KR102046608B1 - 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 모니터링 장치는, 제1 슬레이브 BMS 및 제2 슬레이브 BMS를 포함하는 복수의 슬레이브 BMS들; 및 상기 복수의 슬레이브 BMS들과 통신 가능하도록 연결되는 마스터 BMS;를 포함한다. 상기 각 슬레이브 BMS는, 상기 마스터 BMS에 의해 자신에게 기 설정된 웨이크업 시간이 도래한 경우 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로 전환하고, 가장 최근에 상기 웨이크업 모드로 전환된 시점부터 상기 슬립 모드로 재전환되는 시점까지로 정의되는 웨이크업 기간 동안, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈들 중 자신에게 지정된 어느 한 배터리 모듈의 온도를 측정하며, 상기 웨이크업 기간 동안에 측정된 온도를 나타내는 온도 데이터를 상기 마스터 BMS에게 전송한다. 상기 마스터 BMS는, 상기 제1 슬레이브 BMS로부터 전송된 것으로서 상기 복수의 배터리 모듈들 중 제1 배터리 모듈의 온도를 나타내는 제1 온도 데이터를 기초로, 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정한다.

Description

배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치 및 방법{Apparatus and method for temperature monitoring for a battery pack}
본 발명은 전기 자동차 등에 사용되는 배터리 팩의 온도를 최적으로 관리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
배터리의 최소 단위를 배터리 셀이라고 칭할 수 있으며, 다수개가 직렬 연결된 배터리 셀은 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 또한, 다수의 배터리 모듈이 직렬 또는 병렬로 연결됨으로써 배터리 팩을 구성할 수 있다.
전기 자동차 등에 탑재되는 배터리 팩은 서로 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수의 배터리 모듈을 포함하는 것이 일반적이다. 이러한 배터리 팩에 포함된 각각의 배터리 모듈과 그에 포함된 배터리 셀들의 상태는 적어도 하나의 BMS(Battery Management System)에 의해 모니터링되는 것이 일반적이다. BMS는 슬립 모드에서는 저전력을 소모하면서 외부(예, 차량의 ECU)로부터의 구동 명령을 대기하다가, 웨이크업 모드에서 모니터링 동작, 밸런싱 동작, 냉각 동작, 충전 동작, 방전 동작 등을 수행한다.
특히, 배터리 팩을 적절히 냉각시켜 줘야만 배터리 팩의 안정적인 운영을 보장할 수 있다. 이를 위해, BMS가 배터리 팩 또는 이에 포함된 배터리 모듈의 온도를 시간의 경과에 따라 반복적으로 체크해야 한다. 그런데, 전기 자동차의 모터뿐만 아니라 BMS 역시 배터리 팩으로부터 전기 에너지를 공급받아 작동하는 것이므로, 배터리 팩이 적정 온도 범위 내에 있음에도 BMS가 불필요하게 웨이크업 모드로 전환되어 배터리 팩에 대한 온도 모니터링을 수행하는 경우 배터리 팩의 충전량 저하로 인한 과방전 등의 문제가 야기될 수 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈들의 온도에 따라, 배터리 팩의 상태를 관리하는 복수의 BMS들이 슬립모드로부터 웨이크업 모드로 전환되는 시간을 개별적으로 지정하는, 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 온도 모니터링 장치는, 제1 슬레이브 BMS 및 제2 슬레이브 BMS를 포함하는 복수의 슬레이브 BMS들; 및 상기 복수의 슬레이브 BMS들과 통신 가능하도록 연결되는 마스터 BMS;를 포함한다. 상기 각 슬레이브 BMS는, 상기 마스터 BMS에 의해 자신에게 기 설정된 웨이크업 시간이 도래한 경우 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로 전환하고, 가장 최근에 상기 웨이크업 모드로 전환된 시점부터 상기 슬립 모드로 재전환되는 시점까지로 정의되는 웨이크업 기간 동안, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈들 중 자신에게 지정된 어느 한 배터리 모듈의 온도를 측정하며, 상기 웨이크업 기간 동안에 측정된 온도를 나타내는 온도 데이터를 상기 마스터 BMS에게 전송한다. 상기 마스터 BMS는, 상기 제1 슬레이브 BMS로부터 전송된 것으로서 상기 복수의 배터리 모듈들 중 제1 배터리 모듈의 온도를 나타내는 제1 온도 데이터를 기초로, 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정한다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상기 배터리 팩이 장착된 전기 자동차로부터 상기 전기 자동차의 주행 상태를 알리는 주행 데이터를 수신하고, 상기 주행 데이터를 기초로, 미리 정해진 이벤트가 진행 중인지 여부를 판정하며, 상기 미리 정해진 이벤트가 진행되는 동안에 한하여, 상기 제1 슬레이브 BMS로부터 전송된 제1 온도 데이터를 기초로, 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정한다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상기 복수의 슬레이브 BMS들 중 어느 하나에 설정한 웨이크업 시간과는 상이한 웨이크업 시간을 나머지 슬레이브 BMS들 중 적어도 하나에 설정한다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상기 제1 배터리 모듈의 온도가 제1 설정 온도 미만인 경우, 현재 시간 및 제1 설정 시간의 합과 동일한 시간을 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간으로 설정한다. 이 경우, 상기 제2 슬레이브 BMS는, 상기 복수의 배터리 모듈들 중 제2 배터리 모듈의 온도를 나타내는 제2 온도 데이터를 상기 마스터 BMS에게 전송한다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상기 제1 배터리 모듈의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이면서 제2 설정 온도 미만인 경우, 현재 시간 및 제2 설정 시간의 합과 동일한 시간을 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간으로 설정한다. 이 경우, 상기 제2 설정 시간은 상기 제1 설정 시간보다 짧다.
