KR102085449B1 - 온도 센서의 비교 검증 시스템 및 비교 검증 방법, 온도 센서의 비교 검증 시스템을 포함하는 배터리 관리 시스템 - Google Patents

온도 센서의 비교 검증 시스템 및 비교 검증 방법, 온도 센서의 비교 검증 시스템을 포함하는 배터리 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리와 연결된 2개 이상의 온도 센서로부터 온도 센싱값을 획득한 후 각 온도 센싱값 별 전압을 서로 비교한 후, 전압차가 발생할 경우 P채널FET를 통해 전압차가 발생한 온도 센서를 통해 센싱되는 온도 센싱값을 모니터링 IC로 전달되지 않도록 차단함으로써 2개 이상의 온도 센서들이 동등 수준의 센싱 능력을 수행하는지 여부를 판단할 수 있고, 특히 모니터링 IC와 단일 입출력 포트를 통해 1개의 온도 센싱값 만이 모니터링 IC로 전달되도록 하여 입출력 포트 부족 현상을 해소할 수 있는 온도 센서의 비교 검증 시스템 및 비교 검증 방법, 온도 센서의 비교 검증 시스템을 포함하는 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.

Description

온도 센서의 비교 검증 시스템 및 비교 검증 방법, 온도 센서의 비교 검증 시스템을 포함하는 배터리 관리 시스템{SYSTEM AND METHOD FOR COMPARING AND VERIFYING TEMPERATURE SENSORS WITH EACH OTHER, BMS CONTAINING A SYSTEM FOR COMPARING AND VERIFYING TEMPERATURE SENSORS WITH EACH OTHER}
본 발명은 온도 센서의 비교 검증 시스템 및 비교 검증 방법, 온도 센서의 비교 검증 시스템을 포함하는 배터리 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 배터리와 연결된 2개 이상의 온도 센서로부터 온도 센싱값을 획득한 후 각 온도 센싱값 별 전압을 서로 비교한 후, 전압차가 발생할 경우 P채널FET를 통해 전압차가 발생한 온도 센서를 통해 센싱되는 온도 센싱값을 모니터링 IC로 전달되지 않도록 차단함으로써 2개 이상의 온도 센서들이 동등 수준의 센싱 능력을 수행하는지 여부를 판단할 수 있고, 특히 모니터링 IC와 단일 입출력 포트를 통해 1개의 온도 센싱값 만이 모니터링 IC로 전달되도록 하여 입출력 포트 부족 현상을 해소할 수 있는 온도 센서의 비교 검증 시스템 및 비교 검증 방법, 온도 센서의 비교 검증 시스템을 포함하는 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 배터리 팩의 온도를 센싱하는 방법은 온도 센싱값의 검증을 위해 적어도 2개 이상의 온도 센서를 이용하는 Redundant 방식을 이용하게 된다. 이때 각 온도 센서는 모니터링 IC와 각각 별도 연결되어야 하기 때문에, 모니터링 IC와의 ADC 연결을 위한 입출력 포트(I/O Port) 부족 현상을 초래하게 된다.
따라서, 여분의 모니터링 IC의 입출력 포트를 확보하면서도 Redundant 방식을 통해 배터리 팩의 온도 센싱값을 검증하기 위한 기술이 필요한 실정이다.
