KR102165937B1 - 배터리 관리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

배터리 관리 방법 및 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 배터리와 연결된 충방전 회로의 스위칭 동작에 응답하여 측정된 상기 배터리의 충방전 전류량에 따라, 상기 배터리가 정상상태(steady state)로 진입하는 시간을 결정하는 배터리 제어부; 및 상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간에 기초하여, 상기 충방전 회로의 스위칭 동작에 따라 구동이 제어되는 상기 배터리 제어부를 웨이크업(wake up)하는 시간 제어부를 포함할 수 있다.

Description

배터리 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING BATTERY}
아래의 실시 예들은 배터리 관리 방법 및 장치에 관한 것이다.
환경문제와 에너지 자원 문제가 중요시되는 가운데 전기 자동차 (Electric Vehicle)가 미래의 운송 수단으로 각광받고 있다. 전기 자동차는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지(cell)가 하나의 팩(pack)으로 형성된 배터리를 주동력원으로 이용하기 때문에 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 작은 장점이 있다.
전기 자동차에서 배터리는 가솔린 자동차의 엔진 및 연료 탱크와 같은 역할을 하므로, 배터리를 보다 정확하고 효율적으로 관리하는 것이 중요할 수 있다.
최근에는, 보다 정확하게 배터리의 상태를 확인하고, 전기 자동차의 효율성을 높이기 위한 연구가 계속되고 있다.
일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는, 배터리와 연결된 충방전 회로의 스위칭 동작에 응답하여 측정된 상기 배터리의 충방전 전류량에 따라, 상기 배터리가 정상상태(steady state)로 진입하는 시간을 결정하는 배터리 제어부; 및 상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간에 기초하여, 상기 충방전 회로의 스위칭 동작에 따라 구동이 제어되는 상기 배터리 제어부를 웨이크업(wake up)하는 시간 제어부를 포함하고, 상기 배터리 제어부는, 상기 시간 제어부에 의해 웨이크업되는 동안 상기 배터리를 제어할 수 있다.
상기 배터리 제어부는, 상기 충방전 회로의 스위치가 오프되는 순간 또는 상기 스위치가 오프되기 직전에, 상기 배터리의 충방전 전류량을 측정할 수 있다.
상기 배터리 제어부는, 상기 충방전 전류량과 미리 정해진 참조 정보를 비교하여 상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 추출할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는, 상기 배터리 제어부에 구동 전력을 공급하는 구동 전력 공급부를 더 포함하고, 상기 시간 제어부는, 상기 구동 전력 공급부에 웨이크업 신호를 전송하여 상기 배터리 제어부를 웨이크업할 수 있다.
상기 구동 전력 공급부는, 상기 웨이크업 신호의 수신에 응답하여 상기 배터리 제어부에 상기 구동 전력을 공급할 수 있다.
상기 배터리 제어부는, 상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 기초로 웨이크업 주기를 설정하고, 상기 시간 제어부는, 상기 웨이크업 주기에 따라 상기 배터리 제어부를 웨이크업할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는, 상기 배터리에 포함된 복수의 셀의 전압을 측정하고, 상기 복수의 셀의 밸런싱을 수행하는 밸런싱부를 더 포함하고, 상기 밸런싱부는, 상기 배터리 제어부가 웨이크업되는 동안, 상기 배터리 제어부의 제어에 의하여 상기 복수의 셀의 밸런싱을 수행할 수 있다.
상기 배터리 제어부는, 상기 복수의 셀의 전압을 이용하여 상기 복수의 셀 간 전압 편차를 계산하고, 상기 복수의 셀 간 전압 편차가 미리 정해진 임계 전압보다 큰 경우, 상기 밸런싱부를 제어하여 상기 복수의 셀의 밸런싱을 수행할 수 있다.
상기 밸런싱부는, 상기 복수의 셀 각각에 연결된 복수의 저항을 포함하고, 상기 배터리 제어부는, 상기 복수의 셀 중 가장 낮은 전압을 갖는 셀을 제외한 나머지 셀들 각각의 전압이 상기 가장 낮은 전압을 갖는 셀의 전압이 되도록, 상기 밸런싱부를 제어하여, 상기 나머지 셀들의 전력을 상기 나머지 셀들 각각에 연결된 저항에 인가할 수 있다.