또한, 상기 복수의 슬레이브 BMS들은, 상기 복수의 배터리 모듈들 중 제3 배터리 모듈의 온도를 나타내는 제3 온도 데이터를 상기 마스터 BMS에게 전송하는 제3 슬레이브 BMS;를 더 포함한다. 이 경우, 상기 마스터 BMS는, 상기 제1 배터리 모듈의 온도에서 상기 제2 배터리 모듈의 온도를 뺀 차이값을 연산하고, 상기 제2 온도 데이터 및 상기 차이값을 기초로, 상기 제3 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정한다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상기 차이값이 음수인 경우, 현재 시간 및 제3 설정 시간의 합과 동일한 시간을 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간으로 설정하고, 상기 차이값이 양수인 경우, 현재 시간 및 제4 설정 시간의 합과 동일한 시간을 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간으로 설정한다. 이 경우, 상기 제4 설정 시간은 상기 제3 설정 시간보다 길다.
또한, 상기 제1 온도 데이터는, 상기 제1 슬레이브 BMS의 상기 웨이크업 기간 내의 서로 다른 복수의 시점에 상기 제1 배터리 모듈로부터 측정된 복수의 온도값들을 포함한다. 상기 마스터 BMS는, 상기 제1 온도 데이터에 포함된 상기 복수의 온도값들을 기초로, 상기 웨이크업 기간 동안에 나타난 상기 제1 배터리 모듈의 온도의 변화 패턴을 분석하고, 상기 변화 패턴을 더 기초로, 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상기 온도 모니터링 장치;를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전기 자동차는, 상기 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 방법은, 제1 슬레이브 BMS가 자신에게 기 설정된 웨이크업 시간이 도래한 경우 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로 전환하는 단계; 상기 제1 슬레이브 BMS가 가장 최근에 상기 웨이크업 모드로 전환된 시점부터 상기 슬립 모드로 재전환되는 시점까지로 정의되는 웨이크업 기간 동안, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈들 중 제1 배터리 모듈의 온도를 측정하는 단계; 상기 제1 슬레이브 BMS가 상기 웨이크업 기간 동안에 측정된 상기 제1 배터리 모듈의 온도를 나타내는 제1 온도 데이터를 마스터 BMS에게 전송하는 단계; 상기 마스터 BMS가 상기 제1 온도 데이터를 기초로 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정하는 단계; 상기 제2 슬레이브 BMS가 상기 마스터 BMS에 의해 자신에게 설정된 웨이크업 시간이 도래한 경우 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로 전환하는 단계; 및 상기 제2 슬레이브 BMS가 가장 최근에 상기 웨이크업 모드로 전환된 시점부터 상기 슬립 모드로 재전환되는 시점까지로 정의되는 웨이크업 기간 동안, 상기 복수의 배터리 모듈들 중 제2 배터리 모듈의 온도를 측정하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정하는 단계는, 상기 제1 배터리 모듈의 온도가 제1 설정 온도 미만인 경우, 현재 시간 및 제1 설정 시간의 합과 동일한 시간을 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간으로 설정한다.
또한, 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정하는 단계는, 상기 제1 배터리 모듈의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이면서 제2 설정 온도 미만인 경우, 현재 시간 및 제2 설정 시간의 합과 동일한 시간을 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간으로 설정한다. 이때, 상기 제2 설정 시간은 상기 제1 설정 시간보다 짧다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈들의 개별적인 온도에 따라, 배터리 팩의 상태를 관리하는 복수의 BMS들이 슬립모드로부터 웨이크업 모드로 전환되는 시간을 개별적으로 설정할 수 있다. 이로써, BMS가 불필요하게 웨이크업 모드에 진입함으로 인한 전력 소모를 저감할 수 있다.
아울러, 배터리 팩의 온도에 따라, 각 BMS가 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로 전환되는 시점이 배터리 팩에 온도에 따라 적응적으로 조절됨으로써, 배터리 팩에 대한 보다 효율적인 냉각을 수행할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 기능적 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 모니터링 장치의 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 모니터링 장치의 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 모니터링 장치의 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온도 모니터링 장치의 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 온도 모니터링 방법을 보여주는 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 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차, 배터리 팩 및 온도 모니터링 장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차(1)의 기능적 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전기 자동차(1)는 모터(10), 배터리 팩(100), 온도 모니터링 장치(200), 제어기(300) 및 냉각 장치(400)를 포함할 수 있다.
모터(10)는 배터리 팩(100)으로부터 공급되는 전기 에너지를 회전 에너지로 변환하도록 구성된다. 모터(10)로부터의 회전 에너지는 전기 자동차(1)의 바퀴 등으로 전달됨으로써, 전기 자동차(1)의 이동이 이루어질 수 있다.
배터리 팩(100)은 n개의 배터리 모듈들(110-1~110-n)을 포함할 수 있다. 배터리 모듈들(110-1~110-n)은 배터리 팩(100) 내에서 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 각각의 배터리 모듈(110)은 적어도 하나의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 이때, 배터리 셀은 전기화학적 반응을 통해 반복적인 충전과 방전이 가능한 최소 단위체를 지칭하는 것일 수 있다.
온도 모니터링 장치(200)는 복수개의 슬레이브 BMS들(210-1~210-n) 및 마스터 BMS(220)를 포함한다.
각각의 슬레이브 BMS(이하, 'S-BMS'라고 칭함)(210)는 적어도 하나의 배터리 모듈(110)에 결합될 수 있다. 도 1에는 하나의 배터리 모듈(110)과 하나의 S-BMS(210)가 일대일로 연결된 것으로 도시되어 있으나, 이에 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
각각의 S-BMS(210)는 슬립 모드와 웨이크업 모드로 동작할 수 있다. 슬립 모드에서, S-BMS(210)는 저전력을 소모하면서 마스터 BMS(220)로부터의 제어 신호를 대기한다. 웨이크업 모드에서, 각 S-BMS(210)는 자신과 결합된 어느 한 배터리 모듈(110)의 상태를 모니터링하고, 모니터링의 결과를 기초로 각 배터리 모듈(110)의 상태를 알리는 감시 데이터를 생성하도록 구성된다.
