のＩＤ割り当てポートＩＰ４が最上位ビット（ｍｏｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｂｉｔ、ＭＳＢ）に対応し得る。
望ましくは、複数のスレーブコントローラそれぞれが生成した電圧情報は臨時ＩＤであり得る。
そして、スレーブコントローラ１１０は、このように生成されたＩＤ割り当てポートの印加電圧情報（００１１）をマスターコントローラ１２０に送信することができる。すると、マスターコントローラ１２０は、スレーブコントローラ１１０から電圧に関する情報を受信することができる
マスターコントローラ１２０は、このように各スレーブコントローラ１１０から受信した電圧に関する情報に基づいて複数のスレーブコントローラ１１０それぞれに正規ＩＤを割り当てることができる。
例えば、図１の実施形態において、マスターコントローラ１２０は、第１スレーブコントローラＳＣ１、第２スレーブコントローラＳＣ２、第３スレーブコントローラＳＣ３及び第４スレーブコントローラＳＣ４のそれぞれから、各スレーブコントローラのＩＤ割り当てポートに印加された電圧情報を受信する。そして、このように受信された結果に基づいて、マスターコントローラ１２０は、第１スレーブコントローラＳＣ１、第２スレーブコントローラＳＣ２、第３スレーブコントローラＳＣ３及び第４スレーブコントローラＳＣ４の正規ＩＤをＳ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４とそれぞれ割り当てることができる。
望ましくは、複数のスレーブコントローラＳＣ１～ＳＣ４のうち正規ＩＤが割り当てられたスレーブコントローラは、ＩＤ割り当てポートを解除することができる。
例えば、正規ＩＤが割り当てられたスレーブコントローラは、ＩＤ割り当てポートを解除することで、バッテリーの電圧測定過程で分岐ラインを通じてバッテリーの電流が分配されないようにすることができる。この場合、ＩＤ割り当てポートが解除されることで、正規ＩＤが割り当てられた以後にバッテリーの電圧測定の正確度が向上することができる。
本発明のこのような構成によれば、スレーブコントローラ１１０が配置された位置に関する情報がマスターコントローラ１２０に予め入力されていない環境でも、スレーブコントローラ１１０のＩＤを効果的に割り当てることができる。
すなわち、本発明の場合、スレーブコントローラの物理的位置や配置と関係なく、マスターコントローラは、スレーブコントローラのＩＤ割り当てポートに印加された電圧に基づいて簡単に且つ迅速に複数のスレーブコントローラのＩＤを割り当てることができる。この場合、各スレーブコントローラは、臨時ＩＤなどの自分の識別情報とともにＩＤ割り当てポートに印加された電圧情報のみをマスターコントローラに伝送すればよいため、このための処理性能やデータ容量などの拡充を要さず、通信容量も低減させることができる。さらに、本発明において、ＩＤが割り当てられるための基礎情報であるＩＤ割り当てポートに印加された電圧は、センシングラインから供給を受けることができる。したがって、ＩＤ割り当てのためＩＤ割り当てポートに電圧を印加する別途の電圧供給源を設けなくてもよい。
また、本発明の場合、複数のスレーブコントローラＳＣ１～ＳＣ４それぞれには対応する分岐ラインが連結されているため、分岐ラインに別途の電圧降下などのための抵抗素子が配置されなくてもよい。すなわち、ＩＤ割り当てポートに電圧が印加されるか否かによって、複数のスレーブコントローラＳＣ１～ＳＣ４を区分する臨時ＩＤを割り当てることができる。したがって、臨時ＩＤを割り当てるとき、電圧値に基づかないため、臨時ＩＤ割り当て過程でバッテリーの退化による電圧変動、またはラインの老朽化による抵抗増加などの要因の影響が少ないという長所がある。
望ましくは、ＩＤ割り当てポートは、センシングラインから分岐した分岐ラインと選択的に連結され得る。例えば、図２を参照すると、ＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４のうち二つのＩＤ割り当てポートＩＰ１、ＩＰ２はセンシングラインＳＬ１、ＳＬ２からそれぞれ分岐した分岐ラインＤＬ１、ＤＬ２にそれぞれ連結され得る。
このように、分岐ラインと連結されたＩＤ割り当てポートは、分岐ラインを通じて電圧の印加を受けることができる。例えば、第１分岐ラインＤＬ１に連結された第１のＩＤ割り当てポートＩＰ１は第１センシングラインＳＬ１に連結されるため、第１センシングラインＳＬ１及び第１分岐ラインＤＬ１を通じて電圧の印加を受けることができる。同様に、第２分岐ラインＤＬ２に連結された第２のＩＤ割り当てポートＩＰ２は第２センシングラインＳＬ２に連結されるため、第２センシングラインＳＬ２及び第２分岐ラインＤＬ２を通じて電圧の印加を受けることができる。分岐ラインＤＬ１、ＤＬ２に連結されていないＩＤ割り当てポートＩＰ３、ＩＰ４には電圧が印加されない。
本発明のこのような構成によれば、簡単な回路構成、例えば簡単な信号ラインの連結を通じて、ＩＤ割り当てポートにセンシング電源が供給される構成を具現することができる。
