KR102145651B1 - 배터리 관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 관리 시스템에 관한 것으로, 기존이 배터리 관리 시스템에 포함된 배터리 관리 컨트롤러에서 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부와 측정된 전압값에 기반하여 이를 제어하는 제어부를 분리시키고 전압 측정부를 배터리 분리 유닛에 포함시킴으로써, 전압 측정부와 제어부 사이의 절연저항이 저하되는 것을 방지할 수 있는 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.
또한 통신부를 통해 전압 측정부에서 측정된 전압을 전기적으로 절연하여 제어부에 제공함으로써 비절연형 저가 전장 부품 적용이 가능하고, 노이즈를 감소시켜 노이즈에 의한 아날로그 측정 오차를 감소시킬 수 있는 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.

Description

배터리 관리 시스템{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 배터리 관리 시스템에 관한 것으로, 기존의 배터리 관리 컨트롤러(Battery Management Controller; BMC)에서 고전압 파트인 배터리 측에 연결되어 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부와 측정된 전압값에 기반하여 스위치를 제어하는 제어부를 분리하여, 전압 측정부를 배터리 분리 유닛(Battery Disconnecting Unit; BDU)에 포함시키고, 절연된 통신을 통해 전압 측정부와 제어부가 정보교류를 함으로써, 전압 측정부와 제어부 사이의 절연저항이 저하되는 것을 방지할 수 있는 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle), 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 또는 가정용 또는 산업용으로 이용되는 중대형 배터리를 이용하는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS)이나 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 시스템 등에 보편적으로 응용되고 있다.
이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
2차 전지는 휴대 단말 등의 배터리로 구현되는 경우는 반드시 그러하지 않을 수 있으나, 상기와 같이 전기 차량 또는 에너지 저장원 등에 적용되는 배터리는 통상적으로 단위 이차전지 셀(cell)이 복수 개 집합되는 형태로 사용되어 고용량 환경에 적합성을 높이게 된다.
이와 같은 배터리, 특히 다수의 2차 전지가 충전과 방전을 번갈아 가면서 수행하는 경우에는 이들의 충방전을 효율적으로 제어하여 배터리가 적정한 동작 상태 및 성능을 유지하도록 관리할 필요성이 있다.
이를 위해, 배터리의 상태 및 성능을 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)이 구비된다. BMS는 배터리의 전압, 전류 및 온도 등을 측정할 수 있는 측정 소자와 측정된 값을 바탕으로 배터리의 이상이 진단될 경우 배터리 및 스위칭 소자의 동작을 제어하는 제어소자가 포함된 배터리 관리 컨트롤러(Battery Management Controller; BMC)와 배터리의 측정된 값을 바탕으로 배터리의 이상이 진단될 경우, 부하를 보호하기 위해 배터리를 분리 시킬 수 있는 배터리 분리 유닛(Battery Disconnecting Unit; BDU)을 포함하여 구성될 수 있다.
기존의 BMC의 경우 이러한 고전압 파트인 배터리 측에 연결된 측정소자와 측정된 값에 기반하여 배터리를 제어하는 제어부가 하나의 라인으로 연결되어 있어 측정 소자와 제어부 간에 절연이 보장된 전장 부품을 사용해야 했으며, 고전압으로 인해 측정 소자에 의해 측정 소자와 제어부 사이의 절연저항이 감소하는 문제점이 있다. 이와 같이 절연 저항이 감소하는 경우, 측정 소자와 제어부 사이의 선간 단락 고장이 발생할 수 있으며, 배터리 관리 시스템에 대한 신뢰도가 떨어지게 된다.
따라서, 상술된 바와 같이 BMS 내부에 위치하는 BMC가 일으키는 절연저항 감소 등의 문제점을 해결하여 배터리를 안정적으로 구동하고, 이를 바탕으로 신뢰성있는 배터리 관리 시스템을 제공할 필요성이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0033196호
본 발명의 목적은, 기존이 배터리 관리 시스템에 포함된 배터리 관리 컨트롤러에서 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부와 측정된 전압값에 기반하여 이를 제어하는 제어부를 분리시키고 전압 측정부를 배터리 분리 유닛에 포함시킴으로써, 전압 측정부와 제어부 사이의 절연저항이 저하되는 것을 방지할 수 있는 배터리 관리 시스템을 제공하는 것이다.
