KR101988560B1 - 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은, 배터리 셀의 전압, 전류, 혹은 온도를 모니터링하고, 상기 배터리 셀의 전압이 과전압일 때 상기 과전압이 진성인지 가성인지를 판별하는 센싱/밸런싱 회로, 및 상기 과전압이 진성일 때, 릴레이 스위치를 차단시키는 릴레이 제어 회로를 포함할 수 있다.

Description

배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
전기자동차는 일반 내연기관 자동차와 달리 배터리, 인버터와 컨버터, 전기모터, 배터리관리시스템(battery management system; BMS) 등으로 구성하고 있다. 배터리는 재충전이 가능한 2 차 전지가 이용되며, 전기 자동차의 성능 및 가격에 가장 큰 영향을 미친다. 전기모터는 배터리를 통해 구동력을 발생하며, 인버터와 컨버터는 직류와 교류를 변화시키는 역할을 한다. BMS는 전기자동차에 적용되는 배터리는 전기적인 에너지를 저장하고 필요 시 방전 과정을 통해서 차량의 동력원으로 사용될 수 있도록 하며, 제동 시 버려지는 에너지를 전기에너지로 회생하여 저장하는 역할을 담당한다. 전기자동차의 구동에 따른 다양한 에너지 흐름을 효과적으로 사용될 수 있도록 시스템화한 것이다. 전기자동차에서 BMS는 배터리의 냉각성능을 제어하고 차량운행에 필요한 배터리의 충전상태(SOC), 최대 충전 및 방전 파워, 각종 경고 및 결함에 의한 정보를 실시간으로 관리하고 통제하여 배터리의 최적 동작환경을 조성하는 것이 주된 목적이다. 뿐만 아니라 배터리의 충방전 동작 시 과충전 및 과방전 등과 같은 배터리에 손상을 줄 수 있는 상황을 미연에 방지하여 배터리의 수명(State of Health)을 연장시키는 기능도 담당하며 배터리로부터 수집된 다양한 정보를 이용하여 배터리 정보를 제공하는 것도 담당한다. BMS의 초기 운영조건은 단순히 배터리의 전압과 전류에 의한 경험적 운영으로 배터리 보호와 효율적 운영은 기대하기 어려웠으나, 최근에 소개되는 BMS는 이러한 문제점을 해결하기 위해 배터리 각 셀(cell)의 전압, 온도 및 전체 전압과 전류 등을 모니터링 하여 분석 효율적으로 배터리를 관리할 수 있는 알고리즘을 제공하여 배터리를 보호하고 수명을 연장할 수 있도록 도와준다.
공개특허: 10-2016-0111241, 공개일: 2016년 09월 26일, 제목: 전기자동차용 배터리 상태확인 시스템. 일본등록특허: JP 5299397, 등록일: 2013년 06월 28일, 제목: 전지 상태 감시 장치.
본 발명의 목적은 신뢰성을 향상시키는 고장 진단을 수행하는 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은, 배터리 셀의 전압, 전류, 혹은 온도를 모니터링하고, 상기 배터리 셀의 전압이 과전압일 때 상기 과전압이 진성인지 가성인지를 판별하는 센싱/밸런싱 회로; 및 상기 과전압이 진성일 때, 릴레이 스위치를 차단시키는 릴레이 제어 회로를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱/밸런싱 회로 및 상기 릴레이 제어 회로를 제어하고, 상기 센싱/밸런싱 회로의 모니터링 결과값, 주행 정보, 배터리 전체 전압, 혹은 모터 제어 정보를 이용하여 상기 릴레이 제어 회로를 제어하는 마이컴을 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱/밸런싱 회로는 적어도 하나의 집적회로(integrated circuit)로 구현될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱/밸런싱 회로는 상기 배터리 셀의 양단 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압을 아날로그 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환기를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱/밸런싱 회로는, 상기 아날로그 디지털 변환기의 제 1 입력단에 연결된 제 1 스위치; 상기 아날로그 디지털 변환기의 제 2 입력단에 연결된 제 2 스위치; 상기 제 1 스위치와 전원단 사이에 연결된 제 1 전류 소스; 및 상기 제 2 스위치와 접지단 사이에 연결된 제 2 전류 소스를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱/밸런싱 회로는, 상기 과전압이 피크에 관련된 가성 과전압인 지 혹은 상기 과전압이 오픈 로드에 관련된 가성 과전압인 지를 판별할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱/밸런싱 회로는, 이전에 측정된 전압과 상기 측정된 전압을 비교하고, 상기 측정된 전압이 상기 이전에 측정된 전압보다 클 때 상기 배터리 셀의 양단 전압에 대한 복수의 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하고, 상기 복수의 아날로그 디지털 변환 동작의 결과값들에 대한 평균값을 계산하고, 상기 계산된 평균값이 제 1 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 진성 과전압으로 판별할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 계산된 평균값이 제 1 기준값보다 크지 않을 때, 상기 과전압이 상기 피크에 관련된 상기 가성 과전압으로 판별할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱/밸런싱 회로는, 이전에 측정된 전압과 상기 측정된 전압을 비교하고, 상기 측정된 전압이 상기 이전에 측정된 전압보다 크지 않을 때 상기 제 1 스위치를 턴-온하고 상기 배터리 셀의 양단 전압에 대한 제 1 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하고, 상기 제 1 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 2 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압으로 판별하고, 상기 제 2 기준값은 상기 제 1 전류 소스와 내부 저항에 의해 야기되는 전압에 대응하고, 상기 내부 저항은 상기 아날로그 디지털 변환기의 상기 제 1 입력단과 상기 배터리 셀의 양전압단 사이의 저항일 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱/밸런싱 회로는, 상기 제 1 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 2 기준값보다 동일하거나 작을 때, 상기 제 2 스위치를 턴-온하고 상기 배터리 셀의 양단 전압에 대한 제 2 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하고, 상기 제 2 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 3 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압으로 판별하고, 상기 제 