KR101360306B1 - Communication error attenuation function with distributed battery management system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템에 관한 것으로서, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀이 집합된 복수의 셀모듈과; 상기 셀모듈에 접속되어 상기 셀모듈의 상태 정보를 수집하는 복수의 셀회로모듈과; 상기 복수의 셀회로모듈에서 수집된 셀 또는 셀모듈의 상태 정보를 전달받는 배터리관리부와; 상기 배터리관리부의 제어 및 상기 셀모듈의 출력을 제어하기 위한 제어부;를 포함하며, 상기 복수의 셀회로모듈은 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 상호 접속되어 상위 셀회로모듈에 수집된 셀모듈의 상태 정보를 하위 셀회로모듈로 순차적으로 전송하여 누적된 각 셀모듈의 상태 정보가 상기 배터리관리부로 전송되는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈 내에 제 1, 2 접속부를 배치하여 셀회로모듈 내에서 환류되는 노이즈를 감쇄시킴과 동시에, 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 감쇄시키도록 구성함으로써, 정밀한 출력 제어가 구현될 수 있다.The present invention relates to a distributed battery management system having a communication error suppression function, comprising: a plurality of cell modules having a plurality of cells connected in series or in parallel; A plurality of cell circuit modules connected to the cell module to collect state information of the cell module; A battery management unit receiving state information of a cell or a cell module collected by the plurality of cell circuit modules; A control unit for controlling the battery management unit and controlling the output of the cell module, wherein the plurality of cell circuit modules are connected to each other in a daisy chain manner and collected in a higher cell circuit module. The information is sequentially transmitted to the lower cell circuit module, characterized in that the accumulated state information of each cell module is transmitted to the battery management unit.
Thus, by arranging the first and second connections in the cell circuit module of the battery management system, the noise flowing back in the cell circuit module is attenuated and the noise generated by communication between the cell circuit modules is reduced. Output control can be implemented.
Description
본 발명은 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈 내에 제 1, 2 접속부를 배치하여 셀회로모듈 내에서 환류되는 노이즈를 감쇄시킴과 동시에, 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 감쇄시키도록 구성함으로써, 정밀한 출력 제어가 구현되는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a distributed battery management system having a communication error suppression function. More particularly, the first and second connections are disposed in a cell circuit module of a battery management system to attenuate the noise returned in the cell circuit module. In addition, the present invention relates to a distributed battery management system having a communication error suppression function in which precise output control is implemented by attenuating noise generated by communication between cell circuit modules.
일반적으로, 배터리 관리 시스템(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)이란 전기차, 전기 오토바이, 에너지 저장장치 등에 사용되는 중대형 2차 전지용 배터리 관리 시스템을 의미하는 것으로써, 과충전, 과방전을 방지하는 PCM의 기능에 2차 전지의 입, 출력 및 잔량 제어 기능을 구비한다.In general, the battery management system (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) means a battery management system for medium and large secondary batteries used in electric vehicles, electric motorcycles, energy storage devices, and the like, and the secondary battery has a function of the PCM that prevents overcharge and overdischarge. It has input, output and remaining control function.
여기서, 상기 배터리 관리 시스템은 일체형과 분산형으로 나눌 수 있으며, 특히, 분산형 배터리 관리 시스템은 주 전원인 수십 내지 수백개의 셀(Cell)을 일정한 갯수로 모듈화시킨 셀모듈을 상호 직렬로 연결하여 각각의 셀 또는 셀모듈을 모니터링함으로써, 셀 또는 셀모듈의 이상여부를 판단하여 주 전원의 출력을 제어하는 기능을 수행한다.Here, the battery management system may be divided into an integrated type and a distributed type. In particular, the distributed battery management system may be connected to a series of cell modules each having a predetermined number of cells of several tens to hundreds of cells, which are main powers, connected in series. By monitoring the cell or cell module of the cell, it is determined whether the cell or cell module is abnormal and performs the function of controlling the output of the main power.
여기서, 상기 셀모듈에는 각각의 셀의 전압, 전류, 온도 등의 상태 정보를 제어부에 전달하기 위하여 각각의 셀모듈 간의 통신으로 상기 상태 정보를 전송하도록 마련되는데, 종래의 배터리 관리 시스템은 이러한 상태 정보를 전송하는 과정에서 셀모듈 내부 또는 통신 선로 상에서 통신 에러가 발생되어 정밀한 출력 제어가 어렵다는 문제점이 있었다.Here, the cell module is provided to transmit the state information by communication between each cell module in order to transmit the state information such as voltage, current, temperature, etc. of each cell to the controller, the conventional battery management system is such a state information In the process of transmitting a communication error occurs in the cell module or on the communication line has a problem that it is difficult to precise output control.
