JP7197611B2 - スレーブｂｍｓ点検システム及び方法 - Google Patents

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Description

［関連出願の相互参照］
本発明は、２０１９年２月１１日に出願された韓国特許出願第１０－２０１９－００１５７０９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を本明細書の一部として含む。
本発明は、マスターバッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、以下「ＢＭＳ」と記す）が複数のスレーブＢＭＳとの無線通信を介してそれぞれのスレーブＢＭＳを点検するシステム及び方法に関する。
最近、二次電池に対する研究開発が活発に行われている。ここで、二次電池は、充放電が可能な電池であって、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などと、最近のリチウムイオン電池を全て含む意味である。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、エネルギー密度が遥かに高いという長所がある。また、リチウムイオン電池は、小型・軽量で製作できることから、移動機器の電源として用いられる。また、リチウムイオン電池は、電気自動車の電源へまで使用範囲が拡張され、次世代のエネルギー貯蔵媒体として注目を浴びている。
また、二次電池は、一般的に複数個のバッテリーセルが直列及び／又は並列に連結されたバッテリーモジュールを含むバッテリーパックとして用いられる。そして、バッテリーパックは、バッテリー管理システムによって状態及び動作が管理及び制御される。
複数個のバッテリーパックからなるバッテリーシステムには、マスターバッテリー管理システムと複数個のスレーブバッテリー管理システムが含まれ得る。マスターバッテリー管理システムは、上位システムと通信して複数個のスレーブバッテリー管理システムの動作を制御する。このとき、マスターバッテリー管理システムは、無線通信を介してそれぞれ複数個のスレーブバッテリー管理システムに命令信号を伝送する。
また、マスターバッテリー管理システムは、複数個のスレーブバッテリー管理システムからそれぞれデータを無線で受信する。受信するデータは、スレーブバッテリー管理システムそれぞれが管理するバッテリーと関連した情報を含む。このとき、マスターバッテリー管理システムは、スレーブバッテリー管理システムから受信されるデータに基づき、それぞれのスレーブバッテリー管理システムの状態を判断することができる。しかし、スレーブバッテリー管理システムの状態を判断するにおいて、マスターバッテリー管理システムが特定のスレーブバッテリー管理システムからデータを受信できなかった場合、当該異常が無線通信自体の問題なのか、スレーブバッテリー管理システムの問題なのかを区別することが難しい。
本発明は、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受信してスレーブバッテリー管理システムの健全性を判断するにおいて、健全性の判断をさらに明確に行うことができるようにすることを目的とする。
本発明の一実施形態によるマスター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（ＢＭＳ）とマスターバッテリー管理システムとが無線で通信するバッテリーシステムに用いられるマスターバッテリー管理システムであって、複数のスレーブＢＭＳがそれぞれ少なくとも一回ずつデータを伝送する一周期の間、前記複数のスレーブＢＭＳの各スレーブＢＭＳから、該当するスレーブＢＭＳのデータ、及び複数のスレーブＢＭＳのうち前記該当するスレーブＢＭＳを除外した少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を含んで受信する受信部；及び、前記一周期の間、各スレーブＢＭＳから受信された該当するスレーブＢＭＳのデータ及び前記少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳデータを用いて、通信異常または異常スレーブＢＭＳを判断する判断部を含み、前記少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報は、前記他のスレーブＢＭＳがデータを伝送した履歴に関する情報である。
本発明の一実施形態によるマスターバッテリー管理システムにおいて、前記判断部は、前記一周期の間、各スレーブＢＭＳから受信されたデータのうち該当するスレーブＢＭＳから直接受信されたデータがない場合は、前記該当するスレーブＢＭＳに異常が発生したと判断する。
本発明の一実施形態によるマスターバッテリー管理システムにおいて、前記一周期の間、各スレーブＢＭＳから受信されたデータのうち該当するスレーブＢＭＳのデータ伝送情報はあるが、前記該当するスレーブＢＭＳから直接受信されたデータがない場合は、前記該当するスレーブＢＭＳとの通信異常が発生したと判断する。
本発明の一実施形態によるマスターバッテリー管理システムにおいて、前記複数のスレーブＢＭＳと通信するとき、受信されたデータのノイズを測定するノイズ測定部をさらに含み、前記判断部は、前記ノイズ測定部で測定されたノイズに基づき、前記複数のスレーブＢＭＳとの通信可能状態を判断する。
本発明の一実施形態によるスレーブ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（ＢＭＳ）とマスターバッテリー管理システム（ＢＭＳ）とが無線で通信するバッテリーシステムに用いられるスレーブバッテリー管理システムであって、複数の他のスレーブＢＭＳのうち少なくとも一つのスレーブＢＭＳのデータが、前記マスターバッテリー管理システムに伝送するデータ信号を受信する受信部；前記受信された少なくとも一つのスレーブＢＭＳのデータ信号に基づき、当該スレーブＢＭＳが前記マスターＢＭＳにデータを伝送したということを示すデータ伝送情報を記憶する記憶部；及び、前記少なくとも一つのスレーブＢＭＳのデータ伝送情報と、自身が管理するバッテリーモジュールのバッテリー情報とを含むデータを前記マスターＢＭＳに伝送する伝送部を含む。
本発明の一実施形態によるスレーブバッテリー管理システムにおいて、一周期の間、前記複数の他のスレーブＢＭＳそれぞれが少なくとも一回ずつ該当するスレーブＢＭＳデータを前記マスターＢＭＳに伝送し、前記伝送部が前記マスターＢＭＳに前記データ及びデータ伝送信号を一回伝送する。