상기 밸런싱부는, 상기 복수의 저항의 온도를 측정하는 온도 측정부를 포함하고, 상기 배터리 제어부는, 상기 측정된 온도가 미리 정해진 임계 온도보다 작은 경우, 상기 밸런싱부를 제어하여 상기 복수의 셀의 밸런싱을 수행할 수 있다.
상기 배터리 제어부는, 상기 시간 제어부에 의해 웨이크업되는 동안, 상기 배터리의 충전 상태를 검출할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는, 상기 배터리의 개방 전압을 측정하는 전압 측정부를 더 포함하고, 상기 배터리 제어부는, 상기 측정된 개방 전압을 이용하여 상기 배터리의 충전 상태를 검출할 수 있다.
상기 배터리 제어부는, 상기 시간 제어부에 의해 웨이크업되는 동안, 상기 배터리의 수명 상태를 검출할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는, 상기 배터리의 내부 저항을 측정하는 저항 측정부를 더 포함하고, 상기 배터리 제어부는, 상기 측정된 내부 저항을 이용하여 상기 배터리의 수명 상태를 검출할 수 있다.
상기 배터리 제어부는, 상기 배터리의 제어와 관련된 정보를 저장할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법은, 배터리와 연결된 충방전 회로의 스위칭 동작에 응답하여 측정된 상기 배터리의 충방전 전류량에 따라, 상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 결정하는 단계; 상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간에 기초하여, 상기 충방전 회로의 스위칭 동작에 따라 구동이 제어되는 상기 배터리 관리 장치가 웨이크업되는 시간을 설정하는 단계; 및 상기 배터리 관리 장치가 웨이크업되는 시간 동안 상기 배터리를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 결정하는 단계는, 상기 충방전 회로의 스위치가 오프되는 순간 또는 상기 스위치가 오프되기 직전에, 상기 배터리의 충방전 전류량을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 결정하는 단계는, 상기 충방전 전류량과 미리 정해진 참조 정보를 비교하여 상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 배터리를 제어하는 단계는, 상기 배터리에 포함된 복수의 셀의 전압을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 전압을 이용하여 상기 복수의 셀의 밸런싱을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 배터리를 제어하는 단계는, 상기 배터리의 개방 전압을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 개방 전압을 이용하여 상기 배터리의 충전 상태를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 배터리를 제어하는 단계는, 상기 배터리의 내부 저항을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 내부 저항을 이용하여 상기 배터리의 수명 상태를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 웨이크업 주기를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 5는 다른 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리 시스템(100)은 배터리 관리 장치(110), 배터리(140), 충방전 회로(150) 및 부하(160)를 포함할 수 있다.
배터리 관리 장치(110)는 배터리 제어부(120) 및 시간 제어부(130)를 포함할 수 있다. 배터리 관리 장치(110)는 배터리(140)를 제어할 수 있다. 배터리(140)는 배터리(140)가 장착된 구동 수단(예를 들어, 전기 자동차, 전기 자전거)에 전력을 공급할 수 있고, 복수의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 복수의 배터리 모듈은 각각 복수의 셀을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 셀은 리튬 이온 배터리와 같은 2차 전지일 수 있다. 복수의 셀의 용량 또는 전압은 서로 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
배터리 관리 장치(110)는 배터리(140)의 상태를 모니터링하고, 배터리(140)를 제어할 수 있다. 배터리 관리 장치(110)는 배터리 관리 시스템(Battery Management System: BMS)를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 관리 장치(110)는 배터리(140)에 포함된 복수의 배터리 모듈의 열제어를 수행할 수 있다. 또한, 배터리 관리 장치(110)는 복수의 배터리 모듈의 과충전 및 과방전을 방지하고, 복수의 배터리 모듈간의 충전 상태가 균등하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 복수의 배터리 모듈의 에너지 효율이 높아지고, 복수의 배터리 모듈의 수명이 연장될 수 있다.
