KR101570475B1 - Vehicle battery management system considering functional safety and controlling method of the same, and computer-readable recording medium for the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 메인 프로세서와 모니터링 프로세서와 워치독 프로세서를 조합하여 전압 모니터링, 태스크 모니터링, 워치독 모니터링을 수행함으로써 차량용 배터리의 기능안전을 달성하는 차량용 배터리 제어 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 차량용 배터리의 전류 또는 전압의 변동으로 인한 전자장치의 파손을 방지할 수 있고 전자제어 유닛의 태스크 순서 오류나 실행 지연 그리고 전자제어 유닛의 알고리즘 수행 오류로 인해 유발될 수 있는 오작동을 방지할 수 있어 차량용 배터리의 기능안전을 보장할 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명에 따르면 전압 모니터링을 통해 오작동 가능성을 검출하면 배터리 관리시스템을 리셋시킴으로써 시스템이 영구 중단되지 않고 작동을 유지할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a vehicle battery control technique that achieves functional safety of a vehicle battery by performing voltage monitoring, task monitoring, and watchdog monitoring by combining a main processor, a monitoring processor, and a watchdog processor. According to the present invention, it is possible to prevent breakage of the electronic device due to fluctuation of the current or voltage of the vehicle battery, to prevent malfunction that may be caused by a task sequence error or execution delay of the electronic control unit and an algorithm execution error of the electronic control unit And the function safety of the vehicle battery can be assured. Further, according to the present invention, when the possibility of malfunction is detected through the voltage monitoring, the system can be operated without being permanently interrupted by resetting the battery management system.

Description

기능안전을 고려한 차량용 배터리 관리시스템 및 그 제어 방법, 그리고 이를 위한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체{VEHICLE BATTERY MANAGEMENT SYSTEM CONSIDERING FUNCTIONAL SAFETY AND CONTROLLING METHOD OF THE SAME, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM FOR THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a vehicle battery management system and a control method thereof, and a computer readable recording medium therefor. [0002]

본 발명은 일반적으로 차량용 배터리의 제어 기술에 관한 것으로, 특히 메인 프로세서와 모니터링 프로세서와 워치독 프로세서를 조합하여 전압 모니터링, 태스크 모니터링, 워치독 모니터링을 수행함으로써 차량용 배터리의 기능안전(functional safety)을 달성하는 차량용 배터리 제어 기술에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a control technology of a vehicle battery, and more particularly, to achieve functional safety of a vehicle battery by performing voltage monitoring, task monitoring, and watchdog monitoring by combining a main processor, The present invention relates to a vehicle battery control technique.

일반적으로 차량에는 배터리가 장착되어 있다. 이러한 차량용 배터리는 기본적으로는 엔진을 구동시키기 위한 것이었으나 최근에는 각종의 전자장치로 전력을 공급하는 용도로도 사용된다. 최근들어 전자제어 유닛을 비롯한 각종의 전자장치들이 차량에 적용되고 있는데, 그에 따라 배터리가 더욱 중요해지고 있다. 또한 하이브리드 자동차와 전기 자동차가 등장함에 따라 차량용 배터리에 대한 관리의 중요성이 더욱더 크게 부각되고 있다.Generally, the vehicle is equipped with a battery. Such a vehicle battery is basically for driving an engine, but recently it is also used for supplying power to various electronic devices. BACKGROUND ART [0002] In recent years, various electronic devices including an electronic control unit have been applied to vehicles, and batteries are becoming more important. In addition, as hybrid and electric vehicles appear, the importance of vehicle battery management becomes more important.

배터리의 성능이 차량 성능에 많은 영향을 미치고 나아가 배터리는 안전에도 중요한 요인이 되므로 배터리를 적시에 교체하는 등 배터리 자체의 품질을 양호하게 유지하는 것 뿐만 아니라 배터리의 충전상태와 건강상태를 온전하게 관리할 수 있는 배터리 관리시스템의 중요성이 더욱 커지고 있다.
The performance of the battery greatly affects the performance of the vehicle. Furthermore, since the battery is also an important factor for safety, it is important not only to keep the quality of the battery itself good by changing the battery in a timely manner, The importance of battery management systems that can be used is increasing.

따라서 본 발명의 목적은 메인 프로세서와 모니터링 프로세서와 워치독 프로세서를 조합하여 전압 모니터링, 태스크 모니터링, 워치독 모니터링을 수행함으로써 궁극적으로는 차량용 배터리에 대해 기능안전을 담보할 수 있는 차량용 배터리 제어 기술을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle battery control technology capable of ensuring functional safety for a vehicle battery by performing voltage monitoring, task monitoring, and watchdog monitoring by combining a main processor, a monitoring processor, and a watchdog processor .

또한 본 발명의 목적은 차량용 배터리로부터 입력되는 전류 또는 전압 값의 변동으로 인한 전자장치의 파손을 방지하고, 배터리 관리시스템의 태스크(task) 순서 오류 또는 실행 지연으로 인한 배터리 관리시스템의 오작동을 방지할 수 있는 차량용 배터리 제어 기술을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a battery management system capable of preventing breakage of an electronic device due to variation of a current or voltage value inputted from a battery for a vehicle and preventing malfunction of a battery management system due to a task order error or execution delay of the battery management system And to provide a battery control technology for a vehicle.

또한 본 발명의 목적은 전자제어 유닛에서의 알고리즘 수행 오류로 인해 발생할 수 있는 배터리 관리시스템의 오작동을 방지할 수 있는 차량용 배터리 제어 기술을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a vehicle battery control technique that can prevent a malfunction of a battery management system that may occur due to an algorithm execution error in an electronic control unit.

이상과 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 배터리 관리시스템은, 차량용 배터리의 출력 전류와 온도를 측정하는 배터리 센서부(200); 배터리 센서부에서 획득된 정보를 이용하여 차량용 배터리의 충전상태(SOC)와 건강상태(SOH)를 관리하는 미리 설정된 연산을 중복 실행하고 그 연산 결과에 따라 차량용 배터리의 충전상태와 건강상태를 관리하며, 위 연산의 중복 실행 결과와 태스크의 실행 상태를 검사하고 그 검사 결과를 메모리에 저장하는 마이크로컨트롤러(320); 차량용 배터리의 출력 전압이 미리 설정된 기준치 범위를 벗어나는 경우와 검사 결과가 반복하여 비정상으로 나타난다고 판단되는 경우에 마이크로컨트롤러를 리셋하는 워치독 프로세서(310);를 포함하여 구성된다. 이때, 메인 프로세서의 연산 결과에 따른 냉각제어 신호에 대응하여 차량용 배터리의 온도 제어를 수행하는 배터리 냉각기(210);를 더 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery management system for a vehicle, comprising: a battery sensor unit for measuring an output current and a temperature of a vehicle battery; The battery state information is used to duplicate a preset operation for managing the state of charge (SOC) and the state of health (SOH) of the vehicle battery, and the charging state and the health state of the vehicle battery are managed according to the calculation result A micro controller 320 for checking the execution result of the redundant execution of the above operation and the execution status of the task and storing the result of the check in a memory; And a watchdog processor 310 for resetting the microcontroller when it is determined that the output voltage of the vehicle battery deviates from a predetermined reference value range and the test result is repeatedly determined to be abnormal. And a battery cooler 210 for performing temperature control of the vehicle battery in response to a cooling control signal according to the calculation result of the main processor.