また、望ましくは、スレーブコントローラ１１０は、それぞれに含まれたＩＤ割り当てポートのうち特定ＩＤ割り当てポートのみがセンシングラインに電気的に接続されるように構成され得る。ここで、特定ＩＤ割り当てポートは、スレーブコントローラ１１０と連結されたバッテリーモジュール１０の順番情報によって設定された位置に配置されたＩＤ割り当てポートを含み得る。特に、バッテリーモジュールに含まれたすべてのスレーブコントローラは、センシングラインに対するＩＤ割り当てポートの電気的接続構成が相異なるように構成され得る。
すなわち、複数のスレーブコントローラは、ＩＤ割り当てポートのうち特定ＩＤ割り当てポートのみがセンシングラインに電気的に接続され得るが、このとき、特定ＩＤ割り当てポートはスレーブコントローラ毎に異なるように設定され得る。
本発明によれば、マスターコントローラ１２０は、特定ＩＤ割り当てポートに印加される電圧情報に基づいてバッテリーモジュール１０のそれぞれに対する位置情報を容易に推定することができる。すなわち、ＩＤ割り当てポートのセンシングラインに対する連結構成だけでも、簡単に複数のスレーブコントローラそれぞれに対する識別を容易に行うことができる。
また、比較的に簡単な連結構成に基づくことで、スレーブコントローラ１１０が交替された場合、交替されたスレーブコントローラには特定ＩＤ割り当てポートのみに分岐ラインが連結され得る。すなわち、交替されたスレーブコントローラは、配置された位置に対応する特定ＩＤ割り当てポートを直接選択しなくても、分岐ラインとの連結を通じて特定ＩＤ割り当てポートを決定することができる。したがって、スレーブコントローラ１１０の交替が比較的に容易であり、交替されたスレーブコントローラに正規ＩＤを割り当てる過程を迅速に行うことができる。
具体的には、複数のスレーブコントローラは、センシングラインに電気的に接続されたＩＤ割り当てポートに関する情報を二進数表現でマスターコントローラに伝送することができる。すなわち、センシングラインに連結された特定ＩＤ割り当てポートは、各スレーブコントローラの識別情報を二進数表現で示すことができる。特に、センシングラインに電気的に接続された特定ＩＤ割り当てポートに対しては１が選択され、センシングラインに電気的に接続されていない他のＩＤ割り当てポートに対しては０が選択され得る。例えば、図２に示されたスレーブコントローラの場合、第１のＩＤ割り当てポートＩＰ１及び第２のＩＤ割り当てポートＩＰ２は、第１センシングラインＳＬ１及び第２センシングラインＳＬ２にそれぞれ連結されて１と示すことができる。一方、図２の構成において、第３のＩＤ割り当てポートＩＰ３及び第４のＩＤ割り当てポートＩＰ４は、センシングラインに連結されていないため、０と示すことができる。そして、スレーブコントローラは、このように複数のＩＤ割り当てポートそれぞれに対して選択された情報（１または０）を通じて、どのＩＤ割り当てポートがセンシングラインに連結されているか否かを識別することができる。
特に、複数のスレーブコントローラ１１０は、各ＩＤ割り当てポートの順序情報を同一に設定することができる。そして、各スレーブコントローラ１１０は、同一に設定されたＩＤ割り当てポートの順に１または０を示し、マスターコントローラ１２０に伝達することができる。
例えば、図１及び図２を参照すると、第１～第４スレーブコントローラＳＣ１～ＳＣ４のそれぞれにはＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４が同じ位置に配置された形態で含まれ得る。そして、第１～第４スレーブコントローラＳＣ１～ＳＣ４は、四つのＩＤ割り当てポートに対する電圧印加情報を順にマスターコントローラに伝送し得る。
本発明のこのような実施構成によれば、ＩＤ割り当てポートのセンシングライン連結構成を通じて各スレーブコントローラの識別情報を容易に設定することができる。すなわち、スレーブコントローラ１１０は、それぞれ、複数のＩＤ割り当てポートのそれぞれに対してセンシング電圧の印加如何によって１または０を選択することで、ＩＤ割り当てポートそれぞれの識別情報を簡単に設定し、関連情報をマスターコントローラ１２０に容易に伝達することができる。
さらに、各スレーブコントローラ１１０に対するＩＤ割り当てポートは、対応して連結されたバッテリーモジュールの順番情報によって設定され得る。
例えば、図１及び図２に示されたように、第１スレーブコントローラＳＣ１は第１バッテリーモジュールＭ１に連結され、第２スレーブコントローラＳＣ２は第２バッテリーモジュールＭ２に連結され、第３スレーブコントローラＳＣ３は第３バッテリーモジュールＭ３に連結され、第４スレーブコントローラＳＣ４は第４バッテリーモジュールＭ４に連結され得る。このとき、第１～第４バッテリーモジュールＭ１～Ｍ４の順番情報を０～３と仮定する。ここで、順番情報とは、バッテリーパック内でバッテリーモジュールの物理的位置を順に示した情報であり得る。このような構成において、各バッテリーモジュールの順番情報である０～３は所定桁の二進数として表すことができる。例えば、各順番情報を４桁の二進数として表す場合、０の順番情報を有する第１スレーブコントローラＳＣ１は００００、１の順番情報を有する第２スレーブコントローラＳＣ２は０００１と表し得る。また、２の順番情報を有する第３スレーブコントローラＳＣ３は００１０、３の順番情報を有する第４スレーブコントローラＳＣ４は００１１と表し得る。ここでは４桁の二進数を表したが、桁数はバッテリーパック１０００に含まれたバッテリーモジュール１０の総数に応じて増減され得る。