또한 통신부를 통해 전압 측정부에서 측정된 전압을 전기적으로 절연하여 제어부에 제공함으로써 비절연형 저가 전장 부품 적용이 가능하고, 노이즈를 감소시켜 노이즈에 의한 아날로그 측정 오차를 감소시킬 수 있는 배터리 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은, 배터리와 부하를 연결하는 하나 이상의 스위치; 상기 배터리의 전압값을 측정하는 전압 측정부; 상기 측정된 전압값에 기반하여 상기 하나 이상의 스위치 제어하는 제어부; 및 상기 측정된 전압값을 상기 제어부에 전송하는 통신부;를 포함할 수 있으며, 상기 전압 측정부, 상기 하나 이상의 스위치 및 상기 통신부는 배터리 분리 유닛(Battery Disconnecting Unit; BDU)으로 구성되고, 상기 제어부는 상기 배터리 분리 유닛 외부에 위치할 수 있다.
상기 배터리 분리 유닛은, 상기 배터리 측에 위치할 수 있으며, 상기 제어부는, 상기 부하측에 위치할 수 있다.
상기 배터리와 병렬 연결되어 기준전압을 생성하는 기준전압 생성부;를 더 포함할 수 있으며, 상기 기준전압 생성부는, 상기 배터리의 과충전을 판단하는 제1 기준전압 및 상기 배터리의 과방전을 판단하는 제2 기준전압을 생성할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 스위치의 동작을 제어하는 스위치 제어부; 상기 측정된 배터리의 전압값과 상기 생성된 기준전압에 기반하여 상기 배터리의 상태를 진단하는 진단부;를 포함할 수 있다.
상기 진단부는, 상기 배터리의 전압과 상기 제1 기준전압 및 상기 제2 기준전압을 비교하는 비교부를 포함할 수 있으며, 상기 배터리 전압이 상기 제1 기준전압보다 크거나 또는 상기 배터리 전압이 상기 제2 기준전압보다 작은 경우 상기 하나 이상의 스위치를 제어하는 스위치 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 통신부는, 상기 측정된 전압값을 전기적으로 절연시키는 절연부; 및 상기 전기적으로 절연된 전압값을 상기 제어부에 전송하는 전송부;를 더 포함할 수 있다.
상기 전압 측정부, 상기 통신부 및 상기 제어부는 CAN 버스(Controller Area Network Bus)로 연결되어 상기 전압 측정부 및 상기 제어부가 CAN 통신할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기존이 배터리 관리 컨트롤러에서 전압 측정부와 제어부를 분리시키고 전압 측정부를 배터리 분리 유닛에 포함시킴으로써, 전압 측정부와 제어부 사이의 절연저항이 저하되는 것을 방지할 수 있는 배터리 관리 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 전압 측정부에서 측정된 전압을 전기적으로 절연하여 제어부에 제공함으로써 비절연형 저가 전장 부품 적용이 가능하고, 노이즈를 감소시켜 노이즈에 의한 아날로그 측정 오차를 감소시킬 수 있는 배터리 관리 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템이 적용될 수 있는 전기 자동차를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템에서 배터리 분리 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 통한 배터리 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템이 적용될 수 있는 전기 자동차를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에서 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(100)이 전기 자동차(1)에 적용된 예를 도시하고 있으나, 본 발명의 일 실시예에 포함된 배터리 관리 시스템(100)은 전기 자동차 이외에도 가정용 또는 산업용 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS)이나 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 시스템 등 이차 전지가 적용될 수 있는 분야라면 어떠한 기술 분야라도 적용될 수 있다.
전기 자동차(1)는 배터리(10), BMS(Battery Management System, 20), ECU(Electronic Control Unit, 30), 인버터(40) 및 모터(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
배터리(10)는 모터(50)에 구동력을 제공하여 전기 자동차(1)를 구동시키는 전기 에너지원이다. 배터리(10)는 모터(50) 및/또는 내연 기관(미도시)의 구동에 따라 인버터(40)에 의해 충전되거나 방전될 수 있다.
여기서, 배터리(10)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 배터리(10)는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성될 수 있다.
또한, 배터리(10)는 복수의 전지 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있는 전지 모듈로 형성되고, 복수의 전지 모듈로 전지 팩이 형성된다. 그리고, 배터리(10)는 하나 이상의 전지 팩을 포함할 수 있다.