이때, 마이크로컨트롤러(320)는, 배터리 센서부에서 획득된 정보를 이용하여 배터리의 충전상태(SOC)와 건강상태(SOH)를 관리하는 미리 설정된 연산을 중복 실행하여 저장하고 그 연산 결과에 따라 차량용 배터리의 충전상태와 건강상태를 관리 동작을 수행하는 메인 프로세서(326); 메인 프로세서의 동작 순서에 오류가 발생하거나 메인 프로세서의 동작 시간이 미리 설정된 시간을 초과하거나 중복 연산된 결과가 상이한 경우에 에러카운터를 증가시키는 모니터링 프로세서(323); 메인 프로세서의 동작 순서 및 동작 시간, 그리고 중복 연산된 결과를 저장하는 메모리(324);를 포함하여 구성되고, 워치독 프로세서(310)는 메모리에 저장된 에러카운터 값이 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 마이크로컨트롤러를 리셋시킨다.At this time, the microcontroller 320 duplicates and stores a preset operation for managing the state of charge (SOC) and health state (SOH) of the battery using the information obtained from the battery sensor unit, A main processor (326) for performing a maintenance operation of a state of charge and a state of health of the battery; A monitoring processor (323) for increasing an error counter when an error occurs in the operation order of the main processor, when the operation time of the main processor exceeds a preset time, or when the result of the redundant operation is different; And a memory 324 for storing the operation sequence and the operation time of the main processor and the result of the redundant operation, and the watchdog processor 310 is configured to, when the error counter value stored in the memory is equal to or greater than a preset threshold value, Lt; / RTI >

또한, 워치독 프로세서(310)는 차량용 배터리의 출력 전압을 검출하기 위한 AD 변환기를 구비하여 클럭이 발생할 때마다 차량용 배터리의 출력 전압이 미리 설정된 기준치 범위를 벗어나는지 여부를 검사할 수 있다.The watchdog processor 310 may include an A / D converter for detecting the output voltage of the vehicle battery, and may check whether the output voltage of the vehicle battery is out of a preset reference value range whenever a clock is generated.

한편, 본 발명에 따른 기능안전을 고려한 차량용 배터리 제어 방법은, 마이크로컨트롤러가 차량용 배터리의 출력 전류와 온도 정보를 획득하는 단계; 마이크로컨트롤러가 차량용 배터리의 출력 전류와 온도 정보를 이용하여 배터리의 충전상태(SOC)와 건강상태(SOH)를 관리하는 미리 설정된 연산을 중복 실행하는 단계; 마이크로컨트롤러가 중복 실행 결과 및 연산 결과에 따른 태스크 실행 상태에 대한 검사 결과를 저장하는 단계; 워치독 프로세서가 차량용 배터리의 출력 전압을 검사하여 미리 설정된 기준치 범위를 벗어나는 경우 마이크로컨트롤러를 리셋하는 단계;를 포함하여 구성된다.Meanwhile, a method for controlling a battery for a vehicle, which considers functional safety according to the present invention, includes the steps of: acquiring an output current and temperature information of a vehicle battery; The microcontroller repeatedly executing a preset operation for managing a state of charge (SOC) and a state of health (SOH) of the battery using output current and temperature information of the vehicle battery; The microcontroller storing duplicate execution results and inspection results of task execution states according to the calculation results; And resetting the microcontroller if the watchdog processor checks the output voltage of the vehicle battery and falls outside a preset reference value range.

이때, 본 발명에 따른 방법은, 마이크로컨트롤러가 태스크의 동작 순서의 오류가 발생하거나 태스크의 동작 시간이 미리 설정된 시간을 초과하거나 중복 실행된 결과가 서로 상이한 경우에 에러카운터를 증가시키는 단계; 워치독 프로세서가 에러카운터를 체크하여 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 마이크로컨트롤러를 리셋하는 단계;를 더 포함할 수 있다.At this time, the method according to the present invention includes the steps of increasing an error counter when an error occurs in the operation sequence of the task, when the operation time of the task exceeds a preset time, or when results of redundancy execution are different from each other; And resetting the microcontroller if the watchdog processor checks the error counter and is greater than or equal to a preset threshold value.

한편, 본 발명에 따른 컴퓨터로 판독가능한 기록매체는 이상과 같은 기능안전을 고려한 차량용 배터리 제어 방법을 실행시키기 위한 차량용 배터리 제어 프로그램을 기록한 것이다.
On the other hand, a computer-readable recording medium according to the present invention records a vehicle battery control program for executing a vehicle battery control method in consideration of functional safety as described above.

본 발명의 차량용 배터리 관리시스템에 따르면 차량용 배터리의 전류 또는 전압의 변동으로 인한 전자장치의 파손을 방지할 수 있고 전자제어 유닛의 태스크 순서 오류나 실행 지연으로 인한 오작동을 방지할 수 있어 차량용 배터리의 기능안전을 보장할 수 있는 장점이 있다. According to the vehicle battery management system of the present invention, it is possible to prevent breakage of the electronic device due to a change in current or voltage of the vehicle battery and to prevent malfunction due to a task sequence error or execution delay of the electronic control unit, Can be guaranteed.

또한 본 발명의 차량용 배터리 관리시스템에 따르면 전자제어 유닛의 알고리즘 수행 오류로 인해 유발될 수 있는 오작동을 방지할 수 있어 차량용 배터리의 기능안전을 보장할 수 있는 장점이 있다.Further, according to the vehicle battery management system of the present invention, it is possible to prevent a malfunction that may be caused due to an algorithm execution error of the electronic control unit, thereby assuring the function safety of the vehicle battery.

또한 본 발명의 차량용 배터리 관리시스템에 따르면 전압 모니터링을 통해 오작동 가능성을 검출하면 배터리 관리시스템을 리셋시킴으로써 시스템이 영구 중단되지 않고 작동을 유지할 수 있는 장점이 있다.
Further, according to the vehicle battery management system of the present invention, when the possibility of malfunction is detected through the voltage monitoring, the system can be operated without being permanently interrupted by resetting the battery management system.

[도 1]은 차량용 배터리를 관리하기 위한 일반적인 구성을 나타내는 도면,
[도 2]는 본 발명에 따른 차량용 배터리 관리시스템의 동작 구조를 개념적으로 나타낸 도면,
[도 3]은 본 발명에서 전자제어 유닛의 내부 블록 구성도,
[도 4]는 본 발명의 메인 프로세서에서 배터리 관리를 위한 제어 순서도,
[도 5]는 본 발명의 모니터링 프로세서에서 메인 프로세서의 동작을 감시하기 위한 제어 순서도,
[도 6]은 본 발명의 워치독 프로세서에서 마이크로컨트롤러를 리셋하기 위한 제어 순서도.
1 is a diagram showing a general configuration for managing a battery for a vehicle,
2 is a conceptual diagram illustrating an operation structure of a battery management system for a vehicle according to the present invention,
3 is an internal block diagram of the electronic control unit in the present invention,
4 is a control flowchart for battery management in the main processor of the present invention,
5 is a control flowchart for monitoring the operation of the main processor in the monitoring processor of the present invention,
6 is a control flow diagram for resetting a microcontroller in the watchdog processor of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 도면에서 동일한 구성요소는 가급적 동일한 부호로 나타내었다. 이때 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 도면에 나타낸 형태나 배치에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다. 하기의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 수도 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals whenever possible. The drawings attached hereto are provided for the purpose of helping understanding of the present invention, and the scope of right of the present invention is not limited by the form or arrangement shown in the drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to various embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts may be omitted so as not to disturb the gist of the present invention.

[도 1]은 차량용 배터리(2)를 관리하기 위한 일반적인 구성을 나타내는 도면으로서 BMS(1), 전류센서(3), 냉각팬(4), 퓨즈(5), 메인 스위치(6), 전자제어 유닛(7), 인버터(8), 모터 제너레이터(9)로 이루어진다.1 is a diagram showing a general configuration for managing a vehicle battery 2. The BMS 1 includes a BMS 1, a current sensor 3, a cooling fan 4, a fuse 5, a main switch 6, A unit 7, an inverter 8, and a motor generator 9.

