KR101539692B1 - Fet 센싱을 이용하는 bmu 테스트 시스템 및 bmu 테스트 방법 - Google Patents

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]

Abstract

본 발명은 BMU의 FET 센싱을 이용하여 BMU를 테스트하는 BMU 테스트 시스템 및 BMU 테스트 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 BMU 테스트 시스템은, 배터리 단위와 연결되어 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 관리 유닛(BMU : Battery Management Unit); 및 배터리 관리 유닛과 연결되어 배터리 관리 유닛의 충전 또는 방전을 스위칭하는 스위치부가 온 상태일 경우에만 테스트 전류를 인가하고, 인가된 전류에 대해 배터리 관리 유닛으로부터 출력되는 데이터를 로그로 기록하고 비교하는 분석을 수행하여 배터리 관리 유닛을 테스트하는 BMU 테스트 장치를 포함한다. 본 발명에 따르면, BMU의 FET를 센싱하여 충전 또는 방전 상태일 경우에 전류를 인가하여 테스트함으로써 테스트 결과의 신뢰도를 향상시키고 BMU의 회로를 보호한다.

Description

FET 센싱을 이용하는 BMU 테스트 시스템 및 BMU 테스트 방법{System for testing Battery Management Unit using Field Effect Transistor sensing and method thereof}
본 발명은 BMU(Battery Management Unit) 테스트 시스템 및 BMU 테스트 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 BMU의 충방전 스위치의 온, 오프 상태를 판단하여 온 상태일 경우에만 BMU로 전류를 인가하여 BMU를 테스트하는 BMU 테스트 시스템 및 BMU 테스트 방법에 관한 것이다.
이차 전지는 셀과 배터리 팩으로 구분할 수 있다. 셀(cell) 또는 셀 팩(cell pack))은 충방전이 가능한 물리적 성질을 가진 배터리 단위를 의미하며, 상기 배터리 단위가 어떠한 보호 회로나 제어 회로도 장착되지 않은 상태를 지칭한다. 그리고 배터리 팩은 상기 셀의 구동이나 제어 또는 모니터링에 관한 각종 제어 회로가 장착되고, 배터리 팩이 이용되는 외부 시스템에 알맞게 패키징된 것을 지칭한다.
여기서, 상기 제어 회로는 주로 이차 전지의 충전 및 방전을 제어하고, 이차 전지의 과충전이나 과방전시 회로를 차단함으로써, 이차 전지의 수명을 연장하고 상기 외부 시스템의 안정적인 동작을 보장하는 역할을 한다.
실시 형태 또는 응용되는 형태에 따라 상기 배터리 팩은 충전 전계 효과 트랜지스터(C-FET)와 방전 전계 효과 트랜지스터(D-FET)를 사용하여 배터리의 정상적인 충전 및 방전 기능을 제어하도록 구성될 수 있다. 상기 배터리 팩의 충전 및 방전을 제어하는 기능은 배터리 관리 유닛(BMU, Battery Management Unit)에 의해 관리되며, 상기 배터리 팩을 좁은 의미에서 BMU로 칭하기도 한다.
상기 BMU는 배터리 단위의 충전 또는 방전 상태에 따라 C-FET 및 D-FET를 제어하여 배터리의 충전 및 방전이 수행되도록 제어한다. 예를 들어, BMU가 C-FET를 온 상태로 제어하면 배터리의 충전이 수행되고, D-FET를 온 상태로 제어하면 배터리의 방전이 수행된다. 또한, BMU가 배터리 단위에 허용된 기준치 이상의 전류를 감지할 경우, 디스에이블 퓨즈를 단선하여 배터리의 충, 방전 기능을 영구적으로 불능 상태로 만든다. 디스에이블 퓨즈가 단선된 BMU는 더 이상 사용이 불가하고 폐기 대상이 된다.
상기 BMU는 BMU 테스트 장비를 통해 배터리의 충전 및 방전의 제어가 정상적으로 수행되는지 테스트를 받는다. BMU 테스트 장비가 BMU를 테스트할 경우, BMU 테스트 장비는 BMU의 션트 양단에 전류를 인가한 후 인가된 전류값과 대비하여 BMU의 메인 IC가 SM(System Management) 버스를 통해 출력하는 SM 데이터의 로그를 분석한다.