本発明の一実施形態による複数のスレーブバッテリー管理システム（ＢＭＳ）とマスターバッテリー管理システム（ＢＭＳ）とが無線で通信するバッテリーシステムにおいて、前記複数のスレーブＢＭＳそれぞれは、複数の他のスレーブＢＭＳのうち少なくとも一つのスレーブＢＭＳのデータが前記マスターバッテリー管理システムに伝送するデータ信号を受信する受信部；前記受信された少なくとも一つのスレーブＢＭＳのデータ信号に基づき、当該スレーブＢＭＳが前記マスターＢＭＳにデータを伝送したということを示すデータ伝送情報を記憶する記憶部；及び、前記少なくとも一つのスレーブＢＭＳのデータ伝送情報と、自身が管理するバッテリーモジュールのバッテリー情報とを含むデータを前記マスターＢＭＳに伝送する伝送部を含み、前記マスターＢＭＳは、前記複数のスレーブＢＭＳがそれぞれ少なくとも一回ずつデータを伝送する一周期の間、前記複数のスレーブＢＭＳの各スレーブＢＭＳから、該当するスレーブＢＭＳのデータ、及び複数のスレーブＢＭＳのうち前記該当するスレーブＢＭＳを除外した少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を含んで受信する第２受信部；及び、前記一周期の間、各スレーブＢＭＳから受信された該当するスレーブＢＭＳのデータ及び前記少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳデータを用いて、通信異常または異常スレーブＢＭＳを判断する判断部を含む。
本発明の一実施形態による複数のスレーブバッテリー管理システムにおいて、前記判断部は、前記一周期の間、各スレーブＢＭＳから受信されたデータのうち該当するスレーブＢＭＳから直接受信されたデータがない場合は、前記該当するスレーブＢＭＳに異常が発生したと判断する。
本発明の一実施形態による複数のスレーブバッテリー管理システムにおいて、前記一周期の間、各スレーブＢＭＳから受信されたデータのうち該当するスレーブＢＭＳのデータ伝送情報はあるが、前記該当するスレーブＢＭＳから直接受信されたデータがない場合は、前記該当するスレーブＢＭＳとの通信異常が発生したと判断する。
本発明の一実施形態によるマスターバッテリー管理システムにより行われるスレーブＢＭＳ点検方法として、複数のスレーブＢＭＳそれぞれから順次データを受信するステップ；前記複数のスレーブＢＭＳそれぞれから順次データを受信した後、受信されたデータに基づいて特定のスレーブＢＭＳとの通信異常またはスレーブＢＭＳ異常を判断するステップを含み、前記複数のスレーブＢＭＳそれぞれからデータが受信されるとき、前記データを伝送したスレーブＢＭＳ以外の少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報も共に受信される。
本発明の一実施形態によるマスターバッテリー管理システムにより行われるスレーブＢＭＳ点検方法で、前記判断するステップにおいて、複数のスレーブＢＭＳそれぞれから順次データを受信した後、特定のスレーブＢＭＳから直接受信されたデータもなく、前記特定のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報もない場合は、前記特定のスレーブＢＭＳに異常が発生したと判断する。
本発明の一実施形態によるマスターバッテリー管理システムにより行われるスレーブＢＭＳ点検方法で、前記判断するステップにおいて、前記複数のスレーブＢＭＳのうち少なくとも一つのスレーブＢＭＳから受信された特定のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報はあるが、前記特定のスレーブＢＭＳから直接受信されたデータはない場合は、前記特定のスレーブＢＭＳと通信異常が発生したと判断する。
本発明の一実施形態によるマスターバッテリー管理システムにより行われるスレーブＢＭＳ点検方法で、前記複数のスレーブＢＭＳと通信するとき、受信されたデータのノイズを測定するステップ；及び測定されたノイズに基づき、前記複数のスレーブＢＭＳとの通信可能状態を判断するステップをさらに含む。
本発明は、スレーブバッテリー管理システムとマスターバッテリー管理システムとの間の無線通信を介して、スレーブバッテリー管理システムの異常の有無を明確に判断することができるという効果がある。
バッテリー制御システムの構成を示すブロック図である。 従来の技術のスレーブＢＭＳ点検システムの簡略な構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるスレーブＢＭＳ点検システムの簡略な構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるマスターバッテリー管理システムの簡略な構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるスレーブバッテリー管理システムの簡略な構成を示す図である。 従来の技術による時間区間別の受信状態を示した図である。 本発明の一実施形態による時間区間別の受信状態を示した図である。 本発明の一実施形態によるスレーブＢＭＳ点検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、本発明の多様な実施形態が図を参照して記載される。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の実施形態の多様な変更（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、均等物（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）、及び／又は代替物（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ）を含むものとして理解されなければならない。図の説明と関連し、類似の構成要素に対しては、類似の参照符号が用いられ得る。
本文書で用いられた用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものであり、他の実施形態の範囲を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上、明らかに異なって意味しない限り、複数の表現を含む。技術的や科学的な用語を含め、ここで用いられる全ての用語は、本発明の技術分野で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一の意味を有することができる。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また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、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得ない。
