KR102157882B1 - 무선 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리팩 - Google Patents

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Abstract

무선 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리팩이 개시된다. 상기 무선 배터리 관리 시스템은, 복수의 배터리 모듈에 일대일로 설치되는 것으로서, 액티브 모드 및 슬립 모드에서 자신이 설치된 배터리 모듈로부터 공급되는 전력을 이용하여 동작하고, 상기 액티브 모드에서 자신이 설치된 배터리 모듈의 상태를 나타내는 검출 신호를 무선으로 송신하도록 구성된 복수의 슬레이브 BMS; 및 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각으로부터 상기 검출 신호를 무선으로 수신하도록 구성된 마스터 BMS;를 포함한다. 상기 마스터 BMS는, 상기 검출 신호를 기초로, 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각에 대한 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 설정하며, 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각에 대하여 설정된 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 나타내는 무선 밸런싱 명령을 포함하는 제어 신호를 상기 복수의 슬레이브 BMS에게 무선으로 송신한다.

Description

무선 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리팩{WIRELESS BATTERY MANAMEMENT SYSTEM AND A BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}
본 발명은 무선 배터리 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 배터리 모듈 사이의 잔존 용량의 차이를 저감하는 무선 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리팩에 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 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
전기 차량 등에 적용되는 배터리팩은 통상적으로 서로 직렬로 접속된 복수의 배터리 모듈 및 복수의 BMS를 포함한다. 각 BMS는 자신이 관리하는 배터리 모듈의 상태를 모니터링 및 제어한다. 최근에는 대용량이면서 고출력의 배터리팩이 요구됨에 따라, 배터리팩에 포함되는 배터리 모듈의 개수 또한 증가하고 있다. 이러한 배터리팩에 포함된 각 배터리 모듈의 상태를 효율적으로 관리하기 위해서, 싱글 마스터-멀티 슬레이브 구조가 개시되어 있다. 싱글 마스터-멀티 슬레이브 구조는, 각 배터리 모듈에 설치되는 복수의 슬레이브 BMS와 상기 복수의 슬레이브 BMS를 전반적으로 관제하는 마스터 BMS를 포함한다. 이때, 복수의 슬레이브 BMS와 마스터 BMS 사이의 통신이 무선 방식으로 이루어질 수 있다.
복수의 슬레이브 BMS 각각은, 자신이 설치된 배터리 모듈의 전기 에너지를 이용하여 동작한다. 따라서, 배터리팩이 미사용 중이거나 배터리 모듈의 전기 에너지가 임계 레벨 미만이 되는 경우, 액티브 모드에서 동작하던 복수의 슬레이브 BMS는 마스터 BMS의 명령에 따라 슬립 모드에 진입하게 된다. 슬립 모드에서는, 액티브 모드에 비하여 적은 전기 에너지만을 소비하게 되므로, 배터리 모듈의 방전 속도가 감소된다.
각 슬레이브 BMS는, 마스터 BMS로부터의 웨이크업 명령을 수신해야만, 슬립 모드로부터 다시 액티브 모드로 전환될 수 있다. 따라서, 각 슬레이브 BMS는, 슬립 모드에서도 마스터 BMS가 웨이크업 명령을 보내고 있는지를 주기적으로든 비주기적으로든 체크해야만 한다.
한편, 배터리팩의 동작 환경이나 개별 배터리 모듈의 자체적인 전기화학적인 특성으로 인하여, 복수의 배터리 모듈 사이에는 잔존 용량의 차이가 발생하기 마련이다. 복수의 배터리 모듈 사이에는 잔존 용량의 차이를 억제하기 위해서는, 밸런싱 제어가 필요하다. 이와 관련된 종래 기술로서 특허문헌 1이 존재한다. 특허문헌 1은, 배터리팩의 BMS가 슬립 모드가 되었을 때, 배터리팩에 포함된 각 배터리의 양 단 사이에 전기적으로 접속된 밸런싱 장치를 제어하여, 배터리들 간의 전용 용량의 차이를 억제하는 기술을 개시하고 있다.
그런데, 특허문헌 1을 비롯한 종래기술은, 밸런싱에 의해 배터리들의 전기 에너지가 유용하게 활용되지 못하고 그대로 소모되어 버린다는 한계가 있다.
(특허문헌 1)대한민국 공개특허공보 제10-2014-0060169호(공개일자: 2014년 5월 19일)
본 발명은, 슬립 모드에 있는 각 슬레이브 BMS가 자신이 배터리 모듈 각각의 전기 에너지를 이용함으로써, 마스터 BMS로부터의 웨이크업 명령을 스캐닝하는 동작과 배터리 모듈의 밸런싱 동작을 함께 수행할 수 있는 무선 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리팩을 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.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 측면에 따른 무선 배터리 관리 시스템은, 복수의 배터리 모듈에 일대일로 설치되는 것으로서, 액티브 모드 및 슬립 모드에서 자신이 설치된 배터리 모듈로부터 공급되는 전력을 이용하여 동작하고, 상기 액티브 모드에서 자신이 설치된 배터리 모듈의 상태를 나타내는 검출 신호를 무선으로 송신하도록 구성된 복수의 슬레이브 BMS; 및 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각으로부터 상기 검출 신호를 무선으로 수신하도록 구성된 마스터 BMS;를 포함한다. 상기 마스터 BMS는, 상기 검출 신호를 기초로, 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각에 대한 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 설정하며, 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각에 대하여 설정된 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 나타내는 무선 밸런싱 명령을 포함하는 제어 신호를 상기 복수의 슬레이브 BMS에게 무선으로 송신한다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상기 검출 신호를 기초로, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 충전 상태를 연산하고, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 충전 상태를 기초로, 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각에 대한 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 설정할 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상위 제어부로부터 동작 정지 명령을 수신시, 상기 액티브 모드로부터 상기 슬립 모드로의 전환을 유도하는 제1 스위칭 신호를 상기 복수의 슬레이브 BMS에게 무선으로 송신할 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상위 제어부로부터 동작 개시 명령을 수신시, 상기 슬립 모드에서 상기 액티브 모드로의 전환을 유도하는 제2 스위칭 신호를 설정 주기마다 상기 복수의 슬레이브 BMS에게 무선으로 송신할 수 있다.
또한, 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각은, 상기 슬립 모드에서, 상기 제어 신호에 포함된 상기 무선 밸런싱 명령을 기초로, 자신에게 설정된 스캔 주기마다 자신에게 설정된 스캔 지속시간 동안, 자신이 설치된 배터리 모듈로부터 공급되는 전력을 이용하여 상기 제2 스위칭 신호를 무선으로 스캐닝할 수 있다.
또한, 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각은, 상기 슬립 모드에서 상기 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공시, 상기 슬립 모드로부터 상기 액티브 모드로 전환할 수 있다.
또한, 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각은, 상기 슬립 모드에서 상기 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공시, 상기 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하였음을 알리는 응답 신호를 상기 마스터 BMS에게 무선으로 송신할 수 있다.