감시 데이터란, 배터리 모듈(110)의 개별적인 동작 상태를 나타내는 것으로서, 기본적으로 배터리 모듈(110)의 온도에 관한 정보를 포함하고, 추가적으로 전압, 전류, 내부 저항, SOC 및 SOH(State Of Health) 중 적어도 어느 하나 이상과 관련된 정보를 더 포함할 수 있다. 감시 데이터에 포함된 데이터 중, 배터리 모듈(110)의 온도를 나타내는 데이터를 '온도 데이터'라고 칭할 수 있다.
각각의 S-BMS(210)는 후술할 마스터 BMS(220)의 제어 명령에 의해서 또는 미리 정해진 주기에 따라 자신이 관리하는 배터리 모듈(110)로부터 측정한 온도값을 나타내는 온도 데이터를 생성한 후 통신망을 통해 연결된 마스터 BMS(220)에게 제공할 수 있다. 예컨대, 통신망은 CAN(Controller Area Network)과 같은 유선 통신망이거나, 블루투스와 같은 무선 통신망일 수 있다. 온도 데이터는, 복수의 S-BMS(210-1~210-n) 각각의 식별자를 포함할 수 있다. 이때, 각 식별자는, 배터리 모듈들(110-1~110-n)로부터 모니터링된 온도값들과 개별적으로 연관되어 있을 수 있다.
마스터 BMS(220)(이하, 'M-BMS'라고 칭함)는 복수개의 S-BMS들(210-1~200-n)로부터 제공되는 온도 데이터를 수신할 수 있다.
M-BMS(220)는 온도 데이터에 포함된 S-BMS들(210-1~200-n)의 식별자를 기초로, 온도 데이터에 포함된 각각의 온도값이 S-BMS들(210-1~200-n) 중 어느 것으로부터 모니터링된 것인지 확인할 수 있다.
M-BMS(220)는 온도 데이터를 기초로, 복수의 S-BMS들(210-1~210-n)의 웨이크업 시간을 개별적으로 지정하는 설정 데이터를 생성하도록 구성된다. 설정 데이터는 상기 통신망을 통해 S-BMS들(210-1~210-n) 중 적어도 하나에게 전송될 수 있다.
여기서, 웨이크업 시간은, 각 S-BMS(210)을 기동시키고자 하는 시간일 수 있다. 다시 말해, S-BMS(210)는 설정 데이터에 의해 지정된 웨이크업 시간에 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로부터 전환된다. 각 S-BMS(210)는 자신에게 지정된 웨이크업 시간에 웨이크업 모드에 진입한 때부터 소정 시간이 경과한 후 자동으로 슬립 모드로 전환될 수 있다. 이를 위해, S-BMS들(210-1~210-n)과 M-BMS(220)에는 실시간 클록이 내장될 수도 있다. S-BMS들(210-1~210-n) 각각에 지정되는 웨이크업 시간은 서로 같거나 다를 수 있음은 물론이다.
M-BMS(220)는 S-BMS들(210-1~210-n)로부터 전송되는 배터리 팩의 상태를 알리는 데이터를 취합하고, 취합된 데이터를 제어기(300)에게 전송할 수 있다.
제어기(300)는 전기 자동차(1)의 주행 상태를 알리는 주행 데이터를 생성하도록 구성된다. 예컨대, 상기 주행 데이터는, 전기 자동차(1)의 주행 속도, 지리적 위치, 외부 온도, 모터(10)의 회전 속도, 액셀 페달 위치, 브레이크 페달 위치, 탑승자 유무 등을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. M-BMS(220)는 통신망을 통해 제어부(300)로부터 상기 주행 데이터를 수신할 수 있다.
M-BMS(220)는 상기 주행 데이터를 기초로, 미리 정해진 이벤트가 진행 중인지 여부를 판정할 수 있다. 상기 이벤트는, S-BMS(210)를 웨이크업 모드에 진입시키는 것이 적절한 것으로 사전 실험 등을 통해 미리 정해진 것이다. 예컨대, 모터(10)의 회전이 완전히 정지하거나 전기 자동차(1)의 시동이 오프된 상태가 상기 이벤트 중의 하나일 수 있다. M-BMS(220)는 상기 주행 데이터를 기초로, 전기 자동차(1)의 시동이 오프된 상태인지 확인할 수 있다. M-BMS(220)는 미리 정해진 이벤트가 진행되는 동안에 한하여, 상기 설정 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 제어기(300)는 M-BMS(220)로부터 제공되는 데이터를 기초로, 냉각 장치(400)를 구동하기 위한 제어신호를 생성하도록 구성된다. 예를 들어, M-BMS(220)로부터 제공되는 데이터가 배터리 팩(100)의 과열을 알리는 경우, 제어기(300)는 냉각 장치(400)에 전기 에너지가 공급되도록 하는 제어신호를 출력할 수 있다.
전술한 제어기(300)는 하드웨어적으로, ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기(300)는 PLC(Progammable Logic Controller)의 형태로 구현되는 것일 수 있다.
제어기(300)에는 메모리(310)가 구비될 수 있다. 메모리(310)는 전기 자동차(1)와 관련된 전반적인 동작에 요구되는 각종 데이터들 및 명령어를 저장할 수 있다. 메모리(310)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
메모리(310)에는 제어기(300)와 직접 또는 간접적으로 연결되는 다른 구성요소에 의해 처리되는 정보 또는 이들과 관련된 데이터가 일시적 또는 영구적으로 저장될 수도 있다.
냉각 장치(400)는 제어기(300)로부터 제공되는 제어신호에 응답하여, 배터리 팩(100)을 냉각시키기 위한 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 냉각 장치(400)는 소정의 냉각 매체(예, 공기, 냉각수)에 의해 배터리 팩(100)으로부터 발생되는 열이 외부로 배출되도록 냉각 팬(410)을 구동한다. 제어기(300)는 배터리 팩(100)의 온도값이 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우, 배터리 팩(100)의 온도값과 상기 임계값 간의 차이값을 기초로, 냉각 장치(400)에 구비된 냉각 팬(410)의 회전 속도를 조절할 수 있다.