또한, 배터리 관리 장치(110)는 배터리(140)의 수명 상태(State of Health: SoH), 충전 상태(State of Charge: SoC), 기능 상태(State of Function: SoF) 등을 검출할 수 있다. 여기서, 수명 상태는 배터리(110)의 성능이 제조 시에 비해 어느 정도 열화되었는지를 나타내고, 충전 상태는 배터리(110)에 수용된 전하량에 대한 정보를 나타내고, 기능 상태는 배터리(110)의 성능이 미리 정해진 조건에 얼마나 부합되는지에 대한 정보를 나타낼 수 있다.
배터리 관리 장치(110)는 수명 정보, 충전 정보, 기능 정보를 전자 관리 장치(Electronic Control Unit: ECU)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리 관리 장치(110)는 CAN(Controller Area Network) 통신을 이용하여 전자 관리 장치(ECU)와 통신을 수행할 수 있다.
배터리 제어부(120)는 배터리 관리 장치(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리 제어부(120)는 MCU(Micro Control Unit)를 포함할 수 있고, 배터리 관리 장치(110)에 포함된 다른 유닛들을 제어할 수 있다.
배터리(140)는 충방전 회로(150)와 연결될 수 있고, 충방전 회로(150)의 스위칭 동작에 따라 배터리(140)의 충방전은 제어될 수 있다. 예를 들어, 구동 수단의 이그니션 키(ignition key)가 온(on) 상태가 될 경우, 충방전 회로(150)의 스위치는 온(on) 상태가 될 수 있다. 이에 따라, 배터리는 부하(160)와 연결되거나 외부 전원(미도시)에 연결되어 충방전을 수행할 수 있고, 배터리 제어부(120)는 구동되어 배터리(140)의 상태를 모니터링하고, 배터리(140)를 제어할 수 있다. 또한, 구동 수단의 이그니션 키가 오프(off) 상태가 될 경우, 충방전 회로(150)의 스위치는 오프(off)될 수 있다. 이에 따라, 배터리(140)와 부하(150) 또는 외부 전원(150)과의 연결은 차단되어, 배터리의 충방전은 중단될 수 있고, 배터리 제어부(120)의 구동 역시 중단될 수 있다.
배터리(140)와 연결된 충방전 회로(150)의 스위치가 오프(off)되는 경우, 배터리 제어부(120)의 동작모드는 슬립모드가 될 수 있다. 여기서, 동작모드는 일반모드, 슬립모드, 웨이크업 모드를 포함할 수 있다. 일반모드는 충방전 회로(150)의 스위치가 온(on) 상태가 됨에 따라 배터리 제어부(120)가 배터리(140)를 제어하는 모드를 의미하고, 슬립모드는 충방전 회로(150)의 스위치가 오프(off)됨에 따라 배터리 제어부(120)가 유휴(idle)상태가 되는 모드를 의미하고, 웨이크업 모드는 충방전 회로(150)의 스위치가 오프(off)된 도중에 일시적으로 배터리 제어부(120)가 배터리(140)를 제어하는 모드를 의미할 수 있다. 일 실시예에서, 웨이크업 모드는 일반 모드일 경우보다 적은 전력으로 구동될 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 제어부(120)는 충방전 회로(150)의 스위치가 오프되는 순간 또는 스위치가 오프되기 직전에 전류 측정부(미도시)를 이용하여 배터리(140)의 충방전 전류량을 측정할 수 있다. 여기서, 전류 측정부(미도시)는 배터리(140)에 포함될 수도 있고, 배터리 관리 장치(110)에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 충방전 회로(150)의 스위치가 오프되는 경우, 배터리(140)는 충방전 회로(150)의 스위치가 오프되는 동시에 충방전을 중단할 수 있고, 배터리 제어부(120)는 배터리(140)의 충방전이 오프된 후 미리 정해진 시간 후에 구동이 중단될 수 있다. 이 때, 배터리 제어부(120)는 충방전 회로(150)의 스위치가 오프되는 순간에 배터리(140)의 충방전 전류량을 측정할 수 있다. 또한, 배터리 제어부(120)는 충방전 회로(150)의 스위치가 온 상태일 때 지속적으로 배터리(140)의 충방전 전류량을 모니터링할 수 있다. 배터리 제어부(120)는 충방전 회로(150)의 스위치가 오프되는 것을 감지하여, 충방전 회로(150)의 스위치가 오프되기 직전에 배터리(140)에 충방전된 전류량을 추출할 수 있다.