BMS(20)는 배터리(10)의 상태를 추정하고, 추정한 상태 정보를 이용하여 배터리(10)를 관리한다. 예컨대, BMS(20)는 배터리(10)의 잔존 용량(State Of Charging; SOC), 잔존 수명(State Of Health; SOH), 최대 입출력 전력 허용량, 출력 전압 등 배터리(10) 상태 정보를 추정하고 관리한다. 그리고, BMS(20)는 이러한 상태 정보를 이용하여 배터리(10)의 충전 또는 방전을 제어하며, 나아가 배터리(10)의 교체 시기 추정도 가능하다.
BMS(20)는 후술하는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(100)일 수 있다. 또한 BMS(20)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(100)을 포함하거나 배터리 관리 시스템과 연결되어 동작할 수 있다.
BMS(20)는 배터리 관리 시스템(100)과 같이 배터리의 전류, 전압 및 온도 등을 측정하는 측정소자를 제어부와 분리하고 측정소자를 스위칭 소자가 포함된 배터리 분리 유닛에 포함시킴으로써, 측정소자와 제어부간의 절연저항이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 선간 단락 및 노이즈를 감소시킬 수 있다.
ECU(30)는 전기 자동차(1)의 상태를 제어하는 전자적 제어 장치이다. 예컨대, ECU(30)는 액셀러레이터(accelerator), 브레이크(break), 속도 등의 정보에 기초하여 토크 정도를 결정하고, 모터(50)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어한다.
또한, ECU(30)는 BMS(20)에 의해 배터리(10)가 충전 또는 방전될 수 있도록 인버터(40)에 제어 신호를 보낸다.
인버터(40)는 ECU(30)의 제어 신호에 기초하여 배터리(10)가 충전 또는 방전되도록 한다.
모터(50)는 배터리(10)의 전기 에너지를 이용하여 ECU(30)로부터 전달되는 제어 정보(예컨대, 토크 정보)에 기초하여 전기 자동차(1)를 구동한다.
이하 도2 및 도 3를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템에 대해서 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은 전압 측정부(110), 스위치(120), 기준전압 생성부(130), 통신부(140) 및 제어부(150)을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 배터리 관리 시스템(100)은 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
전압 측정부(110)는 배터리(10) 모듈의 전압값을 측정할 수 있다. 일 예로, 전압 측정부(110)은 배터리(10)와 연결된 션트(Shunt)저항의 양단에 인가되는 전압을 측정함으로써 배터리(10)의 전압을 측정할 수 있다.
여기서, 전압 측정부(110)는 다수의 배터리(10) 모듈이 직렬 또는 병렬로 사용되는 경우 하나의 배터리(10) 모듈을 각각 측정할 수 있도록 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 하나의 전압 측정부(110)로 복수개 또는 전체 배터리(10) 모듈 측정할 수 있다.
스위치(120)는 배터리(10)와 부하를 연결할 수 있으며, 전압 측정부(110)에서 측정된 전압값에 기반하여 후술되는 제어부(150)에서 배터리(10) 모듈이 이상 상태로 진단되는 경우, 스위치(120)를 오프시킴으로써 배터리(10)와 부하를 분리할 수 있다.
스위치(120)는 배터리(10) 모듈과 부하의 연결 및 분리의 안정성을 높이기 위해 하나 이상 구비될 수 있으며, 그 종류 및 개수는 사용자의 요구 및 요구되는 안정성 등에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 스위치(120)는 릴레이(Relay), 콘텍터(Contactor)나 트랜지스터(Transistor) 및 사이리스터(Thyristor)와 같은 스위칭 소자가 하나 이상으로 구성될 수 있다.
기준전압 생성부(130) 배터리(10) 모듈과 병렬 연결되어 배터리(10) 모듈의 상태를 진단하기 위한 기준전압을 생성할 수 있다.
기준전압 생성부(130)은 배터리(10) 모듈의 과충전을 진단하기 위한 제1 기준전압과 배터리(10) 모듈의 과방전을 진단하기 위한 제2 기준전압을 생성할 수 있으며, 제1 기준전압 및 제2 기준전압과 전압 측정부(110)에서 측정된 배터리(10) 모듈의 전압값에 기반하여 후술되는 제어부(150)에서 배터리(10) 모듈의 상태를 진단할 수 있다.
통신부(140)는 전압 측정부(110)에서 측정된 전압값을 후술되는 제어부(150)에 전송할 수 있으며, 이를 위해 절연부(141) 및 전송부(142)를 포함할 수 있다.
