JP7136412B2 - バッテリー管理装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリー管理装置及び方法に関し、より詳しくは、応答情報を効果的に伝送することができるバッテリー管理装置及び方法に関する。
本出願は、２０１９年９月２５日付け出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０１１８３１６号、２０１９年１０月１０日付け出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０１２５４７９号及び２０２０年９月４日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１１３３２６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、中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。
一方、このようなバッテリーが備えられた装置には多様なＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が含まれ、ＥＣＵ同士が通信することで、情報を提供するか又は他のＥＣＵから情報の提供を受けることができる。車両を例に挙げると、車両の多様な機能と制御が増加し、特に、バッテリーが備えられた電気自動車が実用化するとともに、ＥＣＵ同士のデータ送受信量が増大している。したがって、ＥＣＵ同士のデータ通信の効率を向上させるための通信規格及び技術などが提案されている。
例えば、特許文献１には、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信のためのデータフレーム構造を変更してデータ量を増大させることで、データの受信安定性を向上させて通信速度を改善し、ＣＡＮバスのトラフィック負荷を改善することができる発明が開示されている。
ただし、特許文献１は、データ長が８バイトを超過するか否かによって、データ受信側で高速モードまたは一般モードに受信モードを変更する構成のみを開示している。特許文献１は、受信モード変更のみを通じてトラフィック負荷を改善しているため、バッテリーセルに対する多様な情報がリアルタイムで提供されるべき電気車のような装置には適用し難いという問題がある。すなわち、特許文献１によれば、送信側ではバッテリーセルに対する単一情報をそれぞれ伝送しなければならず、データ送信に相当な時間を必要とするという問題がある。
韓国特許第１０－１５７３６３７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、通信チャネルを弾力的に選択することで、複数の応答情報の送信時間を短縮することができるバッテリー管理装置及び方法を提供することを目的とする。
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。
本発明の一態様によるバッテリー管理装置は、バッテリーセルまたはバッテリーパックに対する一つ以上の要請情報を含む情報提供要請を受信するように構成された通信部と、通信部が受信した情報提供要請に含まれた要請情報に対応するように、バッテリーセルまたはバッテリーパックの電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つを測定するように構成された測定部と、測定部から測定された測定結果を受信し、受信した測定結果に基づいて要請情報に対応する一つ以上の応答情報を生成し、生成された応答情報のデータ量及び複数の通信チャネルの状態のうち少なくとも一つに基づいて複数の通信チャネルからいずれか一つの通信チャネルを選択し、選択された通信チャネルの種類及び生成された応答情報のデータ量に基づいて情報提供要請に対応するメッセージパケットを生成し、生成されたメッセージパケットを選択された通信チャネルに通信部を通じて出力するように構成された制御部と、を含む。
制御部は、生成された応答情報のデータ量に基づいてメッセージパケットに要求されるパケットデータ量を算出し、算出されたパケットデータ量に対するパケットサイズ情報、パケット識別情報及び生成された応答情報が含まれるようにメッセージパケットを生成するように構成され得る。
パケット識別情報は、情報提供要請に対応する識別情報であり得る。
メッセージパケットは、パケットサイズ情報が書き込まれるパケットサイズ情報領域、パケット識別情報が書き込まれるパケット識別情報領域、及び生成された応答情報が書き込まれるデータ領域を含み得る。
制御部は、パケットサイズ情報領域、パケット識別情報領域、及びデータ領域のデータ量に基づいてパケットデータ量を決定するように構成され得る。
制御部は、応答情報の個数が複数である場合、データ領域に複数の応答情報の個数に対応する区分情報を含ませて、複数の応答情報をそれぞれ区分するように構成され得る。
複数の通信チャネルは、一度に伝送可能な応答情報の最大データ量が所定の第１基準量以下に設定された第１通信チャネルと、一度に伝送可能な応答情報の最大データ量が所定の第１基準量よりも多い所定の第２基準量以下に設定された第２通信チャネルと、を含み得る。
制御部は、応答情報のデータ量が所定の第１基準量以下であれば、複数の通信チャネルのうち第１通信チャネルを選択するように構成され得る。
制御部は、応答情報のデータ量が所定の第１基準量を超過し、所定の第２基準量以下であれば、複数の通信チャネルのうち第２通信チャネルを選択するように構成され得る。
制御部は、第１通信チャネル及び第２通信チャネルのそれぞれの状態を確認し、第１通信チャネル及び第２通信チャネルのそれぞれが応答情報を伝送するのにかかると予想される伝送予想時間を比較し、伝送予想時間が短い通信チャネルを選択するように構成され得る。
制御部は、応答情報のデータ量が所定の第１基準量を超過する場合に第１通信チャネルが選択された場合、一つのメッセージパケット及び複数のデータパケットを生成し、生成された複数のデータパケットの順番を設定し、通信部を制御して、設定された順番に従って生成されたメッセージパケット及び複数のデータパケットを、順次、第１通信チャネルを通じて出力するように構成され得る。
データパケットは、設定された順番情報が書き込まれる順番領域及び応答情報が書き込まれるデータ領域を含むように構成され得る。
要請情報は、バッテリーセルに対する電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つを含むバッテリー状態情報であるか、または、バッテリーパックに対する電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つに基づいたバッテリーパック診断情報であり得る。
本発明の他の態様によるバッテリーパックは、本発明の一態様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バッテリー管理方法は、バッテリーセルまたはバッテリーパックに対する一つ以上の要請情報を含む情報提供要請を受信する情報提供要請受信段階と、情報提供要請に含まれた要請情報に対応するように、バッテリーセルまたはバッテリーパックの電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つを測定する測定段階と、測定段階で測定された測定結果に基づいて要請情報に対応する一つ以上の応答情報を生成する応答情報生成段階と、生成された応答情報のデータ量及び複数の通信チャネルの状態のうち少なくとも一つに基づいて複数の通信チャネルからいずれか一つの通信チャネルを選択する通信チャネル選択段階と、選択された通信チャネルの種類及び生成された応答情報のデータ量に基づいて情報提供要請に対応するメッセージパケットを生成するメッセージパケット生成段階と、生成されたメッセージパケットを選択された通信チャネルに出力するパケット出力段階と、を含む。
本発明の一態様によれば、送信される応答情報のデータ量に合わせて通信チャネルを弾力的に選択できるため、複数の応答情報に対する送信効率を向上させることができる。
また、本発明の一態様によれば、応答情報のデータ量だけでなく、複数の通信チャネルそれぞれの状態に応じて通信チャネルを弾力的に選択することができる。
本発明の効果は上記の効果に制限されず、他の効果は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、発明の詳細な説明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を含むバッテリーパックの例示的な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が生成可能なメッセージパケットの例示的な構成を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置が通信バスに接続された例示的な構成を示した図である。 第２通信チャネルを通じて出力可能なメッセージパケットの例示的な構成を示した図である。 第２通信チャネルを通じて出力可能なメッセージパケットの他の例示的な構成を示した図である。 第１通信チャネルを通じて出力可能なメッセージパケットの例示的な構成を示した図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリー管理方法を概略的に示した図である。