배터리 제어부(120)는 측정된 배터리(140)의 충방전 전류량을 이용하여 배터리(140)가 정상상태(steady state)로 진입하는 시간을 결정할 수 있다. 여기서, 정상상태는 배터리(140)가 전기적으로 안정적인 상태를 의미할 수 있다. 충방전 회로(150)의 스위치가 오프되어 배터리(140)의 충방전이 중단되면, 배터리(140)는 소정의 시간 동안 전기적으로 불안정할 수 있고, 소정의 시간이 지난 이후에 전기적으로 안정되어 정상상태로 진입할 수 있다. 배터리(140)가 정상상태로 진입하는 시기는 배터리(140)의 충방전이 중단되기 직전의 충방전 전류량에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 충방전 전류량이 많을 경우, 충방전 전류량이 적을 때 보다 정상상태로 진입하는 시간이 더 많이 소요될 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 제어부(120)는 배터리(140)의 충방전 전류량과 미리 정해진 참조 정보를 비교하여 배터리(140)가 정상상태로 진입하는 시간을 추출할 수 있다. 여기서, 미리 정해진 정보는 배터리(140)의 충방전 전류량에 따른 배터리(140)가 정상상태로 진입하는 시간에 대한 정보를 의미할 수 있고, 이는 미리 계산되어 배터리 제어부(120)에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 미리 정해진 정보는 충방전 전류량과 매핑되는 배터리(140)가 정상상태로 진입하는 시간에 대한 정보가 저장된 룩업 테이블(lookup table)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 배터리 제어부(120)는 충방전 회로(150)의 스위치가 오프되는 순간 또는 오프되기 직전에 배터리(140)의 충방전 전류량을 측정하고, 룩업 테이블을 검색함으로써 측정된 충방전 전류량과 매핑되는 시간을 추출하여, 추출된 시간을 배터리(140)가 정상상태로 진입하는 시간으로 결정할 수 있다.
시간 제어부(130)는 RTC(Real Time Clock)를 포함할 수 있다. 시간 제어부(130)는 시간을 측정 또는 유지할 수 있고, 충방전 회로(150)의 스위치가 오프되는 경우에도 정상적으로 구동될 수 있다.
시간 제어부(130)는 배터리(140)가 정상상태로 진입하는 시간에 기초하여 배터리 제어부(120)를 웨이크업할 수 있다. 웨이크업은 배터리 제어부(120)를 슬립모드에서 웨이크업 모드로 전환하는 동작을 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 관리 장치(110)는 구동 전력 공급부(미도시)를 포함할 수 있고, 구동 전력 공급부(미도시)는 배터리 제어부(120)에 구동 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 구동 전력 공급부(미도시)는 전압 레귤레이터를 포함할 수 있고, 외부 전원으로부터의 전압을 배터리 제어부(120)에 입력될 수 있는 전압으로 변환하여, 배터리 제어부(120)에 구동 전력을 공급할 수 있다. 시간 제어부(130)는 웨이크업 신호를 구동 전력 공급부(미도시)에 전송할 수 있고, 구동 전력 공급부(미도시)는 웨이크업 신호의 수신에 응답하여 배터리 제어부(120)에 구동전력을 공급할 수 있다.