여기서, BMU의 C-FET 및 D-FET가 오프인 상태는 충전 및 방전이 발생하지 않는 상태로서 정상적으로 동작하는 BMU의 메인 IC는 전류값을 0으로 감지해야만 한다. 하지만, 상기 BMU 테스트 장비가 BMU의 C-FET 및 D-FET가 오프된 상태에서 션트 양단에 테스트 전류를 인가하면, 메인 IC는 인가된 전류를 감지하게 된다. 상기 메인 IC가 C-FET 및 D-FET가 오프인 상태에서 전류를 감지하는 것은 BMU의 이상 상태를 감지한 것이 된다. 그러면, 메인 IC는 C-FET 또는 D-FET가 고장나서 전류가 감지되는 이상 상태가 발생한 것으로 오진단할 수 있다. 또한, 메인 IC는 이상 상태로 오진단하고 디스에이블 퓨즈로 단선 명령을 내릴 수 있다. 따라서, BMU 테스트 장비가 BMU를 테스트하는 과정에서 C-FET 또는 D-FET가 고장난 것으로 오진단을 야기하거나 또는 디스에이블 퓨즈를 단선하는 것은 정상적인 BMU를 폐기하는 것이 되어 자원의 낭비를 초래한다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, BMU의 충방전 스위치의 온, 오프 상태를 감지하고, 온 상태로 감지될 경우에 한하여 전류를 인가하여 테스트하는 BMU 테스트 시스템 및 BMU 테스트 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 FET 센싱을 이용하는 BMU 테스트 시스템은, 배터리 단위와 연결되어 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 관리 유닛(BMU : Battery Management Unit); 및 상기 배터리 관리 유닛과 연결되어 상기 배터리 관리 유닛의 충전 또는 방전을 스위칭하는 스위치부가 온 상태일 경우에만 테스트 전류를 상기 배터리 관리 유닛으로 인가하고, 인가된 상기 전류에 대해 상기 배터리 관리 유닛으로부터 출력되는 데이터를 로그로 기록하고 비교하는 분석을 수행하여 상기 배터리 관리 유닛을 테스트하는 BMU 테스트 장치를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 BMU 테스트 장치는, 상기 배터리 관리 유닛의 배터리 단위를 대신하여 상기 테스트 전류에 의해 충전 및 방전이 수행되는 전원 공급부; 상기 스위치부의 전압을 센싱하는 스위치 전압 센싱부; 제어 신호를 수신하여 상기 배터리 관리 유닛으로 테스트 전류를 인가하는 온 동작 및 오프 동작을 스위칭하는 전류 인가부; 상기 배터리 관리 유닛으로부터 상기 전원 공급부의 전압, 전류 및 온도를 포함하는 배터리 데이터를 출력받는 데이터 수신부; 및 상기 스위치 전압 센싱부를 통해 수신된 데이터를 이용하여 상기 스위치부의 온 또는 오프 상태를 판단하고, 상기 스위치부가 온 상태로 판단되면 상기 전류 인가부로 온 상태의 제어 신호를 출력하고, 상기 데이터 수신부로부터 수신된 배터리 데이터의 로그를 분석하는 테스트를 수행하여 상기 배터리 관리 유닛의 테스트를 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 배터리 관리 유닛은, 온 상태가 되면 상기 배터리 단위로 충전 전류를 인가하는 충전 스위치부; 온 상태가 되면, 상기 배터리 단위로부터 방전 전류를 인가하는 방전 스위치부; 이상 상태의 전류가 감지되면 제어 신호에 의해 단선되는 퓨즈부; SM 버스를 통해 배터리 단위의 데이터를 출력하는 출력부; 및 상기 충전 스위치부 및 상기 방전 스위치부로 온 및 오프 상태의 제어 신호를 출력하고, 상기 퓨즈부로 단선 명령의 제어 신호를 출력하고, 상기 출력부로 상기 배터리 단위의 데이터를 출력하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 BMU 테스트 장치는, 배터리 단위가 제거된 상기 배터리 관리 유닛과 접속되어 상기 테스트를 수행한다.