먼저, 배터리(2)는 일반적으로 전지 셀이 직렬로 연결되어 구성되는데, 그 중간에 안전스위치를 구비할 수 있다. 이때 안전 스위치는 배터리를 교체할 때 작업자의 안전을 위하여 수동적으로 온/오프할 수 있는 스위치이다. 또한 배터리(2)의 양단 출력은 인버터(8)와 연결된다.First, the battery 2 is generally constructed by connecting the battery cells in series, and a safety switch may be provided in the middle. At this time, the safety switch is a switch which can be manually turned on / off for the safety of the operator when the battery is replaced. The output of both ends of the battery 2 is connected to the inverter 8.

전류센서(3)는 배터리(2)의 출력전류를 측정하여 BMS(1)의 센서부(10)로 출력한다. 냉각팬(4)은 BMS(1)의 제어신호에 의해 작동되는데, 배터리(2)를 냉각시켜 배터리 열화 또는 충방전 효율 저하를 방지한다. 퓨즈(5)는 배터리(2)에 과전류가 흐르는 것을 방지한다. 메인 스위치(SW1; 6)는 전체 시스템을 온오프 제어하기 위한 것으로 과전압, 과전류, 고온 등 이상 현상이 발생하면 BMS(1) 또는 차량 ECU(7)의 제어신호에 기초하여 배터리(2)를 오프한다.The current sensor 3 measures the output current of the battery 2 and outputs it to the sensor unit 10 of the BMS 1. The cooling fan 4 is operated by the control signal of the BMS 1 to cool the battery 2 to prevent deterioration of the battery or deterioration of charge / discharge efficiency. The fuse 5 prevents an overcurrent from flowing to the battery 2. The main switch SW1 is used to turn on / off the entire system. When the abnormality such as overvoltage, overcurrent, or high temperature occurs, the main switch SW1 turns off the battery 2 based on the control signals of the BMS 1 or the vehicle ECU 7. [ do.

BMS(Battery Management System; 1)는 센서부(10), MCU(20), 내부전원 공급부(30), 셀밸런싱부(40), 저장부(50), 통신부(60), 보호회로부(70), 파워온 리셋부(80), 외부인터페이스(90)를 구비한다.The battery management system 1 includes a sensor unit 10, an MCU 20, an internal power supply unit 30, a cell balancing unit 40, a storage unit 50, a communication unit 60, a protection circuit unit 70, A power-on reset unit 80, and an external interface 90.

센서부(10)는 배터리 전류, 배터리 전압, 배터리 온도를 측정하여 MCU(20)에 전달한다. MCU(20)는 센서부(10)로부터 전달받은 정보에 기초하여 배터리(2)의 충전상태(State Of Charging, 이하 'SOC'), 건강상태(State Of Health, 이하 'SOH') 등과 같은 배터리 상태정보를 생성하고 차량 ECU(7)로 전달한다. 그에 따라, 차량 ECU(7)는 BMS(1)의 MCU(20)로부터 전달된 SOC 및 SOH에 기초하여 배터리(2)의 충방전 제어를 수행한다.The sensor unit 10 measures the battery current, the battery voltage, and the battery temperature, and transmits the battery current to the MCU 20. The MCU 20 controls the battery 2 such as a state of charge (SOC), a state of health (SOH), and the like of the battery 2 based on information received from the sensor unit 10. [ And transmits the generated state information to the vehicle ECU 7. Accordingly, the vehicle ECU 7 carries out charge / discharge control of the battery 2 based on the SOC and the SOH transmitted from the MCU 20 of the BMS 1.

내부전원 공급부(30)는 일반적으로 보조 배터리를 이용하여 BMS(1)에 전원을 공급하는 장치이다. 셀밸런싱부(40)는 충전상태가 비교적 높은 셀은 방전시키고 충전상태가 비교적 낮은 셀은 충전시켜 셀들의 충전상태의 균형을 맞춘다. 저장부(50)는 동작 전원이 오프될 때 SOC, SOH 등의 데이터를 저장한다. 통신부(60)는 ECU(7)와 통신을 수행한다. 보호회로부(70)는 외부의 충격, 과전류, 저전압 등으로부터 배터리(2)를 보호하는 회로이다. 파워온 리셋부(80)는 동작 전원이 켜지면 전체 시스템을 리셋한다. 외부 인터페이스(90)는 냉각팬(4), 메인 스위치(6) 등과 같은 보조장치들을 MCU(20)에 연결한다.The internal power supply unit 30 is a device that supplies power to the BMS 1 using an auxiliary battery. The cell balancing unit 40 balances the charging states of the cells by discharging cells having a relatively high charging state and charging cells having a relatively low charging state. The storage unit 50 stores data such as SOC and SOH when the operation power is turned off. The communication unit 60 performs communication with the ECU 7. The protection circuit unit 70 protects the battery 2 from an external shock, an overcurrent, a low voltage, or the like. The power-on reset unit 80 resets the entire system when the operation power is turned on. The external interface 90 connects auxiliary devices such as the cooling fan 4, the main switch 6 and the like to the MCU 20.

차량 ECU(7)는 액셀러레이터, 브레이크, 차량 속도 등의 정보에 기초하여 토크 값을 결정하고 모터 제너레이터(9)의 출력이 토크 값에 맞도록 제어한다. 또한 ECU(7)는 MCU(20)로부터 전달되는 배터리(2)의 SOC를 전달받아 배터리(2)의 SOC가 목표값(예: 55%)이 되도록 제어한다.The vehicle ECU 7 determines a torque value based on information such as an accelerator, a brake, a vehicle speed, and the like, and controls the output of the motor generator 9 to match the torque value. The ECU 7 receives the SOC of the battery 2 transmitted from the MCU 20 and controls the SOC of the battery 2 to be a target value (for example, 55%).

인버터(8)는 ECU(7)의 제어신호에 기초하여 배터리(2)가 충전 또는 방전되도록 제어하고, 모터 제너레이터(9)는 배터리(2)의 전기에너지를 이용하여 ECU(7)로부터 전달되는 토크 값에 따라 차량을 구동한다.The inverter 8 controls the battery 2 to be charged or discharged based on the control signal of the ECU 7 and the motor generator 9 is transmitted from the ECU 7 using the electric energy of the battery 2 Drive the vehicle according to the torque value.

이상의 형태를 갖는 차량용 배터리 관리시스템에서는 아래와 같은 문제점이 발생할 수 있다.In the vehicle battery management system having the above-described configuration, the following problems may occur.

첫째, 배터리 관리시스템(BMS)을 구성하는 마이크로컨트롤러(MCU)와 전자제어 유닛(ECU) 등에 인가되는 전압이 소정 범위를 벗어날 수 있다. 이러한 경우 배터리 관리시스템을 제어하는 마이크로컨트롤러와 전자제어 유닛이 파손되거나 작동이 멈추는 현상이 발생할 수 있다.First, the voltages applied to the microcontroller (MCU) and the electronic control unit (ECU) constituting the battery management system (BMS) may deviate from a predetermined range. In this case, the microcontroller and the electronic control unit controlling the battery management system may be damaged or stopped.

둘째, 배터리 관리시스템의 태스크 순서가 잘못되거나 태스크의 실행 지연으로 인해 배터리 관리시스템의 오작동이 발생할 수 있다.Second, the order of tasks of the battery management system may be incorrect or the execution of the task may be delayed, resulting in malfunction of the battery management system.

셋째, 알고리즘 결과의 오류로 인해 배터리 관리시스템에서 오작동이 발생할 수 있다.Third, a malfunction may occur in the battery management system due to an error in the algorithm result.