또한, 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각은, 상기 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공한 시점부터 자신에게 기 할당된 아이디에 대응하는 지연 시간이 경과한 시점에, 상기 응답 신호를 상기 마스터 BMS에게 무선으로 송신할 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각으로부터 상기 응답 신호를 수신할 때마다, 상기 설정 주기를 소정치 또는 소정 비율만큼 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상기 복수의 배터리 모듈 중에서 충전 상태가 가장 큰 배터리 모듈에 설치된 슬레이브 BMS를 대표 슬레이브 BMS로 설정할 수 있다. 이 경우, 상기 제어 신호는, 상기 대표 슬레이브 BMS를 지정하는 설정 명령을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 대표 슬레이브 BMS는, 상기 슬립 모드에서, 상기 설정 명령을 기초로, 동기 신호를 생성하고, 상기 동기 신호를 나머지 슬레이브 BMS에게 무선으로 송신할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 슬립 모드에 있는 각 슬레이브 BMS가 자신이 배터리 모듈 각각의 전기 에너지를 이용하여, 마스터 BMS로부터의 웨이크업 명령을 스캐닝할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈들 사이의 잔존 용량의 차이를 억제하기 위한 별도의 회로적 구성의 추가없이도, 배터리 모듈들을 밸런싱할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 각 슬레이브 BMS는 자신이 설치된 배터리 모듈의 잔존 용량에 따라 상기 웨이크업 명령의 스캐닝과 관련된 각 파라미터의 값을 조절함으로써, 배터리 모듈들을 과방전을 방지하면서도 신속한 밸런싱을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 마스터 BMS는 각 슬레이브 BMS가 웨이크업 명령의 스캐닝에 성공할 때마다, 웨이크업 명령의 송신 주기를 감소시킴으로써, 아직 웨이크업 명령의 스캐닝에 성공하지 못한 채로 남아있는 슬레이브 BMS를 신속하게 액티브 모드로 유도할 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 무선 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리팩의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 슬레이브 BMS의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 마스터 BMS의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 배터리 관리 시스템이 복수의 배터리 모듈 사이의 잔존 용량의 차이를 저감하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 타이밍 챠트이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 배터리 관리 시스템이 복수의 배터리 모듈 사이의 잔존 용량의 차이를 저감하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 타이밍 챠트이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 배터리 관리 시스템이 복수의 배터리 모듈 사이의 잔존 용량의 차이를 저감하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 타이밍 챠트이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 배터리 관리 시스템에 의한 복수의 배터리 모듈 사이의 잔존 용량의 차이가 저감되는 과정을 보여주는 그래프이다.
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.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
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 일 실시예에 따른 장치에 대해 설명하도록 한다. 본 발명에서 전반적으로 사용되는 용어인 "BMS"란, Battery Management System의 약어임을 미리 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 배터리 관리 시스템(30) 및 이를 포함하는 배터리팩(10)의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리팩(10)은 복수의 배터리 모듈(20) 및 무선 배터리 관리 시스템(30)을 포함한다. 각 배터리 모듈(20)은, 적어도 하나의 배터리 셀(도 2의 '21' 참조)을 포함할 수 있다. 무선 배터리 관리 시스템(30)은 복수의 슬레이브 BMS(100) 및 적어도 하나의 마스터 BMS(200)를 포함한다. 배터리팩(10)은, 전기 자동차에 탑재되어, 전기 자동차의 전기 모터의 구동에 요구되는 전력을 공급할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 배터리팩(10)에 3개의 배터리 모듈(20)이 포함되고, 무선 배터리 관리 시스템(30)에 3개의 슬레이브 BMS(100)와 단일의 마스터 BMS(200)가 포함되는 것으로 가정하겠다. 다만, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 배터리팩(10)은 2개의 배터리 모듈(20)만을 포함하거나 4개 이상의 배터리 모듈(20)을 포함할 수 있다. 물론, 무선 배터리 관리 시스템(30)은 2개의 슬레이브 BMS(100) 또는 4개 이상의 슬레이브 BMS(100)를 포함할 수 있고, 2개 이상의 마스터 BMS(200)가 포함될 수도 있다.
복수의 슬레이브 BMS(100)는, 배터리팩(10)에 포함된 복수의 배터리 모듈(20)에 일대일로 대응하도록 설치된다.
복수의 슬레이브 BMS(100) 각각은, 복수의 배터리 모듈(20) 중 자신이 설치된 어느 한 배터리 모듈(20)과 전기적으로 연결된다. 복수의 슬레이브 BMS(100) 각각은, 자신과 전기적으로 연결된 배터리 모듈(20)의 전반적인 상태(예컨대, 전압, 전류, 온도)를 검출하고, 배터리 모듈(20)의 상태를 조절하기 위한 각종 제어 기능(예, 충전, 방전, 밸런싱)을 실행한다. 이때, 각 제어 기능은, 슬레이브 BMS(100)가 배터리 모듈(20)의 상태를 기초로 직접 실행하는 것이거나, 또는 마스터 BMS(200)로부터의 명령에 따라 실행하는 것일 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 슬레이브 BMS(100)의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 복수의 슬레이브 BMS(100) 각각은, 슬레이브 메모리(110), 슬레이브 통신부(120), 슬레이브 전원 공급부(130) 및 슬레이브 제어부(140)를 포함할 수 있다.
슬레이브 메모리(110)에는 슬레이브 BMS에게 기 할당된 아이디가 저장되어 있다. 아이디는, 슬레이브 메모리(110)를 포함하는 슬레이브 BMS(100)의 제조 시에 기 할당된 것일 수 있다. 아이디는, 복수의 슬레이브 BMS(100) 각각이 마스터 BMS(200)와의 무선 통신을 수행하는 데에 이용될 수 있다. 이때, 복수의 슬레이브 BMS(100) 중 어느 하나에 기 할당된 아이디는, 나머지 슬레이브 BMS(100)에게 기 할당된 아이디와는 상이할 수 있다.
각 아이디는, 마스터 BMS(200)가 각 슬레이브 BMS(100)를 나머지 슬레이브 BMS(100)로부터 구분하는 데에 이용될 수 있다. 또한, 각 아이디는, 그것이 기 할당된 슬레이브 BMS(100)가 복수의 배터리 모듈(20)들 중 어느 것에 설치되었는지를 나타내는 것일 수 있다.
슬레이브 메모리(110)는 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 슬레이브 메모리(110)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리(120), ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다. 슬레이브 메모리(110)는 슬레이브 제어부(140)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.
한편, 슬레이브 메모리(110)는 슬레이브 제어부(140)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 칩 등에 슬레이브 제어부(140)와 일체로 집적화되어 있을 수도 있다.
슬레이브 통신부(120)는, 슬레이브 안테나(121) 및 슬레이브 통신 회로(122)를 포함한다. 슬레이브 안테나(121) 및 슬레이브 통신 회로(122)는 서로 동작 가능하게 연결된다. 슬레이브 통신 회로(122)는, 슬레이브 안테나(121)에 의해 수신된 무선 신호를 복조한다. 슬레이브 통신 회로(122)는, 또한 슬레이브 제어부로부터 제공된 신호를 변조한 후 슬레이브 안테나(121)에게 제공할 수 있다. 슬레이브 안테나(121)는, 슬레이브 통신 회로(122)에 의해 변조된 신호에 대응하는 무선 신호를 다른 슬레이브 BMS 또는 마스터 BMS(200)에게 동시에 또는 선택적으로 송신할 수 있다.
슬레이브 전원 공급부(130)는, 배터리 모듈(20)로부터 공급되는 전력을 이용하여, 미리 정해진 적어도 하나의 레벨을 가지는 전원 전압을 생성한다. 슬레이브 전원 공급부(130)에 의해 생성된 전원 전압은, 슬레이브 메모리(110) 및 슬레이브 통신부(120)에게 개별적으로 제공될 수 있다. 또한, 슬레이브 전원 공급부(130)에 의해 생성된 전원 전압은, 슬레이브 제어부(140)에 포함된 각 프로세서에게 제공될 수 있다. 예컨대, 슬레이브 전원 공급부(130)에 의해 생성된 제1 전원 전압은 슬레이브 제어부(140)에 포함된 각 프로세서의 동작 전원으로 이용되고, 슬레이브 전원 공급부(130)에 의해 생성된 제2 전원 전압은 슬레이브 메모리(110) 및 슬레이브 통신부(120) 각각의 동작 전원으로 이용될 수 있다.