また、本発明の実施形態の構成要素の説明において、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を用いてよい。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって当該構成要素の本質や順番又は順序等は限定されない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結されるか、接続されてもよいが、各構成要素の間にまた他の構成要素が「連結」、「結合」または「接続」されてもよいと理解されなければならない。
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１と上位システムに含まれている上位制御器２を含むバッテリー制御システムの概略的な構成を示す図である。
図１に示すように、バッテリーパック１は一つ以上のバッテリーセルからなり、充放電可能なバッテリーモジュール１０と、バッテリーモジュール１０の＋端子側または－端子側に直列に連結されてバッテリーモジュール１０の充放電電流の流れを制御するためのスイッチング部１４と、バッテリーパック１の電圧、電流、温度などをモニタリングし、過充電及び過放電などを防止するように制御管理するバッテリー管理システム３２とを含む。
ここで、スイッチング部１４は、バッテリーモジュール１０の充電または放電に対する電流の流れを制御するための半導体スイッチング素子であって、例えば、少なくとも一つのＭＯＳＦＥＴが用いられてよい。
また、ＢＭＳ３２は、バッテリーパック１の電圧、電流、温度などをモニタリングするため、半導体スイッチング素子のゲート、ソース及びドレーンなどの電圧及び電流を測定するか計算することができ、さらに、半導体スイッチング素子に隣接して設けられたセンサ１２を用いてバッテリーパックの電流、電圧、温度などを測定することができる。ＢＭＳ３２は、前述した各種パラメータを測定した値の入力を受けるインターフェースであって、複数の端子と、これら端子と連結されて入力を受けた値の処理を行う回路などを含むことができる。
また、ＢＭＳ３２は、ＭＯＳＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御することもでき、バッテリーモジュール１０に連結されてバッテリーモジュール１０の状態を監視することができる。
このようなバッテリーパック１の構成及びＢＭＳ３２の構成は公知の構成なので、より具体的な説明は省略する。
一方、本発明の実施形態によるＢＭＳ３２は、上位ＢＭＳ（マスターバッテリー管理システム３０）と連結され、上位ＢＭＳから印加された信号に基づいて動作が制御され得る。また、上位ＢＭＳ３０は、上位制御器２と連結され得る。上位ＢＭＳ３０もまた、上位制御器２から印加される信号に基づいて動作が制御され得るであろう。
以下では、上位制御器２から直接制御信号を受信する上位ＢＭＳ３０に無線でデータを伝送するスレーブＢＭＳの健全性評価に対する構成及び方法に対して説明する。
図２は、従来の技術のスレーブＢＭＳ点検システムの簡略な構成を示す図である。
スレーブＢＭＳ点検システムは、マスターバッテリー管理システム２０、及び複数のスレーブバッテリー管理システム２２～２９を含む。マスターバッテリー管理システム２０は、上位制御器２から直接それぞれのスレーブバッテリー管理システムに対する動作制御命令信号を受信し、それぞれのスレーブバッテリー管理システムを制御する。また、マスターバッテリー管理システム２０は、複数のスレーブバッテリー管理システム２２～２９からそれぞれバッテリー関連データを無線で受信して上位制御器２に伝送する。
また、マスターバッテリー管理システム２０から無線で制御信号を受信したスレーブバッテリー管理システム２２～２９は、受信された制御信号による動作を行う。例えば、それぞれ管理しているバッテリーモジュールの充放電を制御するか、モニタリングしているバッテリーモジュールの状態に関するデータをマスターバッテリー管理システム２０に伝送するなどの動作を行う。その後、それぞれのスレーブバッテリー管理システム２２～２９は、前記制御信号によってまたは周期的に、連結されているバッテリーモジュール１０の状態を点検したデータを前記マスターバッテリー管理システム２０に無線で伝送することができる。
このようにマスターバッテリー管理システム２０と複数のスレーブバッテリー管理システム２２～２９が無線通信を行うにおいて、マスターバッテリー管理システムとスレーブバッテリー管理システムとの間の無線リンクは、周囲環境によって不安定になり得る。また、スレーブバッテリー管理システム２２～２９が正常に動作する状態でも、リンクの不安定によりマスターバッテリー管理システム２０は、スレーブバッテリー管理システム２２～２９の健全性を誤って判断し得る。
具体的に、従来には、マスターバッテリー管理システム２０がスレーブバッテリー管理システム２２～２９から、それぞれのスレーブバッテリー管理システム２２～２９がマスターバッテリー管理システム２０に伝送しようとするデータを直接受信する。すなわち、それぞれのスレーブバッテリー管理システム２２～２９は、自身に係わるデータ、例えば、自身が管理するバッテリーモジュールに関するデータのみをマスターバッテリー管理システム２０に伝送する。
例えば、図２に示すように、マスターバッテリー管理システム２０は、第１、第２及び第４スレーブバッテリー管理システム２２、２４、２８からはデータを受信する。しかし、マスターバッテリー管理システム２０は、第３及び第５スレーブバッテリー管理システム２６、２９からはデータを受信しない。この場合は、第３スレーブバッテリー管理システム２６は、ＢＭＳ自体に異常があるため、マスターバッテリー管理システム２０にデータを伝送できなかった場合である。その反面、第５スレーブバッテリー管理システム２９は、ＢＭＳ自体には異常がないが、マスター管理システム２０との通信異常があるため、第５スレーブバッテリー管理システム２９で伝送したデータがマスターバッテリー管理システム２０に到達できなかった場合である。
このように従来の通信方法では、マスターバッテリー管理システム２０が、スレーブバッテリー管理システム自体に異常があるためデータを受信できなかった場合と、スレーブバッテリー管理システムには異常がないが、通信状態異常があるためデータを受信できなかった場合とを区分できない。したがって、従来の技術では、スレーブＢＭＳの健全性点検を正確にすることができなかった。このような点を補うための本発明の構成を以下で詳しく説明する。
図３は、本発明の一実施形態によるスレーブＢＭＳ点検システムの簡略な構成を示す図である。
スレーブＢＭＳ点検システム３は、マスターバッテリー管理システム３０、及び複数のスレーブバッテリー管理システム３２～４０を含む。
