KR101993413B1 - Bms 펌웨어 제어 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리 팩이 전기적으로 연결되는 배터리 팩 연결 단자; 통합 펌웨어 정보 및 배터리 팩별 용량 정보가 미리 저장된 저장부; 및 상기 배터리 팩으로부터 방전 전류 값을 측정하여 적산 전류 값을 산출하고, 상기 산출된 적산 전류 값으로부터 상기 배터리 팩 용량을 인식하며, 인식된 상기 배터리 팩 용량에 대응되는 펌웨어를 상기 미리 저장된 통합 펌웨어 정보로부터 추출하여 선택하고, 선택된 상기 펌웨어에 따라 상기 배터리 팩의 보호 동작을 수행하도록 BMS의 MCU를 제어하는 제어부;를 포함하는 BMS 펌웨어 제어 장치가 제시된다.
Description
본 발명은 BMS 펌웨어 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 서로 다른 용량을 갖는 각각의 배터리 팩을 대상으로 범용적으로 동작할 수 있는 BMS 펌웨어 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 이차 전지에 대해 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등과 최근의 리튬 이온 전지를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬이온 전지는 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬이온 전지는 소형, 경향으로 제작할 수 있어서, 이동 기기의 전원으로 사용된다. 또한, 리튬이온 전지는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.
종래의 배터리 관리 시스템(Battery Management System, 이하 BMS)의 제어부(Micro Controller Unit, 이하 MCU)는 배터리 팩의 특정된 용량에 대응되도록 프로그래밍이 된 펌웨어(Firmware)에 따라 배터리 팩의 보호 동작을 수행한다. 이로 인해 배터리 팩 용량 따른 구분에 따라 각각 대응되는 펌웨어가 별도로 존재한다. 이는 배터리 팩을 구성하는 셀의 용량 또는 셀의 병렬 구성을 제외한 나머지 구성들이 동일한 배터리 모듈들을 생산하는 공정에서 각 배터리 팩에 용량에 대응되는 펌웨어가 저장된 MCU를 사용해야 한다는 문제점을 발생시킨다.
따라서, 배터리 팩을 구성하는 셀의 용량 또는 셀의 병렬 구성을 제외한 나머지 구성들이 동일한 배터리 모듈들을 생산하는 경우, MCU가 배터리 팩 용량에 따라 자동으로 대응되는 펌웨어를 선택하고, 선택된 펌웨어에 따라 배터리 팩의 보호 동작을 수행할 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
본 발명은 셀의 용량 또는 셀의 병렬 구성을 제외한 나머지 구성들이 동일한 배터리 모듈들 대상으로 범용적으로 사용할 수 있는 BMS 펌웨어 제어 장치 및 방법 를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 장치는, 배터리 팩이 전기적으로 연결되는 배터리 팩 연결 단자; 통합 펌웨어 정보 및 배터리 팩별 용량 정보가 미리 저장된 저장부; 및 상기 배터리 팩으로부터 방전 전류 값을 측정하여 적산 전류 값을 산출하고, 상기 산출된 적산 전류 값으로부터 상기 배터리 팩 용량을 인식하며, 인식된 상기 배터리 팩 용량에 대응되는 펌웨어를 상기 미리 저장된 통합 펌웨어 정보로부터 추출하여 선택하고, 선택된 상기 펌웨어에 따라 상기 배터리 팩의 보호 동작을 수행하도록 BMS의 MCU를 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 산출된 적산 전류 값 및 적산 전류법으로부터 상기 배터리 팩 용량을 산출할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 산출된 적산 전류 값에 대응되는 배터리 용량 정보를 상기 저장부에 미리 저장된 상기 배터리 팩별 용량 정보로부터 추출하여 상기 배터리 팩 용량을 인식할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리 팩을 완전 충전 후 완전 방전될 때까지 상기 방전 전류 값을 측정하고, 상기 방전 전류 값으로부터 상기 적산 전류 값을 산출할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 방법은, 배터리 팩의 방전 전류를 측정하여 적산 전류 값을 산출하는 적산 전류 값 산출 단계; 상기 산출된 적산 전류 값으로부터 상기 배터리 팩 용량을 인식하는 배터리 팩 용량 인식 단계; 미리 저장된 통합 펌웨어 정보 정보로부터 인식된 상기 배터리 팩 용량에 대응되는 펌웨어를 추출하여 선택하는 적용 펌웨어 선택 단계; 및 상기 선택된 펌웨어에 따라 상기 배터리 팩의 보호 동작의 수행을 시작하도록 BMS의 MCU를 제어하는 펌웨어 수행 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 적산 전류 값 산출 단계는, 상기 배터리 팩을 완전 충전 후 완전 방전될 때까지 상기 방전 전류 값을 측정하고, 상기 방전 전류 값으로부터 상기 적산 전류 값을 산출할 수 있다.