이와 같은 문제가 발생하면 배터리의 온도, 충전 상태, 건강 상태 등을 제어할 수 없거나 잘못된 제어 명령을 출력하게 된다. 이로 인해 배터리의 수명 단축, 효율 저하, 폭발이 일어나고 차량에 필요한 전력을 제공할 수 없게 되어 차량의 안전에 심각한 문제가 발생할 수 있다.When such a problem occurs, the battery temperature, the charging state, the health state, etc. can not be controlled or the wrong control command is output. As a result, the life of the battery is shortened, the efficiency is deteriorated, the explosion occurs, and the vehicle can not provide the necessary electric power.

따라서 본 발명에서는 이러한 우려까지도 해소할 수 있도록 기능안전을 고려한 배터리 관리 기술을 제공한다. 그러면 본 발명에 따른 배터리 관리시스템의 전체 구성도를 [도 2]를 참조하여 살펴본다.
Therefore, the present invention provides a battery management technology considering functional safety so that such concerns can be solved. The overall configuration of the battery management system according to the present invention will now be described with reference to FIG.

[도 2]는 본 발명에 따른 차량용 배터리 관리시스템의 동작 구조를 개념적으로 나타낸 도면이다. [도 2]를 참조하면 본 발명에 따른 차량용 배터리 관리시스템은 배터리(100)를 제어하기 위한 구성으로서 배터리 센서부(200), 배터리 냉각기(210), 전자제어 유닛(300)으로 구성된다.FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an operation structure of a battery management system for a vehicle according to the present invention. Referring to FIG. 2, a vehicle battery management system according to the present invention includes a battery sensor unit 200, a battery cooler 210, and an electronic control unit 300 for controlling the battery 100.

배터리 냉각기(210)는 배터리(100)를 냉각시키기 위한 구성으로서 팬을 이용하여 공랭식으로 구성하거나 액체나 기체 상태의 냉매제를 이용하는 등, 다양한 형태로 이루어질 수 있다.The battery cooler 210 may be configured in various forms such as an air-cooling type using a fan, a liquid or gaseous refrigerant, or the like for cooling the battery 100.

배터리 센서부(200)는 전류 측정부(201)와 온도 측정부(202)를 구비하여 이루어진다. 전류 측정부(201)는 배터리(100)의 출력 전류를 측정하여 전류 정보를 전자제어 유닛(300)으로 제공한다. 또한 온도 측정부(202)는 배터리(100)의 온도를 측정하여 온도 정보를 전자제어 유닛(300)으로 제공한다. 배터리(100)의 출력 전압은 전자제어 유닛(300)으로 직접 전달될 수 있다.The battery sensor unit 200 includes a current measuring unit 201 and a temperature measuring unit 202. The current measuring unit 201 measures the output current of the battery 100 and provides current information to the electronic control unit 300. [ The temperature measuring unit 202 measures the temperature of the battery 100 and provides temperature information to the electronic control unit 300. The output voltage of the battery 100 may be directly transmitted to the electronic control unit 300. [

전자제어 유닛(300)은 배터리 센서부(200)를 통해 제공된 전류, 전압 정보를 이용하여 배터리(100)의 상태를 검사하고 냉각제어를 수행할 수 있다. 즉, 전자제어 유닛(300)은 실시간으로 측정되는 배터리 상태 정보와 미리 저장된 배터리 제어 정보에 근거하여 배터리 냉각기(210)를 통해 배터리(100)의 온도를 제어하고 배터리(100)의 충전 및 방전을 제어할 수 있다. 전자제어 유닛(300)이 수행하는 배터리 충전 및 방전 제어에 대해서는 일반적으로 널리 알려진 기술을 사용할 수 있다. 전자제어 유닛(300)은 내부에 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-digital converter, ADC) 모듈을 포함하여 배터리(100)의 전압을 측정할 수 있다. 또한 전자제어 유닛(300)은 실시간으로 측정된 배터리 온도에 따라 배터리 냉각기(210)를 제어하여 배터리(100)의 온도를 제어할 수 있다. 뿐만 아니라 전자제어 유닛(300)은 실시간으로 측정된 전류, 전압, 온도에 따라 배터리(100)의 충전 상태(SOC)와 건강 상태(SOH)를 판단할 수 있다.
The electronic control unit 300 can check the state of the battery 100 using the current and voltage information provided through the battery sensor unit 200 and perform cooling control. That is, the electronic control unit 300 controls the temperature of the battery 100 through the battery cooler 210 based on the battery condition information measured in real time and the battery control information stored in advance, and controls the charging and discharging of the battery 100 Can be controlled. The battery charging and discharging control performed by the electronic control unit 300 can be generally known technology. The electronic control unit 300 may include an analog-to-digital converter (ADC) module to measure the voltage of the battery 100. Also, the electronic control unit 300 can control the temperature of the battery 100 by controlling the battery cooler 210 according to the battery temperature measured in real time. In addition, the electronic control unit 300 can determine the state of charge (SOC) and the state of health (SOH) of the battery 100 according to the current, voltage, and temperature measured in real time.

[도 3]은 본 발명에 따른 차량용 배터리 관리시스템에서 전자제어 유닛(300)의 내부 블록 구성도이다. 본 발명에서 전자제어 유닛(300)은 기능 안전을 보장하기 위한 구성으로서 마이크로컨트롤러(Microcontroller; 320)와 워치독 프로세서(Watchdog Processor; 310)를 포함한다. 이때, 워치독 프로세서(310)는 마이크로컨트롤러(320)의 작동을 모니터링하는 모듈이다.3 is an internal block diagram of the electronic control unit 300 in the vehicle battery management system according to the present invention. In the present invention, the electronic control unit 300 includes a microcontroller 320 and a watchdog processor 310 as a configuration for assuring functional safety. At this time, the watchdog processor 310 is a module for monitoring the operation of the microcontroller 320.

전자제어 유닛(300)은 메인 프로세서(326), 모니터링 프로세서(323), 워치독 프로세서(310)의 유기적인 협조 동작에 의해 배터리 관리 기능을 수행한다. 본 발명에 따른 전자제어 유닛(300)은 기능 안전을 보장하기 위해 전압 모니터링(Voltage Monitoring), 태스크 모니터링(Task Monitoring), 워치독 모니터링(Watchdog Monitoring)을 수행한다. 워치독 모니터링은 알고리즘 결과 비교(Algorithm Result Comparison)를 수행하는 것이다.The electronic control unit 300 performs a battery management function by an organic cooperative operation of the main processor 326, the monitoring processor 323, and the watchdog processor 310. The electronic control unit 300 according to the present invention performs voltage monitoring, task monitoring, and watchdog monitoring to ensure functional safety. Watchdog monitoring is to perform Algorithm Result Comparison.

먼저, 워치독 프로세서(310)는 마이크로컨트롤러(320)와 통신하기 위한 제 1 통신부(311)와 배터리(100)의 출력 전압을 디지털 값으로 변환하기 위한 제 1 AD 변환기(312)를 포함한다. 매 클럭(clock)마다 워치독 프로세서(310)는 배터리(100)의 출력 전압을 모니터링하며, 미리 설정된 기준 범위를 벗어나는 경우에는 마이크로컨트롤러(320)의 리셋을 수행한다.The watchdog processor 310 includes a first communication unit 311 for communicating with the microcontroller 320 and a first AD converter 312 for converting the output voltage of the battery 100 into a digital value. For each clock, the watchdog processor 310 monitors the output voltage of the battery 100 and performs a reset of the microcontroller 320 when the voltage is out of a predetermined reference range.

또한 워치독 프로세서(310)는 배터리 관리의 연산 수행 결과를 모니터링 프로세서(323)가 메모리(324)로부터 읽어들여 모니터링한다. 또한 워치독 프로세서(310)는 모니터링 프로세서(323)가 수행한 모니터링 결과에 따라 필요하다면 마이크로컨트롤러(320)의 리셋을 수행한다. 이때 리셋 여부 판단은 에러카운터 값을 이용할 수 있다. 워치독 프로세서(310)의 동작에 대해서는 후술되는 순서도를 참조하여 더 상세히 살펴본다.The watchdog processor 310 also monitors the results of the battery management operations performed by the monitoring processor 323 from the memory 324 and monitors them. The watchdog processor 310 also performs a reset of the microcontroller 320 according to the monitoring result performed by the monitoring processor 323, if necessary. At this time, the error counter value can be used to determine whether or not to reset. The operation of the watchdog processor 310 will be described in more detail with reference to the flowcharts described below.