슬레이브 제어부(140)는, 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 슬레이브 메모리(110), 슬레이브 통신부(120) 및 슬레이브 전원 공급부(130)에 동작 가능하게 연결된다. 슬레이브 제어부(140)는, 자신을 포함하는 슬레이브 BMS(100)의 전반적인 동작을 관리하도록 구성된다.
슬레이브 제어부(140)는, 배터리 모듈(20)의 상태를 검출하도록 구성된 센싱부를 포함할 수 있다. 예컨대, 센싱부는, 배터리 모듈(20)의 전압을 검출하는 전압 측정 회로, 배터리 모듈(20)의 전류를 검출하는 전류 측정 회로, 또는 배터리 모듈(20)의 온도를 검출하는 온도 검출 회로를 포함할 수 있다. 슬레이브 제어부(140)는, 검출된 배터리 모듈(20)의 상태를 나타내는 센싱 정보를 슬레이브 통신부(120)에게 제공한다. 이에 따라, 슬레이브 통신부(120)는 센싱 정보에 대응하는 무선 신호를 슬레이브 안테나(121)를 통해 마스터 BMS(200)에게 송신하게 된다.
슬레이브 제어부(140)에 포함된 각 프로세서는, 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 슬레이브 제어부(140)의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 마스터 BMS(200)의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 마스터 BMS(200)는 마스터 메모리(210), 마스터 통신부(220), 마스터 전원 공급부(230) 및 마스터 제어부(240)를 포함할 수 있다.
마스터 메모리(210)에는 아이디 테이블이 기 저장되어 있을 수 있다. 아이디 테이블은, 복수의 슬레이브 BMS에게 기 할당된 각각의 아이디를 포함한다.
마스터 메모리(210)는 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 마스터 메모리(210)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리(120), ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다. 마스터 메모리(210)는 슬레이브 제어부(140)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.
한편, 마스터 메모리(210)는 마스터 제어부(240)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 칩 등에 마스터 제어부(240)와 일체로 집적화되어 있을 수도 있다.
마스터 통신부(220)는, 마스터 안테나(221) 및 마스터 통신 회로(222)를 포함한다. 마스터 안테나(221) 및 마스터 통신 회로(222)는 서로 동작 가능하게 연결된다. 마스터 통신 회로(222)는, 마스터 안테나(221)를 통해 수신된 무선 신호를 복조할 수 있다. 마스터 통신 회로(222)는, 또한 각 슬레이브 BMS(100)에게 송신하고자 하는 신호를 변조한 후, 변조된 신호를 마스터 안테나(222)를 통해 무선으로 송신할 수 있다. 마스터 안테나(221)는, 마스터 통신부(220)에 의해 변조된 신호에 대응하는 무선 신호를 복수의 슬레이브 BMS(100) 중 적어도 하나에게 선택적으로 송신할 수 있다.
마스터 전원 공급부(230)는, 적어도 하나의 배터리 모듈(20), 외부 전원 또는 자신에게 구비된 전원(Batt)으로부터 공급되는 전기 에너지를 이용하여, 적어도 하나의 전원 전압을 생성한다. 마스터 전원 공급부(230)에 의해 생성된 전원 전압은, 마스터 메모리(210) 및 마스터 통신부(220)에게 제공될 수 있다. 또한, 마스터 전원 공급부(230)에 의해 생성된 전원 전압은, 마스터 제어부(240)에 포함된 각 프로세서에게 제공될 수 있다.
마스터 제어부(240)는, 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 마스터 메모리(210) 및 마스터 통신부(220)에 동작 가능하게 연결된다. 마스터 제어부(240)는, 마스터 BMS(200)의 전반적인 동작을 관리하도록 구성된다. 또한, 마스터 제어부(240)는, 마스터 안테나(221)를 통해 수신되는 무선 신호들 중, 복수의 슬레이브 BMS(100) 각각의 센싱 정보에 대응하는 무선 신호를 기초로, 복수의 슬레이브 BMS(100) 각각의 SOC(State Of Charge) 및/또는 SOH(State Of Health)를 연산할 수 있다. 또한, 마스터 제어부(240)는, 연산된 SOC 및/또는 SOH를 기초로, 복수의 슬레이브 BMS(100) 각각의 충전, 방전 및/또는 밸런싱을 제어하기 위한 정보를 생성한 후, 마스터 안테나(221)와 마스터 통신부(220)를 통해 복수의 슬레이브 BMS(100) 중 적어도 하나에게 선택적으로 송신할 수 있다.
마스터 제어부(240)에 포함된 각 프로세서는, 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 마스터 제어부(240)의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
한편, 각 슬레이브 BMS(100)는, 액티브 모드, 슬립 모드 및 셧다운 모드 중에서 선택적으로 동작할 수 있다. 본 발명에서, 액티브 모드란, 배터리 모듈(20)의 충방전이 이루어지는 상황(예, 전기 자동차의 시동이 켜진 상태)에서 활성화되는 모드이다. 각 슬레이브 BMS(100)는, 액티브 모드에 진입시, 배터리 모듈(20)로부터 공급되는 전력을 계속적으로 이용하여, 배터리 모듈(20)의 상태를 관리하기 위한 모든 기능을 제한없이 실행할 수 있다.
본 발명에서, 슬립 모드란, 고장 상태(예, 과방전)가 아닌 배터리 모듈(20)의 충방전이 이루어지지 않는 상황(예, 전기 자동차의 시동이 꺼진 상태)에서 활성화되는 모드이다. 각 슬레이브 BMS(100)는, 슬립 모드에 진입시, 미리 정해진 조건이 만족되는 기간 동안만 배터리 모듈(20)로부터 공급되는 전력을 이용하여 제한된 기능만을 실행할 수 있다.
본 발명에서, 셧다운 모드란, 배터리 모듈(20)이 고장 상태에 놓이게 됨에 따라, 배터리 모듈(20)로부터 공급되는 전력을 이용해야하는 모든 기능의 실행이 차단되는 모드이다.
마스터 BMS(200)는, 배터리팩(10)이 탑재된 장치(예, 전기 자동차)의 상위 제어부(1)로부터 동작 정지 명령을 수신시, 제1 스위칭 신호를 복수의 슬레이브 BMS에게 무선으로 송신한다. 상위 제어부(1)는, 예컨대 전기 자동차의 시동이 온에서 오프로 변경 시, 동작 정지 명령을 마스터 BMS에게 출력할 수 있다. 제1 스위칭 신호는, 액티브 모드로부터 슬립 모드로의 전환을 유도하는 신호일 수 있다.
마스터 BMS(200)는, 상위 제어부(1)로부터 동작 개시 명령을 수신시, 제2 스위칭 신호를 복수의 슬레이브 BMS에게 무선으로 송신한다. 제2 스위칭 신호는, 웨이크업 명령의 일종이다. 상위 제어부(1)는, 예컨대 전기 자동차의 시동이 오프에서 온으로 변경 시, 동작 개시 명령을 마스터 BMS에게 출력할 수 있다. 제2 스위칭 신호는, 슬립 모드로부터 액티브 모드로의 전환을 유도하는 신호일 수 있다.