배터리 팩(100)의 온도값은, 상기 감지 데이터에 포함된 배터리 모듈들(110-1~110-n) 중 적어도 하나의 온도값을 기초로 M-BMS(220)에 의해 결정되는 것일 수 있다. 예컨대, 상기 감지 데이터에 포함된 온도값들 중 최대 온도값이 배터리 팩(100)의 온도값으로 결정될 수 있다. 다른 예로, 상기 감지 데이터에 포함된 온도값들 중 둘 이상의 평균 온도값이 배터리 팩(100)의 온도값으로 결정될 수 있다.
도 1에는 배터리 팩(100)이 복수의 배터리 모듈들(110-1~110-n)만을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 배터리 팩(100)은 관리 장치(200) 및/또는 냉각 장치(400)까지 포함하는 형태로 구현될 수도 있다. 예컨대, 냉각 장치(400)는 배터리 팩(100)의 케이스에 일체로 결합 가능하도록 구성될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 배터리 팩(100)에 포함되는 배터리 모듈(110)은 3개이며, 이들 각각을 제1 배터리 모듈(110-1), 제2 배터리 모듈(110-2) 및 제3 배터리 모듈(110-3)이라고 칭하기로 한다. 또한, 제1 배터리 모듈(110-1), 제2 배터리 모듈(110-2) 및 제3 배터리 모듈(110-3) 각각의 온도는, 제1 S-BMS(210-1), 제2 S-BMS(210-2) 및 제3 S-BMS(210-3)에 의해 반복적으로 모니터링될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 모니터링 장치(200)의 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 2를 참조하면, 온도 모니터링 장치(200)는 미리 정해진 순서에 따라 배터리 모듈들(110-1~110-3)의 온도를 개별적으로 모니터링할 수 있다. 구체적으로, 온도 모니터링 장치(200)는, 어느 특정 시점에 배터리 모듈들 중 하나만의 온도만을 모니터링하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 2의 화살표가 지시하는 바와 같이, 제1 배터리 모듈(110-1) → 제2 배터리 모듈(110-2) → 제3 배터리 모듈(110-3) → 제1 배터리 모듈(110-1)의 순서로, 배터리 모듈들의 온도가 순차적으로 모니터링될 수 있다.
일반적으로, 배터리 모듈들(110-1~110-3)은 배터리 팩(100)의 케이스 내에 공통적으로 수용되므로, 특수한 상황(예, 고장)을 제외한다면, 동일한 시점에 배터리 모듈들 간의 온도 편차는 매우 작을 것이다. 다시 말해, 배터리 모듈들 중 어느 하나에 의해 측정된 온도는 나머지 배터리 모듈의 온도까지 대변하는 것일 수 있다. 따라서, 배터리 팩(100)의 온도를 모니터링하기 위해 배터리 팩(100)의 상태를 관리하는 모든 S-BMS들(210-1~210-3)이 동시에 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로 전환되는 것은 매우 비효율적인 방식일 것이다.
대신, 온도 모니터링 장치(200)의 M-BMS(220)는 S-BMS들(210-1~210-3) 중 어느 하나에 설정한 웨이크업 시간과는 상이한 웨이크업 시간을 나머지 슬레이브 BMS들 중 적어도 하나에 설정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 S-BMS(210-1)의 웨이크업 시간이 2016년 5월 10일 오후 1시로 기 설정된 경우, M-BMS(220)는 2016년 5월 10일 오후 1시와는 다른 시간을 제2 S-BMS(210-2) 및 제3 S-BMS(210-3) 중 적어도 하나의 다음 웨이크업 시간으로 설정할 수 있다.
한편, 상기 미리 정해진 이벤트가 진행되는 동안의 특정 시점에, S-BMS들(210-1~210-3) 중 어느 하나(210-1)의 다음 웨이크업 시간은 기 설정되어있는 반면, 나머지 S-BMS들(210-2, 210-3)의 다음 웨이크업 시간은 아직 설정되지 않은 경우, M-BMS(220)는 제1 S-BMS(210-1)로부터 전송되는 제1 온도 데이터를 기초로 S-BMS들(210-2, 210-3) 중 적어도 하나의 다음 웨이크업 시간을 결정할 수 있다.
이에 대해, 도 3 내지 도 9를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 8에 있어서, 제1 설정 온도(TS1)는 배터리 팩(100)의 과열 우려가 있는지 여부를 판정하기 위한 사전 실험을 통해 미리 정해진 하한값일 수 있다. 아울러, 제2 설정 온도(TS2)는 배터리 팩(100)이 이미 과열되었는지 여부를 판정하기 위한 사전 실험을 통해 미리 정해진 상한값일 수 있다. 즉, 배터리 팩(100)의 온도가 제1 설정 온도(TS1) 미만이라는 것은, 배터리 팩(100)의 과열 우려가 전혀 없는 상태임을 의미한다. 또한, 배터리 팩(100)의 온도가 제2 설정 온도(TS2) 이상이라는 것은, 배터리 팩(100)이 이미 과열된 상태임을 의미한다. 또한, 배터리 팩(100)의 온도가 제1 설정 온도(TS1) 이상이면서 제2 설정 온도(TS2) 미만이라는 것은, 배터리 팩(100)이 곧 과열될 징후를 보이는 상태임을 의미한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 모니터링 장치(200)의 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 3은 제1 S-BMS(210-1)에 의해 측정된 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)가 제1 설정 온도(TS1) 미만인 경우를 예시한다. 구체적으로, 제1 S-BMS(210-1)는 M-BMS(220)에 의해 가장 마지막으로 통지된 웨이크업 시간(t1A)에 웨이크업 모드로 전환한다. 즉, 제1 S-BMS(210-1)는 가장 마지막으로 슬립 모드로 전환되었던 시간부터 웨이크업 시간(t1A)이 도래할 때까지 슬립 모드로 유지되다가, 자신에게 기 설정된 웨이크업 시간(t1A)이 도래한 경우, 제1 S-BMS(210-1)는 미리 정해진 유지 시간(Δtp) 동안 웨이크업 모드로 유지된다. 즉, 제1 S-BMS(210-1)는 웨이크업 시간(t1A)부터 유지 시간(Δtp)이 경과하면 다시 슬립 모드로 전환된다. 가장 최근의 웨이크업 시간(t1A)부터 다시 슬립 모드로 전환되는 시간(t1B)까지를 웨이크업 기간이라고 칭할 수 있다. 즉, 유지 시간(Δtp)이 각 웨이크업 기간의 길이를 의미한다.