또한 워치독 프로세서(310)와 마이크로컨트롤러(320)간은 예컨대 SPI(Serial Peripheral Interface)와 같은 제 1 통신부(311)와 제 2 통신부(321)를 통해 통신을 수행할 수 있다. 여기에서 SPI 통신은 4선을 사용하여 주변 장치와 연결하는 풀듀플렉스 동기식 직렬 인터페이스로서 2개의 데이터 회선과 2개의 제어 회선으로 되어 있고, MOSI(Master Out Slave In)나 MISO(Master In Slave Out) 등과 같은 주종관계 통신을 수행한다. 이때, 워치독 프로세서(310)에 의해 마이크로컨트롤러(320)가 리셋되는 동안에는 제 1 통신부(311)와 제 2 통신부(321)간은 통신을 차단하는 것이 바람직하다.The watchdog processor 310 and the microcontroller 320 can communicate with each other through the first communication unit 311 and the second communication unit 321, for example, SPI (Serial Peripheral Interface). Here, the SPI communication is a full-duplex synchronous serial interface that uses four wires to connect to peripheral devices. It is composed of two data lines and two control lines. It is connected to the master out slave in (MOSI), the master in slave out And performs the same kind of communication. At this time, it is preferable that the communication between the first communication unit 311 and the second communication unit 321 is interrupted while the microprocessor 320 is being reset by the watchdog processor 310.

다음으로 마이크로컨트롤러(320)의 구성에 대하여 살펴본다. 마이크로컨트롤러(320)는 워치독 프로세서(310)와 통신을 위한 제 2 통신부(321)를 포함하며, 배터리(100)의 출력 전압을 디지털 값으로 변환하기 위한 제 2 AD 변환기(322)를 포함한다. 또한 마이크로컨트롤러(320)는 메인 프로세서(326), 모니터링 프로세서(323), 메모리(324)를 포함한다. 마이크로컨트롤러(320)는 배터리(100)의 상태 정보(온도, 전압, 전류)를 획득하는데, 이들 상태 정보는 메인 프로세서(326)로 제공된다.Next, the configuration of the microcontroller 320 will be described. The microcontroller 320 includes a second communication unit 321 for communicating with the watchdog processor 310 and includes a second AD converter 322 for converting the output voltage of the battery 100 to a digital value . The microcontroller 320 also includes a main processor 326, a monitoring processor 323, and a memory 324. The microcontroller 320 acquires status information (temperature, voltage, current) of the battery 100, and these status information is provided to the main processor 326.

메인 프로세서(326)는 배터리(100) 관리를 위한 연산을 실행하고 해당 실행 결과를 메모리(324)에 저장한다. 예를 들어, 메인 프로세서(326)는 충전 상태(SOC)와 건강 상태(SOH)와 같은 배터리(100) 관리를 위한 태스크를 수행하고, 그 결과를 메모리(324)에 저장할 수 있다. 이때, 본 발명에서 메인 프로세서(326)는 배터리 관리를 위한 알고리즘을 두 번 반복해서 이중 실행한다. 가령, 배터리(100) 충전 상태(SOC) 관리를 위한 알고리즘을 수행한다면 이를 두 번 반복하여 이중 실행하고, 그 실행 결과를 메모리(324)에 저장한다. 이를 통해 태스크의 알고리즘 실행 결과의 신뢰성을 체크할 수 있다.The main processor 326 executes an operation for managing the battery 100 and stores the execution result in the memory 324. [ For example, the main processor 326 may perform tasks for managing the battery 100, such as a state of charge (SOC) and a state of health (SOH), and store the results in the memory 324. [ At this time, in the present invention, the main processor 326 repeats the algorithm for battery management twice. For example, if an algorithm for managing the state of charge (SOC) of the battery 100 is performed, the algorithm is repeated twice, and the execution result is stored in the memory 324. This makes it possible to check the reliability of the algorithm execution result of the task.

모니터링 프로세서(323)는 메인 프로세서(326)가 실행하는 충전 상태(SOC)와 건강 상태(SOH)와 같은 배터리 관리를 위한 태스크 실행 순서와 실행 시간을 모니터링한다. 또한 모니터링 프로세서(323)는 각 태스크들이 알고리즘에서 의도하였던 미리 설정된 알맞은 순서대로 실행되지 않거나 각 태스크의 실행 시간이 미리 설정된 임계시간을 초과하여 소요된다면 메모리(324)에 저장된 에러카운터(Error Counter; 325)를 증가시킨다. 또한 모니터링 프로세서(323)는 메모리(324)에 저장된 알고리즘 이중 실행 결과를 읽어와 상호간 비교하여 서로 상이하거나 이들 어느 하나에 오류가 발견될 시 에러카운터(325)를 증가시킨다.The monitoring processor 323 monitors the task execution order and execution time for battery management such as the state of charge (SOC) and health state (SOH) executed by the main processor 326. Also, the monitoring processor 323 may monitor the error counter 325 stored in the memory 324 if the respective tasks are not executed in a preset predetermined order that was intended by the algorithm, or if the execution time of each task exceeds the preset threshold time ). The monitoring processor 323 also reads the algorithm execution results stored in the memory 324 and compares them to increase the error counter 325 when they are different from each other or an error is found in any of them.

이처럼 모니터링 프로세서(323)는 배터리 관리를 위한 태스크들을 실행하는 도중에 오류가 발생하면 에러카운터(325)를 증가시켜 메모리(324)에 저장한다. 이에 따라 워치독 프로세서(310)는 메모리(324)로부터 에러카운터(325)를 판독하여 미리 설정된 임계값(Threshold)을 초과하였다면 마이크로컨트롤러(320)에 대해 리셋을 실행한다. 이때 워치독 프로세서(310)와 마이크로컨트롤러(320)간은 바람직하게는 메모리(324)를 공유하는 방식으로 구성된다. 이렇게 공유된 메모리(324)는 통신에 필요한 버퍼 역할을 수행할 수 있다.The monitoring processor 323 increases the error counter 325 and stores the error counter 325 in the memory 324 when an error occurs during the execution of the tasks for battery management. Accordingly, the watchdog processor 310 reads the error counter 325 from the memory 324 and executes a reset to the microcontroller 320 if the preset threshold is exceeded. At this time, the watchdog processor 310 and the microcontroller 320 are preferably configured in such a manner as to share the memory 324. The shared memory 324 may serve as a buffer necessary for communication.

전술한 바와 같이, 마이크로컨트롤러(320)와 워치독 프로세서(310)는 제 1 통신부(311)와 제 2 통신부(321)를 통해 SPI와 같은 통신 경로를 구비한다. 이를 통해, 워치독 프로세서(310)는 마이크로컨트롤러(320)의 메모리(324)를 액세스할 수 있고, 메인 프로세서(326)는 워치독 프로세서(310)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(326)는 워치독 프로세서(310)의 전압 기준치 등을 수정하는 등의 제어동작을 수행할 수 있다.
As described above, the microcontroller 320 and the watchdog processor 310 have a communication path such as SPI through the first communication unit 311 and the second communication unit 321. This allows the watchdog processor 310 to access the memory 324 of the microcontroller 320 and the main processor 326 to control the watchdog processor 310. For example, the main processor 326 may perform control operations such as correcting the voltage reference value of the watchdog processor 310 and the like.