더욱이, 상기 스위치부는, 충전 FET(Field Effect Transistor) 및 방전 FET로 구성된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 BMU 테스트 장치는, 상기 배터리 관리 유닛과 연결되면, 상기 스위치부의 양단 접점에서의 전위차를 이용하여 상기 스위치부의 전압을 센싱하고, 센싱된 상기 전압이 기준 전압 미만이면 상기 스위치부의 오프 상태로 판단하고, 센싱된 상기 스위치부의 전압이 기준 전압 이상이면 상기 스위치부의 온 상태로 판단한다.
여기서, 상기 BMU 테스트 장치는, 상기 스위치부를 오프 상태로 판단하면, 상기 배터리 관리 유닛으로 테스트 전류를 인가하지 않는다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 BMU 테스트 장치는, 상기 배터리 관리 장치가 전류를 감지하는 션트(shunt)의 양단으로 상기 테스트 전류를 인가한다.
여기서, 상기 BMU 테스트 장치는, 컴퓨터 단말로 구현되어 화면에 표시된 제어 프로그램을 통해 테스트 전류값을 입력받고, 상기 전류값에 대응하여 테스트 전류를 상기 배터리 관리 유닛으로 인가하고, 테스트 분석 결과를 화면에 표시한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 FET 센싱을 이용하는 BMU 테스트 방법은, 접속된 배터리 관리 유닛으로 전류를 인가하여 상기 배터리 관리 유닛을 테스트하는 BMU 테스트 장치가 실행하는 BMU 테스트 방법에 있어서, (a)접속된 배터리 관리 유닛의 충전 또는 방전 상태를 스위칭하는 스위치부의 전압을 센싱하는 스위치 전압 센싱 단계; (b)센싱된 전압을 이용하여 상기 스위치부가 온 상태인지 판단하는 스위치 상태 판단 단계; (c)상기 스위치부가 온 상태이면, 테스트 전류를 상기 배터리 관리 유닛으로 인가하는 전류 인가 단계; 및 (d)인가된 상기 전류의 값과 상기 배터리 관리 유닛으로부터 출력되는 데이터를 로그로 기록하고 비교하는 테스트를 수행하는 BMU 테스트 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, BMU의 FET를 센싱하여 충전 또는 방전 상태일 경우에만 전류를 인가함으로써 BMU가 충전 및 방전 상태가 아닐 때 비정상적으로 인가된 전류에 의해 발생되는 테스트 결과의 오류를 제거하고, BMU 회로의 영구적 불능을 방지할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMU 테스트 시스템의 개략적 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 BMU의 충전 또는 방전 스위치의 온 상태를 감지하는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMU의 출력 데이터를 비교 분석한 결과의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예예 따른 BMU 테스트 방법의 개략적 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMU 테스트 시스템(1)의 개략적 구성을 도시하고 기능을 예시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMU 테스트 시스템(1)은 배터리 관리 유닛(3)과 연결되어 배터리 관리 유닛(3)의 제어 기능을 테스트하는 BMU 테스트 장치(2) 및 배터리부(4)와 연결되어 배터리부(4)의 충, 방전을 제어하는 배터리 관리 유닛(3)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 BMU 테스트 장치(2)는 연결된 배터리 관리 유닛(3)을 상대로 테스트의 수행을 제어하는 제어부(21), 연결된 배터리 관리 유닛(3)에 대해 제거된 배터리부(4)를 대신하여 충전 및 방전을 수행하는 전원 공급부(22), 연결된 배터리 관리 유닛(3)에 대해 충, 방전 스위치부의 전압을 센싱하는 스위치 전압 센싱부(23), 제어 신호를 수신하여 연결된 배터리 관리 유닛(3)으로 테스트용 전류를 인가할 것인지 여부를 스위칭하는 전류 인가부(24) 및 배터리 관리 유닛(3)으로 인가된 전류에 대응하여 출력된 데이터를 수신하는 데이터 수신부(25)를 포함하여 구성된다.
상기 제어부(21)는 전원 공급부(22), 스위치 전압 센싱부(23), 전류 인가부(24) 및 데이터 수신부(25)를 이용하여 BMU 테스트 장치(2)가 배터리 관리 유닛(3)을 테스트하는 것을 제어한다.