전술한 바와 같이, 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)가 제1 설정 온도(TS1) 미만이므로, 제1 배터리 모듈(110-1)은 과열 우려가 전혀 없는 상태이며, 이로부터 나머지 배터리 모듈들(110-2, 110-3) 역시 과열 우려가 없거나 매우 미미한 상태일 것임은 당업자라면 어렵지 않게 이해할 수 있다. 따라서, 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도를 측정하기 위한 제2 S-BMS(210-2)의 웨이크업 시간은, 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)가 제1 설정 온도(TS1) 이상인 경우의 웨이크업 시간보다 딜레이되는 것이 바람직하다.
제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)가 제1 설정 온도(TS1) 미만인 경우, M-BMS(220)는 현재 시간(tc1)과 제1 설정 시간(ΔtS1)의 합과 동일한 시간을 제2 S-BMS(210-2)의 다음 웨이크업 시간(t2A)으로 설정할 수 있다. 즉, 제2 S-BMS(210-2)의 다음 웨이크업 시간(t2A)은, 현재 시간(tc1)으로부터 제1 설정 시간(ΔtS1)이 경과한 시간이다. 이때, 현재 시간(tc1)은 시간(t1B)과 같거나 그 이후의 시간이다. 도 3에서, 제2 S-BMS(210-2) 및 제3 S-BMS(210-3)은 적어도 시간(t1A)부터 시간(t2A)까지는 슬립 모드에 있을 수 있다.
도 4는 도 3과 달리, 제1 S-BMS(210-1)에 의해 웨이크업 기간에 측정된 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1B)가 제1 설정 온도(TS1) 이상이면서 제2 설정 온도(TS2) 미만인 경우를 예시한다. 즉, 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1B)가 도 3에서의 온도(T1A)보다 높다.
제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1B)가 제1 설정 온도(TS1) 이상이면서 제2 설정 온도(TS2) 미만이라는 것은 제1 배터리 모듈(110-1)의 과열 우려가 상당히 높은 상태임을 의미하므로, 배터리 팩(100)의 온도를 상대적으로 빠른 주기로 모니터링하는 것이 요구된다. 이를 위해, M-BMS(220)는 현재 시간(tc1)과 제2 설정 시간(ΔtS2)의 합과 동일한 시간을 제2 S-BMS(210-2)의 다음 웨이크업 시간(t2A')으로 설정할 수 있다. 즉, 제2 S-BMS(210-2)의 다음 웨이크업 시간(t2A')은, 현재 시간(tc1)으로부터 제2 설정 시간(ΔtS2)이 경과한 시간이다.
여기서, 제2 설정 시간(ΔtS2)은 제1 설정 시간(ΔtS1)보다 짧은 시간이다. 이에, 제2 S-BMS(210-2)는 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)가 제1 설정 온도(TS1) 미만인 경우보다 ΔtS1 - ΔtS2만큼 더 빨리 웨이크업 모드로 전환될 수 있다. 도 4에서, 제2 S-BMS(210-2) 및 제3 S-BMS(210-3)은 적어도 시간(t1A)부터 시간(t2A')까지는 슬립 모드에 있을 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 모니터링 장치(200)의 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 5 및 도 6은, 도 3과 같이 제2 S-BMS(210-2)가 M-BMS(220)에 의해 설정된 웨이크업 시간(t2A)에 웨이크업 모드로 전환된 경우를 예시한다.
먼저 도 5를 참조하면, 제2 S-BMS(210-2)는 웨이크업 시간(t2A)부터 유지 시간(Δtp)이 경과한 시간(t2B)에 다시 슬립 모드로 전환될 수 있다. 즉, 제2 S-BMS(210-2)는 웨이크업 시간(t2A)부터 유지 시간(Δtp) 동안 웨이크업 모드에서 동작한다. 제2 S-BMS(210-2)의 웨이크업 기간 동안, 제2 S-BMS(210-2)는 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도(T2A)를 측정하고, 측정된 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도를 나타내는 제2 온도 데이터를 M-BMS(220)에게 전송한다. 도시된 바와 같이, 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도(T2A)는 제1 설정 온도(TS1) 이상이면서 제2 설정 온도(TS2) 미만일 수 있다.
이 경우, M-BMS(220)는 도 3을 참조하여 전술한 방식과 동일하게, 현재 시간(tC2) 및 제1 설정 시간(Δts1)의 합과 동일한 시간을 제3 S-BMS(210-3)의 다음 웨이크업 시간으로 설정할 수 있다.
대신, M-BMS(220)는 다른 연산 과정을 통해, 제3 S-BMS(210-3)의 다음 웨이크업 시간으로 설정할 수 있다. 바람직하게는, M-BMS(220)는 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)와 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도(T2A)를 비교한 결과를 더 기초로, 제3 S-BMS(210-3)의 다음 웨이크업 시간으로 설정할 수 있다.
구체적으로, M-BMS(220)는 제1 S-BMS(210-1)에 의해 가장 최근에 측정된 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)에서 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도(T2A)를 뺀 차이값 즉, T1A - T2A을 연산할 수 있다. 상기 차이값이 양수라는 것은, 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도(T2A)가 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)보다 낮다는 것을 의미한다. 반대로, 상기 차이값이 음수라는 것은, 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도(T2A)가 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)보다 높다는 것을 의미한다.