[도 4]는 본 발명의 차량용 배터리 관리시스템에서 메인 프로세서(326)가 수행하는 동작을 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing an operation performed by the main processor 326 in the vehicle battery management system of the present invention.

메인 프로세서(326)는 S400 단계에서 특정 태스크(예: 엔진 제어, 브레이크 제어)를 수행하거나 또는 대기상태일 수 있다.The main processor 326 may perform a specific task (e.g., engine control, brake control) in step S400 or may be in a standby state.

메인 프로세서(326)는 S402 단계로 진행하여 미리 설정된 배터리 관리 시점이 도래하였는가를 검사한다. 배터리(100) 관리 시점은 미리 설정된 주기 단위로 배터리를 관리할 수도 있고, 배터리 센서부(200)로부터 제공된 정보를 이용하여 전류, 전압, 온도에 따라 충전 상태(SOC)와 건강 상태(SOH)에 대한 처리가 요구되는가를 검사하는 것이 될 수도 있다.The main processor 326 proceeds to step S402 and determines whether a preset battery management point has arrived. The management point of time of the battery 100 may manage the battery in a predetermined cycle or may be determined based on the information provided from the battery sensor unit 200 and may be stored in the state of charge SOC and health state SOH according to the current, It may be checked whether or not a process is required.

S402 단계의 검사결과 배터리(100)의 관리가 필요하면 메인 프로세서(326)는 S404 단계로 진행하여 배터리(100) 관리를 위하여 미리 설정된 알고리즘에 따른 연산을 2회 연속하여 실행한다. 이때, 배터리 관리 알고리즘은 배터리 센서부(200)로부터 획득된 정보에 근거하여 배터리(100)를 관리하는 것이 바람직한데, 예컨대 온도 제어가 필요하다고 판단되면 냉각제어 알고리즘을 수행하고 배터리 충방전이 필요하다고 판단되면 배터리 충방전 제어 알고리즘을 수행한다. S404 단계에서는 배터리 관리 알고리즘을 2회 이중 실행(중복 실행)하여 이후에 비교할 수 있도록 하는데, 이를 통해 신뢰성을 확보할 수 있다. 본 발명에서는 실행 횟수를 2회로 한정하는 것은 아니며 복수 회 수행하는 것으로 해석되어야 한다.If it is determined in step S402 that the management of the battery 100 is required, the main processor 326 proceeds to step S404 and executes an operation according to a predetermined algorithm twice for managing the battery 100 successively. At this time, it is preferable that the battery management algorithm manages the battery 100 based on the information obtained from the battery sensor unit 200. For example, if it is determined that the temperature control is necessary, the battery management algorithm performs the cooling control algorithm, If it is judged, the battery charge / discharge control algorithm is performed. In step S404, the battery management algorithm is duplicated twice (duplicated execution) so that comparison can be made thereafter, thereby ensuring reliability. In the present invention, the number of times of execution is not limited to two, and should be interpreted to be performed a plurality of times.

그리고 나서 메인 프로세서(326)는 S406 단계로 진행하여 2회 연산된 값을 메모리(324)의 해당 영역에 각각 저장한다. 이때, 연산의 소요 시간과 연산 순서 등을 메모리(324)에 저장하는 것이 바람직하다.Then, the main processor 326 proceeds to step S406 and stores the values calculated twice in corresponding areas of the memory 324, respectively. At this time, it is desirable to store the time required for the calculation, the calculation order, and the like in the memory 324.

S408 단계에서 메인 프로세서(326)는 알고리즘 연산 결과에 따라 배터리(100)를 제어한다. 이때, 첫번째 연산결과를 이용할 수도 있고 두번째 연산결과를 이용할 수도 있다. 기본적으로 동일 연산을 2회 반복하여 수행한 것이므로 정상 상태라면 어떠한 연산결과를 이용하더라도 배터리 제어결과는 동일하다. 다만, 연산의 오류가 존재하는 경우라면 이중 연산된 결과가 다를 수 있다. 본 발명에서는 이처럼 연산 결과가 다르면 모니터링 프로세서(323)와 워치독 프로세서(310)에 의해 대응 동작이 이루어지도록 하여 신뢰도를 높인다.In step S408, the main processor 326 controls the battery 100 according to an algorithm operation result. At this time, the first operation result may be used or the second operation result may be used. Basically, since the same operation is repeated twice, the battery control result is the same regardless of the result of any operation in the normal state. However, if an operation error exists, the result of double operation may be different. According to the present invention, if the calculation result is different, the monitoring processor 323 and the watchdog processor 310 perform a corresponding operation to increase the reliability.

이때, S406 단계와 S408 단계는 동시에 이루어질 수도 있고 [도 4]와는 반대의 순서로 이루어질 수도 있다. 예컨대 S408 단계가 먼저 수행되고 S406 단계가 나중에 수행될 수도 있다.
At this time, steps S406 and S408 may be performed at the same time or may be performed in the reverse order of [FIG. 4]. For example, step S408 may be performed first, and step S406 may be performed later.

[도 5]는 본 발명의 차량용 배터리 관리시스템에서 모니터링 프로세서(323)가 수행하는 동작을 나타내는 도면이다.5 is a diagram showing an operation performed by the monitoring processor 323 in the vehicle battery management system of the present invention.

모니터링 프로세서(323)는 S500 단계에서 대기상태를 유지한다.The monitoring processor 323 maintains the standby state in step S500.

모니터링 프로세서(323)는 S502 단계로 진행하여 메인 프로세서(326)의 동작 순서 검사 시점이 도래하였는가를 검사할 수 있다. S502 단계의 검사결과 메인 프로세서(326)의 동작 순서를 검사하는 시점이 도래하였다면 S504 단계로 진행하고, 그렇지 않다면 S510 단계로 진행한다.The monitoring processor 323 may proceed to step S502 to check whether the operation order inspection time of the main processor 326 has arrived. If it is determined in step S502 that the time for checking the operation order of the main processor 326 is reached, the process proceeds to step S504, and if not, the process proceeds to step S510.

먼저 S504 단계로 진행하면, 모니터링 프로세서(323)는 메인 프로세서(326)가 수행한 전류, 전압, 온도에 따라 배터리(100)의 충전 상태(SOC)와 건강 상태(SOH)의 연산작업 순서와 해당 작업에 소요된 시간을 메모리(324)로부터 읽어들여 검사할 수 있다. 이는 앞서 설명한 [도 4]의 순서도에서 메인 프로세서(326)가 특정한 연산을 수행할 시 연산 순서와 연산 소요시간 정보를 메모리(324)의 소정 영역에 저장한 값을 이용하여 검사할 수 있다.First, in step S504, the monitoring processor 323 compares the charging operation state (SOC) and the health state (SOH) of the battery 100 according to the current, voltage, and temperature performed by the main processor 326, The time spent for the task can be read from the memory 324 and inspected. In the flowchart of FIG. 4, the main processor 326 may check the operation order and the operation time information by using a value stored in a predetermined area of the memory 324 when the main processor 326 performs a specific operation.

모니터링 프로세서(323)는 S506 단계로 진행하여 연산 순서가 정상 순서로 이루어졌고 소요 시간이 정상적인 범위 내에서 이루어졌는지 검사한다. S506 단계의 검사결과 정상적인 연산 순서와 시간 내에 이루어졌다면 S500 단계로 진행하고, 그렇지 않다면 S508 단계로 진행하여 에러카운터(325)를 증가시킨다. 에러카운터(325)는 워치독 프로세서(310)에서 활용한다.The monitoring processor 323 proceeds to step S506 to check whether the calculation order is in the normal order and whether the required time is within the normal range. If the check result in step S506 is YES, the process proceeds to step S500. Otherwise, the process proceeds to step S508 to increase the error counter 325. The error counter 325 is utilized by the watchdog processor 310.