3 기준값은 상기 제 2 전류 소스와 내부 저항에 의해 야기되는 전압에 대응하고, 상기 내부 저항은 상기 아날로그 디지털 변환기의 상기 제 2 입력단과 상기 배터리 셀의 음전압단 사이의 저항일 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱/밸런싱 회로는, 상기 제 2 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 3 기준값보다 동일하거나 작을 때, 상기 과전압이 진성 과전압으로 판별할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 복수의 배터리 셀들을 감지하고 밸런싱을 수행하는 센싱 칩을 포함하는 배터리 관리 시스템의 동작 방법은: 상기 센싱 칩에서 어느 하나의 배터리 셀의 전압을 감지하고, 감지된 전압을 아날로그 디지털 변환기에 의해 디지털 변환하는 단계; 상기 센싱 칩에서 상기 변환된 값이 과전압 기준값보다 큰 지를 판별하는 단계; 상기 센싱 칩에서 상기 변환된 값이 상기 과전압 기준값보다 클 때, 과전압이 진성인지 혹은 가성인지를 판별하는 단계; 및 상기 센싱 칩에서 상기 변환된 값이 상기 과전압 기준값보다 크지 않을 때, 상기 배터리 셀은 정상으로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 과전압이 진성인지 가성인지를 판별하는 단계는, 상기 변환된 값과 이전 변환된 값 사이의 차이값이 제 1 기준값보다 큰 지를 판별하는 단계; 상기 차이값이 상기 제 1 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 피크에 관련된 가성 과전압인지를 판별하는 단계; 및 상기 차이값이 상기 제 1 기준값보다 크지 않을 때, 상기 과전압이 오픈 로드에 관련된 가성 과전압인지를 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 피크에 관련된 상기 가성 과전압인지를 판별하는 단계는, 상기 배터리 셀의 양단 전압에 대한 복수의 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하는 단계; 상기 복수의 아날로그 디지털 변환 동작의 결과값들에 대한 평균값을 계산하는 단계; 상기 계산된 평균값이 제 1 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 진성 과전압으로 판별하는 단계; 및 상기 계산된 평균값이 제 1 기준값보다 크지 않을 때, 상기 과전압이 상기 피크에 관련된 상기 가성 과전압으로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압인지를 판별하는 단계는, 상기 아날로그 디지털 변환기의 제 1 입력단에 제 1 전류 소스를 입력하는 단계; 상기 아날로그 디지털 변환기에서 제 1 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하는 단계; 상기 제 1 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 2 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압으로 판별하는 단계; 상기 제 1 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 2 기준값보다 크지 않을 때, 상기 아날로그 디지털 변환기의 상기 제 1 입력단에 입력되는 상기 제 1 전류 소스를 차단하고, 상기 아날로그 디지털 변환기의 제 2 입력단에 제 2 전류 소스를 입력하는 단계; 상기 아날로그 디지털 변환기에서 제 2 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하는 단계; 상기 제 2 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 3 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압으로 판별하는 단계; 상기 제 2 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 3 기준값보다 크지 않을 때, 상기 아날로그 디지털 변환기의 상기 제 2 입력단에 입력되는 상기 제 2 전류 소스를 차단하고 상기 과전압은 진성 과전압으로 판별하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 기준값은 상기 제 1 전류 소스와 제 1 내부 저항에 의해 야기되는 전압에 대응하고,
상기 제 1 내부 저항은 상기 아날로그 디지털 변환기의 상기 제 1 입력단과 상기 어느 하나의 배터리 셀의 양전압단 사이의 저항이고, 상기 제 3 기준값은 상기 제 2 전류 소스와 제 2 내부 저항에 의해 야기되는 전압에 대응하고, 상기 제 2 내부 저항은 상기 아날로그 디지털 변환기의 상기 제 2 입력단과 상기 어느 하나의 배터리 셀의 음전압단 사이의 저항일 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압인지를 판별하는 단계는, 상기 제 1 아날로그 디지털 변환된 결과값이 상기 제 2 기준값보다 크거나, 상기 제 2 아날로그 디지털 변환된 결과값이 상기 제 3 기준값보다 클 때, 상기 제 1 입력단에 입력되는 상기 제 1 전류 소스를 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법은, 과전압 검출시 진성인지 가성인지 판별하는 동작을 수행함으로써, 고장 진단의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 모터 시스템(10)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 감지/밸런싱 회로(210)의 일부 구성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(200)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 과전압(OV)이 진성인지 가성인지 판별하는 단계(S130)를 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시된 피크에 관련된 과전압(OV) 가성 여부를 진단하는 S132 단계를 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 6은 도 4에 도시된 오픈 로드에 관련된 과전압(OV)의 가성 여부 진단하는 S133 단계를 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 분산형(distributed) 구조의 배터리 관리 시스템을 예시적으로 보여주는 도면이다.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 혹은 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 모터 시스템(10)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 전기 모터 시스템(10)은 배터리(100), 배터리 관리 시스템(200, 이하 'BMS'라고 함), 인버터(300), 릴레이 스위치(350), 및 모터(400)를 포함할 수 있다.