상기 배터리 팩 용량 인식 단계는, 미리 저장된 배터리 팩별 용량 정보로부터 상기 산출된 적산 전류 값에 대응되는 배터리 팩 용량 정보를 추출하여 상기 배터리 팩 용량을 인식하는 배터리 팩 용량 정보 추출 및 인식 단계; 및 상기 산출된 적산 전류 값 및 전류 적산법을 통해 상기 배터리 팩 용량을 산출하여 상기 배터리 팩 용량을 인식하는 배터리 팩 용량 산출 및 인식 단계; 중 하나의 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 장치 및 방법은 통합 펌웨어 정보가 저장된 MCU가 셀의 용량 또는 셀의 병렬 구성을 제외한 나머지 구성들이 동일한 배터리 모듈들 각각의 배터리 팩 용량에 따라 대응되는 특정 펌웨어를 자동으로 선택하고, 선택된 펌웨어에 따라 각각의 배터리 모듈에 대응되는 배터리 팩의 보호 동작을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 장치 및 방법은 셀의 용량 또는 셀의 병렬 구성을 제외한 나머지 구성들이 동일한 배터리 모듈들 생산함에 있어서 통합 펌웨어 정보가 저장된 MCU를 범용적으로 사용할 수 있으므로 생산에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 방법을 나타내는 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 적산 전류 값 산출 단계를 나타내는 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 용량 인식 단계를 나타내는 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 방법을 나타내는 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 적산 전류 값 산출 단계를 나타내는 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 용량 인식 단계를 나타내는 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 전기 에너지를 저장하고 제공할 수 있다. 이러한 배터리 팩은 충전 및 방전 가능한 복수 개의 배터리 셀들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩에 포함된 복수 개의 배터리 셀들을 구성하는 각각의 배터리 셀은 배터리 팩이나 부하 등의 사양(specification)에 부합되도록 다양한 방법으로 서로간 직렬 및/또는 병렬 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 배터리 셀의 종류로는 리튬이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지 및 니켈 아연 전지 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈들은 각각 셀의 용량 또는 셀의 병렬 구성 즉, 배터리 팩 용량을 제외한 그 외 나머지 구성들이 동일하다.
본 발명의 실시 예에 따른 펌웨어는 배터리 팩의 보호 동작을 수행하기 위한
각종 정보들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 펌웨어는 일대 일로 특정 배터리 용량에 대응될 수 있다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 장치의 일 예
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 장치를 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 장치(100)는 저장부(110), 배터리 팩 연결 단자(120) 및 제어부(130)을 포함할 수 있다.
저장부(110)는 통합 펌웨어 정보 및 적산 전류 값에 대응되는 배터리 팩별 용량 정보를 미리 저장할 수 있다. 여기서 통합 펌웨어 정보는 배터리 팩 용량별 대응되는 펌웨어들을 포함할 수 있으며, 통합 펌웨어 정보에 포함된 각각의 펌웨어는 서로 간 구분될 수 있다. 또한, 배터리 팩별 용량 정보는 각각의 배터리 팩 용량에 대응되는 적산 전류 값의 범위 값들의 정보를 포함할 수 있다.
배터리 팩 연결 단자(120)는 배터리 팩과 전기적으로 서로 연결될 수 있다.
제어부(130)는 배터리 팩 방전 전류 적산부(131), 배터리 팩 용량 인식부(132), 펌웨어 선택부(133) 및 펌웨어 수행부(134)를 포함할 수 있다.
배터리 팩 방전 전류 적산부(131)는 BMS 펌웨어 제어 장치(100)에 구비된 배터리 팩 연결 단자(120)를 통해 배터리 팩이 연결되면, 연결된 배터리 팩의 방전 전류 값을 측정하며, 배터리 팩이 완전 방전될 때까지 측정된 방전 전류 값을 적산하고, 적산된 방전 전류 값의 총합을 나타내는 적산 전류 값을 산출할 수 있다.