한편, S510 단계로 진행하면 모니터링 프로세서(323)는 이중 실행한 결과에 대한 검사 시점이 도래하였는지 검사한다. 검사 시점이 도래하였다면, 모니터링 프로세서(323)는 S512 단계로 진행하여 메모리(324)에 2중으로 저장된 데이터가 동일한가를 검사한다. 이는 앞서 설명한 [도 4]의 예에서 메인 프로세서(326)가 배터리 관리를 위한 연산을 수행할 때 동일 연산을 2회(복수 회) 수행한 결과를 비교하는 동작에 해당한다.On the other hand, in step S510, the monitoring processor 323 checks whether or not the inspection time for the double execution result has arrived. If the inspection point has arrived, the monitoring processor 323 proceeds to step S512 to check whether the data stored in the memory 324 are duplicated. This corresponds to an operation of comparing the results of performing the same operation twice (plural times) when the main processor 326 performs an operation for battery management in the example of FIG. 4 described above.

모니터링 프로세서(323)는 S506 단계로 진행하여 이중 연산한 결과가 동일한지 검사함으로써 정상인가를 판별할 수 있다. S506 단계의 검사결과 정상이라면 모니터링 프로세서(323)는 S500 단계로 진행하여 다시 대기상태로 진입하고, 만일 비정상이라면 S508 단계로 진행하여 에러카운터(325)를 증가시킨다. 에러카운터(325)는 워치독 프로세서(310)에서 활용한다.
The monitoring processor 323 may proceed to step S506 to determine whether the result of the double operation is the same to determine whether it is normal. If the result of the check in step S506 is normal, the monitoring processor 323 proceeds to step S500 and enters the standby state again. If the result is abnormal, the process proceeds to step S508 to increase the error counter 325. The error counter 325 is utilized by the watchdog processor 310.

[도 6]은 본 발명의 차량용 배터리 관리시스템에서 워치독 프로세서(310)가 수행하는 동작으로서, 특히 에러카운트(325)에 의해 마이크로컨트롤러(320)를 리셋시키는 과정을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a process performed by the watchdog processor 310 in the vehicle battery management system of the present invention, in particular, a process of resetting the microcontroller 320 by an error count 325. FIG.

워치독 프로세서(310)는 S600 단계에서 대기상태를 유지한다.The watchdog processor 310 maintains the standby state in step S600.

워치독 프로세서(310)는 S602단게로 진행하여 클럭이 입력되는가를 검사하는데, 워치독 프로세서(310)가 매 클럭마다 배터리(100)의 출력 전압을 검사하는 것이 바람직하다. 전압 검사 클럭이 입력되었다면 S604 단계로 진행하여 워치독 프로세서(310)는 제 1 AD 변환기(312)를 이용하여 배터리(100)의 출력 전압이 미리 설정된 기준치 이내인가를 검사한다. 차량용 배터리는 대체로 12[V]의 전압을 갖는데, 그에 따라 S606 단계에서 기준치는 ± 1[V] 또는 ± 0.5[V] 등과 같이 미리 설정된 범위가 될 수 있다. S606 단계의 검사결과 배터리의 전압이 미리 설정된 기준치 이내라면 워치독 프로세서(310)는 정상으로 판단하여 S600 단계로 진행하고 그렇지 않은 경우라면 S614 단계로 진행한다.The watchdog processor 310 proceeds to step S602 to check whether a clock is input. It is preferable that the watchdog processor 310 checks the output voltage of the battery 100 every clock. If the voltage check clock is input, the process proceeds to step S604. In step S604, the watchdog processor 310 checks whether the output voltage of the battery 100 is within a predetermined reference value using the first AD converter 312. The vehicle battery generally has a voltage of 12 [V], so that in step S606 the reference value can be a predetermined range such as ± 1 [V] or ± 0.5 [V]. If it is determined in step S606 that the voltage of the battery is within the preset reference value, the watchdog processor 310 determines that the battery is normal and the process proceeds to step S600. Otherwise, the process proceeds to step S614.

워치독 프로세서(310)는 S614 단계로 진행하면 마이크로컨트롤러(320)로 리셋 신호를 생성하여 마이크로컨트롤러(320)가 리셋되도록 한다. 배터리(100)로부터 비정상적인 전압이 출력된다면 메인 프로세서(326)가 정상적인 동작을 수행하지 못하는 상태일 수 있다. 따라서 마이크로컨트롤러(320)를 리셋시킴으로써 배터리(100)를 정상적으로 제어할 수 있도록 한다.In step S614, the watchdog processor 310 generates a reset signal to the microcontroller 320 so that the microcontroller 320 is reset. If an abnormal voltage is output from the battery 100, the main processor 326 may not be able to perform a normal operation. Accordingly, by resetting the microcontroller 320, the battery 100 can be normally controlled.

한편, 전압 검사 클럭이 입력되지 않았다면 워치독 프로세서(310)는 S608 단계로 진행하여 에러카운터 검사 시점이 도래하였는지 검사한다. 워치독 프로세서(310)는 에러카운터(325)를 지속적으로 검사해야 하는데, 이는 에러카운터(325)가 미리 설정된 값 이상으로 오류가 발생하는 경우 마이크로컨트롤러(320)가 반복적으로 비정상적인 동작을 수행한 것이기 때문이다.On the other hand, if the voltage check clock is not inputted, the watchdog processor 310 proceeds to step S608 and checks whether the time of the error counter check has arrived. The watchdog processor 310 must continually check the error counter 325 because the microcontroller 320 has repeatedly performed an abnormal operation when an error occurs in the error counter 325 above a preset value Because.

에러카운터 검사 시점이 도래하면 S610 단계로 진행하여 제 1 통신부(311)를 통한 SPI 통신을 통해 마이크로컨트롤러(320)의 메모리(324)로부터 에러카운터(325)를 획득한다. 이후 워치독 프로세서(310)는 S612 단계로 진행하여 에러카운터(325)가 미리 설정된 임계치를 초과하는지 검사하는데, 이때 임계치는 3 또는 7 등과 같이 설정될 수 있다. 이진 비트에서 2비트의 최대값이 3이고 3비트의 최대값이 7이므로 임의로 제시된 것으로, 이와는 상이하게 설정될 수 있다.When the time of the error counter inspection comes, the flow advances to step S610 to acquire the error counter 325 from the memory 324 of the microcontroller 320 through the SPI communication through the first communication unit 311. [ The watchdog processor 310 then proceeds to step S612 where it checks whether the error counter 325 exceeds a predetermined threshold, at which time the threshold may be set to 3 or 7, and so on. Since the maximum value of 2 bits in the binary bit is 3 and the maximum value of 3 bits is 7, it is arbitrarily presented and can be set differently.

S612 단계의 검사결과 에러카운터(325)가 임계치 이내인 경우 워치독 프로세서(310)는 일단 S600 단계로 진행하고, 임계치에 도달한 경우 S614 단계로 진행하여 마이크로컨트롤러(320)를 리셋한다.If the error counter 325 is within the threshold value in step S612, the watchdog processor 310 first proceeds to step S600. If the error counter 325 reaches the threshold value, the microcomputer 320 is reset in step S614.