本発明のこのような構成によれば、各スレーブコントローラ１１０のＩＤ割り当てポートそれぞれから得られた二進数情報だけでも、バッテリーモジュール１０の順番情報を容易に把握できる。すなわち、マスターコントローラ１２０は、各スレーブコントローラ１１０からそれぞれのＩＤ割り当てポートに対応する二進数情報によって、各スレーブコントローラ１１０に対応するバッテリーモジュールの順番情報を把握することができる。したがって、この場合、マスターコントローラ１２０は、各スレーブコントローラ１１０に対する識別情報に基づいて、対応するバッテリーモジュール１０の物理的位置を把握してユーザに提供することができる。この場合、ユーザは特定バッテリーモジュールの位置を容易に把握し、適切かつ迅速な処理を行うことができる。
ここで、第１スレーブコントローラＳＣ１の場合、それに含まれたＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４には特定ＩＤ割り当てポート、すなわちセンシング電圧が印加されるＩＤ割り当てポートが全く含まれなくてよい。
また、第２スレーブコントローラＳＣ２の場合、それに含まれたＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４のうち第１のＩＤ割り当てポートＩＰ１のみが特定ＩＤ割り当てポートに含まれ得る。
さらに、第３スレーブコントローラＳＣ３の場合、それに含まれたＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４のうち第２のＩＤ割り当てポートＩＰ２のみが特定ＩＤ割り当てポートに含まれ得る。
そして、第４スレーブコントローラＳＣ４に含まれたＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４のうち第１及び第２のＩＤ割り当てポートＩＰ１、ＩＰ２のみが特定ＩＤ割り当てポートに含まれ得る。すなわち、本発明のこのような実施形態によれば、バッテリーモジュール１０の順番情報に基づいた二進数表現で１の値が含まれた位置に対応して配置されたＩＤ割り当てポートのみがセンシングラインに連結されるように構成される。したがって、スレーブコントローラ１１０に含まれるＩＤ割り当てポートの個数を最小化してスレーブコントローラ１１０の設計を簡素化することができる。
また望ましくは、センシングポートは、スレーブコントローラ１１０毎に複数個備えられ、複数のセンシングラインに連結され得る。
例えば、図２を参照すると、センシングポートＳＰ１～ＳＰ４は、スレーブコントローラ１１０毎に複数個備えられ、それぞれのセンシングポートＳＰ１～ＳＰ４は複数のセンシングラインＳＬ１～ＳＬ４に連結され得る。
ここで、特定ＩＤ割り当てポートは、複数のセンシングラインのうち特定センシングラインから分岐した分岐ラインと連結され得る。例えば、複数のスレーブコントローラそれぞれにおいて、特定ＩＤ割り当てポートはそれぞれが属したスレーブコントローラ１１０と連結されたバッテリーモジュール１０の順番情報に応じて特定センシングラインから分岐した分岐ラインと連結され得る。
すなわち、バッテリーモジュール１０の順番情報によって選択された特定ＩＤ割り当てポートに選択的に分岐ラインを連結することで、スレーブコントローラ１１０に連結されたバッテリーモジュール１０の順番情報をより正確に推定することができる。これについては、図３及び図４を参照してより具体的に説明する。
まず、図３は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置において、一つのスレーブコントローラが一つのバッテリーモジュールに連結された構成を概略的に示した図である。具体的には、図３は、図１の構成において、第４バッテリーモジュールＭ４と第４スレーブコントローラＳＣ４との連結構成を概略的に示した図である。
図３を参照すると、第４バッテリーモジュールＭ４は第１～第４バッテリーセルＣ１～Ｃ４を含むことができる。第１バッテリーセルＣ１は第１センシングラインＳＬ１を通じて第１センシングポートＳＰ１と連結され、第２バッテリーセルＣ２は第２センシングラインＳＬ２を通じて第２センシングポートＳＰ２と連結され得る。そして、第３バッテリーセルＣ３は第３センシングラインＳＬ３を通じて第３センシングポートＳＰ３と連結され、第４バッテリーセルＣ４は第４センシングラインＳＬ４を通じて第４センシングポートＳＰ４と連結され得る。具体的には、バッテリーセルの正極端子はセンシングラインを通じてセンシングポートと連結され得る。
ここで、第４バッテリーモジュールＭ４の順番情報によって、第１及び第２バッテリーセルＣ１、Ｃ２が特定バッテリーセルとして選択され得るが、この場合、第１バッテリーセルＣ１に連結された第１センシングラインＳＬ１から分岐した第１分岐ラインＤＬ１に第１及び第２のＩＤ割り当てポートＩＰ１、ＩＰ２が連結され得る。したがって、第１センシングラインＳＬ１を通じて第１バッテリーセルＣ１から第１センシングポートＳＰ１に電圧が印加されるとき、第１及び第２のＩＤ割り当てポートＩＰ１、ＩＰ２は第１分岐ラインＤＬ１を通じて電圧の印加を受けることができる。