더욱 상세하게는, 배터리 팩 전류 적산부(131)는 완전 충전 후 완전 방전을 수행하는 배터리 팩으로부터 방전 전류를 측정할 수 있다.
그 후, 배터리 팩 전류 적산부(131)는 배터리 팩이 완전 방전 상태가 될 때까지 측정된 방전 전류 값을 전류 적산법을 이용하여 적산한 후, 적산된 방전 전류 값으로부터 적산 전류 값을 산출할 수 있다.
배터리 팩 용량 인식부(132)는 배터리 팩 전류 적산부(131)에서 산출된 적산 전류 값에 대응되는 배터리 팩 용량 정보를 저장부(110)에 미리 저장된 배터리 팩별 용량 정보로부터 추출하여 배터리 팩 용량을 인식할 수 있다.
또한, 배터리 팩 용량 인식부(132)는 배터리 팩 전류 적산부(131)에서 산출된 적산 전류 값 및 전류 적산법을 통해 배터리 팩 용량을 산출하여 배터리 팩 용량을 인식할 수 있다.
펌웨어 선택부(133)는 저장부(110)에 미리 저장된 통합 펌웨어 정보 정보로부터 배터리 팩 용량 인식부(132)에서 인식된 배터리 팩 용량에 대응되는 펌웨어를 추출하여 선택할 수 있다.
펌웨어 수행부(134)는 펌웨어 선택부(133)에서 선택된 펌웨어에 따라 배터리 팩의 보호 동작의 수행을 시작하도록 BMS의 MCU를 제어할 수 있다.
2. 본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 방법의 일 예
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 BMS 펌웨어 제어 장치(100)는 배터리 팩의 방전 전류로부터 적산 전류 값을 산출하는 적산 전류 값 산출 단계(S210)를 수행할 수 있다.
더욱 상세하게는, BMS 펌웨어 제어 장치(100)가 수행하는 적산 전류 값 산출 단계(S210)는 다음과 같은 단계들을 더 포함하여 수행될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 적산 전류 값 산출 단계를 나타내는 순서도.
도 3을 참조하면, BMS 펌웨어 제어 장치(100)는 완전 충전 후 완전 방전을 수행하는 배터리 팩으로부터 방전 전류를 측정하는 방전 전류 측정 단계(S211)를 수행할 수 있다.
그 후, BMS 펌웨어 제어 장치(100)는 배터리 팩이 완전 방전 상태가 될 때까지 측정된 방전 전류 값을 전류 적산법을 이용하여 적산하는 방전 전류 적산 단계(S212)를 수행할 수 있다.
그 후, BMS 펌웨어 제어 장치(100)는 적산된 방전 전류 값으로부터 적산 전류 값을 산출하는 적산 전류 값 산출 단계(S213)을 수행할 수 있다.
그 후, BMS 펌웨어 제어 장치(100)는 산출된 적산 전류 값으로부터 배터리 팩 용량을 인식하는 배터리 팩 용량 인식 단계(S220)를 수행할 수 있다.
더욱 상세하게는, BMS 펌웨어 제어 장치(100)가 수행하는 배터리 팩 용량 인식 단계(S220)는 다음과 같은 단계들 중 적어도 하나의 단계를 더 포함하여 수행될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 용량 인식 단계를 나타내는 순서도.
도 4를 참조하면, BMS 펌웨어 제어 장치(100)는 저장부(110)에 미리 저장된 배터리 팩별 용량 정보로부터 산출된 적산 전류 값에 대응되는 배터리 팩 용량 정보를 추출하는 배터리 팩 용량 정보 추출 단계(S211)를 수행할 수 있다.
그 후, BMS 펌웨어 제어 장치(100)는 추출된 배터리 팩 용량 정보로부터 배터리 팩 용량을 인식하는 배터리 팩 용량 인식 단계(S222)를 수행할 수 있다.
또한, BMS 펌웨어 제어 장치(100)는 산출된 적산 전류 값 및 전류 적산법을 통해 배터리 팩 용량을 산출하는 배터리 팩 용량 산출 단계(S223)를 수행할 수 있다.