각 슬레이브 BMS(100)는 액티브 모드에서, 소정 주기마다 또는 마스터 BMS(200)의 요청이 있을 때마다, 자신이 설치된 배터리 모듈(20)의 상태를 검출하고, 검출된 상태를 나타내는 검출 신호를 마스터 BMS(200)에게 무선으로 송신하도록 구성된다. 마스터 BMS(200)는, 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 각각으로부터 검출 신호를 무선으로 수신하고, 수신된 각각의 검출 신호를 기초로 복수의 배터리 모듈(20-1~20-3) 각각의 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 연산한다. 충전 상태는, 배터리 모듈(20)의 잔존 용량을 나타내는 것이다.
다음, 마스터 BMS(200)는, 복수의 배터리 모듈(20-1~20-3) 각각의 충전 상태를 기초로, 복수의 슬레이브 BMS 각각에 대한 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 설정한다. 이때, '스캔 주기 ≥ 스캔 지속시간'의 관계를 가진다.
마스터 BMS(200)는, 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 각각에 대하여 설정된 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 마스터 메모리(210)에 저장할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)에게 설정되는 스캔 지속시간은 서로 동일하되, 각 슬레이브 BMS(100)에게는 그것이 설치된 배터리 모듈(20)의 충전 상태에 반비례하는 스캔 주기가 설정될 수 있다. 예컨대, 어느 한 슬레이브 BMS(100)에게 설정된 스캔 주기는, 나머지 슬레이브 BMS(100) 중 적어도 하나에게 설정된 스캔 주기의 정수배일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)에게 설정되는 스캔 주기는 서로 동일하되, 각 슬레이브 BMS(100)에게는 그것이 설치된 배터리 모듈(20)의 충전 상태에 비례하는 스캔 지속시간이 설정될 수 있다. 예컨대, SOC=70%인 배터리 모듈(20)에 설치된 슬레이브 BMS(100)에게는 3초의 스캔 지속시간이 설정되고, SOC=50%인 배터리 모듈(20)에 설치된 슬레이브 BMS(100)에게는 2초의 스캔 지속시간이 설정될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 각 슬레이브 BMS(100)에게 설정되는 스캔 주기와 스캔 지속시간은, 다른 슬레이브 BMS(100)에게 설정되는 스캔 주기와 스캔 지속시간과는 각각 상이할 수 있다.
물론, 배터리 모듈들(20-1~20-3) 사이의 충전 상태의 차이가 미리 정해진 오차 범위 내인 경우, 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)에게는 서로 같은 스캔 주기 및 서로 같은 스캔 지속시간이 설정될 수 있다.
마스터 BMS(200)는, 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)로부터 무선으로 수신된 검출 신호들을 기초로, 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 각각에 대하여 설정된 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 나타내는 무선 밸런싱 명령을 생성한다. 또한, 마스터 BMS(200)는, 생성된 무선 밸런싱 명령을 포함하는 제어 신호를 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)에게 무선으로 송신한다. 제어 신호는, 제1 스위칭 신호와 동시에 또는 제1 스위칭 신호의 송신 전에, 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)에게 무선으로 송신된다.
복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 각각은, 마스터 BMS(200)로부터 무선으로 제어 신호를 수신한다. 또한, 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 각각은, 수신된 제어 신호에 포함된 무선 밸런싱 명령에 따라, 자신에게 설정된 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 자신의 슬레이브 메모리(110)에 저장할 수 있다.
복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)가 제1 스위칭 신호에 응답하여 슬립 모드에 진입한 경우, 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 각각의 슬레이브 제어부(140)는, 슬립 모드에 진입전에 마지막으로 수신된 제어 신호에 의해 설정된 스캔 주기 및 스캔 지속시간에 대응하는 스캐닝 펄스 신호를 슬레이브 통신부(130)에게 출력한다. 예컨대, 스캐닝 펄스 신호는, 상승 에지와 하강 에지가 반복되는 신호로서, 어느 한 상승 에지부터 바로 다음의 상승 에지까지의 시간이 스캔 주기와 동일하고, 어느 한 상승 에지부터 바로 다음의 하강 에지까지의 시간이 스캔 지속시간과 동일할 수 있다.
슬레이브 통신 회로(122)는, 슬레이부 제어부(140)로부터의 스캐닝 펄스 신호에 응답하여, 슬레이브 안테나(121)를 통해 마스터 BMS(200)로부터의 제2 스위칭 신호를 스캐닝할 수 있다. 보다 상세하게는, 슬레이브 통신 회로(122)는, 자신에게 출력된 스캐닝 펄스 신호의 상승 에지부터 바로 다음의 하강 에지까지의 시간 동안, 슬레이브 전원 공급부(130)로부터의 동작 전원을 이용하여, 슬레이브 안테나(121)를 통해 제2 스위칭 신호의 존재 여부를 무선으로 스캐닝할 수 있다. 반면, 슬레이브 통신 회로(122)는, 자신에게 출력된 스캐닝 펄스 신호의 하강 에지부터 바로 다음의 상승 에지까지의 시간 동안, 제2 스위칭 신호에 대한 스캐닝을 중지할 수 있다.
이하에서는, 마스터 BMS(200)가 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)를 제어하여, 복수의 배터리 모듈(20-1~20-3) 사이의 잔존 용량의 차이를 저감하는 실시예들 각각에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
설명의 편의를 위해, 제1 슬레이브 BMS(100-1)가 설치된 배터리 모듈(20-1)의 충전 상태가 가장 크고, 제2 슬레이브 BMS(100-2)가 설치된 배터리 모듈(20-2)의 충전 상태가 그 다음으로 크며, 제3 슬레이브 BMS(100-3)가 설치된 배터리 모듈(20-3)의 충전 상태가 가장 작은 것으로 가정한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 배터리 관리 시스템이 복수의 배터리 모듈 사이의 잔존 용량의 차이를 저감하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 타이밍 챠트이다.
도 4를 참조하면, 시점 t1에서 상위 제어부(1)가 동작 정지 명령을 마스터 BMS(200)에게 출력한다. 시점 t2에서, 마스터 BMS(200)는, 동작 정지 명령에 응답하여, 제1 스위칭 신호를 액티브 모드에 있는 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)에게 무선으로 송신한다. 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)는, 모두 액티브 모드에서 동작 중이므로, 마스터 BMS(200)가 제1 스위칭 신호를 한번만 송신하더라도 이를 정상적으로 수신할 수 있다. 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)는, 제1 스위칭 신호에 응답하여, 시점 t3부터 슬립 모드로 동작하게 된다.
시점 t3 전(예컨대, t2)에, 마스터 BMS(200)는, 제어 신호를 무선으로 송신하여, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 각각의 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 설정할 수 있다. 제어 신호는, 시점 t1 전에 마스터 BMS(200)가 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)로부터 마지막으로 수신한 검출 신호에 기초하는 것일 수 있다.
제1 슬레이브 BMS(100-1)의 슬레이브 제어부(140)는, 시점 t3 후부터 슬레이브 통신 회로(122)에게 제1 스캐닝 펄스 신호(401)를 출력한다. 제1 스캐닝 펄스 신호(401)는, 제1 스캔 주기(T1) 및 제1 스캔 지속시간(D1)에 의해 정의된다.