複数のスレーブバッテリー管理システム３２～４０は、それぞれマスターバッテリー管理システム３０にデータを伝送する。複数のスレーブバッテリー管理システム３２～４０のうち一つ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３０にデータを伝送するとき、データを伝送しない少なくとも一つの他のスレーブバッテリー管理システムが、前記一つ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３０に伝送するデータ信号を共に受信する。データを伝送しない少なくとも一つの他のスレーブバッテリー管理システムは、受信されたデータ信号を前記少なくとも一つの他のスレーブバッテリー管理システム識別情報と関連させて、前記一つのスレーブバッテリー管理システムのデータ伝送情報として記憶する。次いで、データを伝送しない少なくとも一つの他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にデータを伝送するとき、前記一つのスレーブバッテリー管理システムのデータ伝送情報を共に伝送する。ここで、データ伝送情報は、特定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にデータを伝送するとき、その伝送信号を他のスレーブバッテリー管理システムが受信できるところ、他のスレーブバッテリー管理システムが受信した伝送信号を含む情報である。すなわち、データ伝送情報は、特定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にデータを伝送したという情報を含む。
例えば、図３に示すように、第１から第５スレーブバッテリー管理システム３２～４０が、それぞれマスターバッテリー管理システム３０にデータを伝送した後、次の周期では、それぞれのスレーブバッテリー管理システムが少なくとも一つの他のスレーブバッテリー管理システムのデータ伝送情報を有している。但し、本説明では、スレーブバッテリー管理システムが５個であることを例示として説明したが、スレーブバッテリー管理システムの個数はそれより少なくてもよく、多くてもよい。
第１スレーブバッテリー管理システム３２は、前回のデータ伝送周期で、第２スレーブバッテリー管理システム３４、第４スレーブバッテリー管理システム３８、及び第５スレーブバッテリー管理システム４０がそれぞれマスターバッテリー管理システム３０にデータを伝送するとき、その信号を受信する。これによって、第１スレーブバッテリー管理システム３２は、マスターバッテリー管理システム３０にデータを伝送するとき、第２スレーブバッテリー管理システム３４、第４バッテリー管理システム３８、及び第５バッテリー管理システム４０のデータ伝送情報を共に伝送する。
また、第２スレーブバッテリー管理システム３４は、前回のデータ伝送周期で、第１スレーブバッテリー管理システム３２及び第４スレーブバッテリー管理システム３８がそれぞれマスターバッテリー管理システム３０にデータを伝送するとき、その信号を受信する。これによって、第２スレーブバッテリー管理システム３４は、マスターバッテリー管理システム３０にデータを伝送するとき、第１スレーブバッテリー管理システム３２及び第４スレーブバッテリー管理システム３８のデータ伝送情報を共に伝送する。
また、第４スレーブバッテリー管理システム３８は、前回のデータ伝送周期で、第１スレーブバッテリー管理システム３２、第２スレーブバッテリー管理システム３４及び第５スレーブバッテリー管理システム４０がそれぞれマスターバッテリー管理システム３０にデータを伝送するとき、その信号を受信する。これによって、第４スレーブバッテリー管理システム３８は、マスターバッテリー管理システム３０にデータを伝送するとき、第１スレーブバッテリー管理システム３２、第２スレーブバッテリー管理システム３４及び第５スレーブバッテリー管理システム４０のデータ伝送情報を共に伝送する。
また、第５スレーブバッテリー管理システム４０は、前回のデータ伝送周期で、第２スレーブバッテリー管理システム３４及び第４スレーブバッテリー管理システム３８がそれぞれマスターバッテリー管理システム３０にデータを伝送するとき、その信号を受信する。これによって、第５スレーブバッテリー管理システム４０は、マスターバッテリー管理システム３０にデータを伝送するとき、第２スレーブバッテリー管理システム３４及び第４スレーブバッテリー管理システム３８のデータ伝送情報を共に伝送する。
この例示で、第３スレーブバッテリー管理システム３６は、スレーブ異常によりデータ伝送自体を行うことができない構成であり、第５スレーブバッテリー管理システム４０は、データを伝送するが、マスターバッテリー管理システム３０との通信異常である。したがって、マスターバッテリー管理システム３０は、第３スレーブバッテリー管理システム３６及び第５スレーブバッテリー管理システム４０から直接的にはデータを受信できない。
但し、第５スレーブバッテリー管理システム４０は、マスターバッテリー管理システム30にデータの伝送を試みたので、マスターバッテリー管理システム３０は、当該データを通信異常で受信できなかったが、他のスレーブバッテリー管理システムにより第５スレーブバッテリー管理システム４０のデータ伝送情報が記録される。
マスターバッテリー管理システム３０は、第１スレーブバッテリー管理システム３２から第１スレーブバッテリー管理システム３２のデータと、第２スレーブバッテリー管理システム、第４スレーブバッテリー管理システム及び第５スレーブバッテリー管理システムのデータ伝送情報とを共に受信する。
また、マスターバッテリー管理システム３０は、第２スレーブバッテリー管理システム３４から第２スレーブバッテリー管理システム３４のデータと、第１スレーブバッテリー管理システム及び第４スレーブバッテリー管理システムのデータ伝送情報とを共に受信する。
また、マスターバッテリー管理システム３０は、第４スレーブバッテリー管理システム３８から第１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及び第５スレーブバッテリー管理システムのデータ伝送情報を共に受信する。
マスターバッテリー管理システム３０は、第３スレーブバッテリー管理システム３６及び第５スレーブバッテリー管理システム４０から直接データを受信できなかった。これに対して、従来の技術では、マスターバッテリー管理システム３０は、第３スレーブバッテリー管理システム３６及び第５スレーブバッテリー管理システム４０のいずれもスレーブ異常と判断したはずであるが、本発明に係る一実施形態では、マスターバッテリー管理システム３０は、それぞれのスレーブバッテリー管理システムから受信したデータ伝送情報を検討する。
マスターバッテリー管理システム３０は、第１スレーブバッテリー管理システム３２、第２スレーブバッテリー管理システム３４及び第４スレーブバッテリー管理システム３８から受信した第１スレーブバッテリー管理システム３２、第２スレーブバッテリー管理システム３４、第４スレーブバッテリー管理システム３８及び第５スレーブバッテリー管理システム４０のデータ伝送情報を介し、第５スレーブバッテリー管理システム４０がデータを伝送した履歴を確認し、第５スレーブバッテリー管理システム４０の健全性を確認する。