도 5에는, 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도(T2A)가 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)보다 높으므로, 상기 차이값 T1A - T2A은 음수일 것이다. 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)보다 더 늦게 측정된 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도(T2A)가 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)보다 높다는 것은, 배터리 팩(100)의 온도가 높아지는 중인 상태라는 것을 암시하는 것이다.
따라서, 상기 차이값 T1A - T2A이 음수인 경우, 현재 시간(tC2)에 제1 설정 시간(ΔtS1)을 합한 시간보다 더 빨리 제3 S-BMS(210-3)가 웨이크업 모드로 전환되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, M-BMS(220)는 현재 시간(tC2)과 제3 설정 시간(ΔtS1)을 합한 시간을 제3 S-BMS(210-3)의 다음 웨이크업 시간으로 설정할 수 있다. 제3 설정 시간(ΔtS1)은 제1 설정 시간(ΔtS1)에서 보상 시간(ΔtK1)을 뺀 시간일 수 있다. 보상 시간(ΔtK1)은 상기 차이값 T1A - T2A에 대응하는 길이를 가질 수 있다. 즉, t3A = tC2 +ΔtS3 = (tC2 +ΔtS1) - ΔtK1이다. 이때, M-BMS(220)는 미리 정해진 알고리즘 등을 이용하여 상기 차이값 T1A - T2A에 대응하는 보상 시간(ΔtK1)을 결정할 수 있다. 도 5에서, 제1 S-BMS(210-1) 및 제3 S-BMS(210-3)은 적어도 시간(t2A)부터 시간(t3A)까지는 슬립 모드에 있을 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 도 5와는 반대로, 제2 S-BMS(210-2)가 웨이크업 시간(t2A)부터 슬립 모드로 재전환되는 시간(t2B)까지의 웨이크업 기간 내에서 측정한 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도(T2B)가 제1 설정 온도(TS1) 미만임과 아울러, 앞서 측정된 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)보다 낮은 것을 확인할 수 있다. 이 경우, M-BMS(220)는 제1 S-BMS(210-1)에 의해 가장 최근에 측정된 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)에서 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도(T2B)를 뺀 차이값 즉, T1A - T2B을 연산할 수 있다. 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도(T2B)가 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도(T1A)보다 낮으므로, 상기 차이값 T1A - T2B은 양수일 것이다. 상기 차이값 T1A - T2B이 양수라는 것은, 배터리 팩(100)에 대한 냉각이 원활히 진행되는 중이라는 것을 암시하는 것이다. 다시 말해, 배터리 팩(100)의 과열 우려가 상대적으로 낮아졌을 가능성이 높다.
따라서, 상기 차이값 T1A - T2B이 양수인 경우, 현재 시간(tC2)에 제4 설정 시간(ΔtS4)을 합한 시간(t3A')을 제3 S-BMS(210-3)의 다음 웨이크업 시간으로 설정할 수 있다. 제4 설정 시간(ΔtS4)은 제3 설정 시간(ΔtS3)보다 길 수 있다. 예컨대, 제4 설정 시간(ΔtS4)은 제1 설정 시간(ΔtS1)에서 보상 시간(ΔtK2)을 합한 시간일 수 있다. 보상 시간(ΔtK2)은 상기 차이값 T1A - T2B에 대응하는 길이를 가질 수 있다. 즉, t3A' = tC2 +ΔtS4 = (tC2 +ΔtS1) + ΔtK2이다. 이때, M-BMS(220)는 미리 정해진 알고리즘 등을 이용하여 상기 차이값 T1A - T2B에 대응하는 보상 시간(ΔtK2)을 결정할 수 있다. 도 6에서, 제1 S-BMS(210-1) 및 제3 S-BMS(210-3)은 적어도 시간(t2A)부터 시간(t3A')까지는 슬립 모드에 있을 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온도 모니터링 장치(200)의 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 7은 도 3과 비교할 때, 제1 S-BMS(210-1)가 단일의 웨이크업 기간인 시간(t1A)부터 시간(t1B)까지 동안 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도를 다수번 측정한다는 점에서 상이하다. 구체적으로, 제1 S-BMS(210-1)는 M-BMS(220)에 의해 가장 마지막으로 통지된 웨이크업 시간(t1A)부터 미리 정해진 유지 시간(Δtp) 동안 웨이크업 모드로 유지된 후 슬립 모드로 재전환된다는 점에서는 도 3과 동일하다. 다만, 단일의 웨이크업 기간 내의 서로 다른 복수의 시점마다 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도를 측정한다는 점에서 상이하다. 제1 S-BMS(210-1)는 단일의 웨이크업 기간 내의 서로 다른 복수의 시점에 제1 배터리 모듈(110-1)로부터 측정된 복수의 온도값들을 포함하는 제1 온도 데이터를 M-BMS(220)에게 전송할 수 있다.
M-BMS(220)는 제1 S-BMS(210-1)로부터 전송된 제1 온도 데이터를 기초로, 웨이크업 기간 동안에 나타난 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도의 변화 패턴을 분석할 수 있다. 예컨대, M-BMS(220)는 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도가 시간의 경과에 따라 증가하는지 아니면 감소하는지 판정할 수 있다.
또한, M-BMS(220)는 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도 및 상기 변화 패턴을 기초로, 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정할 수 있다.
가령, 단일의 웨이크업 기간 동안 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도는 점차적으로 증가할 수 있다. 다시 말해, 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도 기울기가 양의 값을 가질 수 있다. 예컨대, 도 7과 같이, 단일의 웨이크업 기간 동안 제1 배터리 모듈(110-1)로부터 측정된 3개의 온도값들이 일정한 기울기로 증가하여, T1C < T1D < T1E < TS1의 관계를 만족할 수 있다.