본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은, 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈 내에 제 1, 2 접속부를 배치하여 셀회로모듈 내에서 환류되는 노이즈를 감쇄시킴과 동시에, 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 감쇄시키도록 구성함으로써, 정밀한 출력 제어가 구현될 수 있는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to arrange the first and second connections in the cell circuit module of the battery management system to attenuate the noise flowing back in the cell circuit module, The present invention provides a distributed battery management system having a communication error suppression function in which accurate output control can be implemented by configuring noise reduction caused by communication between cell circuit modules.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀이 집합된 복수의 셀모듈과; 상기 셀모듈에 접속되어 상기 셀모듈의 상태 정보를 수집하는 복수의 셀회로모듈과; 상기 복수의 셀회로모듈에서 수집된 셀 또는 셀모듈의 상태 정보를 전달받는 배터리관리부와; 상기 배터리관리부의 제어 및 상기 셀모듈의 출력을 제어하기 위한 제어부;를 포함하며, 상기 복수의 셀회로모듈은 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 상호 접속되어 상위 셀회로모듈에 수집된 셀모듈의 상태 정보를 하위 셀회로모듈로 순차적으로 전송하여 누적된 각 셀모듈의 상태 정보가 상기 배터리관리부로 전송되는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템에 의해 달성될 수 있다.According to the present invention, there is provided a plurality of cell modules, a plurality of cells connected in series or in parallel; A plurality of cell circuit modules connected to the cell module to collect state information of the cell module; A battery management unit receiving state information of a cell or a cell module collected by the plurality of cell circuit modules; A control unit for controlling the battery management unit and controlling the output of the cell module, wherein the plurality of cell circuit modules are connected to each other in a daisy chain manner and collected in a higher cell circuit module. The distributed battery management system having a communication error suppression function in which information of each cell module accumulated by sequentially transmitting information to lower cell circuit modules is transmitted to the battery manager.
여기서, 상기 복수의 셀회로모듈은 복수개의 핀을 구비한 시리얼 통신 방식으로 상호 연결되며, 상기 셀모듈의 상태 정보는 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀으로 전달되도록 마련될 수 있다.Here, the plurality of cell circuit modules may be connected to each other by a serial communication method having a plurality of pins, and the state information of the cell module may be provided to one of the plurality of pins.
또한, 상기 셀회로모듈은 복수개의 회로그라운드와 복수개의 프레임 그라운드를 포함할 수 있다.In addition, the cell circuit module may include a plurality of circuit grounds and a plurality of frame grounds.
여기서, 상기 셀회로모듈은 상기 회로그라운드와 프레임 그라운드를 상호 접속시키는 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)와 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀과 프레임 그라운드를 상호 접속시키는 제 2 접속부를 추가적으로 포함할 수 있다.Here, the cell circuit module may further include a first connection part (high frequency noise suppression capacitor) interconnecting the circuit ground and the frame ground, and a second connection part interconnecting one of the plurality of pins and the frame ground. have.
또한, 상기 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)는 상기 셀 또는 셀회로모듈에서 환류되는 노이즈를 상기 프레임 그라운드로 전달하여 감쇄시키며, 상기 제 2 접속부는 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 상기 프레임 그라운드로 전달하여 감쇄시키도록 마련될 수 있다.The first connection unit (high frequency noise suppression capacitor) transfers and attenuates noise returned from the cell or cell circuit module to the frame ground, and the second connection unit reduces noise generated by communication between cell circuit modules. It may be provided to attenuate by transmitting to the ground.
본 발명에 의해, 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈 내에 제 1, 2 접속부를 배치하여 셀회로모듈 내에서 환류되는 노이즈를 감쇄시킴과 동시에, 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 감쇄시키도록 구성함으로써, 정밀한 출력 제어가 구현될 수 있다.According to the present invention, by arranging the first and second connections in the cell circuit module of the battery management system to reduce the noise flowing back in the cell circuit module and to reduce the noise generated by the communication between the cell circuit modules. Precise output control can be implemented.
첨부의 하기 도면들은, 전술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템을 개략적으로 도시한 블럭도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈을 도시한 평면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1 is a block diagram schematically illustrating a distributed battery management system having a communication error suppression function according to the present invention;
2 is a plan view illustrating a cell circuit module of a distributed battery management system having a communication error suppressing function according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms used in the specification and claims should not be construed in a dictionary sense, and the inventor may, on the principle that the concept of a term can be properly defined in order to explain its invention in the best way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments shown in the present specification and the drawings are only exemplary embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are presented. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may exist.