상기 전원 공급부(22)는 배터리부(4)가 제거된 상태로 연결된 배터리 관리 유닛(3)에 대해 제거된 상기 배터리부(4)를 대신하여 배터리 역할을 하는 파워 서플라이(power supply)에 해당된다. 즉, BMU 테스트 장치(2)가 배터리 관리 유닛(3)을 테스트할 때, 전원 공급부(22)가 배터리 관리 유닛(3)의 배터리부(4)를 대신하여 충전 또는 방전된다.
상기 스위치 전압 센싱부(23)는 배터리 관리 유닛(3)의 충, 방전 스위치의 전압을 센싱한다. 예를 들면, 스위치 전압 센싱부(23)는 배터리 관리 유닛(3)의 충전 스위치부(32)의 양단의 2개 지점에서 각각 전위를 센싱하고, 각각의 지점에서 센싱된 신호값을 제어부(21)로 출력한다. 그러면, 제어부(21)는 수신된 전위값의 차이값을 충전 스위치부(32)의 전압으로 구한다. 상기에서와 같이, 스위치 전압 센싱부(23)는 방전 스위치부(33)의 양단에서 전위값을 센싱하고, 제어부(21)는 센싱된 전위값의 전위차를 방전 전압으로 구한다.
도 2를 참조하면, 제어부(21)는 충전 스위치부(32)에서 센싱된 전압이 기준 전압 이상일 경우 충전 스위치부(32)가 온 상태(열린 상태)로서 배터리 관리 유닛(3)이 충전 중인 것으로 판단한다. 물론, 상기 충전 중인 상태는 전원 공급부(22)로 에너지가 충전되는 상태를 말한다. 반대로, 상기 센싱된 전압이 기준 전압 미만이면 제어부(21)는 충전 스위치부(32)가 오프 상태로서 배터리 관리 유닛(3)이 충전 상태가 아닌 것으로 판단한다. 상기 충전 상태의 판단과 유사하게, 제어부(21)는 방전 스위치부(33)에서 센싱된 전압이 기준 전압 이상일 경우 방전 스위치부(33)가 온 상태로서 전원 공급부(22)로부터 에너지가 방전되는 상태를 말한다.
상기 전류 인가부(24)는 스위치 소자에 해당되며, 제어부(21)가 배터리 관리 유닛(3)이 충전 중인 상태로 판단하면, 전류 인가부(24)로 스위치 온의 제어 신호를 출력한다. 그러면, 전류는 BMU 테스트 장치(2)로부터 전류 인가부(24)를 통해 배터리 관리 유닛(3)의 션트부(34) 양단으로 인가된다.
도 3을 참조하면, 상기 데이터 수신부(25)는 션트부(34) 양단에 전류가 인가됨에 따라 배터리 관리 유닛(3)으로부터 출력되는 전류, 전압, 온도 등의 배터리 데이터를 수신한다. 그러면, 제어부(21)는 인가된 전류 정보와 수신된 상기 배터리 데이터를 비교하여 배터리 관리 유닛(3)을 테스트한다. 예를 들어, 제어부(21)는 배터리 관리 유닛(3)으로 인가된 전류값과 대비하여 데이터 수신부(25)가 배터리 관리 유닛(3)으로부터 수신한 전류값을 비교하여 배터리 관리 유닛(3)을 테스트한다. 또한, 제어부(21)는 인가된 전류의 변화량에 상응하여 데이터 수신부(25)가 배터리 관리 유닛(3)으로부터 수신한 데이터의 변화량을 비교하여 배터리 관리 유닛(3)을 테스트한다.
상기의 테스트 수행시, 상기 배터리 관리 유닛(3)은 배터리부(4)가 제거된 상태로 BMU 테스트 장치(2)와 연결된다. 상기 배터리부(4)는 복수개 배터리 셀의 집합체이다. 그리고 BMU 테스트 장치(2)는 컴퓨터 단말로 구현될 수 있고, 상기 컴퓨터 단말에서 배터리 관리 유닛(3)의 테스트를 제어하고 테스트 실행의 상태 정보와 결과를 화면에 출력하는 전용 어플리케이션 프로그램이 실행된다.