このとき、望ましくは、特定ＩＤ割り当てポートは特定バッテリーセルに連結されたセンシングラインから分岐した分岐ラインと一対一で連結されるように構成され得る。これについては、図４を参照してより具体的に説明する。
図４は、本発明の他の実施形態によるバッテリー管理装置において、一つのスレーブコントローラが一つのバッテリーモジュールに連結された構成を概略的に示した図である。具体的には、図４は、図１の構成において、第４バッテリーモジュールＭ４と第４スレーブコントローラＳＣ４との連結構成を概略的に示した図である。
図４を参照すると、第４バッテリーモジュールＭ４の順番情報によって第１及び第２バッテリーセルＣ１、Ｃ２が特定バッテリーセルとして選択され得る。そして、第１バッテリーセルＣ１に連結された第１センシングラインＳＬ１から分岐した第１分岐ラインＤＬ１に第１のＩＤ割り当てポートＩＰ１が連結され得る。また、第２バッテリーセルＣ２に連結された第２センシングラインＳＬ２から分岐した第２分岐ラインＤＬ２に第２のＩＤ割り当てポートＩＰ２が連結され得る。したがって、第１センシングラインＳＬ１を通じて第１バッテリーセルＣ１から第１センシングポートＳＰ１に電圧が印加されるとき、第１のＩＤ割り当てポートＩＰ１は第１分岐ラインＤＬ１を通じて電圧の印加を受けることができる。そして、第２センシングラインＳＬ２を通じて第２バッテリーセルＣ２から第２センシングポートＳＰ２に電圧が印加されるとき、第２のＩＤ割り当てポートＩＰ２は第２分岐ラインＤＬ２を通じて電圧の印加を受けることができる。
本発明のこのような構成によれば、一つの分岐ラインに一つのＩＤ割り当てポートを連結することで、センシングラインの分岐を最小化することができる。したがって、一つの分岐点から三つ以上のラインに分岐することによって回路が複雑になることを防止することができる。また、特定ＩＤ割り当てポートと分岐ラインとが一対一で連結されるため、センシングラインまたは分岐ラインの断線のような予期せぬ問題が発生しても被害を最小化することができる。また、一つのセンシングラインから一つのＩＤ割り当てポートのみに電圧が分岐して印加されるため、センシングポートやＩＤ割り当てポートに流れる電流が減少する問題を防止又は最小化することができる。したがって、ポートに印加される電流の減少によってセンシングが正常に行われないかまたはＩＤ割り当てが正常に行われない問題を予防することができる。
また、望ましくは、複数のスレーブコントローラ１１０は、少なくともｌｏｇ２Ｎ以上の最小整数個のＩＤ割り当てポートを含むように構成され得る。ここでＮは、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０００に含まれた全体バッテリーモジュール１０の個数であり得る。
すなわち、バッテリーモジュール１０の順番情報による二進数表現に基づいて特定ＩＤ割り当てポートを選択するため、スレーブコントローラ１１０は、ｌｏｇ２Ｎ以上の整数に対応する個数のＩＤ割り当てポートを含み得る。例えば、バッテリーパック１０００に含まれた全体バッテリーモジュール１０が９～１６個であれば、ｌｏｇ２Ｎは３超過４以下の値になる。したがって、この場合、複数のスレーブコントローラ１１０のそれぞれには少なくとも四つ以上のＩＤ割り当てポートが含まれ得る。
特に、複数のスレーブコントローラは、ｌｏｇ２Ｎ以上の最小整数個のＩＤ割り当てポートを含むように構成され得る。これについては、図５を参照してより具体的に説明する。
図５は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置において、複数のスレーブコントローラが複数のバッテリーモジュールに連結された構成を簡略に示した図である。
図５を参照すると、バッテリーパック１０００には総１６個のバッテリーモジュール１０が含まれる。したがって、この場合、Ｎ＝１６になって、ｌｏｇ２Ｎはｌｏｇ２１６＝４である。したがって、複数のスレーブコントローラ１１０のそれぞれには、総四つ以上、特に四つのＩＤ割り当てポートが備えられ得る。すなわち、図５の構成において、各スレーブコントローラ１１０には四つのＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４が含まれ得る。このように、四つのＩＤ割り当てポートが含まれれば、１６個のバッテリーモジュールをそれぞれ識別することができる。例えば、第１６バッテリーモジュールＭ１６の順番情報は１５であり得るが、１５を二進数で表すためには四桁が必要である。したがって、各スレーブコントローラ１１０には四つのＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４が含まれ得る。
本発明のこのような構成によれば、ＩＤ割り当てポートの個数を最小にしながらも複数のスレーブコントローラ１１０に対する識別が可能になる。スレーブコントローラ１１０には連結されたバッテリーモジュール１０の順番情報によって表される二進数の桁数に対応する数のＩＤ割り当てポートが含まれるため、最小個のＩＤ割り当てポートを用いてスレーブコントローラ１１０に連結されたバッテリーモジュール１０の順番情報、すなわち、配置位置を推定することができる。