本明細書及び特許請求の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。
また、明細書に記載された制御部のような用語は少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せで具現され得る。
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）」だけでなく、他の素子を介在した「間接的な連結（接続）」も含む。
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。
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００を含むバッテリーパック１を概略的に示した図である。そして、図２は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００を含むバッテリーパック１の例示的な構成を概略的に示した図である。
図１及び図２を参照すると、バッテリーパック１は、バッテリーセル１０及びバッテリー管理装置１００を含むことができる。
ここで、バッテリーセル１０とは、負極端子及び正極端子を備え、物理的に分離可能な一つの独立したセルを意味する。一例として、一つのパウチ型リチウムポリマーセルをバッテリーセル１０として見なし得る。また、バッテリーパック１は、二つ以上のバッテリーセル１０が直列及び／または並列で接続されたバッテリーモジュールを含んでもよい。以下では、説明の便宜上、バッテリーパック１に一つのバッテリーセル１０が含まれたとして説明する。
本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、測定部１１０、通信部１２０及び制御部１３０を含むことができる。
測定部１１０は、バッテリーセル１０またはバッテリーパック１の電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つを測定するように構成され得る。
測定部１１０は、バッテリーセル１０またはバッテリーパック１の電圧、電流及び温度を測定するための個別ユニットを含み得る。例えば、測定部１１０は、温度測定ユニット１１１、電圧測定ユニット１１２及び電流測定ユニット１１３を含むことができる。
温度測定ユニット１１１は、一般に使われる温度センサであり得る。
例えば、図２を参照すると、温度測定ユニット１１１は、第１センシングラインＳＬ１を通じてバッテリーセル１０に電気的に接続され得る。そして、温度測定ユニット１１１は、第１センシングラインＳＬ１を通じてバッテリーセル１０の温度を測定することができる。
また、温度測定ユニット１１１は、バッテリーパック１の内部温度を測定することもできる。
電圧測定ユニット１１２は、バッテリーセル１０の正極電位及び負極電位を測定し、測定した正極電位と負極電位との電位差を算出してバッテリーセル１０の電圧を測定することができる。また、電圧測定ユニット１１２は、バッテリーパック１の正極端子Ｐ＋とバッテリーパック１の負極端子Ｐ－との電位差を算出してバッテリーパック１の電圧を測定することができる。
例えば、図２を参照すると、電圧測定ユニット１１２は、第２センシングラインＳＬ２を通じてバッテリーセル１０の正極端子に接続され、第２センシングラインＳＬ２を通じてバッテリーセル１０の正極電位を測定し得る。そして、電圧測定ユニット１１２は、第３センシングラインＳＬ３を通じてバッテリーセル１０の負極端子に接続され、第３センシングラインＳＬ３を通じてバッテリーセル１０の負極電位を測定し得る。そして、電圧測定ユニット１１２は、バッテリーセル１０の正極電位と負極電位との差を算出してバッテリーセル１０の電圧を測定し得る。
電流測定ユニット１１３は、バッテリーセル１０またはバッテリーパック１の電流を測定することができる。
具体的には、電流測定ユニット１１３は、バッテリーセル１０の充放電経路上に配置された電流測定素子Ａと電気的に接続され、電流測定素子Ａを通じて充放電経路に流れる電流を測定することができる。ここで、充放電経路とは、バッテリーパック１の正極端子Ｐ＋とバッテリーセル１０とバッテリーパック１の負極端子Ｐ－とを連結する大電流経路であり得る。
例えば、図２を参照すると、バッテリーセル１０の負極端子とバッテリーパック１の負極端子Ｐ－との間に電流測定素子Ａが配置され得る。ここで、電流測定素子Ａは電流計またはシャント抵抗であり得る。電流測定ユニット１１３は、第４センシングラインＳＬ４を通じて電流測定素子Ａと電気的に接続され得る。そして、電流測定ユニット１１３は、第４センシングラインＳＬ４に接続された電流測定素子Ａを通じて充放電経路を流れる電流を測定することができる。
一方、図２の実施形態では、電流測定素子Ａがバッテリーセル１０の負極端子とバッテリーパック１の負極端子Ｐ－との間に配置されたことが示されているが、電流測定素子Ａは、バッテリーセル１０の充放電経路上であれば制限なく配置され得る。例えば、図２の実施形態において、電流測定素子Ａはバッテリーセル１０の正極端子とバッテリーパック１の正極端子Ｐ＋との間に配置されてもよい。この場合にも、電流測定ユニット１１３は、第４センシングラインＳＬ４を通じて電流測定素子Ａに接続され得る。
制御部１３０は、測定部１１０から測定された測定結果を受信するように構成され得る。図２を参照すると、制御部１３０は、測定部１１０及び通信部１２０と接続され得る。望ましくは、制御部１３０は、測定部１１０及び通信部１２０と有線を通じて接続され得る。そして、制御部１３０は、測定部１１０からバッテリーセル１０の電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つに対する測定結果を受信することができる。
通信部１２０は、バッテリーセル１０またはバッテリーパック１に対する一つ以上の要請情報を含む情報提供要請を受信するように構成され得る。
具体的には、通信部１２０は、バッテリー管理装置１００の外部からバッテリーセル１０またはバッテリーパック１に対する情報提供要請を受信することができる。すなわち、バッテリー管理装置１００は、通信部１２０を通じて外部と通信することができる。
ここで、要請情報は、バッテリーセル１０に対する電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つに基づいたバッテリー状態情報であるか、または、バッテリーパック１に対する電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つに基づいたバッテリーパック診断情報であり得る。
具体的には、バッテリー状態情報は、バッテリーセル１０の電圧、電流、温度、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）及びＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）のうち少なくとも一つであり得る。
また、バッテリーパック診断情報とは、バッテリーパック１自体に対する診断情報であるか、または、バッテリーパック１に備えられた構成要素それぞれに対する診断情報であり得る。例えば、バッテリーパック診断情報には、電圧、電流及び温度のうちいずれか一つに基づいたバッテリーパック１の診断情報が含まれ得る。
例えば、通信部１２０が外部から受信した情報提供要請の要請情報は、バッテリー状態情報であって、バッテリーセル１０の電圧情報及び電流情報が含まれ得る。すなわち、通信部１２０は、外部からバッテリーセル１０の電圧情報及び電流情報の提供を要請する情報提供要請を受信し得る。
一方、望ましくは、測定部１１０は、通信部１２０が受信した情報提供要請に含まれた要請情報に対応するように、バッテリーセル１０またはバッテリーパック１の電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つを測定するように構成され得る。
制御部１３０は、測定部１１０から受信した測定結果に基づいて要請情報に対応する一つ以上の応答情報を生成するように構成され得る。説明の便宜上、応答情報について具体的には後述する。
制御部１３０は、生成された応答情報のデータ量及び複数の通信チャネルの状態のうち少なくとも一つに基づいて複数の通信チャネルからいずれか一つの通信チャネルを選択するように構成され得る。
ここで、複数の通信チャネルとは、制御部１３０が生成した応答情報を伝送可能な複数の通信チャネルであり得る。具体的には、通信部１２０が接続され、生成された応答情報を外部に伝送可能な通信チャネルであり得る。
具体的には、制御部１３０は、生成された応答情報のデータ量が一定データ量以上であるか、複数の通信チャネルのうち一部が既に占有され使用されているかなどを考慮し、いずれか一つの通信チャネルを選択することができる。