상기 배터리 관리 유닛(3)이 BMU 테스트 장치(2)에 접속되면, BMU 테스트 장치(2)의 전원 공급부(22)는 배터리부(4)를 대신하여 BMU 테스트 장치(2)에 연결된다. 스위치 전압 센싱부(23)는 배터리 관리 유닛(3)의 충전 스위치부(32) 및 방전 스위치부(33)의 각각의 양단에 연결된다. 전류 인가부(24)는 배터리 관리 유닛(3)의 션트부(34)의 양단에 연결된다. 그리고 데이터 수신부(25)는 배터리 관리 유닛(3)의 출력부(26)에 연결된다.
배터리 관리 유닛(3)의 제어부(31)는 충전시 충전 스위치부(예 : C-FET, Charge-Field Effect Transistor)(32)를 온 상태로 스위칭하여 충전을 제어하고, 방전시 방전 스위치부(예, D-FET, Discharge-FET)(33)를 온 상태로 스위칭하여 방전을 제어한다. 여기서, 테스트가 아닌 정상 실행 중의 배터리 관리 유닛(3)이라면 충전 스위치부(32) 및 방전 스위치부(33)가 오프인 상태에서 제어부(31)는 전류를 감지하지 못해야만 한다. 하지만, BMU 테스트 장치(2)가 C-FET(32) 및 D-FET(33)가 오프인 상태에서 테스트를 위해 배터리 관리 유닛(3)으로 전류를 인가하면, 제어부(31)가 전류를 감지할 수 있다. 그러면, 제어부(31)는 오프인 상태에서 전류가 감지됨에 따라 이상 상태로 판단하여 퓨즈부(35)로 단선 제어 신호를 출력할 수 있다. 상기 단선 제어 신호에 의해 퓨즈부(35)에서 단선이 발생되면, 배터리 관리 유닛(3)은 영구적 불능(permanent fail) 상태가 되어 폐기 대상이 된다.
때문에, 상기 BMU 테스트 장치(2)는 충전 스위치부(32) 및 방전 스위치부(33)로부터 각각 감지된 전압이 모두 기준 전압 미만일 경우 오프 상태로 판단하고 션트부(34)의 양단을 통해 전류가 인가되지 못하도록 제어한다. 그리고 BMU 테스트 장치(2)는 충전 스위치부(32) 및 방전 스위치부(33)로부터 각각 감지된 전압이 기준 전압 이상이 되어 어느 하나라도 온 상태가 되는 경우, 션트부(34)의 양단으로 전류 출력을 인가한다. 그러면, 제어부(31)는 인가된 전류를 이용하여 충전 또는 방전을 제어하면서 출력부(36)로 배터리 정보를 출력한다. 상기 출력부(36)는 SM(System Management) 버스로 구성되어 클럭(SCL)과 데이터(SDA)라인을 가지며 배터리의 전류, 전압 및 온도 등의 상태 정보를 출력한다. 물론, 출력부(36)를 통해 출력된 배터리 데이터는 데이터 수신부(25)가 수신한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예예 따른 BMU 테스트 방법의 개략적 순서도이다.
배터리 관리 유닛(3)의 테스트를 위해, 상기 배터리 관리 유닛(3)은 배터리부(4)가 제거된 상태로 BMU 테스트 장치에 연결된다(S22). 배터리 관리 유닛(3)이 연결되면, BMU 테스트 장치(2)의 전원 공급부(22)는 제거된 배터리부(4)를 대신하여 에너지가 충전 또는 방전된다. BMU 테스트 장치(2)와 배터리 관리 유닛(3)이 연결된 후, 테스트가 시작되면, BMU 테스트 장치(2)는 배터리 관리 유닛(3)이 충전 또는 방전 중일 때, 배터리 관리 유닛(3)으로 테스트용 전류를 인가한다.
먼저, 배터리 관리 유닛(3)이 충전 또는 방전 중인지를 판단하기 위해, BMU 테스트 장치(2)는 배터리 관리 유닛(3)의 충전 스위치부(32) 및 방전 스위치부(3)의 양단에서 각각의 전압을 센싱한다(S23). 구체적으로, BMU 테스트 장치(2)는 충전 스위치부(32)의 양단의 접점에서 측정된 전위값의 차이를 이용하여 충전 스위치(32)의 전압을 구한다. 마찬가지로, BMU 테스트 장치(2)는 방전 스위치부(33)의 양단의 접점에서 측정된 전위값의 차를 방전 스위치(33)의 전압으로 구한다.