また望ましくは、複数のスレーブコントローラ１１０は、ＩＤ割り当てポートが配置された順序に基づいてＩＤ割り当てポートに印加された電圧に関する情報を生成することができる。
例えば、図５を参照すると、複数のスレーブコントローラ１１０は、ＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４が配置された順序に応じて各ＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４に電圧が印加されたか否かを判断し、印加された電圧に関する情報を生成し得る。
第１スレーブコントローラＳＣ１に含まれたＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４はすべてセンシングラインＳＬ１～ＳＬ４と連結されていないため、第１スレーブコントローラＳＣ１は印加された電圧に関する情報として００００を生成し得る。
同様に、第１３スレーブコントローラＳＣ１３に含まれた第３のＩＤ割り当てポートＩＰ３は第３センシングラインＳＬ３から分岐した第３分岐ラインＤＬ３と連結され、第４のＩＤ割り当てポートＩＰ４は第４センシングラインＳＬ４から分岐した第４分岐ラインＤＬ４と連結され得る。第１３スレーブコントローラＳＣ１３は、電圧が印加された第３のＩＤ割り当てポートＩＰ３及び第４のＩＤ割り当てポートＩＰ４を１と表し、電圧が印加されていない第１のＩＤ割り当てポートＩＰ１及び第２のＩＤ割り当てポートＩＰ２を０と表し得る。したがって、第１３スレーブコントローラＳＣ１３は、第１のＩＤ割り当てポートＩＰ１を二進数の最右側に表し、第４のＩＤ割り当てポートＩＰ４を二進数の最左側に表して、印加電圧に関する情報として１１００を生成し得る。
同様に、第１６スレーブコントローラＳＣ１６に含まれた第１～第４のＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４はそれぞれ第１～第４分岐ラインＤＬ１～ＤＬ４に連結され得る。第１～第４のＩＤ割り当てポートＩＰ１～ＩＰ４が第１～第４分岐ラインＤＬ１～ＤＬ４からそれぞれ電圧の印加を受ければ、第１６スレーブコントローラＳＣ１６は印加された電圧に関する情報として１１１１を生成し得る。
複数のスレーブコントローラ１１０のそれぞれは生成した電圧情報及び予め保存された臨時ＩＤをマスターコントローラ１２０に伝送することができる。すなわち、各スレーブコントローラ１１０は、ＩＤ割り当てポートに印加された電圧に対する電圧情報を生成し、予め保存された臨時ＩＤと生成した電圧情報をマスターコントローラ１２０に伝送することができる。
例えば、図１を参照すると、各スレーブコントローラ１１０とマスターコントローラ１２０とは有線または無線で接続されて互いに通信可能である。各スレーブコントローラ１１０は、生成した電圧情報を予め保存された臨時ＩＤとともにマスターコントローラ１２０に伝送し、マスターコントローラ１２０が電圧情報に基づいて正規ＩＤを生成できるようにする。
マスターコントローラ１２０は、複数のスレーブコントローラ１１０のそれぞれから電圧情報及び臨時ＩＤを受信し、既に保存されている正規ＩＤ割り当てテーブルに基づいて受信した電圧情報に対応する正規ＩＤを生成することができる。
例えば、図１を参照すると、マスターコントローラ１２０は、第１スレーブコントローラＳＣ１から００００との電圧情報を受信し、受信した電圧情報を既に保存されている正規ＩＤ割り当てテーブルに対応させて第１スレーブコントローラＳＣ１に対する正規ＩＤを生成し得る。同様に、マスターコントローラ１２０は、第２～第４スレーブコントローラＳＣ２～ＳＣ４から電圧情報を受信し、受信した各電圧情報に基づいて第２～第４スレーブコントローラＳＣ２～ＳＣ４のそれぞれに対する正規ＩＤを生成し得る。
マスターコントローラ１２０は、各スレーブコントローラ１１０から受信した臨時ＩＤと生成した正規ＩＤとを一対一で対応させて、これらを含む対データを生成することができる。
例えば、マスターコントローラ１２０は、第１スレーブコントローラＳＣ１から受信した第１臨時ＩＤと第１スレーブコントローラＳＣ１に対する第１正規ＩＤとを一対一で対応させた第１対データを生成し得る。同様に、マスターコントローラ１２０は、第２～第４スレーブコントローラＳＣ２～ＳＣ４に対する第２～第４対データを生成し得る。
マスターコントローラ１２０は、生成した対データを複数のスレーブコントローラ１１０全てに伝送することができる。特に、無線通信である場合、マスターコントローラ１２０は特定スレーブコントローラ１１０を選択して通信することができず、スレーブコントローラ１１０全部に生成した対データをすべて伝送するように構成され得る。例えば、マスターコントローラ１２０が生成した第１～第４対データは、第１～第４スレーブコントローラＳＣ１～ＳＣ４全部に伝送され得る。
複数のスレーブコントローラ１１０は、マスターコントローラ１２０から対データを受信し、受信した対データのうち自分に予め保存された臨時ＩＤを含む対データを選択し得る。すなわち、マスターコントローラ１２０が特定スレーブコントローラ１１０を選択して通信できない場合が多いが、このときは生成する対データにスレーブコントローラ１１０から受信した臨時ＩＤを識別子として含ませることで、生成した対データに対応するスレーブコントローラ１１０を特定することができる。したがって、複数のスレーブコントローラ１１０のそれぞれはマスターコントローラ１２０から生成された対データをすべて受信するが、自分に予め保存された臨時ＩＤを含む対データのみを選択することができる。