例えば、複数の通信チャネルは、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）チャネル及びＣＡＮ ＦＤ（ＣＡＮ ｗｉｔｈ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄａｔａ ｒａｔｅ）チャネルを含み得る。ここで、ＣＡＮチャネルはＣＡＮ通信のためのチャネルであり、ＣＡＮ ＦＤチャネルはＣＡＮ ＦＤ通信のためのチャネルであり得る。
また、応答情報のデータ量は要請情報によって相異なり得る。例えば、応答情報のデータ量は、要請情報によっては２バイトまたは３バイトのサイズを有し得る。したがって、制御部１３０は、要請情報のデータ量及び個数を考慮して、応答情報のデータ量を算出することができる。
制御部１３０は、選択された通信チャネルの種類及び生成された応答情報のデータ量に基づいて情報提供要請に対応するメッセージパケットを生成するように構成され得る。
ＣＡＮ通信及びＣＡＮ ＦＤ通信は何れも、別途のホスト装置なく、ＥＣＵなどが互いに通信するために設計された通信規格である。したがって、ＣＡＮ通信とＣＡＮ ＦＤとは別個の通信規格であって、ＣＡＮ通信とＣＡＮ ＦＤ通信とで使われるパケットの構造も相異なり得る。
例えば、制御部１３０が複数の通信チャネルのうちＣＡＮチャネルを選択したと仮定すれば、制御部１３０は、ＣＡＮチャネルに対応するパケット構造を有するメッセージパケットを生成し得る。なお、制御部１３０が複数の通信チャネルのうちＣＡＮ ＦＤチャネルを選択したと仮定すれば、制御部１３０は、ＣＡＮ ＦＤチャネルに対応するパケット構造を有するメッセージパケットを生成し得る。
制御部１３０は、生成されたメッセージパケットを選択された通信チャネルに通信部１２０を通じて出力するように構成され得る。
制御部１３０が選択した通信チャネルの種類と応答情報のデータ量に対応するように生成したメッセージパケットは、選択された通信チャネルを通じて伝送されるパケットであり得る。すなわち、制御部１３０は、選択した通信チャネルの種類に対応するパケット構造を有するようにメッセージパケットを生成することができる。
そして、制御部１３０は、通信部１２０にパケット伝送命令を送信することができる。制御部１３０からパケット伝送命令を受信した通信部１２０は、制御部１３０が選択した通信チャネルに制御部１３０が生成したメッセージパケットを出力することができる。
例えば、制御部１３０がＣＡＮ ＦＤチャネルを選択し、ＣＡＮ ＦＤチャネルに対応するメッセージパケットを生成したと仮定する。通信部１２０は、制御部１３０からパケット伝送命令を受信すれば、生成されたメッセージパケットをＣＡＮ ＦＤチャネルに出力することができる。
このような本発明の構成によるバッテリー管理装置１００は、通信チャネルの状態及び応答情報に基づいて適切な通信チャネルを選択することで、バッテリーセル１０の状態情報をより迅速に提供することができる。
また、バッテリー管理装置１００は、複数の通信チャネルそれぞれに選択的に接続されるため、多様なチャネルを通じて外部と通信することができる。すなわち、バッテリー管理装置は、複数の通信チャネルのうち最適の通信チャネルを選択することで、多様な応答情報の送信効率を向上させることができる。
一方、バッテリー管理装置１００に備えられた制御部１３０は、本発明で実行される多様な制御ロジックを実行するため、当業界に知られたプロセッサ、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。また、制御ロジックがソフトウェアとして具現されるとき、制御部１３０はプログラムモジュールの集合として具現され得る。このとき、プログラムモジュールはメモリに保存され、制御部１３０によって実行され得る。メモリは制御部１３０の内部または外部に備えられ得、周知の多様な手段で制御部１３０と接続され得る。
以下、制御部１３０によって生成される応答情報について具体的に説明する。
まず、要請情報にバッテリー状態情報が含まれた場合、制御部１３０によって生成される応答情報について説明する。
例えば、通信部１２０が受信した情報提供要請にバッテリーセル１０の電圧要請情報、電流要請情報及び温度要請情報が含まれていると仮定する。制御部１３０は、測定部１１０から受信した測定結果に基づいてバッテリーセル１０に対するバッテリー状態情報を生成し得る。ここで、バッテリー状態情報には、情報提供要請に対応する電圧情報、電流情報及び温度情報が含まれ得る。この場合、制御部１３０によって生成されたバッテリーセル１０の電圧情報、電流情報及び温度情報が応答情報であり得る。
具体的には、制御部１３０は、測定部１１０から電気的信号の形態で測定結果を受信し得る。したがって、制御部１３０は、測定部１１０から受信した電気的信号を解析して、バッテリーセル１０の電圧情報、電流情報及び温度情報に対応するデジタル情報を生成し得る。
他の例として、通信部１２０が受信した情報提供要請にバッテリーセル１０のＳＯＣが含まれていると仮定する。バッテリーセル１０のＳＯＣは測定部１１０によって直接測定できないため、制御部１３０は、測定部１１０から受信した測定結果に基づいてバッテリーセル１０のＳＯＣを推定し得る。例えば、制御部１３０は、バッテリーセル１０の電圧及び温度に基づいてバッテリーセル１０のＳＯＣを推定するか、または、充放電時間に応じた電流量を積算してバッテリーセル１０のＳＯＣを推定し得る。そして、制御部１３０は、推定したバッテリーセル１０のＳＯＣに対する情報を生成し得る。
さらに他の例として、通信部１２０が受信した情報提供要請にバッテリーセル１０のＳＯＨが含まれた場合にも、制御部１３０は、測定部１１０から受信した測定結果に基づいてバッテリーセル１０のＳＯＨを推定し得る。そして、制御部１３０は、推定したバッテリーセル１０のＳＯＨに対する情報を生成し得る。
次いで、要請情報にバッテリーパック診断情報が含まれた場合、制御部１３０によって生成される応答情報について説明する。
制御部１３０は、測定部１１０から受信した測定結果に基づいてバッテリーパック１に対応する診断コード（Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｔｒｏｕｂｌｅ Ｃｏｄｅ：ＤＴＣ）を生成するように構成され得る。ここで、診断コードは、既に設定された診断テーブルを参照して生成されるものであって、記号、アルファベットなどの文字及び／または数字からなり得る。例えば、バッテリーセル１０の電圧に対する診断コードは、バッテリーセル１０の電圧に対する診断テーブルを参照して生成され得る。
制御部１３０は、生成された診断コードに基づいてバッテリーパック１の状態変動に係わる状態情報を決定するように構成され得る。
具体的には、状態情報とは、制御部１３０が生成した診断コードに基づいて決定されるバッテリーパック１の状態変動情報を意味し得る。例えば、状態情報とは、測定部１１０によって測定された結果に基づいて判断された、バッテリーパック１の状態が欠陥パターンであるか、正常パターンであるか、それとも回復パターンであるかに係わる情報を含み得る。
制御部１３０は、生成された診断コード及び／または決定された状態情報が含まれた応答情報を生成するように構成され得る。望ましくは、応答情報には診断コード及び状態情報がすべて含まれ得る。
例えば、制御部１３０によって生成された応答情報には、バッテリーパック１に備えられたバッテリーセル１０の現在電圧が高電圧であるという診断コード、及びバッテリーセル１０の電圧が増加し続けてバッテリーパック１の欠陥が増大している欠陥パターンであるという状態情報が含まれ得る。
より具体的には、測定部１１０は、情報提供要請に対応するバッテリーパック１の状態を所定の時間間隔を置いて複数回測定するように構成され得る。ここで、バッテリーパック１の状態は、バッテリーパック１の電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つを含み得る。
望ましくは、測定部１１０は、所定の時間間隔を置いて設定されたサイクル毎にバッテリーパック１の状態を測定することができる。例えば、バッテリーパック１が車両に備えられた場合、測定部１１０は、ドライビングサイクル（ｄｒｉｖｉｎｇ ｃｙｃｌｅ）毎にバッテリーパック１の状態を測定し得る。より望ましくは、測定部１１０は、３回以上バッテリーパック１の状態を測定するように構成され得る。
制御部１３０は、複数回測定されたバッテリーパック１の状態それぞれに対して診断コードを生成するように構成され得る。すなわち、制御部１３０は、測定部１１０がバッテリーパック１の状態を測定する度に、測定されたバッテリーパック１の状態に対する診断コードを生成することができる。
例えば、第１時点、第２時点及び第３時点が所定の時間間隔を置いて選択された時点であると仮定する。測定部１１０は、第１時点、第２時点及び第３時点でバッテリーセル１０の電圧を測定し得る。制御部１３０は、第１時点で測定されたバッテリーセル１０の電圧に基づいた第１診断コードを生成し得る。また、制御部１３０は、第２時点で測定されたバッテリーセル１０の電圧に基づいた第２診断コードを生成し得る。また、制御部１３０は、第３時点で測定されたバッテリーセル１０の電圧に基づいた第３診断コードを生成し得る。