충전 스위치부(32) 및 방전 스위치부(33)에서 각각의 전압이 센싱되면, BMU 테스트 장치(2)는 각각의 전압이 기준 전압 이상인지를 비교하여 충전 또는 방전 스위치의 온, 오프 상태를 판단한다(S231). 예를 들어, 충전 스위치부(32)의 전압이 기준 전압 이상이면 스위치 온 상태로서, BMU 테스트 장치(2)는 배터리 관리 유닛(2)을 충전 중인 상태로 판단한다. 그리고 충전 스위치부(32)의 전압이 기준 전압 미만이면 스위치 오프 상태로서, BMU 테스트 장치(2)는 배터리 관리 유닛(2)을 충전 상태가 아닌 것으로 판단한다. 마찬가지로, BMU 테스트 장치(2)는 방전 스위치부(32)의 전압과 기준 전압을 비교하여 스위치의 온/오프 상태를 판단한다.
여기서, BMU 테스트 장치(2)는 충전 스위치부(32) 및 방전 스위치부(3)가 모두 오프 상태로서 충전 및 방전 상태가 아닌 것으로 판단하면, BMU 테스트 장치(2)는 배터리 관리 유닛(3)으로 흐르는 테스트 전류의 출력을 차단한다. 따라서, BMU 테스트 장치(2)가 테스트를 하는 도중에 배터리 관리 유닛(3)의 상기 오프 상태에서 전류가 인가됨에 따라 제어부(31)가 비정상적인 전류를 감지하여 배터리 데이터의 오류값을 출력하는 것을 배제할 수 있다. 또한, BMU 테스트 장치(2)는 배터리 관리 유닛(3)이 상기 오프 상태에서 비정상적 전류를 감지하여 퓨즈부(5)의 단선으로 인한 영구적 불능을 방지할 수 있다.
만약, BMU 테스트 장치(2)가 충전 스위치부(32) 및 방전 스위치부(33) 중에서 적어도 하나가 온 상태임을 감지하면, 배터리 관리 유닛(3)이 충전 또는 방전 중인 상태로 판단하고, 션트부(34)의 양단의 접점으로 전류를 인가한다(S24).
배터리 관리 유닛(3)으로 인가된 상기 전류가 흐르는 과정에서, BMU 테스트 장치(2)는 배터리 관리 유닛(3)의 SM 버스를 통해 출력되는 배터리 데이터를 수신한다(S25).
그러면, BMU 테스트 장치(2)는 배터리 관리 유닛(3)으로부터 수신된 상기 배터리 데이터를 로그 데이터로 기록하면서 인가된 전류와 대비하여 상기 배터리 데이터의 전류, 전압 및 온도 등을 비교하여 테스트 결과를 생성한다(S251). 그리고 BMU 테스트 장치(2)는 인가된 전류값, 수신된 상기 배터리 데이터를 포함하는 상기 테스트 결과를 화면을 통해 표시한다(S252).