한국공개특허 제10-2015-0140934호
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 배터리와 연결된 2개 이상의 온도 센서로부터 온도 센싱값을 획득한 후 각 온도 센싱값 별 전압을 서로 비교한 후, 전압차가 발생할 경우 P채널FET를 통해 전압차가 발생한 온도 센서를 통해 센싱되는 온도 센싱값을 모니터링 IC로 전달되지 않도록 차단함으로써 2개 이상의 온도 센서들이 동등 수준의 센싱 능력을 수행하는지 여부를 판단할 수 있고, 특히 모니터링 IC와 단일 입출력 포트를 통해 1개의 온도 센싱값 만이 모니터링 IC로 전달되도록 하여 입출력 포트 부족 현상을 해소할 수 있는 온도 센서의 비교 검증 시스템 및 비교 검증 방법, 온도 센서의 비교 검증 시스템을 포함하는 배터리 관리 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서의 비교 검증 시스템은 배터리 팩과 연결되는 제1 및 제2 온도 센서로부터 각각 온도 센싱값을 획득한 후, 각 온도 센싱값을 서로 비교하여 하이(High) 또는 로우(Low) 신호를 생성하는 비교기 및 상기 비교기로부터 전달되는 하이 신호 또는 로우 신호에 따라, 상기 각 온도 센싱값 중 어느 하나를 선택하여 제어부로 전송하는 스위치를 포함하며, 상기 스위치는 상기 제어부와 단일 입출력 포트(I/O Port)를 통해 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비교기는 상기 각 온도 센싱값의 전압값을 비교한 후, 전압값의 차이가 발생하지 않을 경우 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되도록 하는 로우 신호를 상기 스위치에 전달하고, 전압값의 차이가 발생할 경우 상기 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되지 않도록 하는 하이 신호를 상기 스위치에 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스위치는 상기 비교기로부터 로우 신호가 전달되는 경우, 동작 상태가 온(ON) 상태로 변경됨에 따라 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값을 상기 단일 입출력 포트를 통해 상기 제어부에 전송하며, 상기 비교기로부터 하이 신호가 전달되는 경우, 동작 상태가 오프(OFF) 상태로 변경됨에 따라 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되지 않도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스위치는 P채널 전계효과트랜지스터(FET)에 해당할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 센서의 비교 검증 방법은 배터리 팩과 연결되는 제1 및 제2 온도 센서로부터 각각 온도 센싱값을 획득한 후, 비교기를 통해 각 온도 센싱값을 서로 비교하여 하이(High) 또는 로우(Low) 신호를 생성하는 단계 및 스위치를 제어부와 단일 입출력 포트(I/O Port)에 연결시킨 후, 비교기로부터 전달되는 하이 신호 또는 로우 신호에 따라 스위치에서 각 온도 센싱값 중 어느 하나를 선택하여 제어부로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하이 또는 로우 신호를 생성하는 단계는 상기 각 온도 센싱값의 전압값을 비교한 후, 전압값의 차이가 발생하지 않을 경우 비교기에서 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되도록 하는 로우 신호를 상기 스위치에 전달하는 단계 및 전압값의 차이가 발생할 경우 비교기에서 상기 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되지 않도록 하는 하이 신호를 상기 스위치에 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부로 전송하는 단계는 상기 비교기로부터 로우 신호가 전달되는 경우, 상기 스위치의 동작 상태가 온(ON) 상태로 변경됨에 따라 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값을 상기 단일 입출력 포트를 통해 상기 제어부에 전송하는 단계 및 상기 비교기로부터 하이 신호가 전달되는 경우, 상기 스위치의 동작 상태가 오프(OFF) 상태로 변경됨에 따라 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되지 않도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 2개 이상의 온도 센서들이 동등 수준의 센싱 능력을 수행하는지 여부를 판단할 수 있으며, 모니터링 IC와 단일 입출력 포트를 통해 1개의 온도 센싱값 만이 모니터링 IC로 전달되도록 하여 입출력 포트 부족 현상을 해소할 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 배터리 팩과 연결된 2개 이상의 온도 센서와 모니터링 IC가 각각의 입출력 포트를 통해 연결된 종래의 회로를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서의 비교 검증 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 온도 센서의 비교 검증 시스템(100)을 통해 온도 센서의 비교 검증 방법을 일련의 순서대로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 배터리 팩과 연결된 2개 이상의 온도 센서와 모니터링 IC가 각각의 입출력 포트를 통해 연결된 종래의 회로를 도시한 도면이다.
도 1을 살펴보면, 종래에는 배터리 팩과 연결된 각 온도 센서 별로 각각 모니터링 IC와 개별 입출력 포트를 통해 연결됨을 알 수 있다. 이 경우, 각 온도 센서 별 온도 센싱값을 취합하지 않아도 된다는 장점은 있지만, 모니터링 IC와 ADC(Analog to Digital Converter) 연결을 위한 입출력 포트가 부족한 문제가 발생되고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서의 비교 검증 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서의 비교 검증 시스템(100)은 크게 배터리 팩과 연결되는 제1 및 제2 온도 센서(1, 2)로부터 각각 온도 센싱값을 획득한 후, 각 온도 센싱값을 서로 비교하여 하이(High) 신호 또는 로우(Low) 신호를 생성하는 비교기(110)와, 비교기(110)로부터 전달되는 하이 신호 또는 로우 신호에 따라, 각 온도 센싱값 중 어느 하나의 온도 센싱값을 제어부로 전송하는 스위치(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
비교기(110)는 제1 및 제2 온도 센서(1, 2)와 각각 연결되어, 제1 및 제2 온도 센서(1, 2)를 통해 센싱 된 온도 센싱값을 획득한 후, 각 온도 센싱값 간의 전압값을 서로 비교하게 된다.
이때, 전압값의 차이가 발생하지 않을 경우에는 제1 온도 센서(1)를 통해 센싱된 온도 센싱값이 제어부(예컨대, 모니터링 IC)에 전송되도록 하는 로우 신호를 후술되는 스위치(120)에 인가하게 된다.