제2 슬레이브 BMS(100-2)의 슬레이브 제어부(140)는, 시점 t3 후부터 슬레이브 통신 회로(122)에게 제2 스캐닝 펄스 신호(402)를 출력한다. 제2 스캐닝 펄스 신호(402)는, 제2 스캔 주기(T2) 및 제2 스캔 지속시간(D2)에 의해 정의된다
제3 슬레이브 BMS(100-3)의 슬레이브 제어부(140)는, 시점 t3 후부터 슬레이브 통신 회로(122)에게 제3 스캐닝 펄스 신호(403)를 출력한다. 제3 스캐닝 펄스 신호(403)는, 제3 스캔 주기(T3) 및 제3 스캔 지속시간(D3)에 의해 정의된다.
마스터 BMS(200)가 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)에게 서로 다른 스캔 주기 및 서로 같은 스캔 지속시간을 설정한 것으로 가정해보자. 이 경우, D1 = D2 = D3이고, T3 > T2 > T1 이다. 이에 따라, 제1 슬레이브 BMS(100-1)가 제2 및 제3 슬레이브 BMS(100-2, 100-3)보다 제2 스위칭 신호를 스캐닝하는 데에 더 많은 에너지를 이용하게 된다. 결과적으로, 제1 슬레이브 BMS(100-1)이 설치된 제1 배터리 모듈(20-1)의 충전 상태는, 제2 및 제3 배터리 모듈(20-2, 20-3)의 충전 상태보다 빠른 속도로 낮아지게 된다. 이와 마찬가지로, 제2 슬레이브 BMS(100-2)이 설치된 제2 배터리 모듈(20-2)의 충전 상태는, 제3 배터리 모듈(20-3)의 충전 상태보다 빠른 속도로 낮아지게 된다.
제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)가 제1 내지 3 스캐닝 펄스 신호(401, 402, 403)를 이용하여 제2 스위칭 신호의 존재를 스캐닝하고 있는 시점 t4에서 상위 제어부(1)가 동작 개시 명령을 마스터 BMS(200)에게 출력한다.
마스터 BMS(200)는, 동지 개시 명령에 응답하여, 시점 t5부터 설정 주기(P1)마다 제2 스위칭 신호를 무선으로 송신한다. 시점 t5에서는 제1 내지 제3 스캐닝 펄스 신호(401, 402, 403) 모두가 미리 정해진 로우 레벨을 가지므로, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 모두 시점 t5에서 송신된 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 실패한다. 이에 따라, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 중 어느 것으로부터도 마스터 BMS(200)에게 응답 신호를 송신하지 않는다.
시점 t5부터 P1이 지난 시점 t6에서, 마스터 BMS(200)는, 제2 스위칭 신호를 무선으로 송신한다. 시점 t6에서, 제1 스캐닝 펄스 신호(401)는, 제2 및 제3 스캐닝 펄스 신호(402, 403)와는 달리, 미리 정해진 하이 레벨을 가지므로, 제1 슬레이브 BMS(100-1)이 제2 및 제3 슬레이브(100-2, 100-3)보다 먼저 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공한다.
이에 따라, 제1 슬레이브 BMS(100-1)는 시점 t6부터 슬립 모드로부터 액티브 모드로 전환하여 동작한다. 또한, 제1 슬레이브 BMS(100-1)는 시점 t7에서, 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하였음을 알리는 응답 신호를 마스터 BMS(200)에게 무선으로 송신한다. 이때, 시점 t7은, 시점 t6으로부터 제1 슬레이브 BMS(100-1)의 아이디에 대응하는 지연 시간(R1)만큼 경과한 시점일 수 있다.
마스터 BMS(200)는, 제1 슬레이브 BMS(100-1)로부터의 응답 신호를 기초로, 설정 주기(P1)를 감소시킬 수 있다. 바람직하게는, 마스터 BMS(200)는, 각 슬레이브 BMS(100)로부터 응답 신호를 수신할 때마다, 가장 최근의 설정 주기를 소정치 또는 소정 비율만큼 감소시킬 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 마스터 BMS(200)는, 시점 t7 후부터는 제2 스위칭 신호를 새로운 설정 주기(P2)마다 무선으로 송신할 수 있다.
마스터 BMS(200)는, 가장 마지막으로 제2 스위칭 신호를 송신했던 시점 t6부터 설정 주기(P2)가 지난 시점 t8에서, 제2 스위칭 신호를 무선으로 송신한다. 시점 t8에서, 제2 스캐닝 펄스 신호(401)는, 제3 스캐닝 펄스 신호(403)와는 달리, 미리 정해진 하이 레벨을 가지므로, 제2 슬레이브 BMS(100-2)이 제3 슬레이브(100-3)보다 먼저 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공한다.
이에 따라, 제2 슬레이브 BMS(100-2)는 시점 t8부터 슬립 모드로부터 액티브 모드로 전환하여 동작한다. 또한, 제2 슬레이브 BMS(100-2)는 시점 t9에서, 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하였음을 알리는 응답 신호를 마스터 BMS(200)에게 무선으로 송신한다. 이때, 시점 t9은, 시점 t8로부터 제2 슬레이브 BMS(100-2)의 아이디에 대응하는 지연 시간(R2)만큼 경과한 시점일 수 있다. 제1 및 제2 슬레이브 BMS(100-1, 100-2)의 아이디는 서로 상이하므로, 지연 시간(R1)과 지연 시간(R2) 역시 서로 상이할 수 있다.
마스터 BMS(200)는, 제2 슬레이브 BMS(100-2)로부터의 응답 신호를 기초로, 설정 주기(P2)를 감소시킬 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 마스터 BMS(200)는, 시점 t9 후부터는 제2 스위칭 신호를 새로운 설정 주기(P3)마다 무선으로 송신할 수 있다. 설정 주기(P3)는, 아직 슬립 모드에서 동작 중인 제3 슬레이브 BMS(100-3)에게 설정된 제3 스캔 지속시간(D3)보다 짧을 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제3 스캔 주기(T3)보다 짧은 설정 주기(P3)마다 마스터 BMS(200)가 제2 스위칭 신호를 무선으로 송신함에 따라, 시점 t10 후의 임의의 시점에서 제3 슬레이브 BMS(100-3)는 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하여 액티브 모드로 전환하여 동작할 것이다. 아울러, 제3 슬레이브 BMS(100-3)는, 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공한 시점부터 자신의 아이디에 대응하는 지연 시간만큼 지난 시점에, 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하였음을 알리는 응답 신호를 마스터 BMS(200)에게 무선으로 송신할 것이다.
마스터 BMS(200)는, 무선 배터리 관리 시스템(30)에 포함된 모든 슬레이브 BMS(100-1~100-3)로부터 응답 신호를 무선으로 수신시, 제2 스위칭 신호의 무선 송신을 중단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 배터리 관리 시스템이 복수의 배터리 모듈 사이의 잔존 용량의 차이를 저감하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 타이밍 챠트이다.
도 5를 참조하면, 시점 t11에서, 상위 제어부(1)가 동작 정지 명령을 마스터 BMS(200)에게 출력한다. 시점 t12에서, 마스터 BMS(200)는, 동지 정지 명령에 응답하여, 액티브 모드에 있는 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)에게 제1 스위칭 신호를 무선으로 송신한다. 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)는, 모두 액티브 모드에서 동작 중이므로, 마스터 BMS(200)가 제1 스위칭 신호를 한번만 송신하더라도 이를 정상적으로 수신할 수 있다. 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)는, 제1 스위칭 신호에 응답하여, 시점 t13부터 슬립 모드로 동작하게 된다.
시점 t13 전(예컨대, t12)에, 마스터 BMS(200)는 제어 신호를 무선으로 송신하여, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 각각의 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 설정할 수 있다. 제어 신호는, 시점 t11 전에 마스터 BMS(200)가 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)로부터 마지막으로 수신한 검출 신호에 기초하는 것일 수 있다.