これによって、マスターバッテリー管理システム３０は、第３スレーブバッテリーシステム３６の場合、スレーブＢＭＳに異常があるものと判断し、第５スレーブバッテリー管理システム４０は、通信異常があるものと判断する。
一方、全てのスレーブバッテリー管理システムは、マスターバッテリー管理システムと通信する時間以外は、受信モードで動作して他のスレーブバッテリー管理システムの通信状態を受信する。
図４は、本発明の一実施形態によるマスターバッテリー管理システムの簡略な構成を示す図である。
マスターバッテリー管理システム３０は、受信部４００、ノイズ測定部４０２、判断部４０４、記憶部４０６及び制御部４０８を含む。理解のため、各構成の動作を図３の例示を介して説明する。
受信部４００は、第１スレーブバッテリー管理システム３２からデータ、及び第２スレーブバッテリー管理システム３４、第４バッテリー管理システム３８及び第５バッテリー管理システム４０のデータ伝送情報を受信する。
また、受信部４００は、第２スレーブバッテリー管理システム３４からデータ、及び第１スレーブバッテリー管理システム３２及び第４スレーブバッテリー管理システム３８のデータ伝送情報を受信する。
また、受信部４００は、第４スレーブバッテリー管理システム３８からデータ、及び第１スレーブバッテリー管理システム３２、第２スレーブバッテリー管理システム３４及び第５スレーブバッテリー管理システム４０のデータ伝送情報を受信する。
ノイズ測定部４０２は、受信部４００が各スレーブバッテリー管理システムからデータ及びデータ伝送情報を受信するとき、信号のノイズを測定する。
判断部４０４は、受信部で受信されたデータ及び情報を用いて、複数のスレーブバッテリー管理システムそれぞれの健全性を判断する。例えば、判断部４０４は、１次的に直接データを伝送していないスレーブバッテリーシステムを優先的に判断し、２次的には受信されたデータ伝送情報を用いてスレーブバッテリーシステムの状態を判断する。
判断部４０４は、第３スレーブバッテリー管理システム３６及び第５スレーブバッテリー管理システム４０からは直接データが受信されないことを確認する。その後、判断部４０４は、受信部４００で受信されたデータ伝送情報を検討する。受信部４００で受信されたデータ伝送情報には、第１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、第４スレーブバッテリー管理システム及び第５スレーブバッテリー管理システムのデータ伝送情報がある。これを介し、判断部４０４は、第５スレーブバッテリー管理システムのデータ伝送履歴を確認し、第５スレーブバッテリー管理システムには異常がないことを判断する。
したがって、判断部４０４は、直接データが受信されることもなくデータ伝送情報もない第３スレーブバッテリー管理システム３６に対しては、スレーブ異常と判断する。そして、判断部４０４は、直接データが受信されていないが、他のスレーブバッテリー管理システムから受信されたデータ伝送情報により確認された第５スレーブバッテリー管理システム４０の伝送履歴から、第５スレーブバッテリー管理システムには異常がなく、通信リンクに異常が存在すると判断する。
また、判断部４０４が通信異常であることを判断するとき、ノイズ測定部４０２で測定されたノイズを更に参照してよい。例えば、基本的にノイズ測定部４０２で測定されたノイズが予め設定された基準を超過すると、判断部４０４は、通信異常による通信障害が発生した状況であるとさらに容易に判断することができる。
記憶部４０６は、複数のスレーブバッテリー管理システムそれぞれのＩＤ情報を記憶し、ＩＤ情報は、それぞれのスレーブバッテリー管理システムを識別するために用いられ得る。
制御部４０８は、受信部４００で受信したスレーブバッテリー管理システムのデータ及びデータ伝送情報、ノイズ測定部４０２で測定したノイズを用いて、判断部４０４をしてスレーブバッテリー管理システムの異常または通信異常を判断させる。
図５は、本発明の一実施形態によるスレーブバッテリー管理システムの簡略な構成を示す図である。
スレーブバッテリー管理システム３２は、伝送部５００、受信部５０２、記憶部５０４及び制御部５０６を含む。
伝送部５００は、バッテリー関連データなどをマスターバッテリー管理システム３０に伝送する。また、伝送部５００は、他のスレーブバッテリー管理システムのデータ伝送情報をマスターバッテリー管理システム３０に伝送する。
受信部５０２は、スレーブバッテリー管理システム３２がマスターバッテリー管理システム３０にデータを伝送しないうちに引き続き活性化され、他のスレーブバッテリー管理システムのデータ伝送信号を受信する。
記憶部５０４は、受信部５０２で受信された他のスレーブバッテリー管理システムのデータ伝送信号に基づく他のスレーブバッテリー管理システムのデータ伝送情報を記憶する。
制御部５０６は、伝送部５００がマスターバッテリー管理システムにデータ及びデータ伝送情報を伝送しないときには、受信部５０２を活性化して他のスレーブバッテリー管理システムのデータ伝送信号を受信させる。
図６ａは、従来の技術による時間区間別の受信状態を示した図である。
例えば、５つ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にそれぞれデータを順次伝送する場合を検討する。それぞれのスレーブバッテリー管理システムは、予め設定された時間の間予め設定された順序でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。
このとき、それぞれのスレーブバッテリー管理システムがそれぞれマスターバッテリー管理システムにデータを伝送するうちに、特定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に何らのデータも伝送しない回数（ｆａｉｌ ｃｏｕｎｔ）が２回である場合、当該スレーブバッテリー管理システムに異常があると判断するように設定することができる。
具体的に、第１スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿１でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。また、第２スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿２でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。また、第３スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿３でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。また、第４スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿４でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。ここで、第５スレーブバッテリー管理システムは、ＢＭＳ異常により何らのデータも伝送しない。ここで、マスターバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿５で第５スレーブバッテリー管理システムから何らのデータを受信できなかったことを確認し、フェイルカウント１をカウンティングする。このように、５つのスレーブバッテリー管理システムとマスターバッテリー管理システムとの間の一つの通信周期が完了する。