여기에서, 제1 온도 센서(1)를 통해 센싱된 온도 센싱값을 선택하는 이유는 제1 및 제2 온도 센서(1, 2) 각각을 통해 센싱되는 온도 센싱값의 차이가 없기 때문에 어떠한 값을 선택하더라도 결과는 동일하기 때문이다.
한편, 각 온도 센싱값 간의 전압값을 비교한 결과, 전압값의 차이가 발생할 경우에는 비교기(110)는 제1 온도 센서(1)를 통해 센싱된 온도 센싱값이 제어부에 전송되지 못하도록 하는 하이 신호를 후술되는 스위치(120)에 인가하게 된다.
즉, 이 경우 제1 온도 센서(1)를 통해 센싱된 온도 센싱값은 대신 제2 온도 센서(2)를 통해 센싱된 온도 센싱값이 후술되는 스위치(120)를 통해 제어부에 전송될 수 있다.
스위치(120)는 비교기(110)로부터 전달되는 하이 신호 또는 로우 신호에 따라 동작 상태가 변경될 수 있는데, 동작 상태에 따라 제1 온도 센서(1)를 통해 센싱된 온도 센싱값을 제어부로 전송하거나 또는 제2 온도 센서(2)를 통해 센싱된 온도 센싱값을 제어부로 전송하게 된다.
보다 구체적으로, 스위치(120)는 비교기(110)로부터 로우 신호가 전달되는 경우 동작 상태가 오프에서 온으로 변경되며, 그에 따라 제1 온도 센서(1)를 통해 센싱된 온도 센싱값을 제어부로 전송하게 된다. 이때, 스위치(120)는 제어부와 하나의 입출력포트 만으로 연결되기 때문에, 제어부에는 추후 ADC 연결을 위한 여분의 입출력포트가 남을 수 있는 장점이 있다.
한편, 스위치부(120)는 비교기(110)로부터 하이 신호가 전달되는 경우 동작 상태가 온에서 오프로 변경되며, 그에 따라 제1 온도 센서(1)가 아닌 제2 온도 센서(2)를 통해 센싱된 온도 센싱값을 제어부로 전송하게 된다. 마찬가지로, 이때 스위치(120)는 제어부와 하나의 입출력포트 만으로 연결된다.
이러한 점은, 배터리 팩의 온도를 검출하는 과정을 검증하기 위한 Redundant concept에 부합하는 구성에 해당함은 물론, 제어부(모니터링 IC) 입장에서는 ADC 연결을 위한 여분의 입출력포트가 남기 때문에 입출력포트 부족 현상이 해소될 수 있는 장점을 가지게 된다.
한편, 일 실시예에서 본원발명의 스위치(120)는 P채널 전계효과트랜지스터(FET)가 적용될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 온도 센서의 비교 검증 시스템(100)을 통해 온도 센서의 비교 검증 방법을 일련의 순서대로 도시한 도면이다.
도 3을 살펴보면, 먼저 배터리 팩과 연결된 제1 및 제2 온도 센서를 통해 온도 센싱값이 각각 획득된 후, 비교기에서는 제1 및 제2 온도 센서로부터 온도 센싱값을 획득한다(S301).
그, 다음, 비교기에서는 각 온도 센싱값의 전압값을 비교한 후, 전압값의 차이가 발생하지 않을 경우에는 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 제어부로 전송되도록 하는 로우 신호를 스위치에 전달하고, 전압값의 차이가 발생할 경우에는 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 제어부로 전송되지 않도록 하는 하이 신호를 스위치에 전달하게 된다(S302).
그 다음, 스위치는 비교기로부터 전달되는 하이 신호 또는 로우 신호에 따라 동작 상태가 변경됨에 따라, 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값을 제어부로 전송하거나 혹은 제2 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값을 전송하게 된다(S303).