제1 슬레이브 BMS(100-1)의 슬레이브 제어부(140)는, 시점 t13 후부터 슬레이브 통신 회로(122)에게 제1 스캐닝 펄스 신호(501)를 출력한다. 제1 스캐닝 펄스 신호(501)는, 제1 스캔 주기(T11) 및 제1 스캔 지속시간(D11)에 의해 정의된다. 제2 슬레이브 BMS(100-2)의 슬레이브 제어부(140)는, 시점 t13 후부터 슬레이브 통신 회로(122)에게 제2 스캐닝 펄스 신호(502)를 출력한다. 제2 스캐닝 펄스 신호(502)는, 제2 스캔 주기(T12) 및 제2 스캔 지속시간(D12)에 의해 정의된다. 제3 슬레이브 BMS(100-3)의 슬레이브 제어부(140)는, 시점 t13 후부터 슬레이브 통신 회로(122)에게 제3 스캐닝 펄스 신호(503)를 출력한다. 제3 스캐닝 펄스 신호(503)는, 제3 스캔 주기(T13) 및 제3 스캔 지속시간(D13)에 의해 정의된다.
도 4를 참조하여 전술한바와는 상이하게, 마스터 BMS(200)가 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)에게 서로 같은 스캔 주기 및 서로 다른 스캔 지속시간을 설정한 것으로 가정해보자. 이 경우, D11 > D12 > D13이고, T11 = T12 = T13 이다. 이에 따라, 제1 슬레이브 BMS(100-1)가 제2 및 제3 슬레이브 BMS(100-2, 100-3)보다 제2 스위칭 신호를 스캐닝하는 데에 더 많은 에너지를 이용하게 된다. 결과적으로, 도 4를 참조하여 전술한 상황과 유사하게, 제1 슬레이브 BMS(100-1)이 설치된 제1 배터리 모듈(20-1)의 충전 상태는, 제2 및 제3 배터리 모듈(20-2, 20-3)의 충전 상태보다 빠른 속도로 낮아지게 된다. 이와 마찬가지로, 제2 슬레이브 BMS(100-2)가 설치된 제2 배터리 모듈(20-2)의 충전 상태는, 제3 배터리 모듈(20-3)의 충전 상태보다 빠른 속도로 낮아지게 된다.
제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)가 제1 내지 3 스캐닝 펄스 신호(501, 502, 503)를 이용하여 제2 스위칭 신호의 존재를 스캐닝하고 있는 시점 t14에서 상위 제어부(1)가 동작 개시 명령을 마스터 BMS(200)에게 출력한다.
마스터 BMS(200)는, 동지 개시 명령에 응답하여, 시점 t15부터 설정 주기(P11)마다 제2 스위칭 신호를 무선으로 송신한다. 시점 t15에서는 제1 내지 제3 스캐닝 펄스 신호(501, 502, 503) 모두가 미리 정해진 로우 레벨을 가지므로, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 모두 시점 t15에서 송신된 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 실패한다. 이에 따라, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 중 어느 것으로부터도 마스터 BMS(200)에게 응답 신호를 송신하지 않는다.
시점 t15부터 P11이 지난 시점 t16에서, 마스터 BMS(200)는, 제2 스위칭 신호를 무선으로 송신한다. 그러나, 시점 t16에서도, 제1 내지 제3 스캐닝 펄스 신호(501, 502, 503) 모두가 미리 정해진 로우 레벨을 가지므로, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 모두 시점 t16에서 송신된 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 실패한다. 이에 따라, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 중 어느 것으로부터도 마스터 BMS(200)에게 응답 신호를 송신하지 않는다.
시점 t16부터 P11이 지난 시점 t17에서, 마스터 BMS(200)는, 제2 스위칭 신호를 무선으로 송신한다. 시점 t17에서, 제1 내지 제3 스캐닝 펄스 신호(501, 502, 503)는 모두 하이 레벨을 가지므로, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 모두 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공한다.
이에 따라, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 각각은 시점 t17부터 슬립 모드로부터 액티브 모드로 전환하여 동작한다.
한편, 제1 슬레이브 BMS(100-1)는, 시점 t17으로부터 자신의 아이디에 대응하는 지연 시간(R11)만큼 경과한 시점 t18에, 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하였음을 알리는 응답 신호를 마스터 BMS(200)에게 무선으로 송신한다.
또한, 제2 슬레이브 BMS(100-2)는, 시점 t17으로부터 자신의 아이디에 대응하는 지연 시간(R12)만큼 경과한 시점 t19에, 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하였음을 알리는 응답 신호를 마스터 BMS(200)에게 무선으로 송신한다. 제1 및 제2 슬레이브 BMS(100-1, 100-2)의 아이디는 서로 상이하므로, 지연 시간(R11)과 지연 시간(R12) 역시 서로 상이할 수 있다.
또한, 제3 슬레이브 BMS(100-3)는, 시점 t17으로부터 자신의 아이디에 대응하는 지연 시간(R13)만큼 경과한 시점 t20에, 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하였음을 알리는 응답 신호를 마스터 BMS(200)에게 무선으로 송신한다. 제1 내지 제3 제2 슬레이브 BMS(100-1~100-3)의 아이디는 서로 상이하므로, 지연 시간(R13)은과 지연 시간(R11) 및 지연 시간(R12)과는 상이할 수 있다.
마스터 BMS(200)는, 무선 배터리 관리 시스템(30)에 포함된 모든 슬레이브 BMS(100-1~100-3)로부터 응답 신호를 무선으로 수신시, 제2 스위칭 신호의 무선 송신을 중단할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 둘 이상의 슬레이브 BMS(100)가 동일한 시점에 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하더라도, 각 슬레이브 BMS(100)는 다른 슬레이브 BMS(100)와는 다른 시점에 응답 신호를 무선으로 송신함으로써, 수많은 응답 신호들이 동시에 마스터 BMS(200)에게 무선으로 송신됨에 따른 신호 간섭 현상 등을 저감할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 배터리 관리 시스템이 복수의 배터리 모듈 사이의 잔존 용량의 차이를 저감하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 타이밍 챠트이다.
도 6을 참조하면, 시점 t21에서 상위 제어부(1)가 동작 정지 명령을 마스터 BMS(200)에게 출력한다. 시점 t22에서, 마스터 BMS(200)는, 동지 정지 명령에 응답하여, 제1 스위칭 신호를 액티브 모드에 있는 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3)에게 무선으로 송신한다. 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)는, 모두 액티브 모드에서 동작 중이므로, 마스터 BMS(200)가 제1 스위칭 신호를 한번만 송신하더라도 이를 정상적으로 수신할 수 있다. 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)는, 제1 스위칭 신호에 응답하여, 시점 t23부터 슬립 모드로 동작하게 된다.
한편, 마스터 BMS(200)는, 동지 정지 명령에 응답하여, 복수의 배터리 모듈(20-1~20-3) 중에서 충전 상태가 가장 큰 배터리 모듈(20-1)에 설치된 슬레이브 BMS(100-1)를 대표 슬레이브 BMS로 설정하고, 대표 슬레이브 BMS를 지정하는 설정 명령을 생성할 수 있다.
시점 t23 전(예컨대, t22)에, 마스터 BMS(200)는, 상기 설정 명령을 포함하는 제어 신호를 무선으로 송신하여, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 각각의 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 설정할 수 있다.