次いで、再び第１スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿１でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。また、第２スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿２でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。また、第３スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿３でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。また、第４スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿４でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。このとき、それぞれのスレーブバッテリー管理システムは、マスターバッテリー管理システムに当該スレーブバッテリー管理システムのデータのみを伝送するので、マスターバッテリー管理システムは、第５スレーブバッテリー管理システムのフェイルカウントがまだ１である状態である。
次いで、二番目の周期の第５スレーブバッテリー管理システムの伝送順序が戻ってこそ初めて、マスターバッテリー管理システムは、第５スレーブバッテリー管理システムのデータ伝送がなされていないことを確認し、フェイルカウントを２にカウンティングし、第５スレーブバッテリー管理システムの異常を感知する。すなわち、従来の技術では、当該スレーブバッテリー管理システムの二番目の周期の伝送順序に到達してこそ、当該スレーブバッテリー管理システムの異常の有無を判断することができた。これと比較し、本発明の一実施形態に係る方法によるスレーブバッテリー管理システムの点検システムを検討する。
図６ｂは、本発明の一実施形態による時間区間別の受信状態を示した図である。
例えば、５つ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にそれぞれデータを順次伝送する場合を検討する。それぞれのスレーブバッテリー管理システムは、予め設定された時間の間予め設定された順序でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。
このとき、それぞれのスレーブバッテリー管理システムが、それぞれマスターバッテリー管理システムにデータを伝送するうちに、特定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に何らのデータも伝送しない回数が２回である場合、当該スレーブバッテリー管理システムに異常があると判断するように設定することができる。
また、本発明の一実施形態は、他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にデータを伝送するとき、このデータ伝送信号を受信することができる。本例示では、データを伝送するスレーブバッテリー管理システム以外の管理システムが、当該スレーブバッテリー管理システムがデータを伝送する信号を全て受信した場合を仮定して説明する。
具体的に、第１スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿１でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。このとき、第２スレーブバッテリー管理システム内の第４スレーブバッテリー管理システムは、第１スレーブバッテリー管理システムのデータ伝送信号を受信する。
また、第２スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿２でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。このとき、第１スレーブバッテリー管理システム、第３スレーブバッテリー管理システム及び第４スレーブバッテリー管理システムは、第２スレーブバッテリー管理システムのデータ伝送信号を受信する。
また、第３スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿３でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。このとき、第１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及び第４スレーブバッテリー管理システムは、第３スレーブバッテリー管理システムのデータ伝送信号を受信する。
また、第４スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿４でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。このとき、第１から第３スレーブバッテリー管理システムは、第４スレーブバッテリー管理システムのデータ伝送信号を受信する。
ここで、マスターバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿５で第５スレーブバッテリー管理システムから何らのデータを受信できなかったことを確認し、フェイルカウント１をカウンティングする。このように、５つのスレーブバッテリー管理システムとマスターバッテリー管理システムとの間の一つの通信周期が完了する。
次いで、再び第１スレーブバッテリー管理システムは、タイムスロットＴ＿１でマスターバッテリー管理システムにデータを伝送する。このとき、第１スレーブバッテリー管理システムはデータを伝送するとき、前回の周期で受信された第２から第４スレーブバッテリー管理システムのデータ伝送信号を含むデータ伝送情報も共に伝送する。このとき、マスタースレーブバッテリー管理システムは、第５スレーブバッテリー管理システムのデータ伝送情報がないことを確認し、フェイルカウントを２とカウンティングし、第５スレーブバッテリー管理システムの異常を感知する。すなわち、本発明は、従来の技術とは異なり、それぞれのスレーブバッテリー管理システムが他のスレーブバッテリー管理システムのデータ伝送信号を受信するため、特定のスレーブバッテリー管理システムの異常時にも、特定のスレーブバッテリー管理システムの二番目の周期の伝送順序に到達しなくとも、マスターバッテリー管理システムは、従来の技術より速やかに特定のスレーブバッテリー管理システムの異常の有無を判断することができる。