배터리(100)는, 도시되지 않았지만, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀들을 갖는 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 배터리 셀들의 각각은 리튬 배터리 셀로 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 적어도 2개의 배터리 모듈들은 직렬 연결되거나 병렬 연결될 수도 있다.
BMS(200)는 배터리(100)의 배터리 셀들의 각각에 연결되고, 배터리 셀의 전압, 전류 및 온도를 모니터링 하거나, 주행 가능 거리 예측을 위한 배터리 용량(SOC, state of charge)를 계산하거나, 배터리 교체를 위한 노화 수명 예측(SOH, state of health estimation)하거나, 배터리 시스템의 안전 운영을 위한 경보 및 사전 안전 예방 조치(protection)을 수행하거나, 배터리 시스템 진단 기능(diagnosis)을 수행하거나, 냉각팬 제어를 통해 배터리 최적 온도를 유지하도록 구현될 수 있다.
또한, BMS(200)는 감지/밸런싱 회로(210), 마이컴(220), 및 릴레이 제어 회로(230)를 포함할 수 있다.
감지/밸런싱 회로(210)는 배터리 셀의 전압, 전류 및 온도를 모니터링하고, 그 모니터링 결과값을 마이컴(220)으로 전송하거나, 모니터링 결과값에 따라 릴레이 제어 회로(230) 혹은 그 외의 장치를 직접 제어하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 감지/밸런싱 회로(210)는 고전압 감지 시 릴레이 스위치(350)를 차단시키도록 릴레이 제어 회로(230)를 직접 제어하거나, 오픈 부하 감지시 사용자에게 고장 정보를 실시간으로 디스플레이 하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 감지/밸런싱 회로(210)는 고전압을 감지하기 위하여 배터리 셀의 전압이 과전압일 때 과전압이 진성인지 혹은 가성인지를 판별할 수 있다.
실시 예에 있어서, 감지/밸런싱 회로(210)는 적어도 하나의 센싱 IC(integrated circuit)를 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 센싱 IC는 대응하는 배터리 셀들의 다양한 종류의 고장을 진단하도록 구현될 수 있다. 여기서 다양한 종류의 고장은 과전압(over voltage: OV), 저전압(under voltage; UV), 고온(over temperature; OT), 과전류(over current: OC), 저전류(under current: UC), 오픈 로드(open load: OL)을 포함할 수 있다.
일반적인 센싱 IC는 저전압(UV), 고온(OT), 저전류(UC)에 대하여는 서로 독립적으로 감지할 수 있으나, 과전압(OV), 과전류(OC), 오픈 로드(OL)에 대하여 독립적인 감지를 할 수 없다. 하지만, 본 발명의 감지/밸런싱 회로(210)의 센싱 IC는 과전압(OV), 과전류(OC), 오픈 로드(OL)에 대한 고장의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 센싱 IC는 과전압이 피크(peak)에 관련된 가성 과전압인지, 혹은 오픈 로드에 관련된 가성 과전압인지를 판별하도록 구현될 수 있다.
실시 예에 있어서, 센싱 IC는 주기적으로 대응하는 셀의 고장을 진단하고, 그 결과값을 마이컴(220)으로 전송할 수 있다.
마이컴(220)는 BMS(200)의 전체적인 동작을 제어하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 마이컴(220)은 마이크로콘트롤러(microcontroller, MCU)를 포함할 수 있다.
또한, 마이컴(220)은 감지/밸런싱 회로(210)로부터 모니터링 결과값을 수신하고, 수신된 결과값, 주행 상태, 배터리 전체 전압, 모터 제어 유무 등 이용하여 배터리 고장을 종합적으로 진단하고, 진단 결과에 따라 감지/밸런싱 회로(210) 혹은 릴레이 제어 회로(230)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 마이컴(220)은 과전압(over voltage), 저전압(under voltage), 고온(over temperature), 과전류(over current), 저전류(under current), 오픈 로드(open load) 등을 알고리즘(소프트웨어/펌웨어)에 의거하여 판단할 수 있다.
릴레이 제어 회로(230)는 감지/밸런싱 회로(210) 및/혹은 마이컴(220)의 제어에 따라 릴레이 스위치(350)를 온/오프 하도록 구현될 수 있다.
인버터(300)는 배터리(100)로부터 공급된 직류 전압을 교류 전압으로 전환하도록 구현될 수 있다. 예를 들어 교류 전압은 3 상(u, v, w) 교류 전압 일 수 있다. 또한 인버터(300)는 모터(400)에 요구되는 속도와 토크에 적합하도록 배터리(100)의 출력 전압을 조절하도록 구현될 수 있다.