제1 슬레이브 BMS(100-1)는, 제어 신호에 포함된 설정 명령을 기초로, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 중에서 자신이 대표 슬레이브 BMS로 설정되었음을 체크할 수 있다.
시점 t22와 시점 t23 사이에서, 대표 슬레이브 BMS로 설정된 제1 슬레이브 BMS(100-1)는, 나머지 슬레이브 BMS(100-2, 100-3)에게 동기 신호를 출력할 수 있다. 시점 t24는, 대표 슬레이브 BMS가 자신이 출력할 스캐닝 펄스 신호의 상승 에지가 최초로 발생하는 시점일 수 있다. 동기 신호는, 제1 슬레이브 BMS(100-1)의 스캐닝 펄스 신호(601)의 상승 에지가 발생할 시점과 동일한 시점에서 나머지 슬레이브 BMS(100-2, 100-3)의 스캐닝 펄스 신호(602, 603)의 상승 에지를 유도하는 신호일 수 있다.
선택적으로, 대표 슬레이브 BMS로 설정된 제1 슬레이브 BMS(100-1)는, 시점 t24 후에도 자신의 상승 에지가 발생하는 시점을 나타내는 보조 동기 신호를 주기적으로 나머지 슬레이브 BMS(100-2, 100-3)에게 무선으로 송신할 수 있다.
제1 슬레이브 BMS(100-1)의 슬레이브 제어부(140)는, 시점 t24부터 슬레이브 통신 회로(122)에게 제1 스캐닝 펄스 신호(601)를 출력한다. 제1 스캐닝 펄스 신호(601)는, 제1 스캔 주기(T21) 및 제1 스캔 지속시간(D21)에 의해 정의된다. 제2 슬레이브 BMS(100-2)의 슬레이브 제어부(140)는, 상기 동기 신호에 따라, 시점 t24부터 슬레이브 통신 회로(122)에게 제2 스캐닝 펄스 신호(602)를 출력한다. 제2 스캐닝 펄스 신호(602)는, 제2 스캔 주기(T22) 및 제2 스캔 지속시간(D22)에 의해 정의된다. 제3 슬레이브 BMS(100-3)의 슬레이브 제어부(140)는, 상기 동기 신호에 따라, 시점 t24부터 슬레이브 통신 회로(122)에게 제3 스캐닝 펄스 신호(603)를 출력한다. 제3 스캐닝 펄스 신호(603)는, 제3 스캔 주기(T23) 및 제3 스캔 지속시간(D23)에 의해 정의된다. 제1 내지 제3 스캐닝 펄스 신호(601, 602, 603)의 상승 에지는 동일한 시점 t24 에서 동기화되어 있음을 도 6으로부터 확인할 수 있다.
마스터 BMS(200)가 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)에게 각각 설정한 제1 내지 제3 스캔 주기(T21, T22, T23)및 제1 내지 제3 스캔 지속시간(D21, D22, D23)은, D21 = D22 = D23이고, T22 = 2 × T21 이며, T23 = 3 × T21 이라고 가정해보자.
이 경우, 제1 슬레이브 BMS(100-1)가 제2 및 제3 슬레이브 BMS(100-2, 100-3)보다 제2 스위칭 신호를 스캐닝하는 데에 더 많은 에너지를 이용하게 된다. 결과적으로, 도 4를 참조하여 전술한 실시예와 유사하게, 제1 슬레이브 BMS(100-1)가 설치된 제1 배터리 모듈(20-1)의 충전 상태는, 제2 및 제3 배터리 모듈(20-2, 20-3)의 충전 상태보다 빠른 속도로 낮아지게 된다. 또한, 제2 슬레이브 BMS(100-2)이 설치된 제2 배터리 모듈(20-2)의 충전 상태는, 제3 배터리 모듈(20-3)의 충전 상태보다 빠른 속도로 낮아지게 된다.
제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)가 제1 내지 3 스캐닝 펄스 신호(601, 602, 603)를 이용하여 제2 스위칭 신호의 존재를 스캐닝하고 있는 시점 t25에서 상위 제어부(1)가 동작 개시 명령을 마스터 BMS(200)에게 출력한다.
마스터 BMS(200)는, 동지 개시 명령에 응답하여, 시점 t26부터 설정 주기(P21)마다 제2 스위칭 신호를 무선으로 송신할 수 있다.
제2 스위칭 신호가 최초로 무선으로 송신된 시점 t26에서, 제1 및 제2 스캐닝 펄스 신호(601, 602)가 하이 레벨을 가지므로, 제1 및 제2 슬레이브 BMS(100-1, 100-2)는 제3 슬레이브(100-3)보다 먼저 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공한다.
이에 따라, 제1 및 제2 슬레이브 BMS(100-1, 100-2) 각각은 시점 t26부터 슬립 모드로부터 액티브 모드로 전환하여 동작한다.
한편, 제1 슬레이브 BMS(100-1)는, 시점 t26으로부터 자신의 아이디에 대응하는 지연 시간(R21)만큼 경과한 시점 t27에, 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하였음을 알리는 응답 신호를 마스터 BMS(200)에게 무선으로 송신한다. 또한, 제2 슬레이브 BMS(100-2)는, 시점 t26으로부터 자신의 아이디에 대응하는 지연 시간(R22)만큼 경과한 시점 t28에, 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하였음을 알리는 응답 신호를 마스터 BMS(200)에게 무선으로 송신한다.
이제 슬립 모드로 남아있는 것은 제3 슬레이브 BMS(100-3)가 유일하다. 다만, 도 4 및 도 5를 참조하여 전술한바와는 달리, 마스터 BMS(200)는 제1 및 제2 슬레이브 BMS(100-1, 100-2)로부터 응답 신호를 수신하더라도, 설정 주기(P21)를 감소시키지 않을 수 있다. 그 이유는, 제1 내지 제3 스캐닝 펄스 신호(601, 602, 603)의 상승 에지가 동기화되어 있으면서 마스터 BMS(200)가 이미 제1 슬레이브 BMS(100-1)의 스캐닝 펄스 신호에 관한 정보를 알고 있기 때문이다.
이에 따라, 마스터 BMS(200)는, 가장 마지막으로 제2 스위칭 신호를 송신했던 시점 t26부터 설정 주기(P21)가 지난 시점 t29에서, 제2 스위칭 신호를 무선으로 송신한다. 시점 t29에서, 제3 스캐닝 펄스 신호(603)는 하이 레벨이므로, 제3 슬레이브 BMS(100-3)는 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공할 수 있다. 이에, 제3 슬레이브 BMS(100-3)는, 시점 t29으로부터 자신의 아이디에 대응하는 지연 시간(R23)만큼 경과한 시점 t30에, 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하였음을 알리는 응답 신호를 마스터 BMS(200)에게 무선으로 송신한다.
마스터 BMS(200)는, 무선 배터리 관리 시스템(30)에 포함된 모든 슬레이브 BMS(100-1~100-3)로부터 응답 신호를 무선으로 수신시, 제2 스위칭 신호의 무선 송신을 중단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 배터리 관리 시스템에 의한 복수의 배터리 모듈 사이의 잔존 용량의 차이가 저감되는 과정을 보여주는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 제1 구간(TP1), 제2 구간(TP2) 및 제3 구간(TP3)과, 제1 커브(C1), 제2 커브(C2) 및 제3 커브(C3)를 확인할 수 있다. 제1 구간(TP1)은 초기 시점(tINT)부터 제1 전환 시점(tS1)까지의 기간이고, 제2 구간(TP2)은 제1 전환 시점(tS1)부터 제2 전환 시점(tS2)까지의 기간이며, 제3 구간(TP3)은 제2 전환 시점(tS2)부터 제3 전환 시점(tS3)까지의 기간이다. 또한, 제1 커브(C1)는 제1 배터리 모듈(20-1)의 충전 상태를 나타내고, 제2 커브(C2)는 제2 배터리 모듈(20-2)의 충전 상태를 나타내며, 제3 커브(C3)는 제1 배터리 모듈(20-3)의 충전 상태를 나타낸다.