도 1 은 본 발명에 따른 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템을 개략적으로 도시한 블럭도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈을 도시한 평면도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a distributed battery management system having a communication error suppression function according to the present invention, and FIG. 2 is a cell circuit of a distributed battery management system having a communication error suppression function according to the present invention. A plan view of the module.
도 1 내지 도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템은, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀(12)이 집합된 복수의 셀모듈(10)과; 상기 셀모듈(10)에 접속되어 상기 셀모듈(10)의 상태 정보를 수집하는 복수의 셀회로모듈(20)과; 상기 복수의 셀회로모듈(20)에서 수집된 셀(12) 또는 셀모듈(10)의 상태 정보를 전달받는 배터리관리부(30)와; 상기 배터리관리부(30)의 제어 및 상기 셀모듈(10)의 출력을 제어하기 위한 제어부(40);를 포함하며, 상기 복수의 셀회로모듈(20)은 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 상호 접속되어 상위 셀회로모듈(20)에 수집된 셀모듈(10)의 상태 정보를 하위 셀회로모듈(20)로 순차적으로 전송하여 누적된 각 셀모듈(10)의 상태 정보가 상기 배터리관리부(30)로 전송되도록 마련될 수 있다.1 to 2, a distributed battery management system having a communication error suppression function according to the present invention includes a plurality of
여기서, 상기 셀모듈(10)은 도 1 에서와 같이, 복수개의 셀(12)이 모듈화되어 마련되는 구성요소로써, 상기 복수개의 셀(12)이 직렬 또는 병렬로 접속된 상태의 집합체로 마련될 수 있다.Here, as shown in FIG. 1, the
여기서, 상기 셀모듈(10)은 각각 셀회로모듈(20)에 접속되며, 상기 셀모듈(10)에 각각 접속된 셀회로모듈(20)은 접속된 셀모듈(10) 또는 셀모듈(10)이 포함하는 셀(12)의 상태 정보, 예를 들면, 각각의 셀(12) 또는 셀모듈(10)의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 수집하여 이에 대한 데이터를 하위 셀회로모듈(20)로 전달하는 역할을 수행한다.Here, the
여기서, 상기 복수의 셀회로모듈(20)은, 도 1 에서와 같이, 복수개의 핀을 구비한 시리얼 통신 방식으로 상호 연결되며, 상기 셀모듈(10)의 상태 정보는 해당 셀모듈(10)에 접속된 셀회로모듈(20)에서 수집되어 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀(22)으로 전달되도록 상위 셀회로모듈(20)에서 하위 셀회로모듈(20)로 전달되어 최종적으로 배터리관리부(30)로 전송되도록 마련될 수 있다.Here, the plurality of
한편, 상기 셀회로모듈(20)은, 도 2 에서와 같이, 복수개의 회로그라운드(24)와 복수개의 프레임 그라운드(26)를 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the
또한, 상기 셀회로모듈(20)은 상기 회로그라운드(24)와 프레임 그라운드(26)를 상호 접속시키는 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)(25)와 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀(22)과 프레임 그라운드(26)를 상호 접속시키는 제 2 접속부(27)를 추가적으로 포함할 수 있다.In addition, the
즉, 상기 셀회로모듈(20) 내에 도 2 에서와 같이, 회로그라운드(24)와 프레임 그라운드(26)를 복수개 배치시키고, 서로 대응되는 회로그라운드(24)와 프레임 그라운드(26)를 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)(25)를 통하여 접속시키고, 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀(22)과 프레임 그라운드(26)를 제 2 접속부(27)를 통하여 접속시킴으로써 셀회로모듈(20)이 구성되는 것이다.That is, as shown in FIG. 2, a plurality of
여기서, 상기 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)(25)는 상기 셀(12) 또는 셀회로모듈(20)에서 환류되는 노이즈를 상기 프레임 그라운드(26)로 전달하여 감쇄시키며, 상기 제 2 접속부(27)는 셀회로모듈(20) 간의 통신으로 발생된 노이즈를 상기 프레임 그라운드(26)로 전달하여 감쇄시키도록 마련됨으로써, 셀모듈(10)의 정확하고 정밀한 상태정보를 손실 없이 배터리관리부(30)로 전달할 수 있게 되는 것이다.Here, the first connection part (high frequency noise suppression capacitor) 25 transfers and attenuates noise returned from the
또한, 상기 제어부(40)는 상기 배터리관리부(30)로 전달된 셀(12) 또는 셀모듈(10)의 상태정보에 따라 상기 배터리관리부(30)를 제어 및 상기 셀모듈(10)의 출력을 제어함으로써, 배터리 관리 시스템의 정밀한 출력을 제어할 수 있다.