이상에서 설명한 본 명세서와 도면에 개시된 실시예는 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 명세서에 제시된 이들 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. Therefore, it is intended that the present invention covers the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드의 형태로 구현하는 것이 가능하다. 이때, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.The present invention can also be embodied in the form of computer readable code on a computer readable recording medium. At this time, the computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어웨이브(예: 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산된 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드, 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage, and the like, and may be implemented in the form of a carrier wave . The computer-readable recording medium can also be stored and executed by a computer-readable code in a distributed manner on a networked computer system. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily deduced by programmers skilled in the art to which the present invention belongs.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예가 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
As described above, the embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention. And is not intended to limit the scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100 : 배터리
200 : 배터리 센서부
201 : 전류 측정부
202 : 온도 측정부
210 : 배터리 냉각기
300 : 전자제어 유닛
310 : 워치독 프로세서
311 : 제 1 통신부
312 : 제 1 AD 변환기
320 : 마이크로컨트롤러
321 : 제 2 통신부
322 : 제 2 AD 변환기
323 : 모니터링 프로세서
324 : 메모리
325 : 에러카운터
326 : 메인 프로세서
100: Battery
200: Battery sensor unit
201: current measuring unit
202: Temperature measuring unit
210: Battery cooler
300: Electronic control unit
310: Watchdog Processor
311:
312: first AD converter
320: Microcontroller
321:
322: a second AD converter
323: Monitoring Processor
324: Memory
325: Error counter
326: main processor

Claims (8)

차량용 배터리의 출력 전류와 온도를 측정하는 배터리 센서부(200);
상기 배터리 센서부에서 획득된 정보를 이용하여 상기 차량용 배터리의 충전상태(SOC)와 건강상태(SOH)를 관리하는 미리 설정된 연산을 중복 실행하고 상기 연산 결과에 따라 상기 차량용 배터리의 충전상태와 건강상태를 관리하며, 상기 연산의 중복 실행 결과와 태스크의 실행 상태를 검사하고 그 검사 결과를 저장하는 마이크로컨트롤러(320);
상기 차량용 배터리의 출력 전압이 미리 설정된 기준치 범위를 벗어나는 경우와 상기 검사 결과가 반복하여 비정상으로 나타난다고 판단되는 경우에 상기 마이크로컨트롤러를 리셋하는 워치독 프로세서(310);
를 포함하여 구성되고,
상기 마이크로컨트롤러(320)는,
상기 배터리 센서부에서 획득된 정보를 이용하여 상기 배터리의 충전상태(SOC)와 건강상태(SOH)를 관리하는 미리 설정된 연산을 중복 실행하여 저장하고 상기 연산 결과에 따라 상기 차량용 배터리의 충전상태와 건강상태를 관리 동작을 수행하는 메인 프로세서(326);
상기 메인 프로세서의 동작 순서에 오류가 발생하거나 상기 메인 프로세서의 동작 시간이 미리 설정된 시간을 초과하거나 상기 중복 연산된 결과가 상이한 경우에 에러카운터를 증가시키는 모니터링 프로세서(323);
상기 메인 프로세서의 동작 순서 및 동작 시간, 그리고 상기 중복 연산된 결과를 저장하는 메모리(324);
를 포함하여 구성되고,
상기 워치독 프로세서(310)는 상기 메모리에 저장된 에러카운터 값이 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 상기 마이크로컨트롤러를 리셋시키는 것을 특징으로 하는 기능안전을 고려한 차량용 배터리 관리시스템.
A battery sensor unit 200 for measuring the output current and temperature of the vehicle battery;
(SOC) and a health state (SOH) of the vehicle battery using the information acquired by the battery sensor unit, and the charging state and the health state of the vehicle battery A microcontroller (320) for checking the execution result of the duplicate execution of the operation and the execution state of the task and storing the result of the check;
A watchdog processor (310) for resetting the microcontroller when the output voltage of the vehicle battery deviates from a preset reference value range and when it is determined that the test result repeatedly appears abnormally;
And,
The microcontroller (320)
(SOC) and a health state (SOH) using the information obtained from the battery sensor unit, and stores the charged state and the health state of the vehicle battery in accordance with the calculation result, A main processor 326 for performing a status management operation;
A monitoring processor (323) for increasing an error counter when an error occurs in the operation sequence of the main processor, when the operation time of the main processor exceeds a preset time, or when the result of the redundant operation is different;
A memory (324) for storing the operation order and operation time of the main processor, and the result of the redundant operation;
And,
Wherein the watchdog processor (310) resets the microcontroller when the error counter value stored in the memory is equal to or greater than a predetermined threshold value.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 메인 프로세서의 상기 연산 결과에 따른 냉각제어 신호에 대응하여 상기 차량용 배터리의 온도 제어를 수행하는 배터리 냉각기(210);
를 더 포함하여 구성되는 기능안전을 고려한 차량용 배터리 관리시스템.
The method according to claim 1,
A battery cooler 210 for performing temperature control of the vehicle battery in response to a cooling control signal according to the calculation result of the main processor;
The battery management system comprising: a battery;
청구항 1에 있어서,
상기 워치독 프로세서(310)는 상기 차량용 배터리의 출력 전압을 검출하기 위한 아날로그-디지털 변환기를 구비하여 클럭이 발생할 때마다 상기 차량용 배터리의 출력 전압이 미리 설정된 기준치 범위를 벗어나는지 여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 기능안전을 고려한 차량용 배터리 관리시스템.
The method according to claim 1,
The watchdog processor 310 includes an analog-to-digital converter for detecting the output voltage of the vehicle battery. The watchdog processor 310 checks whether the output voltage of the vehicle battery deviates from a preset reference value range whenever a clock is generated A battery management system for vehicles that takes safety into consideration.
차량용 배터리의 충전상태와 건강상태를 관리하는 마이크로컨트롤러와 상기 마이크로컨트롤러를 감시하는 워치독 프로세서를 통해 기능안전을 고려하여 차량용 배터리를 제어하는 방법으로서,
상기 마이크로컨트롤러가 상기 차량용 배터리의 출력 전류와 온도 정보를 획득하는 단계;
상기 마이크로컨트롤러가 상기 차량용 배터리의 출력 전류와 온도 정보를 이용하여 상기 배터리의 충전상태(SOC)와 건강상태(SOH)를 관리하는 미리 설정된 연산을 중복 실행하는 단계;
상기 마이크로컨트롤러가 상기 중복 실행 결과 및 상기 연산 결과에 따른 태스크 실행 상태에 대한 검사 결과를 저장하는 단계;
상기 워치독 프로세서가 상기 차량용 배터리의 출력 전압을 검사하여 미리 설정된 기준치 범위를 벗어나는 경우 상기 마이크로컨트롤러를 리셋하는 단계;
상기 마이크로컨트롤러가 상기 태스크의 동작 순서의 오류가 발생하거나 상기 태스크의 동작 시간이 미리 설정된 시간을 초과하거나 상기 중복 실행된 결과가 서로 상이한 경우에 에러카운터를 증가시키는 단계;
상기 워치독 프로세서가 상기 에러카운터를 체크하여 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 상기 마이크로컨트롤러를 리셋하는 단계;
를 포함하여 구성되는 기능안전을 고려한 차량용 배터리 제어 방법.
There is provided a method of controlling a vehicle battery in consideration of function safety through a microcontroller for managing a state of charge and a state of health of a vehicle battery and a watchdog processor for monitoring the microcontroller,
The microcontroller obtaining the output current and temperature information of the vehicle battery;
The microcontroller repeatedly executing a preset operation for managing a state of charge (SOC) and a state of health (SOH) of the battery using output current and temperature information of the vehicle battery;
The microcontroller storing the result of the duplicate execution and the result of the examination of the task execution state according to the calculation result;
Resetting the microcontroller when the watchdog processor checks an output voltage of the vehicle battery and is out of a preset reference value range;
Increasing an error counter when the microcontroller has an error in the operation sequence of the task or when the operation time of the task exceeds a predetermined time or the results of the duplicated execution are different from each other;
The watchdog processor checking the error counter and resetting the microcontroller if the error counter is greater than a predetermined threshold;
And a control unit for controlling the battery.
삭제delete 컴퓨터에 청구항 5에 따른 기능안전을 고려한 차량용 배터리 제어 방법을 실행시키기 위한 차량용 배터리 제어 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.A computer-readable recording medium storing a vehicle battery control program for causing a computer to execute a vehicle battery control method in consideration of function safety according to claim 5. 삭제delete
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