図７は、本発明の一実施形態によるスレーブＢＭＳ点検方法を示すフローチャートである。
マスターバッテリー管理システム３０は、予め設定された時間の間予め設定された順序で複数のスレーブＢＭＳからそれぞれデータを受信する。また、マスターバッテリー管理システム３０は、スレーブＢＭＳから当該スレーブＢＭＳのデータとともに、当該スレーブＢＭＳ以外のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を共に受信する。下記に具体的に説明する。
マスターバッテリー管理システム３０は、第１スレーブＢＭＳからデータ及び少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を受信する（Ｓ７００）。
他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報は、第１スレーブＢＭＳがデータを伝送しないうちに、マスターバッテリー管理システムにデータを伝送する他のスレーブＢＭＳのデータ伝送信号に基づく。
次いで、マスターバッテリー管理システム３０は、第２スレーブＢＭＳからデータ及び少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を受信する（Ｓ７０２）。
また、マスターバッテリー管理システム３０は、第３スレーブＢＭＳからデータ及び少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を受信する（Ｓ７０４）。
また、マスターバッテリー管理システム３０は、第４スレーブＢＭＳからデータ及び少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を受信する（Ｓ７０６）。
次いで、マスターバッテリー管理システム３０は、受信されたデータ及びデータ伝送情報を用いて、それぞれのスレーブＢＭＳの状態及び通信状態を点検する（Ｓ７１０）。
具体的に、マスターバッテリー管理システム３０は、受信されたデータ及びデータ伝送情報を用いて、複数のスレーブバッテリー管理システムそれぞれの健全性を判断する。
例えば、マスターバッテリー管理システム３０は、１次的に直接データを伝送していないスレーブバッテリーシステムを優先的に判断し、２次的に受信されたデータ伝送情報を用いてスレーブバッテリーシステムの状態を判断する。
特定のスレーブＢＭＳから直接データを受信していない場合は、他のスレーブＢＭＳから前記特定のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報が受信されているのか否かを判断する（Ｓ７１２）。
前記特定のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を受信した場合は、特定のスレーブＢＭＳとの通信異常と判断する（Ｓ７１６）。
前記特定のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を受信していない場合は、特定のスレーブＢＭＳの異常と判断する（Ｓ７１４）。
図８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の構成を示すブロック図である。
バッテリー管理システム８００は、各種の処理及び各構成を制御するマイクロコントローラ（ＭＣＵ）８１０と、運営体制プログラム及び各種のプログラム（例えば、バッテリーパックの異常有無診断プログラム或いはバッテリーパックの温度推定プログラム）などが記録されるメモリ８４０と、バッテリーセルモジュール及び／又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８３０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８２０とを備えることができる。このように、本発明に係るコンピュータプログラムはメモリ８４０に記録され、マイクロコントローラ８１０によって処理されることにより、例えば、図４及び図５に示した各機能ブロックを行うモジュールとして具現され得る。
本明細書で、本発明の原理の「一実施形態」とこのような表現の多様な変形の指称は、本実施形態に係わり特定の特徴、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、本明細書全体にかけて開示された任意の他の変形例示は、必ずしも全て同一の実施形態を指すものではない。
本明細書を介して開示された全ての実施形態と条件付き例示は、本発明の技術分野で通常の知識を有する当業者が、本発明の原理と概念を理解するように一助とするための意図から記述されたものであり、当業者は、本発明が、本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態に具現され得るということを理解することができるであろう。よって、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されなければならない。本発明の範囲は、前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全ての相違点は、本発明に含まれているものと解釈すべきである。

Claims (13)

  1. 複数のスレーブバッテリー管理システム（ＢＭＳ）とマスターバッテリー管理システムとが通信するバッテリーシステムに用いられるマスターバッテリー管理システムであって、
    複数のスレーブＢＭＳがそれぞれ少なくとも一回ずつデータを伝送する一周期の間、前記複数のスレーブＢＭＳの各スレーブＢＭＳから、当該スレーブＢＭＳのデータ、及び複数のスレーブＢＭＳのうち当該スレーブＢＭＳを除外した少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を受信する受信部；及び、
    前記一周期の間、各スレーブＢＭＳから受信された当該スレーブＢＭＳのデータ及び前記少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を用いて、通信異常または異常スレーブＢＭＳを判断する判断部を含み、
    前記少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報は、前記他のスレーブＢＭＳがデータを伝送した履歴に関する情報である、マスターバッテリー管理システム。