そして、制御部１３０は、生成された複数の診断コードの変動パターンを分析して状態情報を決定するように構成され得る。
例えば、上述した実施例のように、制御部１３０が時間順にバッテリーセル１０の電圧に対する第１診断コード、第２診断コード及び第３診断コードを生成したと仮定する。制御部１３０は、第１診断コード、第２診断コード及び第３診断コードの変動パターンを分析することができる。すなわち、制御部１３０は、時間順にバッテリーセル１０の電圧が増加しているかそれとも減少しているかに係わる電圧変動パターンを分析し得る。
そして、制御部１３０は、分析した複数の診断コードのパターンに基づいて、バッテリーパック１の状態情報を決定することができる。
例えば、制御部１３０は、バッテリーパック１の状態情報を欠陥パターン、回復パターン及び正常パターンのうちいずれか一つとして決定し得る。より具体的には、制御部１３０は、バッテリーパック１の状態情報を完全欠陥パターン、欠陥進行パターン、正常パターン、回復進行パターン及び完全回復パターンのうちいずれか一つとして決定し得る。
ここで、完全欠陥パターンは、バッテリーパック１の構成要素の一部または全部が完全に故障した状態であって、時間が経っても正常状態に回復する可能性がないパターンであり得る。
欠陥進行パターンは、バッテリーパック１の構成要素の一部または全部の欠陥が進行しているパターンであって、バッテリーパック１の状態情報が完全欠陥パターンと決定される前の状態であり得る。
正常パターンは、バッテリーパック１のすべての構成要素が正常状態を維持しているパターンであり得る。
回復進行パターンは、バッテリーパック１の構成要素の一部または全部が欠陥状態から徐々に正常状態に変わっているパターンであり得る。
完全回復パターンは、バッテリーパック１の構成要素の一部または全部が欠陥状態から正常状態に完全に回復したパターンであり得る。
すなわち、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、バッテリーパック１の診断コードによる現在状態だけでなく、複数回測定されたバッテリーパック１の状態情報に基づいた状態変動パターン情報を提供することができる。したがって、バッテリーパック１に対するより具体的な応答情報を提供することができる。
制御部１３０は、基準テーブルを参照して生成された複数の診断コードによるバッテリーパック１の状態変動程度を数値化するように構成され得る。
望ましくは、基準テーブルには、生成された診断コードによってバッテリーパック１の状態変動程度を数値化可能な複数の基準範囲が予め設定され得る。そして、制御部１３０は、生成した診断コードを基準テーブルに代入して、バッテリーパック１の状態変動程度を数値化することができる。
例えば、基準テーブルを参照して数値化したバッテリーパック１の状態変動程度は－１２８～１２７に属し得る。ここで、数値化した状態変動程度が０であれば、バッテリーパック１の状態が正常状態であることを意味し得る。また、数値化した状態変動程度が１２７に近いほど、バッテリーパック１の状態は欠陥程度が増加する状態を意味し得る。また、数値化した状態変動程度が－１２８に近いほど、バッテリーパック１の状態は欠陥状態から正常状態に回復している状態を意味し得る。
制御部１３０は、数値化した状態変動情報に対する増減パターンを分析するように構成され得る。
例えば、バッテリーパック１の数値化した状態変動情報が、第１時点で０であり、第２時点で５０であり、第３時点で１２７であると仮定する。制御部１３０は、第１時点、第２時点及び第３時点における数値化した状態変動情報の大きさ変化に基づいて、バッテリーパック１の数値化した状態変動情報の増減パターンが増加パターンであると分析することができる。
制御部１３０は、分析した結果に基づいて状態情報を決定するように構成され得る。
例えば、上述した実施例のように、制御部１３０が増減パターンを増加パターンと分析した場合、制御部１３０は、バッテリーパック１の欠陥が進行している状態であると判断し得る。また、第３時点における数値化した状態変動情報が１２７である場合、制御部１３０は、バッテリーパック１の状態が完全欠陥状態であると判断し得る。すなわち、制御部１３０は、バッテリーパック１の状態情報を完全欠陥パターンと決定し得る。
他の例として、バッテリーパック１の数値化した状態変動情報が第１時点、第２時点及び第３時点の全部で０である場合、制御部１３０は、バッテリーパック１の状態が正常状態であると判断し得る。すなわち、制御部１３０は、バッテリーパック１の状態情報を正常パターンと決定し得る。
さらに他の例として、バッテリーパック１の数値化した状態変動情報が、第１時点で０であり、第２時点で５０であり、第３時点で－３０であると仮定する。制御部１３０は、バッテリーパック１の数値化した状態変動情報の増減パターンが増加してから減少するパターンであると分析し得る。したがって、制御部１３０は、バッテリーパック１の状態情報を回復進行パターンと決定し得る。
まとめると、数値化した状態変動情報が経時的に増加すれば、制御部１３０は、バッテリーパック１の状態情報を完全欠陥パターンまたは欠陥進行パターンと決定し得る。また、数値化した状態変動情報が経時的に減少すれば、制御部１３０は、バッテリーパック１の状態情報を完全回復パターンまたは回復進行パターンと決定し得る。また、数値化した状態変動情報が０と一定に維持されれば、制御部１３０は、バッテリーパック１の状態情報を正常パターンと決定し得る。
ここで、数値化した状態変動情報が最大値（例えば、１２７）であれば、制御部１３０は、バッテリーパック１の状態情報を完全欠陥パターンと決定し得る。逆に、数値化した状態変動情報が最小値（例えば、－１２８）であれば、制御部１３０は、バッテリーパック１の状態情報を完全回復パターンと決定し得る。
制御部１３０は、生成した診断コード及び決定した状態情報を含む応答情報を外部に通信部１２０を通じて出力することで、バッテリーパック１に対する診断結果を提供することができる。すなわち、制御部１３０は、要請情報に含まれたバッテリーパック診断情報に対応して、生成した診断コード及び決定した状態情報を含む応答情報を外部に通信部１２０を通じて出力することができる。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、バッテリーパック１に対する欠陥進行程度または回復進行程度に対する情報を提供することができる。すなわち、バッテリー管理装置１００が生成したバッテリーパック１に対する応答情報に基づいて、次の時点でのバッテリーパック１の状態を推定または予想できるため、バッテリーパック１をより容易に管理することができる。
以下、まず、制御部１３０によって生成されるメッセージパケットについて説明する。
制御部１３０は、生成された応答情報のデータ量に基づいてメッセージパケットに要求されるパケットデータ量を算出するように構成され得る。
ここで、応答情報のデータ量とは、応答情報のデータサイズであり得る。例えば、応答情報毎に固定されたデータサイズが要求され得る。
例えば、情報提供要請に含まれた要請情報がバッテリーセル１０の電圧情報、電流情報及び温度情報であり、制御部１３０によって生成された応答情報のそれぞれのデータサイズが２バイトであると仮定する。この場合、情報提供要請に含まれた要請情報に対応する応答情報の総データ量は６バイトであり得る。
制御部１３０は、情報提供要請に含まれた要請情報に対応する応答情報を生成し、生成した応答情報の総データ量に基づいてメッセージパケットを生成する前に、メッセージパケットに要求されるパケットデータ量を予め算出することができる。すなわち、制御部１３０は、メッセージパケットを生成する前に予めパケットデータ量を算出し、メッセージパケットに必要なメモリを割り当てた後、メッセージパケットを生成することができる。
また、制御部１３０は、メッセージパケットに、算出されたパケットデータ量に対するパケットサイズ情報、パケット識別情報及び生成された応答情報が含まれるように、メッセージパケットを生成するように構成され得る。
ここで、パケットデータ量は、メッセージパケットの総データ量であり得る。そして、パケット識別情報は、情報提供要請に対応する識別情報であり得る。すなわち、パケット識別情報は、情報提供要請に対応するサービスＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）であり得る。例えば、通信部１２０が要請情報を含む情報提供要請を受信した場合、応答情報に対応するパケット識別情報は０ｘ２２に設定され得る。
したがって、受信側はメッセージパケットに含まれたパケット識別情報を確認し、該当メッセージパケットの最終受信先を確認することができる。例えば、バッテリー管理装置１００、特に、通信部１２０に情報提供要請を送信した外部装置は、通信部１２０を通じて出力されたメッセージパケットを受信し、メッセージパケットに含まれたパケット識別情報が０ｘ２２であれば、該当メッセージパケットが自分の要請した情報であると識別できる。そして、外部装置は、該当メッセージパケットを保存することができる。