複数のスレーブコントローラ１１０は、予め保存された臨時ＩＤを、選択した対データに含まれた正規ＩＤに更新することができる。すなわち、複数のスレーブコントローラ１１０それぞれが予め保存された臨時ＩＤをマスターコントローラ１２０から受信した対データに含まれた正規ＩＤに更新することで、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００に含まれたスレーブコントローラ１１０の正規ＩＤ割り当て動作が終了する。
正規ＩＤ割り当て動作が終了した後、複数のスレーブコントローラ１１０は、センシングポートに印加された電圧情報を生成し、生成した電圧情報を正規ＩＤとともにマスターコントローラ１２０に伝送することができる。マスターコントローラ１２０は、受信した正規ＩＤを確認することでスレーブコントローラ１１０それぞれに連結されたバッテリーモジュール１０の順番情報を推定し、推定した順番情報及び受信した電圧情報に基づいてバッテリーモジュール１０の状態を診断することができる。
図６は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置のスレーブコントローラの機能的構成を概略的に示したブロック図である。
まず、図６を参照すると、スレーブコントローラ１１０は、スレーブポート部１１１、スレーブ制御部１１３、スレーブ保存部１１５及びスレーブ通信部１１７を含むことができる。また、マスターコントローラ１２０は、マスター制御部１２１、マスター保存部１２３及びマスター通信部１２５を含むことができる。
スレーブポート部１１１は、センシングポート及びＩＤ割り当てポートを含むことができる。すなわち、スレーブポート部１１１は、バッテリーモジュール１０に含まれたバッテリーセル１１に対応する個数のセンシングポート、及びバッテリーパック１０００に含まれたバッテリーモジュール１０の総数に対応する個数のＩＤ割り当てポートを含むことができる。
例えば、バッテリーパック１０００に７個のバッテリーモジュール１０が含まれれば、スレーブポート部１１１には少なくとも３個以上のＩＤ割り当てポートが含まれ得る。他の例として、バッテリーパック１０００に１６個のバッテリーモジュール１０らが含まれれば、スレーブポート部１１１には少なくとも４個以上のＩＤ割り当てポートが含まれ得る。
ＩＤ割り当てポートのうち分岐ラインに連結された特定ＩＤ割り当てポートのみがバッテリーモジュール１０と電気的に接続され、バッテリーモジュール１０から電圧の印加を受けることができる。スレーブ制御部１１３は、少なくとも一つのプロセッサを含み、スレーブ保存部１１５及びスレーブ通信部１１７と動作可能に連結され得る。また、スレーブ制御部１１３は、スレーブポート部１１１に含まれたＩＤ割り当てポートに印加された電圧を測定して印加された電圧情報を生成することができる。
例えば、図５の構成において、第１３バッテリーモジュールＭ１３と連結された第１３スレーブコントローラＳＣ１３を参照すると、第３のＩＤ割り当てポートＩＰ３及び第４のＩＤ割り当てポートＩＰ４のみに電圧が印加され、スレーブ制御部１１３は１１００との電圧情報を生成し得る。
電圧情報を生成した後、スレーブ制御部１１３は、生成した電圧情報をスレーブ保存部１１５に予め保存された臨時ＩＤとともにスレーブ通信部１１７を通じてマスターコントローラ１２０に伝送し得る。
スレーブコントローラ１１０とマスターコントローラ１２０とは有線または無線で接続され得る。特に望ましくは、スレーブコントローラ１１０とマスターコントローラ１２０とは無線で接続され得る。スレーブコントローラ１１０とマスターコントローラ１２０とが無線で接続された例を、図７を参照して具体的に説明する。
図７は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置において、無線で接続されたスレーブコントローラとマスターコントローラとの例を示した図である。
図７を参照すると、スレーブコントローラ１１０とマスターコントローラ１２０とが無線で接続された場合、スレーブコントローラ１１０はスレーブ通信部１１７に連結されたスレーブアンテナ１１９をさらに含み、マスターコントローラ１２０はマスター通信部１２５に連結されたマスターアンテナ１２７をさらに含むことができる。
スレーブコントローラ１１０とマスターコントローラ１２０とは、それぞれスレーブアンテナ１１９及びマスターアンテナ１２７を通じて互いに通信することができる。すなわち、スレーブ制御部１１３は、スレーブ通信部１１７に連結されたスレーブアンテナ１１９を通じて電圧情報及びスレーブ保存部１１５に予め保存された臨時ＩＤをマスターコントローラ１２０に伝送することができる。
すなわち、本発明によれば、マスターコントローラ１２０とスレーブコントローラ１１０とを無線で接続したため、バッテリー管理装置１００の構造が複雑ではなく、バッテリー管理装置１００内の空間活用度が高くなる。また、マスターコントローラ１２０とスレーブコントローラ１１０とを連結するラインの断線などの問題が発生しないため、本発明によるバッテリー管理装置１００及びバッテリーパック１０００の管理が容易である。