이 경우, M-BMS(220)는 현재 시간(tc1)과 제5 설정 시간(ΔtS5)의 합과 동일한 시간(t2A'')을 제2 S-BMS(210-2)의 다음 웨이크업 시간으로 설정할 수 있다. 여기서, 제5 설정 시간(ΔtS5)은, 제1 설정 시간(ΔtS1)에서 보상 시간(ΔtK3)을 뺀 시간과 동일할 수 있다. 즉, t2A'' = (tC1 +ΔtS1) - ΔtK3 = tC1 + ΔtS5이다. 보상 시간(ΔtK3)은 양의 값을 가지는 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도 기울기에 대응하는 길이를 가질 수 있다.
도 8은 단일의 웨이크업 기간 동안 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도가 점차적으로 감소하는 경우의 온도 모니터링 장치(200)의 동작을 예시한다. 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도 기울기가 음의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 8과 같이, 단일의 웨이크업 기간 동안 제1 배터리 모듈(110-1)로부터 측정된 3개의 온도값들이 일정한 기울기로 감소하여, T1H < T1G < T1F < TS1의 관계를 만족할 수 있다.
이 경우, M-BMS(220)는 현재 시간(tc1)과 제6 설정 시간(ΔtS6)의 합과 동일한 시간(t2A''')을 제2 S-BMS(210-2)의 다음 웨이크업 시간으로 설정할 수 있다. 여기서, 제6 설정 시간(ΔtS6)은, 제1 설정 시간(ΔtS1)에 보상 시간(ΔtK4)을 더한 시간과 동일할 수 있다. 즉, t2A'''= (tC1 +ΔtS1) + ΔtK4 = tC1 + ΔtS6이다. 보상 시간(ΔtK4)은, 음의 값을 가지는 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도 기울기에 대응하는 길이를 가질 수 있다.
도 7 및 도 8에는 온도 모니터링 장치(200)의 M-BMS(220)가 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도의 변화 패턴에 따라, 제2 S-BMS(210-2)의 다음 웨이크업 시간을 설정하는 방식을 중심으로 설명하였으나, 다른 배터리 모듈에 대하여도 동알한 방식으로 동작할 수 있다. 예컨대, M-BMS(220)는 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도의 변화 패턴에 따라, 제3 S-BMS(210-3)의 다음 웨이크업 시간을 설정할 수도 있다. 다른 예로, M-BMS(220)는 제3 배터리 모듈(110-3)의 온도의 변화 패턴에 따라, 제1 S-BMS(210-1)의 다음 웨이크업 시간을 설정할 수도 있다.
또한, 도 7 및 도 8에는 제1 배터리 모듈(110-1)이 제1 설정 온도(TS1) 미만인 경우만을 예시하였으나, 모듈이 제1 설정 온도(TS1) 이상인 경우에도 유사한 방식이 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)의 온도 모니터링 방법을 보여주는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 단계 S910에서, 제1 S-BMS(210-1)는 M-BMS(220)에 의해 자신에게 기 설정된 웨이크업 시간이 도래한 경우 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로 전환한다. 단계 S910 후에 단계 S920으로 진행한다.
단계 S920에서, 제1 S-BMS(210-1)는 웨이크업 기간 동안, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈들 중 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도를 적어도 한번 이상 측정한다. 웨이크업 기간은, 가장 최근에 웨이크업 모드로 전환된 시점부터 슬립 모드로 재전환되는 시점까지로 정의될 수 있다. 단계 S920 후에 단계 S930으로 진행한다.
단계 S930에서, 제1 S-BMS(210-1)는 상기 웨이크업 기간 동안에 측정된 상기 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도를 나타내는 제1 온도 데이터를 M-BMS(220)에게 전송한다. 단계 S930 후에 단계 S940으로 진행한다.
단계 S940에서, M-BMS(220)는 단계 S930을 통해 제1 S-BMS(210-1)로부터 전송된 제1 온도 데이터를 기초로, 제2 S-BMS(210-2)의 다음 웨이크업 시간을 설정한다. 예를 들어, M-BMS(220)는 제1 온도 데이터에 대응하는 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도가 제1 설정 온도 미만인 경우, 현재 시간 및 제1 설정 시간의 합과 동일한 시간을 제2 S-BMS(210-2)의 다음 웨이크업 시간으로 설정할 수 있다. 다른 예로, M-BMS(220)는 제1 배터리 모듈(110-1)의 온도가 제1 설정 온도 이상이면서 제2 설정 온도 미만인 경우, 현재 시간 및 제2 설정 시간의 합과 동일한 시간을 제2 S-BMS(210-2)의 다음 웨이크업 시간으로 설정할 수 있다. 이때, 제2 설정 시간은 제1 설정 시간보다 짧을 수 있다. 단계 S940 후에 단계 S950으로 진행한다.
단계 S950에서, 제2 S-BMS(210-2)는 단계 S940를 통해 M-BMS(220)에 의해 자신에게 설정된 웨이크업 시간이 도래한 경우 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로 전환한다. 단계 S950 후에 단계 S960으로 진행한다.
단계 S960에서, 제2 S-BMS(210-2)는 가장 최근에 상기 웨이크업 모드로 전환된 시점부터 슬립 모드로 재전환되는 시점까지로 정의되는 웨이크업 기간 동안, 상기 복수의 배터리 모듈들 중 제2 배터리 모듈(110-2)의 온도를 측정한다. 단계 S960 후에 단계 S970으로 진행한다.
단계 S970에서, 제2 S-BMS(210-2)는 웨이크업 기간 동안에 측정된 제21 배터리 모듈(110-2)의 온도를 나타내는 제2 온도 데이터를 M-BMS(220)에게 전송한다.