制御部１３０は、応答情報のデータ量に基づいて通信チャネルを選択することができる。そして、応答情報のデータ量が増加するほど、メッセージパケットの総データ量も増加し得る。
したがって、バッテリー管理装置１００は、メッセージパケットを生成する前に、応答情報のデータ量を把握し、通信チャネルを選択し、通信チャネルの種類及び応答情報のデータ量に対応するメッセージパケットを生成することができる。これにより、応答情報のデータ量に対応する通信チャネルが選択され、それに対応するメッセージパケットが生成されるため、応答情報の伝送効率が向上することができる。
メッセージパケットは、パケットサイズ情報が書き込まれるパケットサイズ情報領域、パケット識別情報が書き込まれるパケット識別情報領域、及び生成された応答情報が書き込まれるデータ領域を含むように構成され得る。
図３は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００が生成可能なメッセージパケットの例示的な構成を示した図である。
例えば、図３を参照すると、メッセージパケットは、基本的に、パケットサイズ情報領域、パケット識別情報領域及びデータ領域を含む８バイトサイズのパケットであり得る。ここで、パケットサイズ情報領域は、メッセージパケットに含まれるデータ総量に対するＤＬＣ（Ｄａｔａ Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｄｅ）が書き込まれる領域であり得る。
パケットサイズ情報領域は、メッセージパケットの総データ量に対する情報が書き込まれる領域である。例えば、パケットサイズ情報領域のサイズは１バイトまたは２バイトが割り当てられ得る。以下では、パケットサイズ情報領域のサイズが２バイトに固定して割り当てられたとして説明する。
パケットサイズ情報領域のサイズは、応答情報のデータ量によって設定され得るため、制御部１３０は、応答情報のデータ量をまず算出した後、パケットサイズ情報領域のサイズを算出することができる。
そして、パケット識別情報領域は、情報提供要請に対応する識別情報が書き込まれる領域である。そして、データ領域は、応答情報が書き込まれる領域である。例えば、上述した実施例のように、情報提供要請に要請情報が含まれた場合、パケット識別情報領域には０ｘ２２とのパケット識別情報が書き込まれ得る。すなわち、パケット識別情報領域は、データ量が固定して割り当てられた領域であり得る。望ましくは、パケット識別情報領域のデータ量は１バイトまたは２バイトが割り当てられ得る。
例えば、図３の実施形態において、パケット識別情報領域に１バイトが割り当てられ得る。他の例として、図３の実施形態と異なって、パケット識別情報領域に２バイトが割り当てられてもよい。
データ領域には応答情報が書き込まれ得る。例えば、データ領域に割り当てられたデータ量は、制御部１３０が生成した応答情報の総データ量に対応し得る。
また、制御部１３０は、パケットサイズ情報領域、パケット識別情報領域及びデータ領域のデータ量に基づいてパケットデータ量を決定するように構成され得る。
すなわち、制御部１３０は、応答情報をまず生成し、生成した応答情報の総データ量に基づいてデータ領域のデータ量を割り当て得る。また、制御部１３０は、データ領域のデータ量とパケット識別情報領域のデータ量とを合算し、パケットサイズ情報領域に書き込まれるパケットサイズ情報のデータ量をさらに足して、メッセージパケットに要求されるパケットデータ量を算出し得る。
例えば、図３の実施形態において、パケットサイズ情報領域のデータ量が２バイトであり、パケット識別情報領域のデータ量が１バイトであり、データ領域のデータ量が５バイトであると仮定する。制御部１３０は、それぞれの領域のデータ量をすべて合算して、パケットデータ量を８バイトとして算出することができる。
制御部１３０は、応答情報の個数が複数である場合、データ領域に複数の応答情報の個数に対応する区分情報を含ませて、複数の応答情報をそれぞれ区分するように構成され得る。
ここで、区分情報は、複数の応答情報を区分するためのダミーデータであり得る。受信側が受信したメッセージパケットから複数の応答情報をそれぞれ容易に取得できるように、制御部１３０は、データ領域に複数の応答情報の個数に対応する区分情報を含ませることができる。すなわち、区分情報は、データ領域に含まれた複数の応答情報をそれぞれ区分するための区分識別子であり得る。
例えば、制御部１３０が生成した応答情報がバッテリーセル１０の電圧情報及びＳＯＣ情報であり、応答情報のデータ量がそれぞれ２バイトであると仮定する。図３の実施形態において、データ領域５バイトのうち４バイトが応答情報を書き込むために使われ得る。このとき、制御部１３０は、第４バイト及び第５バイトにバッテリーセル１０の電圧情報を書き込み、第６バイトに区分情報を書き込み、第７バイト及び第８バイトにバッテリーセル１０のＳＯＣ情報を書き込むことができる。
したがって、バッテリー管理装置１００は、複数の応答情報が含まれたメッセージパケットを送信する状況で、受信側が複数の応答情報をそれぞれ容易に区分できるようにメッセージパケットに区分情報をさらに含ませることで、応答情報を正確に伝達することができる。
複数の通信チャネルは、第１通信チャネル及び第２通信チャネルを含むことができる。ここで、第１通信チャネルは、一度に伝送可能な応答情報の最大データ量が所定の第１基準量以下に設定された通信チャネルであり得る。そして、第２通信チャネルは、一度に伝送可能な応答情報の最大データ量が所定の第１基準量よりも多い所定の第２基準量以下に設定された通信チャネルであり得る。
具体的には、第１通信チャネルは、一度に伝送可能なメッセージパケットの総データ量が、第２通信チャネルが一度に伝送可能なメッセージパケットの総データ量よりも少なく設定されたチャネルであり得る。
例えば、第１通信チャネルはＣＡＮチャネルであり、第２通信チャネルはＣＡＮ ＦＤチャネルであり得る。ＣＡＮ ＦＤチャネルは、ＣＡＮチャネルの短所を補うために開発された通信規格であって、最大に含まれ得るデータ量がＣＡＮチャネルよりも多い通信チャネルである。例えば、ＣＡＮチャネルを通じて伝送されるパケットに含まれ得るデータ量が最大８バイトであれば、ＣＡＮ ＦＤチャネルを通じて伝送されるパケットに含まれ得るデータ量は最大６４バイトであり得る。また、応答情報は、ＣＡＮ通信及びＣＡＮ ＦＤ通信におけるＤＩＤ（Ｄａｔａ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）に該当し得る。
そして、通信部１２０は、第１通信チャネル及び第２通信チャネルのすべてに接続され、両チャネルを用いて外部装置と通信することができる。
図４は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００が通信バス４００に接続された例示的な構成を示した図である。
図４を参照すると、バッテリー管理装置１００は、通信バス４００に接続され得る。特に、通信部１２０が通信バス４００に接続され得る。すなわち、通信部１２０は、通信バス４００を通じて情報提供要請を受信し、メッセージパケットを送信することができる。
そして、通信バス４００には、複数のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が接続され得る。例えば、複数のＥＣＵは、車両に含まれたＥＣＵであり得る。ＥＣＵの種類は制限されず、ＥＣＵには、ＡＣＵ（Ａｉｒｂａｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、ＢＣＭ（Ｂｏｄｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、ＰＣＭ（Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）、ＴＣＵ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、ＡＢＳ（Ａｎｔｉ－ｌｏｃｋ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＨＰＣＵ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）及びＭＣＵ（Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などが含まれ得る。そして、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置は、車両に含まれたＥＣＵのうちＢＭＳに含まれ得る。図４の実施形態には、通信バス４００に第１のＥＣＵ２００及び第２のＥＣＵ３００が接続されたことが示されているが、通信バス４００には上述した複数のＥＣＵがすべて並列で接続されてもよい。
図４の実施形態を参照すると、複数のＥＣＵ及びバッテリー管理装置１００は、通信バス４００に並列で接続され得る。すなわち、通信チャネルは、複数の端末（ＥＣＵ及びバッテリー管理装置１００）をそれぞれ一対一で接続するポイントトゥポイント（ｐｏｉｎｔ－ｔｏ－ｐｏｉｎｔ）方式のチャネルではなく、一つの通信バス４００に複数の端末が並列で接続されるマルチマスター（ｍｕｌｔｉ－ｍａｓｔｅｒ）方式のチャネルであり得る。