한편, 일 실시예에서 본원발명의 온도 센서의 비교 검증 시스템은 각 배터리 팩 별로 각각 마련될 수 있으며, 이는 배터리 관리 시스템(BMS) 내에 포함될 수 있는 바, 본원발명은 상기와 같은 온도 센서의 비교 검증 시스템(100)을 모두 포함하는 배터리 관리 시스템(BMS) 일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1, 2: 제1 및 제2 온도 센서
100: 온도 센서의 비교 검증 시스템
110: 비교기
120: 스위치

Claims (10)

  1. 배터리 팩과 연결되는 제1 및 제2 온도 센서로부터 각각 온도 센싱값을 획득한 후, 각 온도 센싱값을 서로 비교하여 하이(High) 또는 로우(Low) 신호를 생성하는 비교기; 및
    상기 비교기로부터 전달되는 하이 신호 또는 로우 신호에 따라, 상기 각 온도 센싱값 중 어느 하나를 선택하여 제어부로 전송하는 스위치;를 포함하며,
    상기 스위치는 상기 제어부와 단일 입출력 포트(I/O Port)를 통해 연결되고, 상기 비교기는 상기 각 온도 센싱값의 전압값을 비교한 후, 전압값의 차이가 발생하지 않을 경우 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되도록 하는 로우 신호를 상기 스위치에 전달하고, 전압값의 차이가 발생할 경우 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되지 않도록 하는 하이 신호를 상기 스위치에 전달하되 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값 대신 상기 제2 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되도록 하고,
    상기 스위치는 상기 비교기로부터 로우 신호가 전달되는 경우, 동작 상태가 온(ON) 상태로 변경됨에 따라 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값을 상기 단일 입출력 포트를 통해 상기 제어부에 전송하며, 상기 비교기로부터 하이 신호가 전달되는 경우, 동작 상태가 오프(OFF) 상태로 변경됨에 따라 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, 온도 센서의 비교 검증 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는,
    P채널 전계효과트랜지스터(FET); 인 것을 특징으로 하는, 온도 센서의 비교 검증 시스템.
  5. 배터리 팩과 연결되는 제1 및 제2 온도 센서로부터 각각 온도 센싱값을 획득한 후, 비교기를 통해 각 온도 센싱값을 서로 비교하여 하이(High) 또는 로우(Low) 신호를 생성하는 단계; 및
    스위치를 제어부와 단일 입출력 포트(I/O Port)에 연결시킨 후, 비교기로부터 전달되는 하이 신호 또는 로우 신호에 따라 스위치에서 각 온도 센싱값 중 어느 하나를 선택하여 제어부로 전송하는 단계;를 포함하며,
    상기 하이 또는 로우 신호를 생성하는 단계는 상기 각 온도 센싱값의 전압값을 비교한 후, 전압값의 차이가 발생하지 않을 경우 비교기에서 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되도록 하는 로우 신호를 상기 스위치에 전달하는 단계 및 전압값의 차이가 발생할 경우 비교기에서 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되지 않도록 하는 하이 신호를 상기 스위치에 전달하되 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값 대신 상기 제2 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값을 상기 제어부로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제어부로 전송하는 단계는 상기 비교기로부터 로우 신호가 전달되는 경우, 상기 스위치의 동작 상태가 온(ON) 상태로 변경됨에 따라 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값을 상기 단일 입출력 포트를 통해 상기 제어부에 전송하는 단계 및 상기 비교기로부터 하이 신호가 전달되는 경우, 상기 스위치의 동작 상태가 오프(OFF) 상태로 변경됨에 따라 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되지 않도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 온도 센서의 비교 검증 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 배터리 팩과 연결되는 제1 및 제2 온도 센서로부터 각각 온도 센싱값을 획득한 후, 각 온도 센싱값을 서로 비교하여 하이(High) 또는 로우(Low) 신호를 생성하는 비교기 및 상기 비교기로부터 전달되는 하이 신호 또는 로우 신호에 따라, 상기 각 온도 센싱값 중 어느 하나를 선택하여 제어부로 전송하는 스위치를 포함하며, 상기 스위치는 상기 제어부와 단일 입출력 포트(I/O Port)를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 온도 센서의 비교 검증 시스템이 각 배터리 팩 별로 마련되고,
    상기 비교기는 상기 각 온도 센싱값의 전압값을 비교한 후, 전압값의 차이가 발생하지 않을 경우 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되도록 하는 로우 신호를 상기 스위치에 전달하고, 전압값의 차이가 발생할 경우 상기 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되지 않도록 하는 하이 신호를 상기 스위치에 전달하되 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값 대신 상기 제2 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부로 전송되도록 하고,
    상기 스위치는 상기 비교기로부터 로우 신호가 전달되는 경우, 동작 상태가 온(ON) 상태로 변경됨에 따라 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값을 상기 단일 입출력 포트를 통해 상기 제어부에 전송하며, 상기 비교기로부터 하이 신호가 전달되는 경우, 동작 상태가 오프(OFF) 상태로 변경됨에 따라 상기 제1 온도 센서를 통해 센싱된 온도 센싱값이 상기 제어부에 전송되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, 온도 센서의 비교 검증 시스템을 포함하는 배터리 관리 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021209476A1 (de) 2021-08-30 2023-03-02 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit von mindestens zwei Temperatursensoren eines elektrochemischen Energiespeichers

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