In addition, the
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템은, 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈 내에 제 1, 2 접속부를 배치하여 셀회로모듈 내에서 환류되는 노이즈를 감쇄시킴과 동시에, 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 감쇄시키도록 구성함으로써, 정밀한 출력 제어가 구현될 수 있다.
As described above, the distributed battery management system having the communication error suppressing function according to the present invention reduces the noise flowing back in the cell circuit module by arranging first and second connections in the cell circuit module of the battery management system. At the same time, by configuring to attenuate the noise generated by the communication between the cell circuit modules, precise output control can be implemented.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments and the drawings, it is to be understood that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. Various modifications and variations may be made without departing from the scope of the appended claims.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 셀모듈 12 : 셀
20 : 셀회로모듈 22 : 핀
24 : 회로그라운드 25 : 제 1 접속부
26 : 프레임 그라운드 27 : 제 2 접속부
30 : 배터리관리부 40 : 제어부Description of the Related Art [0002]
10: cell module 12: cell
20: cell circuit module 22: pin
24: circuit ground 25: first connection portion
26: frame ground 27: second connection portion
30: battery management unit 40: control unit
Claims (5)
상기 셀모듈에 접속되어 상기 셀모듈의 상태 정보를 수집하는 복수의 셀회로모듈과;
상기 복수의 셀회로모듈에서 수집된 셀 또는 셀모듈의 상태 정보를 전달받는 배터리관리부와;
상기 배터리관리부의 제어 및 상기 셀모듈의 출력을 제어하기 위한 제어부;를 포함하며,
상기 복수의 셀회로모듈은 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 상호 접속되어 상위 셀회로모듈에 수집된 셀모듈의 상태 정보를 하위 셀회로모듈로 순차적으로 전송하여 누적된 각 셀모듈의 상태 정보가 상기 배터리관리부로 전송되며,
상기 복수의 셀회로모듈은 복수개의 핀을 구비한 시리얼 통신 방식으로 상호 연결되며, 상기 셀모듈의 상태 정보는 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀으로 전달되는 것을 특징으로 하는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템.A plurality of cell modules in which a plurality of cells connected in series or in parallel are assembled;
A plurality of cell circuit modules connected to the cell module to collect state information of the cell module;
A battery management unit receiving state information of a cell or a cell module collected by the plurality of cell circuit modules;
And a controller for controlling the battery management unit and controlling the output of the cell module.
The plurality of cell circuit modules are interconnected in a daisy chain manner to sequentially transmit the state information of the cell modules collected in the upper cell circuit module to the lower cell circuit module, thereby accumulating the state information of each cell module. Is sent to the battery management unit,
The plurality of cell circuit modules are connected to each other in a serial communication method having a plurality of pins, and the status information of the cell module is transmitted to one of the plurality of pins with a communication error suppressing function Distributed Battery Management System.
상기 셀회로모듈은 복수개의 회로그라운드와 복수개의 프레임 그라운드를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템.The method of claim 1,
The cell circuit module includes a plurality of circuit grounds and a plurality of frame grounds distributed battery management system having a communication error suppression function.
상기 셀회로모듈은 상기 회로그라운드와 프레임 그라운드를 상호 접속시키는 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)와 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀과 프레임 그라운드를 상호 접속시키는 제 2 접속부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템.3. The method of claim 2,
The cell circuit module further includes a first connection part (high frequency noise suppression capacitor) interconnecting the circuit ground and the frame ground, and a second connection part interconnecting one of the plurality of pins and the frame ground. Distributed battery management system having a communication error suppression function.
상기 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)는 상기 셀 또는 셀회로모듈에서 환류되는 노이즈를 상기 프레임 그라운드로 전달하여 감쇄시키며, 상기 제 2 접속부는 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 상기 프레임 그라운드로 전달하여 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템.The method of claim 3, wherein
The first connection unit (high frequency noise suppression capacitor) transfers and attenuates noise returned from the cell or cell circuit module to the frame ground, and the second connection unit transfers noise generated by communication between cell circuit modules to the frame ground. Distributed battery management system having a communication error suppression function characterized in that the transmission and attenuation.
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