通信バス４００には、第１通信チャネルに対応するメッセージパケット及び第２通信チャネルに対応するメッセージパケットがすべて出力され得る。この場合、第１通信チャネルに対応するメッセージパケットは第１通信チャネルに接続可能なＥＣＵで受信し得、第２通信チャネルに対応するメッセージパケットは第２通信チャネルに接続可能なＥＣＵで受信し得る。バッテリー管理装置１００は、第１通信チャネル及び第２通信チャネルにすべて接続可能であるため、第１通信チャネルに対応するメッセージパケット及び第２トングシチャネルに対応するメッセージパケットをすべて送受信できる。
したがって、バッテリー管理装置１００は、通信部１２０を通じて第１通信チャネル及び第２通信チャネルにアクセスできるため、応答情報のデータ量及び複数の通信チャネルの状態のうち少なくとも一つに基づいて、応答情報の送信に最も適した通信チャネルを選択することができる。
望ましくは、制御部１３０は、応答情報のデータ量が所定の第１基準量以下であれば、複数の通信チャネルのうち第１通信チャネルを選択するように構成され得る。
例えば、図３の実施形態において、所定の第１基準量は４バイトに設定され得る。この場合、制御部１３０によって生成された応答情報のデータ量が４バイト以下であれば、生成された応答情報は図３のメッセージパケットに含まれ得るため、制御部１３０は第１通信チャネルを選択するように構成され得る。
すなわち、制御部１３０は、生成した応答情報が、図３に示された一つのメッセージパケットに含まれるか否かによって、複数の通信チャネルのうちいずれか一つを選択することができる。
また、制御部１３０は、応答情報のデータ量が所定の第１基準量を超過し、所定の第２基準量以下であれば、複数の通信チャネルのうち第２通信チャネルを選択するように構成され得る。
上述したように、第２通信チャネルは、一度に伝送可能な応答情報のデータ量が第１基準量以上第２基準量以下のチャネルであり得る。
例えば、制御部１３０が生成した一つの応答情報のデータ量が２バイトであり、応答情報の個数が３個以上であると仮定する。この場合、応答情報のデータ量は第１基準量である４バイトを超過し得る。すなわち、図３に示されたメッセージパケットに制御部１３０が生成した応答情報の全部が含まれなくなるため、制御部１３０は２つのメッセージパケットを生成するしかない。したがって、応答情報のデータ量が第１基準量を超過する場合、制御部１３０は第２通信チャネルを選択することができる。
図５は、第２通信チャネルを通じて出力可能なメッセージパケットの例示的な構成を示した図である。
図５を参照すると、第２通信チャネルを通じて出力可能なメッセージパケットの最大データ量は６４バイトであり得る。
例えば、通信部１２０が受信した要請情報にバッテリー状態情報が含まれた場合、制御部１３０によって生成された一つの応答情報のサイズが２バイトであり得る。この場合、第２通信チャネルを通じて出力可能なメッセージパケットには最大２０個の応答情報が含まれ得る。
他の例として、通信部１２０が受信した要請情報にバッテリーパック診断情報が含まれた場合、制御部１３０によって生成された一つの応答情報のサイズが３バイトであり得る。この場合、図３の実施形態と異なって、第２通信チャネルを通じて出力可能なメッセージパケットには最大１５個の応答情報が含まれ得る。
もし、制御部１３０が、図３に示されたメッセージパケットの構成を用いてそれぞれのサイズが２バイトである２０個の応答情報に対するメッセージパケットを生成するとすれば、総１０個のメッセージパケットが生成されることになる。すなわち、制御部１３０は、２０個の応答情報を送信するため、通信部１２０を通じてメッセージパケットを１０回出力しなければならない。
したがって、制御部１３０は、生成した応答情報のデータ量をまず確認し、確認したデータ量が第１基準量を超えると、メッセージパケットを伝送するための通信チャネルを第２通信チャネルとして選択することができる。
例えば、上述した実施例のように、制御部１３０が生成した応答情報が２０個である場合、生成された２０個の応答情報は、図５に示されたように一つのメッセージパケットに全部書き込まれ得る。具体的には、メッセージパケットのデータ領域に２０個の応答情報が書き込まれ得る。そして、制御部１３０は、複数の応答情報同士の間に区分情報を入れることで、受信側でそれぞれの応答情報を区分して識別できるようにする。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、応答情報のデータ量に基づいて弾力的に適切な通信チャネルを選択することで、応答情報を効率的に提供することができる。
例えば、バッテリー管理装置１００が車両に備えられた場合、車両運行中には応答情報がリアルタイムで迅速に伝送されねばならない。この場合、図３に示されたメッセージパケットの構成を用いて複数の応答情報を伝送しようとすれば、複数のメッセージパケットを生成して伝送するのに多くの時間がかかるようになる。したがって、バッテリー管理装置１００は、生成した応答情報のデータ量に基づいて通信チャネルを弾力的に選択することで、複数の応答情報を迅速に伝送することができる。
また、制御部１３０は、第１通信チャネル及び第２通信チャネルそれぞれの状態を確認するように構成され得る。
制御部１３０は、生成した応答情報のデータ量のみに基づいて通信チャネルを選択することなく、複数の通信チャネルそれぞれの状態をまず確認した後、応答情報を伝送するための通信チャネルを選択することができる。
例えば、図４の実施形態のように、通信バス４００にはバッテリー管理装置１００だけでなく、第１のＥＣＵ２００及び第２のＥＣＵ３００が接続され得る。したがって、制御部１３０は、第１通信チャネル及び第２通信チャネルの状態をそれぞれ確認することで、第１通信チャネル及び第２通信チャネルのうち現在他のＥＣＵによって使用されている通信チャネルがあるか否かを確認し得る。
制御部１３０は、第１通信チャネル及び第２通信チャネルそれぞれが応答情報を伝送するのにかかると予想される伝送予想時間を比較し得る。
例えば、第１通信チャネルは接続された他のＥＣＵによって使用されておらず、第２通信チャネルは接続された他のＥＣＵによって使用されている場合、制御部１３０は、第１通信チャネルを用いた応答情報の伝送予想時間が第２通信チャネルを用いた応答情報の伝送予想時間より短いと判断し得る。
そして、制御部１３０は、伝送予想時間が短い通信チャネルを選択するように構成され得る。
すなわち、制御部１３０は、応答情報のデータ量だけでなく、複数の通信チャネルそれぞれの状態をすべて考慮して、最終的に応答情報を受信側に最も速く伝送可能な通信チャネルを選択することができる。
図５の実施形態のように、制御部１３０が生成した応答情報の個数が２０個であると仮定する。制御部１３０は、生成した２０個の応答情報を伝送するため、第１通信チャネルを用いる場合は図３のメッセージパケットを１０個生成し、第２通信チャネルを用いる場合は図５のメッセージパケットを１個生成する。この場合、制御部１３０は、第１通信チャネルを用いて１０個のメッセージパケットを伝送するときにかかると予想される伝送予想時間と、第２通信チャネルを用いて１個のメッセージパケットを伝送するときにかかると予想される伝送予想時間とを比較し得る。第１通信チャネルは接続された他のＥＣＵが使用しておらず、制御部１３０が通信部１２０を通じて１０個のメッセージパケットを直ちに出力可能であり、第２通信チャネルは接続された他のＥＣＵが使用しており、第２通信チャネルのバッファーにも伝送される複数のメッセージパケットが保存されているとすれば、制御部１３０は、第１通信チャネルを用いて生成した１０個のメッセージパケットを伝送することができる。
このように、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、生成した応答情報のデータ量及び複数の通信チャネルそれぞれの状態を確認することで、応答情報を最短時間内に伝送可能な通信チャネルを選択することができる。すなわち、バッテリー管理装置１００は、複数の通信チャネルを用いて通信できるだけでなく、複数の通信チャネルのうち応答情報を受信側に最も速く提供可能な通信チャネルを弾力的に選択することができる。
図６は、第２通信チャネルを通じて出力可能なメッセージパケットの他の例示的な構成を示した図である。
具体的には、図６は、第２通信チャネルに対するメッセージパケットの他の例示的な構成を示した図である。
図６を参照すると、パケット識別情報領域に２バイトが割り当てられ得る。そして、複数の応答情報のそれぞれのサイズは３バイトであり得る。データ領域において、複数の応答情報同士の間には１バイトサイズの区分情報が含まれ得る。すなわち、データ領域に１５個の応答情報及び１５個の区分情報が含まれ得る。
望ましくは、図５の実施形態における応答情報はバッテリー状態情報であり、図６の実施形態における応答情報はバッテリーパック診断情報であり得る。