マスター制御部１２１は、マスター通信部１２５を通じてスレーブコントローラ１１０のそれぞれから臨時ＩＤ及び電圧情報を受信し、受信した電圧情報に基づいてスレーブコントローラ１１０それぞれに対する正規ＩＤを生成することができる。
例えば、図１を参照すると、マスター制御部１２１は、第１スレーブコントローラＳＣ１から予め保存された臨時ＩＤ及び電圧情報を受信すると、マスター保存部１２３に既に保存されている正規ＩＤ割り当てテーブルに基づいて受信した電圧情報にマッチングされる正規ＩＤを生成し、生成した正規ＩＤを第１スレーブコントローラＳＣ１の正規ＩＤとして割り当てることができる。
マスター制御部１２１は、スレーブコントローラ１１０に対する正規ＩＤを生成した後、スレーブコントローラ１１０から受信した臨時ＩＤと直接生成した正規ＩＤとを一対一で含む対データを生成することができる。
そして、マスター制御部１２１は、生成した対データを、マスター通信部１２５を通じて複数のスレーブコントローラ１１０に伝送することができる。基本的に、マスターコントローラ１２０とスレーブコントローラ１１０とが無線ネットワークで接続された場合、各スレーブコントローラ１１０に対して独立的なチャネルを通じて接続されず、複数のスレーブコントローラ１１０全体に対して同一チャネルを通じて接続されるため、マスター制御部１２１は、生成した正規ＩＤ及び受信した臨時ＩＤをすべて含む対データを複数のスレーブコントローラ１１０に伝送することができる。
スレーブ制御部１１３は、スレーブ通信部１１７を通じてマスターコントローラ１２０から対データを受信し、受信した対データのうちスレーブ保存部１１５に既に保存されている臨時ＩＤを含む対データを選択することができる。
スレーブ制御部１１３は、スレーブ保存部１１５に保存された臨時ＩＤを、選択した対データに含まれた正規ＩＤに変更または更新することで、正規ＩＤの割り当てを受けることができる。
スレーブコントローラ１１０は、正規ＩＤが割り当てられた後、割り当てられた正規ＩＤを用いてマスターコントローラ１２０と通信しながら連結されたバッテリーモジュール１０に含まれたバッテリーセル１１の充電、放電及びバランシングを制御することができる。同様に、マスターコントローラ１２０は、スレーブコントローラ１１０に割り当てられた正規ＩＤを用いて複数のスレーブコントローラ１１０それぞれを識別し、複数のスレーブコントローラ１１０それぞれに連結されたバッテリーモジュール１０をそれぞれ制御することができる。
一方、スレーブ保存部１１５及びマスター保存部１２３は、データを記録、消去、更新及び読出できると知られた公知の情報記録手段であれば、その種類に特に制限がない。一例として、情報記録手段には、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタなどが含まれ得る。スレーブ保存部１１５はスレーブ制御部１１３によって実行可能なプロセスが定義されたプログラムコードを保存し、マスター保存部１２３はマスター制御部１２１によって実行可能なプロセスが定義されたプログラムコードを保存することができる。
本発明によるバッテリーパックは、上述した本発明によるバッテリー管理装置を含むことができる。また、本発明によるバッテリーパックは、バッテリー管理装置の外に、複数の二次電池が備えられたバッテリーセル、電装品（ＢＭＳ、リレー、ヒューズなど）及びパックケースなどを含むことができる。
また、本発明のさらに他の実施形態として、バッテリー管理装置は、電気自動車、エネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ、ＥＳＳ）などのように電気エネルギーを使用する多様な装置に搭載され得る。特に、本発明によるバッテリー管理装置は、電気自動車に含まれ得る。すなわち、本発明による電気自動車は、本発明によるバッテリー管理装置を含むことができる。ここで、バッテリー管理装置は、バッテリーパックに含まれた形態であり得るが、バッテリーパックとは別途の装置としても具現され得る。例えば、バッテリー管理装置の少なくとも一部は、自動車のＥＣＵによって具現され得る。
また、本発明による自動車は、このようなバッテリー管理装置の外に、自動車に通常備えられる車体や電子装備などを含むことができる。例えば、本発明による自動車は、本発明によるバッテリー管理装置の外にも、バッテリーパック、コンタクタ、インバータ、モータ、一つ以上のＥＣＵなどを含み得る。ただし、本発明は、バッテリー管理装置の外に、自動車の他の構成要素などについては特に限定しない。
上述した本発明の実施形態は、装置及び方法のみによって具現されるものではなく、本発明の実施形態の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じても具現され得、このような具現は上述した実施形態の記載から当業者であれば容易に具現できるであろう。
以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