일 실시예에서, 시간 제어부(130)는 웨이크업 주기에 따라 배터리 제어부(120)를 웨이크업 할 수 있다. 시간 제어부(130)는 웨이크업 주기에 따라 구동 전력 공급부(미도시)에 웨이크업 신호를 전송할 수 있다. 구동 전력 공급부(미도시)는 웨이크업 신호를 수신하는 동안 배터리 제어부(120)에 구동 전력을 전송하고, 웨이크업 신호를 미수신하는 동안에는 구동 전력을 전송하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 제어부(120)는 배터리(140)가 정상상태로 진입하는 시간을 기초로 웨이크업 주기를 설정할 수 있다. 예를 들어, 배터리(140)가 정상상태로 진입하는 시간이 5분으로 결정된 경우, 배터리 제어부(120)는 웨이크업 주기를 5분으로 결정하고, 시간 제어부(120)에 웨이크업 주기를 입력할 수 있다.
배터리 제어부(120)가 시간 제어부(130)에 의해 웨이크업되는 경우, 배터리 제어부(120)의 동작 모드는 웨이크업 모드로 전환될 수 있고, 배터리 제어부(120)는 웨이크업 모드동안 배터리를 제어할 수 있다. 배터리(140)의 충방전이 중단되는 경우, 배터리(140)는 무부하 상태가 될 수 있다. 또한, 배터리(140)가 정상상태에 진입하는 경우, 배터리(140)는 전기적으로 안정될 수 있고, 전기적으로 안정된 상태에서, 배터리(140)의 상태가 정확하게 검출될 수 있다. 이에 따라, 배터리 제어부(120)는 웨이크업 모드에서 배터리를 상태를 최적화하거나, 배터리(140)의 상태를 모니터링할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 제어부(120)는 웨이크업 모드에서 배터리에 포함된 복수의 셀의 밸런싱을 수행할 수 있다. 복수의 셀에 충방전이 반복하여 수행되는 경우, 복수의 셀 간에는 전압 편차가 발생할 수 있다. 복수의 셀 간 전압 편차가 발생함에 따라, 특정 셀이 과충전되거나 과방전될 수 있다. 특정 셀이 과충전되거나 과방전될 경우, 배터리(140)의 용량이 감소될 수 있고, 배터리(140)가 열화되어 배터리(140)의 수명이 줄어들 수 있다. 이에 따라, 배터리 제어부(120)는 복수의 셀 간 전압 편차를 일정하게 유지하기 위하여, 복수의 셀의 밸런싱을 수행할 수 있다. 배터리(140)가 전기적으로 안정적이지 못한 상태인 경우, 배터리(140)에 포함된 복수의 셀의 전압이 정확하게 측정되지 않아, 셀 밸런싱이 정밀하게 수행되지 못할 수 있다. 이를 위해, 배터리 제어부(120)는 배터리(140)가 정상상태로 진입한 웨이크업 모드에서 복수의 셀의 밸런싱을 수행할 수 있다. 또한, 배터리 제어부(120)는 웨이크업 주기에 따라 복수의 셀의 밸런싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 웨이크업 주기가 5분인 경우, 배터리 제어부(120)의 동작모드는 5분마다 웨이크업 모드 및 슬립모드가 반복될 수 있다. 이 때, 복수의 셀의 밸런싱을 수행하기 위해 50분이 필요하다면, 배터리 제어부(120)는 웨이크업 모드에서는 복수의 셀의 밸런싱을 수행하고 슬립모드에서는 복수의 셀의 밸런싱을 중단하는 동작을 10번 반복할 수 있다.
또한, 배터리 제어부(120)는 웨이크업 모드에서 배터리(140)의 충전 상태 또는 수명 상태를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리 제어부(120)는 배터리(140)의 충전 상태를 검출하기 위해 배터리(140)의 개방 전압을 측정하고, 배터리(140)의 수명 상태를 검출하기 위해 배터리(140)의 내부 저항을 측정할 수 있다. 배터리 제어부(120)가 웨이크업 모드인 경우, 배터리(140)는 정상상태일 수 있다. 이에 따라, 배터리(140)의 충방전이 수행될 때보다 정확하게 배터리(140)의 개방 전압 또는 내부 저항이 측정될 수 있다. 배터리 제어부(120)는 미리 정해진 참조 정보를 이용하여 배터리(140)의 충전 상태 또는 수명 상태를 검출할 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어부(120)는 배터리(140)의 개방 전압에 따른 배터리(140)의 충전 상태에 관한 정보가 저장된 룩업 테이블을 포함할 수 있다. 배터리(140)의 개방 전압에 따라 배터리(140)의 충전 상태는 서로 다를 수 있다. 배터리(140)의 개방 전압에 따른 배터리(140)의 충전 상태는 미리 계산되어 룩업 테이블에 저장될 수 있다. 배터리 제어부(120)는 룩업 테이블을 검색하여 측정된 개방 전압과 매핑되는 상태 정보를 추출하여, 추출된 상태 정보를 배터리(140)의 충전 상태로 결정할 수 있다.