  2. 前記判断部は、前記一周期の間、各スレーブＢＭＳから受信されたデータのうち当該スレーブＢＭＳから直接受信されたデータがない場合は、当該スレーブＢＭＳに異常が発生したと判断する、請求項１に記載のマスターバッテリー管理システム。
  3. 前記一周期の間、各スレーブＢＭＳから受信されたデータのうち当該スレーブＢＭＳのデータ伝送情報はあるが、当該スレーブＢＭＳから直接受信されたデータがない場合は、当該スレーブＢＭＳとの通信異常が発生したと判断する、請求項１または２に記載のマスターバッテリー管理システム。
  4. 前記複数のスレーブＢＭＳと通信するとき、受信されたデータのノイズを測定するノイズ測定部をさらに含み、
    前記判断部は、前記ノイズ測定部で測定されたノイズを更に用いて、前記複数のスレーブＢＭＳとの通信可能状態を判断する、請求項１から３のいずれか一項に記載のマスターバッテリー管理システム。
  5. 複数のスレーブバッテリー管理システム（ＢＭＳ）とマスターバッテリー管理システム（ＢＭＳ）とが通信するバッテリーシステムに用いられる、前記複数のスレーブＢＭＳのうちの１つのスレーブバッテリー管理システムであって、前記バッテリーシステムにおける全てのスレーブＢＭＳが、それぞれ前記マスターＢＭＳと直接通信し、前記１つの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ＢＭＳのうちの前記１つのスレーブバッテリー管理システム以外の少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳが前記マスターバッテリー管理システムに伝送するデータ信号を受信する受信部；
    前記受信された少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ信号に基づき、当該他のスレーブＢＭＳが前記マスターＢＭＳにデータを伝送したということを示すデータ伝送情報を記憶する記憶部；及び、
    前記少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報と、自身が管理するバッテリーモジュールのバッテリー情報とを含むデータを、前記マスターＢＭＳに伝送する伝送部を含む、スレーブバッテリー管理システム。
  6. 一周期の間、前記１つのスレーブバッテリー管理システム以外の他のスレーブＢＭＳそれぞれが少なくとも一回ずつ当該スレーブＢＭＳのデータを前記マスターＢＭＳに伝送し、前記伝送部が前記マスターＢＭＳに前記データ及びデータ伝送信号を一回伝送する、請求項５に記載のスレーブバッテリー管理システム。
  7. 複数のスレーブバッテリー管理システム（ＢＭＳ）とマスターバッテリー管理システム（ＢＭＳ）とが通信するバッテリーシステムにおいて、
    前記複数のスレーブＢＭＳそれぞれは、
    複数の他のスレーブＢＭＳのうち少なくとも一つのスレーブＢＭＳが前記マスターバッテリー管理システムに伝送するデータ信号を受信する受信部；
    前記受信された少なくとも一つのスレーブＢＭＳのデータ信号に基づき、当該スレーブＢＭＳが前記マスターＢＭＳにデータを伝送したということを示すデータ伝送情報を記憶する記憶部；及び、
    前記少なくとも一つのスレーブＢＭＳのデータ伝送情報と、自身が管理するバッテリーモジュールのバッテリー情報とを含むデータを、前記マスターＢＭＳに伝送する伝送部を含み、
    前記マスターＢＭＳは、
    前記複数のスレーブＢＭＳがそれぞれ少なくとも一回ずつデータを伝送する一周期の間、前記複数のスレーブＢＭＳの各スレーブＢＭＳから、当該スレーブＢＭＳのデータ、及び複数のスレーブＢＭＳのうち当該スレーブＢＭＳを除外した少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を受信する第２受信部；及び、前記一周期の間、各スレーブＢＭＳから受信された当該スレーブＢＭＳのデータ及び前記少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報を用いて、通信異常または異常スレーブＢＭＳを判断する判断部を含む、スレーブＢＭＳ点検システム。
  8. 前記判断部は、前記一周期の間、各スレーブＢＭＳから受信されたデータのうち当該スレーブＢＭＳから直接受信されたデータがない場合は、当該スレーブＢＭＳに異常が発生したと判断する、請求項７に記載のスレーブＢＭＳ点検システム。
  9. 前記一周期の間、各スレーブＢＭＳから受信されたデータのうち当該スレーブＢＭＳのデータ伝送情報はあるが、当該スレーブＢＭＳから直接受信されたデータがない場合は、当該スレーブＢＭＳとの通信異常が発生したと判断する、請求項７または８に記載のスレーブＢＭＳ点検システム。
  10. マスターバッテリー管理システムにより行われるスレーブＢＭＳ点検方法であって、
    複数のスレーブＢＭＳそれぞれから順次データを受信するステップ；
    前記複数のスレーブＢＭＳそれぞれから順次データを受信した後、受信されたデータに基づいて特定のスレーブＢＭＳとの通信異常またはスレーブＢＭＳ異常を判断するステップを含み、
    前記複数のスレーブＢＭＳそれぞれからデータが受信されるとき、前記データを伝送したスレーブＢＭＳ以外の少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報も共に受信され、
    前記少なくとも一つの他のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報は、前記他のスレーブＢＭＳがデータを伝送した履歴に関する情報である、
    スレーブＢＭＳ点検方法。
  11. 前記判断するステップにおいて、
    複数のスレーブＢＭＳそれぞれから順次データを受信した後、特定のスレーブＢＭＳから直接受信されたデータもなく、前記特定のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報もない場合は、前記特定のスレーブＢＭＳに異常が発生したと判断する、請求項１０に記載のスレーブＢＭＳ点検方法。
  12. 前記判断するステップにおいて、
    前記複数のスレーブＢＭＳのうち少なくとも一つのスレーブＢＭＳから受信された特定のスレーブＢＭＳのデータ伝送情報はあるが、前記特定のスレーブＢＭＳから直接受信されたデータはない場合は、前記特定のスレーブＢＭＳと通信異常が発生したと判断する、請求項１０または１１に記載のスレーブＢＭＳ点検方法。
  13. 前記複数のスレーブＢＭＳと通信するとき、受信されたデータのノイズを測定するステップ；及び
    測定されたノイズを更に用いて、前記複数のスレーブＢＭＳとの通信可能状態を判断するステップをさらに含む、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のスレーブＢＭＳ点検方法。
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