例えば、図３のメッセージパケット構造を用いて図６の１５個の応答情報を送信しようとする場合は、総１５個のメッセージパケットが生成され、制御部１３０は通信部１２０を通じて総１５回のメッセージパケットの出力を命令しなければならない。この場合、図６のメッセージパケット構造を用いる場合より、複数のメッセージパケットを送信するのにかかる通信時間が著しく長くなり得る。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置は、送信すべきデータ量を考慮して通信チャネルを選択するため、通信にかかる時間を節約することができる。
制御部１３０は、応答情報のデータ量が所定の第１基準量を超過する場合に第１通信チャネルが選択された場合、一つのメッセージパケットと複数のデータパケットを生成することができる。
一般に、制御部１３０は、応答情報のデータ量が所定の第１基準量を超過すると、応答情報の送信効率のために第２通信チャネルを選択し得る。上述したように、第２通信チャネルは、図５に示されたメッセージパケットが伝送可能なチャネルであるため、制御部１３０は、応答情報のデータ量が所定の第１基準量を超えると、第２通信チャネルを選択し得る。
ただし、制御部１３０は、応答情報のデータ量が所定の第１基準量を超過するが、第２通信チャネルが既に他のＥＣＵによって使用されており、第２通信チャネルを用いるときの伝送予想時間が第１通信チャネルを用いるときの伝送予想時間よりも長い場合は、応答情報を伝送するための通信チャネルとして第１通信チャネルを選択することができる。
この場合、制御部１３０は、受信側に応答情報をより迅速に提供するため、一つのメッセージパケットと複数のデータパケットを生成し得る。
ここで、メッセージパケットは、図３に示されたメッセージパケットと同じ構成であり得る。そして、データパケットは、制御部１３０が生成した複数の応答情報のうちメッセージパケットのデータ領域に含まれなかった応答情報が書き込まれるパケットであり得る。メッセージパケットとデータパケットについては図７を参照して説明する。
図７は、第１通信チャネルを通じて出力可能なメッセージパケットの例示的な構成を示した図である。
図７を参照すると、メッセージパケットとデータパケットとの最も大きい相違点は、データパケットにはメッセージパケットに含まれたパケットサイズ情報領域及びパケット識別情報領域が含まれないという点である。すなわち、データパケットは、メッセージパケットに含まれなかった応答情報をより多く含むため、パケットサイズ情報領域及びパケット識別情報領域を省略した構造であり得る。
例えば、図７の実施形態において、制御部１３０が１８個の応答情報を生成し、それぞれの応答情報のサイズが２バイトであると仮定する。上述したように、メッセージパケットのデータ領域には区分情報を含めて最大２つの応答情報が含まれ得るため、残り１６個の応答情報はデータ領域に書き込まれない。
この場合、制御部１３０が図３のメッセージパケットを用いれば、残り１６個の応答情報のために８個のメッセージパケットをさらに生成しなければならない。一方、制御部１３０が図７のデータパケットを用いれば、残り１６個の応答情報のために７個のデータパケットをさらに生成することになる。
すなわち、制御部１３０は、生成した応答情報のサイズが第１基準量を超過したものの、複数の通信チャネルを確認した結果に基づいて第１通信チャネルを選択した場合であれば、生成した応答情報の迅速な伝送のため、一つのメッセージパケットと複数のデータパケットを伝送するように構成され得る。
また、制御部１３０は、生成された複数のデータパケットの順番を設定するように構成され得る。
具体的には、制御部１３０は、生成した複数のデータパケットのフロー制御のため、複数のデータパケットにそれぞれ順番を設定し得る。
例えば、複数のデータパケットに順番が設定されていない場合、受信側は複数のデータパケットを受信した順に、順次、読み出し得る。この場合、通信過程での予期せぬ理由により、複数のデータパケットの伝送順序が転倒した場合、制御部１３０が生成した応答情報を受信側が正確に読み出せないという致命的な問題が発生する。したがって、制御部１３０は、このような問題を解決するため、生成した複数のデータパケットに順番を設定し、設定した順番をデータパケットの順番領域に書き込むことができる。受信側は、メッセージパケット及び複数のデータパケットを受信した後、複数のデータパケットそれぞれに含まれた順番情報を確認することで、応答情報を正確に受信することができる。
具体的には、図７の実施形態において、データパケットの開始領域には順番情報が書き込まれる順番領域が含まれ、順番領域の次に応答情報が書き込まれるデータ領域が含まれ得る。例えば、順番情報が２１であるデータパケットと順番情報が２２であるデータパケットが受信側に伝送されたと仮定する。この場合、受信側は、順番情報が２１であるデータパケットの第８バイトに書き込まれたデータと順番情報が２２であるデータパケットの第２バイトに書き込まれたデータとを連結して第７状態情報を読み出すことができる。仮に、複数のデータパケットに順番情報が書き込まれていない状況で、複数のデータパケットの受信順番が変わったとすれば、受信側は第７状態情報を正確に読み出すことができない。したがって、制御部１３０は、複数の応答情報の正確な伝送のため、複数のデータパケットそれぞれに順番情報を設定し得る。
そして、制御部１３０は、通信部１２０を制御し、設定された順番に従って、生成されたメッセージパケット及び複数のデータパケットを、順次、第１通信チャネルを通じて出力するように構成され得る。
具体的には、制御部１３０は、通信部１２０を制御して、第１通信チャネルを通じてメッセージパケットをまず出力した後、設定した順番に従って複数のデータパケットを、順次、出力することができる。
したがって、メッセージパケットと複数のデータパケットは出力された順に受信側に到達でき、通信過程で問題が発生しても、受信側は設定された順番に従って制御部１３０が生成した応答情報を正確に読み出すことができる。
本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に適用され得る。すなわち、本発明によるＢＭＳは、上述したバッテリー管理装置１００を含むことができる。このような構成において、バッテリー管理装置１００の各構成要素のうち少なくとも一部は、従来のＢＭＳに含まれた構成の機能を補完するか又は追加することで具現され得る。例えば、バッテリー管理装置１００の測定部１１０、通信部１２０及び制御部１３０はＢＭＳの構成要素として具現され得る。また、ＢＭＳは、バッテリー管理装置１００に含まれた構成の他にも、一つ以上のバッテリーセルのバランシングを行うためのバランシング部及びバッテリーセルの絶縁抵抗を測定するための絶縁抵抗測定部などをさらに含んで具現され得る。
図８は、本発明の他の実施形態によるバッテリー管理方法を概略的に示した図である。バッテリー管理方法の各段階は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００によって実行できる。
図８を参照すると、バッテリー管理方法は、情報提供要請受信段階Ｓ１００、測定段階Ｓ２００、応答情報生成段階Ｓ３００、通信チャネル選択段階Ｓ４００、メッセージパケット生成段階Ｓ５００及びパケット出力段階Ｓ６００を含むことができる。
情報提供要請受信段階Ｓ１００は、バッテリーセル１０に対する一つ以上の要請情報を含む情報提供要請を受信する段階であって、通信部１２０によって実行できる。
通信部１２０は、バッテリー管理装置１００及び一つ以上のＥＣＵが接続された通信バス４００に接続され得る。そして、通信部１２０は、通信バス４００に接続された一つ以上のＥＣＵから要請情報に対する情報提供要請を受信することができる。
ここで、要請情報は、バッテリーセル１０に対する電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つに基づいたバッテリー状態情報であるか、または、バッテリーパック１に対する電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つを含むバッテリーパック状態情報に基づいたバッテリーパック診断情報であり得る。
測定段階Ｓ２００は、情報提供要請に含まれた要請情報に対応するように、バッテリーセル１０の電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つを測定する段階であって、測定部１１０によって実行できる。
図２を参照すると、測定部１１０は、温度測定ユニット１１１、電圧測定ユニット１１２及び電流測定ユニット１１３を用いて、バッテリーセル１０の温度、電圧及び電流のうちの少なくとも一つ以上を測定することができる。
例えば、情報提供要請受信段階Ｓ１００から通信部１２０が受信した情報提供要請に、バッテリーセル１０に対する電圧情報が含まれていれば、測定部１１０は、電圧測定ユニット１１２を用いてバッテリーセル１０の電圧を測定し得る。
応答情報生成段階Ｓ３００は、測定段階Ｓ２００で測定された測定結果に基づいて要請情報に対応する一つ以上の応答情報を生成する段階であって、制御部１３０によって実行できる。
すなわち、制御部１３０は、測定部１１０が測定したバッテリーセル１０の温度、電圧及び電流のうちいずれか一つを用いて、通信部１２０が受信した情報提供要請に含まれた要請情報に対応する応答情報を生成することができる。