그 후, BMS 펌웨어 제어 장치(100)는 산출된 배터리 팩 용량을 인식하는 배터리 팩 용량 인식 단계(S224)를 수행할 수 있다.
그 후, BMS 펌웨어 제어 장치(100)는 저장부(110)에 미리 저장된 통합 펌웨어 정보 정보로부터 인식된 배터리 팩 용량에 대응되는 펌웨어를 추출하여 선택하는 적용 펌웨어 선택 단계(S230)을 수행할 수 있다.
그 후, BMS 펌웨어 제어 장치(100)는 선택된 펌웨어에 따라 배터리 팩의 보호 동작의 수행을 시작하도록 BMS의 MCU를 제어하는 펌웨어 수행 단계(S240)를 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: BMS 펌웨어 제어 장치
110: 저장부
120: 배터리 팩 연결 단자
130: 제어부
131: 배터리 팩 방전 전류 적산부
132: 배터리 팩 용량 인식부
133: 펌웨어 선택부
134: 펌웨어 수행부
110: 저장부
120: 배터리 팩 연결 단자
130: 제어부
131: 배터리 팩 방전 전류 적산부
132: 배터리 팩 용량 인식부
133: 펌웨어 선택부
134: 펌웨어 수행부
Claims (7)
- 배터리 팩이 전기적으로 연결되는 배터리 팩 연결 단자;
통합 펌웨어 정보 및 배터리 팩별 용량 정보가 미리 저장된 저장부; 및
상기 배터리 팩으로부터 방전 전류 값을 측정하여 적산 전류 값을 산출하고, 상기 산출된 적산 전류 값으로부터 상기 배터리 팩 용량을 인식하며, 인식된 상기 배터리 팩 용량에 대응되는 펌웨어를 상기 미리 저장된 통합 펌웨어 정보로부터 추출하여 선택하고, 선택된 상기 펌웨어에 따라 상기 배터리 팩의 보호 동작을 수행하도록 BMS의 MCU를 제어하는 제어부;
를 포함하여 구성되며
상기 제어부는,
상기 산출된 적산 전류 값 및 적산 전류법으로부터 상기 배터리 팩 용량을 산출하거나, 또는,
상기 산출된 적산 전류 값에 대응되는 배터리 용량 정보를 상기 저장부에 미리 저장된 상기 배터리 팩별 용량 정보로부터 추출하여 상기 배터리 팩 용량을 인식하는 것을 특징으로 하는 BMS 펌웨어 제어 장치.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
상기 배터리 팩을 완전 충전 후 완전 방전될 때까지 상기 방전 전류 값을 측정하고, 상기 방전 전류 값으로부터 상기 적산 전류 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 BMS 펌웨어 제어 장치.
- 배터리 팩의 방전 전류를 측정하여 적산 전류 값을 산출하는 적산 전류 값 산출 단계;
상기 산출된 적산 전류 값으로부터 상기 배터리 팩 용량을 인식하는 배터리 팩 용량 인식 단계;
미리 저장된 통합 펌웨어 정보 정보로부터 인식된 상기 배터리 팩 용량에 대응되는 펌웨어를 추출하여 선택하는 적용 펌웨어 선택 단계; 및
상기 선택된 펌웨어에 따라 상기 배터리 팩의 보호 동작의 수행을 시작하도록 BMS의 MCU를 제어하는 펌웨어 수행 단계;
를 포함하여 구성되며,
상기 배터리 팩 용량 인식 단계는,
미리 저장된 배터리 팩별 용량 정보로부터 상기 산출된 적산 전류 값에 대응되는 배터리 팩 용량 정보를 추출하여 상기 배터리 팩 용량을 인식하는 배터리 팩 용량 정보 추출 및 인식 단계; 또는,
상기 산출된 적산 전류 값 및 전류 적산법을 통해 상기 배터리 팩 용량을 산출하여 상기 배터리 팩 용량을 인식하는 배터리 팩 용량 산출 및 인식 단계; 중 하나의 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 BMS 펌웨어 제어 방법.
- 청구항 5에 있어서, 상기 적산 전류 값 산출 단계는,
상기 배터리 팩을 완전 충전 후 완전 방전될 때까지 상기 방전 전류 값을 측정하고, 상기 방전 전류 값으로부터 상기 적산 전류 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 BMS 펌웨어 제어 방법.
- 삭제
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