절연부(141)는 전압 측정부(110)에서 측정된 전압 및 기준전압 생성부(120)에서 생성된 제1 및 제2 기준전압을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 일 예로, 절연부(141)은 복수개의 인코더(Encoder) 및 디코더(Decoder)를 포함하여 구성될 수 있다. 전압 측정부(110)에서 측정된 전압 및 제1 및 제2 기준전압을 인코더를 통해 부호화되고, 디코더를 통해 복호화함으로써 전기적으로 절연할 수 있다. 이러한 전기적으로 절연된 전압값을 송수신함으로써, 노이즈를 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 노이즈에 의한 아날로그 측정 오차를 감소시킬 수 있다.
전송부(142)는 절연부(141)에서 전기적으로 절연된 전압값을 후술되는 제어부(150)에 전송할 수 있다.
제어부(150)는 전송부(142)에서 전송받은 절연된 전압값과 기준전압 생성부(130)에서 생성된 제1 및 제2 기준전압에 기반하여 배터리(10) 모듈의 상태를 진단할 수 있다. 또한, 진단 결과에 따라 하나 이상의 스위치(120)의 온 또는 오프 동작을 제어할 수 있으며, 이를 위해 제어부(150)는 진단부(151) 및 스위치 제어부(152)를 포함할 수 있다.
진단부(151)는 전압 측정부(110)에서 측정된 배터리(10) 모듈의 전압값과 제1 및 제2 기준전압을 비교하여 배터리(10) 모듈의 상태를 진단할 수 있다. 이를 위해 진단부(151)는 배터리(10) 모듈의 전압과 제1 기준전압 및 상기 제2 기준전압을 비교하는 비교부(미도시)를 포함할 수 있다.
진단부(151)는 비교부를 통해 배터리(10) 모듈의 전압과 제1 및 제2 기준전압을 비교하고, 이를 바탕으로 배터리의 상태를 진단할 수 있다. 일 예로 측정된 배터리(10) 모듈의 전압값이 제1 기준전압 이상인 경우, 진단부(151)은 배터리(10) 모듈의 상태를 과충전 상태로 진단할 수 있으며, 제2 기준전압 이하인 경우, 과방전 상태로 진단할 수 있다. 이와 같이 진단부(151)에서 배터리의 상태가 과충전 또는 과방전 상태로 진단되는 경우 후술되는 스위치 제어부(152)를 동작시키는 스위치 제어 신호를 출력할 수 있다.
여기서 스위치 제어 신호는 하나 이상의 스위치를 각각 또는 복수개의 스위치를 온 또는 오프시키는 신호일 수 있다.
스위치 제어부(152)는 진단부(151)에서 스위치 제어 신호가 출력되는 경우, 하나 이상의 스위치(120)을 오프시킴으로써, 이상 상태의 배터리(10) 모듈로부터 부하를 분리시켜 보호할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템에서 배터리 분리 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 전압 측정부(110), 하나 이상의 스위치(120) 및 통신부(140)는 하나의 배터리 분리 유닛(160)으로 구성될 수 있으며, 고전압이 인가되는 배터리(10) 모듈측에 위치할 수 있다. 또한 제어부(150)는 배터리 분리 유닛(160) 외부에 위치할 수 있으며, 저전압이 인가되는 부하측에 위치될 수 있다. 여기서 고전압은 직류전압 60V 및 교류 전압 25V일 수 있으며, 저전압은 고전압에 비해 상대적으로 더 낮은 전압을 저전압이라 할 수 있다.
이와 같이 전압 측정부(110)와 제어부(150)를 분리하고, 통신부(140)를 통해 상호 정보를 교류하는 경우, 전압 측정부(110), 통신부(140) 및 제어부(150)의 거리, 주변 구성요소의 개수, 주변 구성요소의 재질 등 다양한 원인으로 노이즈가 발생할 수 있으며, 이러한 노이즈는 정확한 아날로그 측정 함에 있어서 좋지 않은 영향을 끼친다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 전압 측정부(110), 통신부(140) 및 제어부(150)는 CAN 버스(Controller Area Network Bus)로 연결될 수 있으며, 연결된 CAN 버스를 통해 CAN 통신으로 정보를 교류할 수 있다.
CAN통신은 2개의 선을 사용하여 전기적으로 차이가 있도록 통신을 하기 때문에 노이즈에 매우 강하며, 최대 1000m까지도 40kbps로 통신할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 따라서 CAN 통신을 통해 전압 측정부(110) 및 제어부(150)가 정보교류를 함으로써 노이즈에 의한 아날로그 측정 오차를 감소시켜, 보다 정확한 결과값을 산출할 수 있다.