릴레이 스위치(350)는 릴레이 제어 회로(200)의 제어에 따라 스위칭 동작을 수행함으로써 배터리(100)의 직류 전압을 인버터(300)으로 제공하거나 차단하도록 구현될 수 있다.
모터(400)는 인버터(300)으로부터 수신된 교류 전압에 따라 구동하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 모터(400)는 3 상 교류 모터일 수 있다.
한편, 본 발명의 전기 모터 시스템(10)은 하이브리드(HEV; hybrid electric vehicle), 플러그인 하이브리드(FHEV; plug-in hybrid electric vehicle), 전기 자동차(EV; electric vehicle), 수소 연료 전지차(FCEV; hydrogen fuel cell vehicle) 등에 적용 가능하다.
한편, 도 1에 도시된 전기 모터 시스템(10)은 교류 전압에 의해 구동하는 모터(400)을 사용하였다. 하지만 본 발명의 전기 모터 시스템이 여기에 제한되지 않을 것이다. 본 발명의 전기 모터 시스템은 직류 전압에 의해 구동하는 직류 모터(예를 들어, BLDC 모터 등) 일 수 있다.
일반적인 전기 모터 시스템은 여러 가지 이유에 의해 과전압이 아닌 상황에서도 과전압으로 잘못 감지할 수 있으며, 과전압의 진성과 가성을 판별하기 어려워 일단 과전압이 감지되면, 고전압 계통을 무조건 차단하는 동작을 수행하였다. 예를 들어, 과전압을 잘못 감지하게 되는 원인은 피크(peak) 충전 전류(charge current)와 오픈 로드(open load) 상황에 의해 잘못 감지되는 경우가 가장 많다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 모터 시스템(10)은 감지된 과전압이 진성인지 가성인지 판별하는 배터리 관리 시스템(200)을 구비함으로써, 고장 진단의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 감지/밸런싱 회로(210)의 일부 구성을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 감지/밸런싱 회로(210)는 배터리 셀(CELL)의 양단의 전압에 대응하는 아날로그 디지털 변환값(Vn)을 발생하는 아날로그 디지털 변환기(analog digital convertor; ADC; 212)을 포함할 수 있다. ADC(212)의 제 1 입력단과 셀(CELL)의 양전압단 사이에 연결된 내부 저항(Ri)과 ADC(212)의 제 2 입력단과 셀(CELL)의 음전압단 사이에 연결된 내부 저항(Ri)이 존재할 수 있다. 제 1 입력단과 전원단(Vs) 사이에 제 1 전류 소스(I1)가 존재하고, 제 2 입력단과 접지단(GND) 사이에 제 2 전류 소스(I2)가 존재할 수 있다.
실시 예에 있어서, 제 1 전류 소스(I1)는 스위치(SW1) 동작에 따라 제 1 입력단에 연결되거나 차단될 수 있다. 즉, 제 1 전류 소스(I1)는 스위칭 동작에 의거하여 제 1 입력단에 입력될 수 있다.
실시 예에 있어서, 제 2 전류 소스(I2)는 스위치(SW2) 동작에 따라 제 1 입력단에 연결되거나 차단될 수 있다. 즉, 제 2 전류 소스(I2)는 스위칭 동작에 의거하여 제 2 입력단에 입력될 수 있다.
한편, 도 2에서는 하나의 ADC(212)가 도시되었다. 하지만, 본 발명의 감지/밸런싱 회로(210)는 각 셀들에 대응하는 복수의 아날로그 디지털 변환기들을 포함한다고 이해되어야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(200)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 배터리 관리 시스템(200)의 동작 방법은 다음과 같다.
센싱/밸런싱 회로(210)는 감지 대상이 되는 배터리 셀의 양단(양전압단과 음전압단 사이) 전압에 대하여 아날로그 디지털 변환 동작을 수행함으로써, 디지털 값의 출력 전압(Vn)을 발생할 수 있다(S110).
출력 전압(Vn)이 과전압 기준값(OVth)보다 큰 지 판별될 수 있다(S120). 실시 예에 있어서, 과전압 기준값(OVth)은 4.65 V일 수 있다. 하지만, 본 발명의 과전압 기준값(OVth)가 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.
만일, 출력 전압(Vn)이 과전압 기준값(OVth)보다 크다면, 추가 알고리즘 혹은 추가의 로직에 의거하여 판별된 과전압(OV)이 진성(true)인지 가성(false)인지가 판별될 수 있다(S130). 반면에, 출력 전압(Vn)이 과전압 기준값(OVth)보다 크지 않다면, 배터리 셀은 정상으로 판별될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 과전압(OV)이 진성인지 가성인지 판별하는 단계(S130)를 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, S130 단계는 다음의 단계들을 포함할 수 있다.
이전 단계에서 ADC(212)의 출력 전압(Vn-1)과 현재의 출력 전압(Vn)이 비교될 수 있다. 예를 들어, 현재의 출력 전압(Vn)에서 이전의 출력 전압(Vn-1)을 뺀 값이 제 1 기준값(TH1)보다 큰 지가 판별될 수 있다(S131). 실시 예에 있어서, 제 1 기준값(TH1)은 배터리의 순간 최대 전압 변동을 지시하는 값이다.