제1 구간(TP1) 동안, 복수의 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 모두가 액티브 모드에서 동작한다. 초기 시점(tINT)은, 제1 내지 제3 배터리 모듈(20-1~20-3) 사이의 밸런싱이 완료되어, 서로 같은 충전 상태를 가지는 시점을 나타낸다. 초기 시점(tINT)부터 제1 전환 시점(tS1)으로 갈수록, 제1 내지 제3 배터리 모듈(20-1~20-3) 사이의 충전 상태 차이는 점차 커질 수 있다.
제1 전환 시점(tS1)은, 도 4 내지 도 6의 시점 t3, t18, 및 t23 각각에 대응할 수 있다. 즉, 제1 전환 시점(tS1)부터, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3) 모두가 슬립 모드에서 동작한다. 제1 배터리 모듈(20-1)의 충전 상태가 가장 높고, 제3 배터리 모듈(20-3)의 충전 상태가 가장 낮으므로, 제1 슬레이브 BMS(100-1)는 제2 구간(TP1) 동안 제2 및 제3 슬레이브 BMS(100-2, 100-3)보다 많은 에너지를 사용하여 제2 스위칭 신호의 존재를 스캐닝한다. 또한, 제2 슬레이브 BMS(100-2)는 제2 구간(TP1) 동안 제3 슬레이브 BMS(100-3)보다 많은 에너지를 사용하여 제2 스위칭 신호의 존재를 스캐닝한다. 결과적으로, 제1 전환 시점(tS1)부터 제2 전환 시점(tS2)까지, 제1 배터리 모듈(20-1)의 충전 상태의 감소 속도 > 제2 배터리 모듈(20-2)의 충전 상태의 감소 속도 > 제3 배터리 모듈(20-3)의 충전 상태의 감소 속도가 된다.
제2 전환 시점(tS2)은, 제1 내지 제3 배터리 모듈(20-1~20-3) 간의 충전 상태의 차이가 미리 정해진 오차 범위에 속하게 되는 시점이다. 또한, 제3 전환 시점(tS3)은, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)가 슬립 모드로부터 액티브 모드로 전환되는 시점일 수 있다.
제3 구간(TP3) 동안, 제1 내지 제3 슬레이브 BMS(100-1~100-3)에게는 서로 같은 스캔 주기 및 서로 같은 스캔 지속시간이 설정된다. 이에 따라, 제2 전환 시점(tS2)부터 제3 전환 시점(tS3)까지, 제1 내지 제3 배터리 모듈(20-1~20-3)의 충전 상태의 감소 속도는 서로 동일할 수 있다. 예컨대, 마스터 BMS(200)는, 제1 및 제2 슬레이브 BMS(100-1, 100-2) 각각에게 기 설정된 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 제3 슬레이브 BMS(100-3)에게 기 설정된 스캔 주기 및 스캔 지속시간으로 변경할 수 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.
10: 배터리팩
20: 배터리 모듈
30: 무선 배터리 관리 시스템
100: 슬레이브 BMS
110: 슬레이브 메모리
120: 슬레이브 통신부
140: 슬레이브 제어부
200: 마스터 BMS
210: 마스터 메모리
220: 마스터 통신부
230: 마스터 전원 공급부
240: 마스터 제어부

Claims (11)

  1. 무선 배터리 관리 시스템에 있어서,
    복수의 배터리 모듈에 일대일로 설치되는 것으로서, 액티브 모드 및 슬립 모드에서 자신이 설치된 배터리 모듈로부터 공급되는 전력을 이용하여 동작하고, 상기 액티브 모드에서 자신이 설치된 배터리 모듈의 상태를 나타내는 검출 신호를 무선으로 송신하도록 구성된 복수의 슬레이브 BMS; 및
    상기 복수의 슬레이브 BMS 각각으로부터 상기 검출 신호를 무선으로 수신하도록 구성된 마스터 BMS;를 포함하고,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 검출 신호를 기초로, 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각에 대한 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 설정하며,
    상기 복수의 슬레이브 BMS 각각에 대하여 설정된 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 나타내는 무선 밸런싱 명령을 포함하는 제어 신호를 상기 복수의 슬레이브 BMS에게 무선으로 송신하고,
    상위 제어부로부터 동작 정지 명령을 수신시, 상기 액티브 모드로부터 상기 슬립 모드로의 전환을 유도하는 제1 스위칭 신호를 상기 복수의 슬레이브 BMS에게 무선으로 송신하는 무선 배터리 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 검출 신호를 기초로, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 충전 상태를 연산하고,
    상기 복수의 배터리 모듈 각각의 충전 상태를 기초로, 상기 복수의 슬레이브 BMS 각각에 대한 스캔 주기 및 스캔 지속시간을 설정하는 무선 배터리 관리 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    상위 제어부로부터 동작 개시 명령을 수신시, 상기 슬립 모드에서 상기 액티브 모드로의 전환을 유도하는 제2 스위칭 신호를 설정 주기마다 상기 복수의 슬레이브 BMS에게 무선으로 송신하는 무선 배터리 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 슬레이브 BMS 각각은,
    상기 슬립 모드에서, 상기 제어 신호에 포함된 상기 무선 밸런싱 명령을 기초로, 자신에게 설정된 스캔 주기마다 자신에게 설정된 스캔 지속시간 동안, 자신이 설치된 배터리 모듈로부터 공급되는 전력을 이용하여 상기 제2 스위칭 신호를 무선으로 스캐닝하는 무선 배터리 관리 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 슬레이브 BMS 각각은,
    상기 슬립 모드에서 상기 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공시, 상기 슬립 모드로부터 상기 액티브 모드로 전환하는 무선 배터리 관리 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 슬레이브 BMS 각각은,
    상기 슬립 모드에서 상기 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공시, 상기 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공하였음을 알리는 응답 신호를 상기 마스터 BMS에게 무선으로 송신하는 무선 배터리 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 슬레이브 BMS 각각은,
    상기 제2 스위칭 신호의 스캐닝에 성공한 시점부터 자신에게 기 할당된 아이디에 대응하는 지연 시간이 경과한 시점에, 상기 응답 신호를 상기 마스터 BMS에게 무선으로 송신하는 무선 배터리 관리 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 복수의 슬레이브 BMS 각각으로부터 상기 응답 신호를 수신할 때마다, 상기 설정 주기를 소정치 또는 소정 비율만큼 감소시키는 무선 배터리 관리 시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 복수의 배터리 모듈 중에서 충전 상태가 가장 큰 배터리 모듈에 설치된 슬레이브 BMS를 대표 슬레이브 BMS로 설정하고,
    상기 제어 신호는,
    상기 대표 슬레이브 BMS를 지정하는 설정 명령을 더 포함하는 무선 배터리 관리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 대표 슬레이브 BMS는,
    상기 슬립 모드에서, 상기 설정 명령을 기초로, 동기 신호를 생성하고, 상기 동기 신호를 나머지 슬레이브 BMS에게 무선으로 송신하는 무선 배터리 관리 시스템.

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