도시하지는 않았으나, 단계 S970 후, M-BMS(220)는 단계 S970를 통해 제2 S-BMS(210-2)로부터 전송된 제2 온도 데이터를 기초로, 제2 S-BMS(210-2) 외의 다른 S-BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 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.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
1: 전기 자동차
10: 모터
100: 배터리 팩
110: 배터리 모듈
200: 온도 모니터링 장치
210: 슬레이브 BMS
220: 마스터 BMS
300: 제어기
310: 메모리
400: 냉각 장치
410: 냉각 팬

Claims (13)

  1. 제1 슬레이브 BMS 및 제2 슬레이브 BMS를 포함하는 복수의 슬레이브 BMS들; 및
    상기 복수의 슬레이브 BMS들과 통신 가능하도록 연결되는 마스터 BMS;를 포함하되,
    상기 각 슬레이브 BMS는,
    상기 마스터 BMS에 의해 자신에게 기 설정된 웨이크업 시간이 도래한 경우 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로 전환하고,
    가장 최근에 상기 웨이크업 모드로 전환된 시점부터 상기 슬립 모드로 재전환되는 시점까지로 정의되는 웨이크업 기간 동안, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈들 중 자신에게 지정된 어느 한 배터리 모듈의 온도를 측정하며, 상기 웨이크업 기간 동안에 측정된 온도를 나타내는 온도 데이터를 상기 마스터 BMS에게 전송하고,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 제1 슬레이브 BMS로부터 전송된 것으로서 상기 복수의 배터리 모듈들 중 제1 배터리 모듈의 온도를 나타내는 제1 온도 데이터를 기초로, 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정하되,
    상기 제1 배터리 모듈의 온도가 제1 설정 온도 미만인 경우, 현재 시간 및 제1 설정 시간의 합과 동일한 시간을 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간으로 설정하는 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 배터리 팩이 장착된 전기 자동차로부터 상기 전기 자동차의 주행 상태를 알리는 주행 데이터를 수신하고,
    상기 주행 데이터를 기초로, 미리 정해진 이벤트가 진행 중인지 여부를 판정하며,
    상기 미리 정해진 이벤트가 진행되는 동안에 한하여, 상기 제1 슬레이브 BMS로부터 전송된 제1 온도 데이터를 기초로, 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정하는 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 복수의 슬레이브 BMS들 중 어느 하나에 설정한 웨이크업 시간과는 상이한 웨이크업 시간을 나머지 슬레이브 BMS들 중 적어도 하나에 설정하는 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 슬레이브 BMS는,
    상기 복수의 배터리 모듈들 중 제2 배터리 모듈의 온도를 나타내는 제2 온도 데이터를 상기 마스터 BMS에게 전송하는 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 제1 배터리 모듈의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이면서 제2 설정 온도 미만인 경우, 현재 시간 및 제2 설정 시간의 합과 동일한 시간을 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간으로 설정하되,
    상기 제2 설정 시간은 상기 제1 설정 시간보다 짧은 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 슬레이브 BMS들은,
    상기 복수의 배터리 모듈들 중 제3 배터리 모듈의 온도를 나타내는 제3 온도 데이터를 상기 마스터 BMS에게 전송하는 제3 슬레이브 BMS;를 더 포함하고,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 제1 배터리 모듈의 온도에서 상기 제2 배터리 모듈의 온도를 뺀 차이값을 연산하고,
    상기 제2 온도 데이터 및 상기 차이값을 기초로, 상기 제3 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정하는 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 차이값이 음수인 경우, 현재 시간 및 제3 설정 시간의 합과 동일한 시간을 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간으로 설정하고,
    상기 차이값이 양수인 경우, 현재 시간 및 제4 설정 시간의 합과 동일한 시간을 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간으로 설정하되,
    상기 제4 설정 시간은 상기 제3 설정 시간보다 긴 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 온도 데이터는,
    상기 제1 슬레이브 BMS의 상기 웨이크업 기간 내의 서로 다른 복수의 시점에 상기 제1 배터리 모듈로부터 측정된 복수의 온도값들을 포함하고,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 제1 온도 데이터에 포함된 상기 복수의 온도값들을 기초로, 상기 웨이크업 기간 동안에 나타난 상기 제1 배터리 모듈의 온도의 변화 패턴을 분석하고,
    상기 변화 패턴을 더 기초로, 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정하는 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 장치;
    를 포함하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 따른 배터리 팩;
    을 포함하는 전기 자동차.
  11. 제1 슬레이브 BMS가 자신에게 기 설정된 웨이크업 시간이 도래한 경우 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로 전환하는 단계;
    상기 제1 슬레이브 BMS가 가장 최근에 상기 웨이크업 모드로 전환된 시점부터 상기 슬립 모드로 재전환되는 시점까지로 정의되는 웨이크업 기간 동안, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈들 중 제1 배터리 모듈의 온도를 측정하는 단계;
    상기 제1 슬레이브 BMS가 상기 웨이크업 기간 동안에 측정된 상기 제1 배터리 모듈의 온도를 나타내는 제1 온도 데이터를 마스터 BMS에게 전송하는 단계;
    상기 마스터 BMS가 상기 제1 온도 데이터를 기초로 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정하는 단계;
    상기 제2 슬레이브 BMS가 상기 마스터 BMS에 의해 자신에게 설정된 웨이크업 시간이 도래한 경우 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로 전환하는 단계; 및
    상기 제2 슬레이브 BMS가 가장 최근에 상기 웨이크업 모드로 전환된 시점부터 상기 슬립 모드로 재전환되는 시점까지로 정의되는 웨이크업 기간 동안, 상기 복수의 배터리 모듈들 중 제2 배터리 모듈의 온도를 측정하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정하는 단계는,
    상기 제1 배터리 모듈의 온도가 제1 설정 온도 미만인 경우, 현재 시간 및 제1 설정 시간의 합과 동일한 시간을 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간으로 설정하는 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간을 설정하는 단계는,
    상기 제1 배터리 모듈의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이면서 제2 설정 온도 미만인 경우, 현재 시간 및 제2 설정 시간의 합과 동일한 시간을 상기 제2 슬레이브 BMS의 다음 웨이크업 시간으로 설정하되,
    상기 제2 설정 시간은 상기 제1 설정 시간보다 짧은 배터리 팩을 위한 온도 모니터링 방법.
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