현재의 출력 전압(Vn)에서 이전의 출력 전압(Vn-1)을 뺀 값이 제 1 기준값(TH1)보다 크다면, 피크 전류(peak current 혹은 over current)에 관련된 과전압(OV)의 가성 여부가 진단될 수 있다. 예를 들어, 센싱/밸런싱 회로(210)는 고속의 ADC를 여러 번 반복 수행하고, 그 결과값들의 평균값을 계산할 수 있다. 이후, 평균 출력 전압을 이용하여 과전압(OV)의 진성 혹은 가성이 진단될 수 있다(S132).
반면에, 출력 전압(Vn)에서 이전의 출력 전압(Vn-1)을 뺀 값이 제 1 기준값(TH1)보다 크지 않다면, 오픈 로드에 관련된 과전압(OV)의 가성 여부가 진단될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 ADC의 제 1 및 2 입력단에 전류 소스들(I1, I2)을 온/오프 하면서 출력 전압들을 계산하고, 계산된 출력 전압들을 이용하여 과전압(OV)의 진성 혹은 가성이 진단될 수 있다(S133).
도 5는 도 4에 도시된 피크에 관련된 과전압(OV) 가성 여부를 진단하는 S132 단계를 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, S132 단계는 다음과 같이 진행될 수 있다.
복수의 아날로그 디지털 변환 동작들이 수행될 수 있다. 여기서는 설명의 편의를 위하여 3 번의 아날로그 디지털 변환 동작들이 진행되었다고 가정하겠다. 그 결과로써 3개의 출력 전압들(Vn_1, Vn_2, Vn_3)가 얻어질 수 있다(S140). 3개의 출력 전압들(Vn_1, Vn_2, Vn_3)에 대한 평균 전압(Vn_avg)이 계산될 수 있다(S141). 한편, 평균 전압(Vn_avg)을 계산하기 위해서 반드시 3개의 아날로그 디지털 변환 동작이 수행된다고 제한되지 않을 것이다.
평균 전압(Vn_avg)이 과전압 기준값(OVth)보다 큰 지가 판별될 수 있다(S142). 만일, 평균 전압(Vn_avg)이 과전압 기준값(OVth)보다 크다면, 검출된 과전압(OV)은 진성으로 판별될 수 있다(S142). 반면에, 평균 전압(Vn_avg)이 과전압 기준값(OVth)보다 크지 않다면, 피크 전류(혹은 과전류)로 인한 과전압(OV)으로써, 과전압(OV) 오진단이 결정될 수 있다. 즉, 검출된 과전압(OV)은 가성 과전압으로 판별될 수 있다(S143).
도 6은 도 4에 도시된 오픈 로드에 관련된 과전압(OV)의 가성 여부 진단하는 S133 단계를 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, S133 단계는 다음과 같이 진행될 수 있다.
도 3에 도시된 제 1 전류 소스(I1)를 ADC(212)의 제 1 입력단에 입력하도록 제 1 스위치(SW1)가 턴온 될 수 있다(S150). 이후, ADC(212)의 제 1 아날로그 디지털 변환 동작에 의해 제 1 아날로그 디지털 변환값(Vn_I1)이 얻어질 수 있다(S151). 출력 전압(Vn)와 제 1 아날로그 디지털 변환값(Vn_I1)의 차이에 대한 절대값이 제 2 기준값(TH2) 보다 동일하거나 작은지가 판별될 수 있다(S152). 실시 예에 있어서, 제 2 기준값(TH2)은 제 1 전류 소스(I1)에 의한 전압 변화량으로써, 오픈 로드에 대응하는 I1 x Ri 일 수 있다.
만일, 출력 전압(Vn)와 제 1 아날로그 디지털 변환값(Vn_I1)의 차이에 대한 절대값이 제 2 기준값(TH2) 보다 동일하거나 작다면, 도 3에 도시된 제 2 전류 소스(I2)를 ADC(212)의 제 2 입력단에 입력하도록 제 2 스위치(SW2)가 턴온 될 수 있다. 이때, 제 1 스위치(SW1)는 턴오프 될 수 있다(S153). 즉, 제 2 입력단에 제 2 전류 소스(I2)가 입력되고, 제 1 입력단에 제 1 전류 소스(I1)의 입력은 차단될 수 있다.
이후, ADC(212)의 제 2 아날로그 디지털 변환 동작에 의해 제 2 아날로그 디지털 변환값(Vn_I2)이 얻어질 수 있다(S154). 출력 전압(Vn)와 제 2 아날로그 디지털 변환값(Vn_I2)의 차이에 대한 절대값이 제 3 기준값(TH3)보다 큰 지가 판별될 수 있다(S155). 실시 예에 있어서, 제 3 기준값(TH3)은 제 2 전류 소스(I2)에 의한 전압 변화량으로써, 오픈 로드에 대응하는 I2 x Ri 일 수 있다.
만일, 출력 전압(Vn)와 제 2 출력 전압(Vn_I2)의 차이에 대한 절대값이 제 3 기준값(TH3)보다 동일하거나 작다면, 제 2 스위치(SW2)가 턴오프 될 수 있다(S156). 즉, 제 2 입력단에 제 2 전류 소스(I2)의 입력은 차단될 수 있다. 이때, 검출된 과전압(OV)은 진성으로 판별될 수 있다(S157).