상술한 실시예에서, "~부"라는 용어는 BMU 테스트 시스템(1)의 하드웨어적 구분을 의미하는 용어로 사용된 것이 아니다. 따라서 복수의 구성부가 하나의 구성부로 통합될 수도 있고, 하나의 구성부가 복수의 구성부로 분할될 수도 있다. 또한, 구성부는 하드웨어 구성부를 의미할 수도 있지만, 소프트웨어의 구성부를 의미할 수도 있다. 따라서 본 발명은 "~부"라는 용어에 의해 특별히 한정되지 않음을 이해하여야 할 것이다.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1 : BMU 테스트 시스템 2 : BMU 테스트 장치
3 : 배터리 관리 유닛 21 : 제어부
22 : 전원 공급부 23 : 스위치 전압 센싱부
24 : 전류 인가부 25 : 데이터 수신부

Claims (18)

  1. 배터리 단위와 연결되어 배터리의 충전 및 방전을 제어하고, 충전 또는 방전을 스위칭하는 스위치부가 오프인 상태에서 전류가 감지되면 이상 상태로 판단하여 퓨즈를 단선시키는 배터리 관리 유닛(BMU : Battery Management Unit); 및
    상기 배터리 관리 유닛과 연결되어 상기 배터리 관리 유닛의 상기 스위치부가 온 상태일 경우에만 테스트 전류를 상기 배터리 관리 유닛으로 인가하여 상기 퓨즈의 단선을 방지하고, 인가된 상기 전류에 대해 상기 배터리 관리 유닛으로부터 출력되는 데이터를 로그로 기록하고 비교하는 분석을 수행하여 상기 배터리 관리 유닛을 테스트하는 BMU 테스트 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 BMU 테스트 장치는,
    상기 배터리 관리 유닛의 배터리 단위를 대신하여 상기 테스트 전류에 의해 충전 및 방전이 수행되는 전원 공급부;
    상기 스위치부의 전압을 센싱하는 스위치 전압 센싱부;
    제어 신호를 수신하여 상기 배터리 관리 유닛으로 테스트 전류를 인가하는 온 동작 및 오프 동작을 스위칭하는 전류 인가부;
    상기 배터리 관리 유닛으로부터 상기 전원 공급부의 전압, 전류 및 온도를 포함하는 배터리 데이터를 출력받는 데이터 수신부; 및
    상기 스위치 전압 센싱부를 통해 수신된 데이터를 이용하여 상기 스위치부의 온 또는 오프 상태를 판단하고, 상기 스위치부가 온 상태로 판단되면 상기 전류 인가부로 온 상태의 제어 신호를 출력하고, 상기 데이터 수신부로부터 수신된 배터리 데이터의 로그를 분석하는 테스트를 수행하여 상기 배터리 관리 유닛의 테스트를 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 배터리 관리 유닛은,
    온 상태가 되면 상기 배터리 단위로 충전 전류를 인가하는 충전 스위치부;
    온 상태가 되면, 상기 배터리 단위로부터 방전 전류를 인가하는 방전 스위치부;
    이상 상태의 전류가 감지되면 제어 신호에 의해 단선되는 퓨즈부;
    SM 버스를 통해 배터리 단위의 데이터를 출력하는 출력부; 및
    상기 충전 스위치부 및 상기 방전 스위치부로 온 및 오프 상태의 제어 신호를 출력하고, 상기 퓨즈부로 단선 명령의 제어 신호를 출력하고, 상기 출력부로 상기 배터리 단위의 데이터를 출력하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 시스템.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 BMU 테스트 장치는,
    배터리 단위가 제거된 상기 배터리 관리 유닛과 접속되어 상기 테스트를 수행하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 시스템.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 스위치부는,
    충전 FET(Field Effect Transistor) 및 방전 FET로 구성되는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 시스템.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 BMU 테스트 장치는,
    상기 배터리 관리 유닛과 연결되면, 상기 스위치부의 양단 접점에서의 전위차를 이용하여 상기 스위치부의 전압을 센싱하고, 센싱된 상기 전압이 기준 전압 미만이면 상기 스위치부의 오프 상태로 판단하고, 센싱된 상기 스위치부의 전압이 기준 전압 이상이면 상기 스위치부의 온 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 BMU 테스트 장치는,
    상기 스위치부를 오프 상태로 판단하면, 상기 배터리 관리 유닛으로 테스트 전류를 인가하지 않는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 시스템.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 BMU 테스트 장치는,
    상기 배터리 관리 장치가 전류를 감지하는 션트(shunt)의 양단으로 상기 테스트 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 시스템.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 BMU 테스트 장치는,
    컴퓨터 단말로 구현되어 화면에 표시된 제어 프로그램을 통해 테스트 전류값을 입력받고, 상기 전류값에 대응하여 테스트 전류를 상기 배터리 관리 유닛으로 인가하고, 테스트 분석 결과를 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 시스템.