通信チャネル選択段階Ｓ４００は、生成された応答情報のデータ量及び複数の通信チャネルの状態のうち少なくとも一つに基づいて、複数の通信チャネルのうちいずれか一つの通信チャネルを選択する段階であって、制御部１３０によって実行できる。
具体的には、通信部１２０は、複数の通信チャネルに接続され得る。制御部１３０は、生成した応答情報のデータ量と通信部１２０が接続可能な複数の通信チャネルそれぞれの状態を考慮して、生成した応答情報を受信側に提供するための通信チャネルを選択することができる。
例えば、上述したように、制御部１３０は、生成した応答情報のデータ量が所定の第１基準量以下であれば、複数の通信チャネルのうち第１通信チャネルを選択するように構成され得る。また、制御部１３０は、生成した応答情報のデータ量が所定の第１基準量を超過し、所定の第２基準量以下であれば、複数の通信チャネルのうち第２通信チャネルを選択し得る。
メッセージパケット生成段階Ｓ５００は、選択された通信チャネルの種類及び生成された応答情報のデータ量に基づいて情報提供要請に対応するメッセージパケットを生成する段階であって、制御部１３０によって実行できる。
制御部１３０は、選択した通信チャネルの種類と生成した応答情報のデータ量をともに考慮して、選択した通信チャネルを通じて出力するメッセージパケットを生成することができる。
以下、所定の第１基準量が４バイトであり、所定の第２基準量が６４バイトであると仮定する。
例えば、図３を参照すると、複数の通信チャネルのうち第１通信チャネルが選択され、生成された応答情報のデータ量が４バイト以下であれば、制御部１３０は、最大８バイトのデータを書き込み可能なメッセージパケットを生成し得る。
他の例として、図５を参照すると、複数の通信チャネルのうち第２通信チャネルが選択され、生成された応答情報のデータ量が４バイトを超えれば、制御部１３０は、最大６４バイトのデータを書き込み可能なメッセージパケットを生成し得る。
さらに他の例として、図７を参照すると、生成された応答情報のデータ量が４バイトを超えても、複数の通信チャネルそれぞれの状態を考慮して第１通信チャネルが選択され得る。この場合、制御部１３０は、最大８バイトのデータを書き込み可能なメッセージパケットとともに、順番情報を含む複数のデータパケットを生成し得る。
最後に、パケット出力段階Ｓ６００は、生成されたメッセージパケットを選択された通信チャネルに出力する段階であって、制御部１３０によって実行できる。
具体的には、制御部１３０は、生成したメッセージパケットが選択した通信チャネルに出力されるように通信部１２０を制御することができる。すなわち、制御部１３０によって生成されたメッセージパケットは、制御部１３０によって選択された通信チャネルに出力され得る。
また、図７の実施形態において、制御部１３０は、生成したメッセージパケットと複数のデータパケットが選択した通信チャネルに、順次、出力されるように通信部１２０を制御することができる。すなわち、制御部１３０によって生成されたメッセージパケットと複数のデータパケットは、制御部１３０によって選択された通信チャネルに出力され得る。
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。
１：バッテリーパック
１０：バッテリーセル
１００：バッテリー管理装置
１１０：測定部
１２０：通信部
１３０：制御部
２００：第１のＥＣＵ
３００：第２のＥＣＵ
４００：通信バス
Ａ：電流計
ＳＬ１～ＳＬ４：第１センシングライン～第４センシングライン

Claims (11)

  1. バッテリーセルまたはバッテリーパックに対する一つ以上の要請情報を含む情報提供要請を受信する通信部と、
    前記通信部が受信した情報提供要請に含まれた前記要請情報に対応するように、前記バッテリーセルまたは前記バッテリーパックの電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つを測定する測定部と、
    前記測定部から測定された測定結果を受信し、受信した測定結果に基づいて前記要請情報に対応する一つ以上の応答情報を生成し、生成された応答情報のデータ量及び複数の通信チャネルの状態のうち少なくとも一つに基づいて前記複数の通信チャネルからいずれか一つの通信チャネルを選択し、選択された通信チャネルの種類及び前記生成された応答情報のデータ量に基づいて前記情報提供要請に対応するメッセージパケットを生成し、生成されたメッセージパケットを前記選択された通信チャネルに前記通信部を通じて出力する制御部と、を含む、バッテリー管理装置。
  2. 前記制御部は、前記生成された応答情報のデータ量に基づいて前記メッセージパケットに要求されるパケットデータ量を算出し、算出されたパケットデータ量に対するパケットサイズ情報、パケット識別情報及び前記生成された応答情報が含まれるように前記メッセージパケットを生成し、
    前記パケット識別情報は、前記情報提供要請に対応する識別情報である、請求項１に記載のバッテリー管理装置。
  3. 前記メッセージパケットは、前記パケットサイズ情報が書き込まれるパケットサイズ情報領域、前記パケット識別情報が書き込まれるパケット識別情報領域、及び前記生成された応答情報が書き込まれるデータ領域を含み、
    前記制御部は、前記パケットサイズ情報領域、前記パケット識別情報領域及び前記データ領域のデータ量に基づいて前記パケットデータ量を決定する、請求項２に記載のバッテリー管理装置。
  4. 前記制御部は、前記応答情報の個数が複数である場合、前記データ領域に複数の応答情報の個数に対応する区分情報を含ませて、前記複数の応答情報をそれぞれ区分する、請求項３に記載のバッテリー管理装置。
  5. 前記複数の通信チャネルは、
    一度に伝送可能な応答情報の最大データ量が所定の第１基準量以下に設定された第１通信チャネルと、
    一度に伝送可能な応答情報の最大データ量が前記第１基準量よりも多い所定の第２基準量以下に設定された第２通信チャネルと、を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  6. 前記制御部は、
    前記応答情報のデータ量が前記第１基準量以下であれば、前記複数の通信チャネルのうち前記第１通信チャネルを選択し、
    前記応答情報のデータ量が前記第１基準量を超過し、前記第２基準量以下であれば、前記複数の通信チャネルのうち前記第２通信チャネルを選択する、請求項５に記載のバッテリー管理装置。
  7. 前記制御部は、
    前記第１通信チャネル及び前記第２通信チャネルのそれぞれの状態を確認し、前記第１通信チャネル及び前記第２通信チャネルのそれぞれが前記応答情報を伝送するのにかかると予想される伝送予想時間を比較し、前記伝送予想時間が短い通信チャネルを選択する、請求項５または６に記載のバッテリー管理装置。
  8. 前記制御部は、前記応答情報のデータ量が前記第１基準量を超過する場合に前記第１通信チャネルが選択された場合、一つのメッセージパケット及び複数のデータパケットを生成し、生成された複数のデータパケットの順番を設定し、前記通信部を制御して、設定された順番に従って前記生成されたメッセージパケット及び前記複数のデータパケットを、順次、前記第１通信チャネルを通じて出力し、
    前記複数のデータパケットは、前記設定された順番情報が書き込まれる順番領域及び前記応答情報が書き込まれるデータ領域を含む、請求項７に記載のバッテリー管理装置。
  9. 前記要請情報は、前記バッテリーセルに対する前記電圧、前記電流及び前記温度のうち少なくとも一つに基づいたバッテリー状態情報であるか、または、前記バッテリーパックに対する前記電圧、前記電流及び前記温度のうち少なくとも一つに基づいたバッテリーパック診断情報である、請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  10. 請求項１から９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。
  11. バッテリーセルまたはバッテリーパックに対する一つ以上の要請情報を含む情報提供要請を受信する情報提供要請受信段階と、
    前記情報提供要請に含まれた要請情報に対応するように、前記バッテリーセルまたは前記バッテリーパックの電圧、電流及び温度のうち少なくとも一つを測定する測定段階と、
    前記測定段階で測定された測定結果に基づいて前記要請情報に対応する一つ以上の応答情報を生成する応答情報生成段階と、
    生成された応答情報のデータ量及び複数の通信チャネルの状態のうち少なくとも一つに基づいて前記複数の通信チャネルからいずれか一つの通信チャネルを選択する通信チャネル選択段階と、
    選択された通信チャネルの種類及び前記生成された応答情報のデータ量に基づいて前記情報提供要請に対応するメッセージパケットを生成するメッセージパケット生成段階と、
    生成されたメッセージパケットを前記選択された通信チャネルに出力するパケット出力段階と、を含む、バッテリー管理方法。
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