이하 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 이용한 배터리 관리 방법에 대해서 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 통한 배터리 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 배터리 관리 시스템(100)을 이용한 배터리 관리 방법(S100)이 시작되면, 전압 측정부에서 배터리 모듈의 전압을 측정하며(S110), 기준전압 생성부에서 제1 및 제2 기준전압을 생성한다(S120). 여기서 배터리는 사용자의 요구 및 사용 환경 등 다양한 요소에 따라 배터리 셀, 배터리 모듈 또는 배터리 팩일 수 있으며, 이에 따라 제1 및 제2 기준전압도 조정될 수 있다.
단계(S110)에서 측정 전압값 및 단계(S120)에서 생성된 전압값은 절연부를 통해 전기적으로 절연되며(S130), 단계(S130)에서 전기적으로 절연된 전압값은 전송부를 통해 제어부로 전송된다(S140). 단계(S130) 및 단계(140)은 CAN 통신일 수 있으며, 전기적으로 절연된 전압값은 CAN 버스를 통해 제어부로 전송될 수 있다.
단계(S140)에서 전송받은 전압값을 기반으로 진단부에서 배터리의 상태를 진단한다(S150). 전압 측정부에서 측정된 전압값이 제1 기준전압 이상이거나 또는 제2 기준전압 이하인 경우(S160), 진단부에서 배터리와 부하를 분리시키기 위해 스위치 제어신호를 출력한다(S170). 스위치 제어신호는 진단부에서 스위치 제어신호가 출력되는 경우 스위치를 오프함으로써 배터리와 부하를 분리시키며(S180), 스위치 제어신호가 출력되지 않는 경우 정상동작을 수행하게 된다(S190).
전술한 배터리 관리 시스템(100)을 이용한 배터리 관리 방법(S100)은 도면에 제시된 순서도를 참조로 하여 설명되었다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.
10: 배터리
110: 전압 측정부
120: 스위치
130: 기준전압 생성부
140: 통신부
150: 제어부
160: 배터리 분리 유닛

Claims (7)

  1. 배터리와 부하를 연결하는 하나 이상의 스위치;
    상기 배터리의 전압값을 측정하는 전압 측정부;
    상기 측정된 전압값에 기반하여 상기 하나 이상의 스위치를 제어하는 제어부;
    상기 측정된 전압값을 상기 제어부에 전송하는 통신부; 및
    상기 배터리와 병렬 연결되어 기준전압을 생성하는 기준전압 생성부;를 포함하되,
    상기 기준전압 생성부는,
    상기 배터리의 전압값에 기초하여 상기 배터리의 과충전을 판단하는 제1 기준전압 및 상기 배터리의 과방전을 판단하는 제2 기준전압을 생성하고,
    상기 전압 측정부, 상기 하나 이상의 스위치 및 상기 통신부는 배터리 분리 유닛(Battery Disconnecting Unit; BDU)으로 구성되며,
    상기 배터리 분리 유닛은,
    고전압 영역인 상기 배터리 측에 위치하고,
    상기 제어부는,
    상기 배터리 분리 유닛 외부의 부하 측에 위치하며,
    상기 제어부는,
    상기 스위치의 동작을 제어하는 스위치 제어부;
    상기 측정된 배터리의 전압값과 상기 생성된 기준전압에 기반하여 상기 배터리의 상태를 진단하는 진단부;를 포함하고,
    상기 통신부는,
    상기 측정된 전압값을 전기적으로 절연시키는 절연부; 및
    상기 전기적으로 절연된 전압값을 상기 제어부에 전송하는 전송부;를 포함하며,
    상기 절연부는,
    적어도 하나의 인코더 및 디코더를 포함하고,
    상기 절연부는,
    상기 적어도 하나의 인코더 및 디코더를 통해 상기 전압 측정부에 의해 측정된 전압값, 상기 기준전압 생성부에 의해 생성된 제1 기준전압 및 제2 기준전압을 부호화 및 복호화함으로써, 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 하는,
    배터리 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진단부는,
    상기 배터리의 전압과 상기 제1 기준전압 및 상기 제2 기준전압을 비교하는 비교부를 포함하며,
    상기 배터리 전압이 상기 제1 기준전압보다 크거나 또는 상기 배터리 전압이 상기 제2 기준전압보다 작은 경우 상기 하나 이상의 스위치를 제어하는 스위치 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 관리 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전압 측정부, 상기 통신부 및 상기 제어부는 CAN 버스(Controller Area Network Bus)로 연결되어 상기 전압 측정부 및 상기 제어부가 CAN 통신하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 관리 시스템.
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