반면에, S152 단계에서 출력 전압(Vn)와 제 1 출력 전압(Vn_I1)의 차이에 대한 절대값이 제 2 기준값(TH2) 보다 크다면, 제 1 스위치(SW1)가 턴오프 되거나, 혹은 S155 단계에서 출력 전압(Vn)와 제 2 출력 전압(Vn_I2)의 차이에 대한 절대값이 제 3 기준값(TH3)보다 크다면, 제 2 스위치(SW2)가 턴오프 될 수 있다(S158). 즉, 제 1 입력단에 제 1 전류 소스(I1)의 입력은 차단될 수 있다. 이때, 검출된 과전압(OV)은 오픈 로드에 의한 가성으로 판별될 수 있다. 예를 들어, 와이어 오픈에 의해 검출된 과전압(OV)일 수 있다(S159).
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은 분산형 구조로 구현될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 분산형(distributed) 구조의 배터리 관리 시스템을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 분산형 배터리 관리 시스템(1000)은 복수의 칩 그룹들(1110, 1120, 1130, 1140) 및 BMS 제어기(1200)를 포함할 수 있다. 한편, 도 7에 도시된 칩 그룹들(1110, 1120, 1130, 1140)의 개수는 4이지만, 본 발명의 칩 그룹의 개수가 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.
칩 그룹들(1110, 1120, 1130, 1140)의 각각은 데이지 체인 방식으로 연결된 복수의 센싱 칩들(IC1, IC2, IC3, IC4)을 포함할 수 있다. 복수의 센싱 칩들(IC1, IC2, IC3, IC4)의 각각은 도 1에 도시된 센싱/밸런싱 회로(210)으로 구현될 수 있다.
BMS 제어기(1200)는 복수의 칩 그룹들(1110, 1120, 1130, 1140)을 제어하도록 구현될 수 있다. BMS 제어기(1200)는 도시되지 않았지만, 배터리 관리를 종합적으로 수행하기 위하여 적어도 하나의 MICOM 혹은 마이크로콘트롤러를 포함할 수 있다.
또한, BMS 제어기(1200)는 복수의 트랜시버들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 트랜시버들의 각각은 대응하는 칩 그룹에 연결될 수 있다. 트랜시버들의 각각은 대응하는 칩 그룹으로부터 전송된 제 1 통신 프로토콜에 따른 신호를 제 2 통신 프로토콜에 따른 신호로 전환하고, 전환된 신호를 BMS 제어기(1200) 내부의 MICOM에 전송할 수 있다. 또한, 트랜시버들의 각각은 MICOM에서 전송된 제 2 통신 프로토콜에 따른 신호를 제 1 통신 프로토콜에 따른 신호로 전환하고, 전환된 신호를 대응하는 칩 그룹으로부터 전송할 수 있다. 한편, 트랜시버들은 BMS 제어기(1200)의 외부에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 센싱 칩(IC1)의 내부에 대응하는 트랜시버가 존재할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은, 정밀한 ADC를 수행한 결과가 과전압 기준값(OVth)을 초과할 경우 과전압 의심 상황으로 판단하여 과전압이 맞는지 판단할 수 있다. 만일, 출력 전압이 과전압 기준값(OVth)을 초과하면, 이전 주기에서 측정한 배터리 출력 전압 Vn-1과 비교를 수행하고, 현재 출력 전압 Vn과의 차이가 배터리 순간 최대 전압 변동 보다 큰 경우에는 peak성 노이즈로 인한 과전압 오인식의 가능성이 있다.
이 경우에 fast ADC 모드로 연속하여 n번 수행하여, 그 결과의 평균 값을 취득하고, 평균 값을 다시 과전압 기준값(OVth)와 비교하고, 평균 값이 과전압 기준값(OVth) 보다 클 경우에는 진성 과전압 상황으로 인식될 수 있다. 반면에, 평균 값이 과전압 기준값(OVth) 보다 크지 않을 경우 피크에 의한 오진단으로 판단될 수 있다.