  10. 배터리 단위와 연결되어 배터리의 충전 및 방전을 제어하고, 충전 또는 방전을 스위칭하는 스위치부가 오프인 상태에서 전류가 감지되면 이상 상태로 판단하여 퓨즈를 단선시키는 배터리 관리 유닛(BMU : Battery Management Unit)으로 전류를 인가하여 상기 배터리 관리 유닛을 테스트하는 BMU 테스트 장치가 실행하는 BMU 테스트 방법에 있어서,
    (a)접속된 배터리 관리 유닛의 충전 또는 방전 상태를 스위칭하는 스위치부의 전압을 센싱하는 스위치 전압 센싱 단계;
    (b)센싱된 전압을 이용하여 상기 스위치부가 온 상태인지 판단하는 스위치 상태 판단 단계;
    (c)상기 퓨즈의 단선을 방지하고자 상기 스위치부가 온 상태이면, 테스트 전류를 상기 배터리 관리 유닛으로 인가하는 전류 인가 단계; 및
    (d)인가된 상기 전류의 값과 상기 배터리 관리 유닛으로부터 출력되는 데이터를 로그로 기록하고 비교하는 테스트를 수행하는 BMU 테스트 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 단계(a) 이전에,
    상기 BMU 테스트 장치가 배터리 단위가 제거된 상기 배터리 관리 유닛과 접속되면, 제거된 상기 배터리 단위를 대신하여 상기 BMU 테스트 장치의 전원 공급부가 충전과 방전을 수행하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 방법.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 단계(a)는, 상기 BMU 테스트 장치가,
    상기 배터리 관리 유닛의 충전 FET(Field Effect Transistor)의 양단에서 각각 측정된 전위값의 차이를 이용하여 충전 전압을 센싱하는 단계; 및
    상기 배터리 관리 유닛의 방전 FET의 양단에서 각각 측정된 전위값의 차이를 이용하여 방전 전압을 센싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 단계(b)는, 상기 BMU 테스트 장치가,
    상기 배터리 관리 유닛의 충전 FET에서 센싱된 전압이, 기준 전압 미만이면 충전이 중단된 오프 상태로 판단하고 기준 전압 이상이면 충전이 지속되는 온 상태로 판단하는 단계; 및
    상기 배터리 관리 유닛의 방전 FET에서 센싱된 전압이, 기준 전압 미만이면 방전이 중단된 오프 상태로 판단하고 기준 전압 이상이면 방전이 지속되는 온 상태로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 단계(c)는, 상기 BMU 테스트 장치가,
    상기 배터리 관리 유닛으로 테스트 전류를 인가하는 스위치의 온 및 오프를 제어하는 단계로서, 상기 스위치부가 온 상태이면 상기 스위치로 온 상태의 제어 신호를 출력하여 테스트 전류를 인가하고, 상기 스위치부가 오프 상태이면 상기 스위치로 오프 상태의 제어 신호를 출력하여 테스트 전류를 인가하지 않는 단계인 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 방법.
  15. 제 10항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 단계(c)는, 상기 BMU 테스트 장치가,
    상기 스위치부가 온 상태가 되면, 상기 배터리 관리 장치가 전류를 감지하는 션트(shunt)의 양단으로 상기 테스트 전류를 인가하는 단계인 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 단계(c)는,
    상기 스위치부가 오프인 상태에서, 상기 배터리 관리 유닛이 상기 배터리 관리 장치로부터 인가된 상기 전류를 출력받으면, 이상 상태로 판단하고 퓨즈부로 단선 명령의 제어 신호를 출력하여 상기 배터리 관리 유닛의 영구 불능 상태로 전환하는 단계인 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 방법.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 단계(d)는, 상기 BMU 테스트 장치가,
    상기 배터리 관리 유닛으로부터 배터리 단위를 대신하는 BMU 테스트 장치의 전원 공급부의 전압, 전류 및 온도를 포함하는 배터리 데이터를 출력받는 단계;
    상기 배터리 데이터를 로그 데이터로 기록하는 단계; 및
    상기 배터리 관리 유닛에 인가된 상기 전류의 값과 상기 배터리 데이터의 비교 결과를 생성하여 상기 로그 데이터에 기록하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 방법.
  18. 제 10항에 있어서,
    (e)상기 BMU 테스트 장치는 컴퓨터 단말로서 화면에 표시된 제어 프로그램을 통해 입력된 테스트 전류값, 상기 배터리 관리 유닛으로부터 출력된 데이터 및 테스트 분석 결과를 화면에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BMU 테스트 방법.
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