また、上述した本発明は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者により、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であって、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、多様な変形のため各実施形態の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成され得る。
１０：バッテリーモジュール
１００：バッテリー管理装置
１１０：スレーブコントローラ
１２０：マスターコントローラ
１０００：バッテリーパック

Claims (13)

  1. 複数のバッテリーモジュールを含むバッテリーパックを管理するバッテリー管理装置において、
    前記複数のバッテリーモジュールに備えられた一つ以上のバッテリーセルとセンシングラインを通じて連結され、連結された前記バッテリーセルそれぞれの電圧をセンシングする一つ以上のセンシングポートと、前記センシングラインに連結される場合に前記センシングラインから電圧の印加を受ける一つ以上のＩＤ割り当てポートとを含み、前記複数のバッテリーモジュールのうち対応する一つ以上のバッテリーモジュールと連結されるように構成された複数のスレーブコントローラと、
    前記複数のスレーブコントローラとそれぞれ接続され、前記複数のスレーブコントローラから前記ＩＤ割り当てポートに印加された電圧に対する電圧情報を受信し、受信した電圧情報に基づいて前記複数のスレーブコントローラそれぞれに正規ＩＤを割り当てるように構成されたマスターコントローラと、を含む、バッテリー管理装置。
  2. 前記ＩＤ割り当てポートは、前記センシングラインから分岐したラインと選択的に連結され、前記選択的に連結された分岐したラインを通じて前記電圧の印加を受けるように構成された、請求項１に記載のバッテリー管理装置。
  3. 前記複数のスレーブコントローラは、それぞれに含まれたＩＤ割り当てポートのうちスレーブコントローラ毎に相異なるように設定された特定ＩＤ割り当てポートのみが前記センシングラインに電気的に接続されるように構成された、請求項１または２に記載のバッテリー管理装置。
  4. 前記複数のスレーブコントローラは、前記センシングラインに電気的に接続された特定ＩＤ割り当てポートに関する情報を二進数表現で前記マスターコントローラに伝送するように構成された、請求項３に記載のバッテリー管理装置。
  5. 前記センシングポートは、スレーブコントローラ毎に複数個備えられて複数のセンシングラインに連結されるように構成され、
    前記特定ＩＤ割り当てポートは、前記複数のセンシングラインのうち特定センシングラインから分岐したラインと連結されるように構成された、請求項３または４に記載のバッテリー管理装置。
  6. 前記特定ＩＤ割り当てポートは、前記特定センシングラインから分岐したラインと一対一で連結されるように構成された、請求項５に記載のバッテリー管理装置。
  7. 前記複数のスレーブコントローラは、少なくともｌｏｇ２Ｎ以上の最小整数個のＩＤ割り当てポートを含むように構成され、ここで、Ｎは前記バッテリーパックに含まれた全体バッテリーモジュールの個数である、請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  8. 前記複数のスレーブコントローラは、前記ＩＤ割り当てポートの配置順序に基づいて、前記ＩＤ割り当てポートに印加された電圧に対する電圧情報を生成し、前記生成された電圧情報及び予め保存された臨時ＩＤを前記マスターコントローラに伝送するように構成された、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  9. 前記マスターコントローラは、前記複数のスレーブコントローラそれぞれから前記生成された電圧情報及び臨時ＩＤを受信し、既に保存されている正規ＩＤ割り当てテーブルに基づいて、前記受信した電圧情報に対応する正規ＩＤを生成し、前記受信した臨時ＩＤと生成された正規ＩＤとを一対一で対応させ、対応する臨時ＩＤと正規ＩＤとを含む対データを生成するように構成された、請求項８に記載のバッテリー管理装置。
  10. 前記マスターコントローラは、前記複数のスレーブコントローラそれぞれに対して生成された対データを前記複数のスレーブコントローラの全部に伝送するように構成され、
    前記複数のスレーブコントローラは、前記対データを受信し、受信した対データのうち前記予め保存された臨時ＩＤを含む対データを選択し、前記予め保存された臨時ＩＤを、選択された対データに含まれた正規ＩＤに更新するように構成された、請求項９に記載のバッテリー管理装置。
  11. 前記複数のスレーブコントローラは、前記マスターコントローラと無線で接続されるように構成された、請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置を含むバッテリーパック。
  13. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置を含む電気自動車。
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