한편, 배터리 순간 최대 전압 변동 보다 작은 경우 오픈 로드에 의한 과전압 오인식의 가능성이 있다. 이 경우에 전류 I1과 I2을 각각 턴 온/오프 제어하여, I1에 의해서 전압이 상승하는 정도를 비교하고, I2에 의해서 전압이 하강하는 정도를 비교하여, 오픈 로드에 의한 오인식 상황인지가 감지될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 시스템 및 그것의 동작 방법은 센싱 IC에서 수행하는 고장 진단 중 서로 독립적이지 않은 고장에 대해서 신뢰성 있는 고장 진단을 할 수 있다. 일반적인 센싱 IC는 고장을 감지하여 정보를 전달 하는 역할만 수행함으로써 서로 연관되어 있는 과전압(OV), 과전류(OC), 오픈 로드(OL) 정보를 구분할 필요가 없었다. 하지만, 기능안전 개념이 적용된 차세대 센싱 IC에서는 고장을 명확히 구분하고, 고장 상황마다 서로 다른 행동(action)을 취하도록 하는 기능이 포함 되어 있다. 예를 들어, 과전압(OV)의 경우, 고전압 제어 릴레이를 차단하는 목적으로, 오픈 로드(OL)의 경우 사용자에게 고장 정보를 알리는 목적으로 사용된다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기 모터 시스템은, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀들을 갖는 배터리; 상기 복수의 배터리 셀들의 각각을 관리하는 배터리 관리 시스템; 상기 배터리의 직류 전압을 교류 전압을 전환하는 인버터; 상기 배터리의 상기 직류 전압을 스위칭 동작을 통해 상기 인버터로 제공하는 릴레이 스위치; 및 상기 인버터의 교류 전압에 의거하여 구동하는 모터를 포함하고, 상기 배터리 관리 시스템은 상기 복수의 배터리 셀들의 각각의 과전압(over voltage), 저전압(under voltage), 고온(over temperature), 과전류(over current), 저전류(under current), 오픈 로드(open load) 중 적어도 하나를 진단하고, 상기 과전압이 피크에 관련된 가성 과전압인지 혹은 오픈 로드에 관련된 가성 과전압인지 판별하는 적어도 하나의 센싱 IC(integrated chip)을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱 IC는 상기 과전압이 상기 피크에 관련된 상기 가성 과전압인지를 판별하기 위하여 복수의 아날로그 디지털 변환 동작을 수행할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱 IC는 상기 과전압이 상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압인지를 판별하기 위하여 아날로그 디지털 변환기의 제 1 입력단 및 제 2 입력단에 전류 소스들을 인가하면서 아날로그 디지털 변환 동작을 수행할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 배터리 관리 시스템은, 상기 적어도 하나의 센싱 IC를 갖는 센싱/밸런싱 회로; 및 상기 센싱/밸런싱 회로의 제어에 의해 상기 과전압이 진성 과전압일 때 상기 릴레이 스위치를 오프 시키는 릴레이 제어 회로를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예들의 하나 이상의 동작들/단계들/모듈들을 구현/수행하기 위한 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 수단들은 ASICs(application-specific integrated circuits), 표준 집적 회로들, 마이크로 컨트롤러를 포함하는, 적절한 명령들을 수행하는 컨트롤러, 및/또는 임베디드 컨트롤러, FPGAs(field-programmable gate arrays), CPLDs(complex programmable logic devices), 및 그와 같은 것들을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지는 않는다.
한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.
10: 전기 모터 시스템
100: 배터리
200: 배터리 관리 시스템
300: 인버터
350: 릴레이 스위치
400: 모터
210: 감지/밸런싱 회로
220: 마이컴
230: 릴레이 제어 회로
212: 아날로그 디지털 변환기

Claims (17)

  1. 배터리 셀의 전압, 전류, 혹은 온도를 모니터링하고, 상기 배터리 셀의 전압이 과전압일 때 상기 과전압이 진성인지 가성인지를 판별하는 센싱/밸런싱 회로; 및
    상기 과전압이 진성일 때, 릴레이 스위치를 차단시키는 릴레이 제어 회로를 포함하고,
    상기 센싱/밸런싱 회로는,
    상기 배터리 셀의 양단 전압을 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환기;
    상기 아날로그 디지털 변환기의 제 1 입력단에 연결된 제 1 스위치;
    상기 아날로그 디지털 변환기의 제 2 입력단에 연결된 제 2 스위치;
    상기 제 1 스위치와 전원단 사이에 연결된 제 1 전류 소스; 및
    상기 제 2 스위치와 접지단 사이에 연결된 제 2 전류 소스를 포함하는 배터리 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱/밸런싱 회로 및 상기 릴레이 제어 회로를 제어하고, 상기 센싱/밸런싱 회로의 모니터링 결과값, 주행 정보, 배터리 전체 전압, 혹은 모터 제어 정보를 이용하여 상기 릴레이 제어 회로를 제어하는 마이컴을 더 포함하는 배터리 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱/밸런싱 회로는 적어도 하나의 집적회로(integrated circuit)로 구현되는 배터리 관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱/밸런싱 회로는 상기 배터리 셀의 양단 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압을 아날로그 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 배터리 관리 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱/밸런싱 회로는, 상기 과전압이 피크에 관련된 가성 과전압인 지 혹은 상기 과전압이 오픈 로드에 관련된 가성 과전압인 지를 판별하는 배터리 관리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 센싱/밸런싱 회로는, 이전에 측정된 전압과 상기 측정된 전압을 비교하고, 상기 측정된 전압이 상기 이전에 측정된 전압보다 클 때 상기 배터리 셀의 양단 전압에 대한 복수의 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하고, 상기 복수의 아날로그 디지털 변환 동작의 결과값들에 대한 평균값을 계산하고, 상기 계산된 평균값이 제 1 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 진성 과전압으로 판별하는 배터리 관리 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 계산된 평균값이 제 1 기준값보다 크지 않을 때, 상기 과전압이 상기 피크에 관련된 상기 가성 과전압으로 판별하는 배터리 관리 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 센싱/밸런싱 회로는, 이전에 측정된 전압과 상기 측정된 전압을 비교하고, 상기 측정된 전압이 상기 이전에 측정된 전압보다 크지 않을 때 상기 제 1 스위치를 턴-온하고 상기 배터리 셀의 양단 전압에 대한 제 1 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하고, 상기 제 1 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 2 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압으로 판별하고,
    상기 제 2 기준값은 상기 제 1 전류 소스와 내부 저항에 의해 야기되는 전압에 대응하고,
    상기 내부 저항은 상기 아날로그 디지털 변환기의 상기 제 1 입력단과 상기 배터리 셀의 양전압단 사이의 저항인 배터리 관리 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 센싱/밸런싱 회로는,
    상기 제 1 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 2 기준값보다 동일하거나 작을 때,
    상기 제 2 스위치를 턴-온하고 상기 배터리 셀의 양단 전압에 대한 제 2 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하고, 상기 제 2 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 3 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압으로 판별하고,
    상기 제 3 기준값은 상기 제 2 전류 소스와 내부 저항에 의해 야기되는 전압에 대응하고,
    상기 내부 저항은 상기 아날로그 디지털 변환기의 상기 제 2 입력단과 상기 배터리 셀의 음전압단 사이의 저항인 배터리 관리 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 센싱/밸런싱 회로는,
    상기 제 2 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 3 기준값보다 동일하거나 작을 때, 상기 과전압이 진성 과전압으로 판별하는 배터리 관리 시스템.
  12. 복수의 배터리 셀들을 감지하고 밸런싱을 수행하는 센싱 칩을 포함하는 배터리 관리 시스템의 동작 방법에 있어서:
    상기 센싱 칩에서 어느 하나의 배터리 셀의 전압을 감지하고, 감지된 전압을 아날로그 디지털 변환기에 의해 디지털 변환하는 단계;
    상기 센싱 칩에서 상기 변환된 값이 과전압 기준값보다 큰 지를 판별하는 단계;
    상기 센싱 칩에서 상기 변환된 값이 상기 과전압 기준값보다 클 때, 과전압이 진성인지 혹은 가성인지를 판별하는 단계; 및
    상기 센싱 칩에서 상기 변환된 값이 상기 과전압 기준값보다 크지 않을 때, 상기 배터리 셀은 정상으로 판별하는 단계를 포함하고,
    상기 과전압이 진성인지 가성인지를 판별하는 단계는,
    상기 변환된 값과 이전 변환된 값 사이의 차이값이 제 1 기준값보다 큰 지를 판별하는 단계;
    상기 차이값이 상기 제 1 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 피크에 관련된 가성 과전압인지를 판별하는 단계; 및
    상기 차이값이 상기 제 1 기준값보다 크지 않을 때, 상기 과전압이 오픈 로드에 관련된 가성 과전압인지를 판별하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 피크에 관련된 상기 가성 과전압인지를 판별하는 단계는,
    상기 배터리 셀의 양단 전압에 대한 복수의 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하는 단계;
    상기 복수의 아날로그 디지털 변환 동작의 결과값들에 대한 평균값을 계산하는 단계;
    상기 계산된 평균값이 제 1 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 진성 과전압으로 판별하는 단계; 및
    상기 계산된 평균값이 제 1 기준값보다 크지 않을 때, 상기 과전압이 상기 피크에 관련된 상기 가성 과전압으로 판별하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압인지를 판별하는 단계는,
    상기 아날로그 디지털 변환기의 제 1 입력단에 제 1 전류 소스를 입력하고, 상기 아날로그 디지털 변환기에서 제 1 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하는 단계; 및
    상기 제 1 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 2 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압으로 판별하는 단계를 포함하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압인지를 판별하는 단계는,
    상기 제 1 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 2 기준값보다 크지 않을 때, 상기 아날로그 디지털 변환기의 상기 제 1 입력단에 입력되는 상기 제 1 전류 소스를 차단하고, 상기 아날로그 디지털 변환기의 제 2 입력단에 제 2 전류 소스를 입력하고 상기 아날로그 디지털 변환기에서 제 2 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하는 단계;
    상기 제 2 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 3 기준값보다 클 때, 상기 과전압이 상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압으로 판별하는 단계; 및
    상기 제 2 아날로그 디지털 변환된 결과값이 제 3 기준값보다 크지 않을 때, 상기 아날로그 디지털 변환기의 상기 제 2 입력단에 입력되는 상기 제 2 전류 소스를 차단하고 상기 과전압은 진성 과전압으로 판별하는 단계를 포함하고,
    상기 제 2 기준값은 상기 제 1 전류 소스와 제 1 내부 저항에 의해 야기되는 전압에 대응하고,
    상기 제 1 내부 저항은 상기 아날로그 디지털 변환기의 상기 제 1 입력단과 상기 어느 하나의 배터리 셀의 양전압단 사이의 저항이고,
    상기 제 3 기준값은 상기 제 2 전류 소스와 제 2 내부 저항에 의해 야기되는 전압에 대응하고,
    상기 제 2 내부 저항은 상기 아날로그 디지털 변환기의 상기 제 2 입력단과 상기 어느 하나의 배터리 셀의 음전압단 사이의 저항인 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 오픈 로드에 관련된 상기 가성 과전압인지를 판별하는 단계는,
    상기 제 1 아날로그 디지털 변환된 결과값이 상기 제 2 기준값보다 크거나, 상기 제 2 아날로그 디지털 변환된 결과값이 상기 제 3 기준값보다 클 때, 상기 제 1 입력단에 입력되는 상기 제 1 전류 소스를 차단하는 단계를 더 포함하는 방법.
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