다른 예로서, 배터리 제어부(120)는 배터리(140)의 내부 저항에 따른 배터리(140)의 수명 상태에 관한 정보가 저장된 룩업 테이블을 포함할 수 있다. 배터리(140)의 내부 저항에 따른 배터리(140)의 수명 상태는 미리 계산되어 룩업 테이블에 저장될 수 있고, 배터리 제어부(120)는 룩업 테이블을 검색하여 측정된 내부 저항과 매핑되는 수명 정보를 추출하여, 추출된 수명 정보를 배터리(140)의 수명 상태로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리가 충방전되는 도중에 검출된 배터리의 충전 상태 또는 수명 상태보다 배터리가 정상상태에 진입한 이후에 검출된 배터리의 충전 상태 또는 수명 상태가 정확할 수 있다. 이에 따라, 배터리 제어부(120)는 배터리의 충전 상태 또는 수명 상태를 배터리가 충방전되는 도중에 검출된 정보에서 배터리가 정상상태에 진입한 이후에 검출된 정보로 업데이트할 수 있다.
또한, 배터리 제어부(120)는 웨이크업 모드에서 배터리(140)의 충전 상태 및 수명 상태뿐만 아니라, 배터리에 대한 다른 상태 정보를 추출할 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어부(120)는 배터리(140)의 충전 상태, 수명 상태 및 미리 정해진 정보(예를 들어, 도로 정보)를 이용하여 배터리(140)가 장착된 구동 수단의 주행 가능 거리를 추출할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 배터리 시스템(200)은 배터리 팩(210) 및 배터리 관리 장치(220)를 포함할 수 있다.
배터리 팩(210)은 하나 이상의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 도 2의 예에서는 설명의 편의상 배터리 팩(210)이 하나의 배터리 모듈(211)을 포함한 것으로 표현한다. 배터리 모듈(211)은 복수의 셀을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 셀은 상호 간에 직렬로 연결될 수 있다.
배터리 팩(210)은 충방전 회로(미도시)와 연결될 수 있고, 충방전 회로(미도시)의 스위칭 동작에 따라 배터리 팩(210)의 충방전은 제어될 수 있다. 예를 들어, 배터리 시스템(200)이 장착된 구동 수단의 이그니션 키가 온 상태가 될 경우, 충방전 회로(미도시)의 스위치가 온 상태가 되어 배터리 팩(210)은 충방전을 수행할 수 있다. 또한, 구동 수단의 이그니션 키가 오프 상태가 될 경우, 충방전 회로(미도시)의 스위치는 오프될 수 있고, 이에 따라, 배터리 팩(210)의 충방전은 중지될 수 있다.
배터리 관리 장치(220)는 배터리 제어부(230), 구동 전압 공급부(240), 시간 제어부(250), 밸런싱부(280) 및 절연부(290)를 포함할 수 있다. 배터리 제어부(230), 구동 전압 공급부(240) 및 시간 제어부(250)는 그라운드(270)에 접지될 수 있다.
배터리 제어부(230)는 배터리 관리 장치(220)를 제어할 수 있고, 충방전 회로(미도시)의 스위칭 동작에 따라 구동이 제어될 수 있다. 예를 들어, 충방전 회로(미도시)의 스위치가 온 상태인 경우 배터리 제어부(230)는 구동될 수 있고, 충방전 회로(미도시)의 스위치가 오프 상태인 경우, 배터리 제어부(230)의 구동은 중단될 수 있다.
충방전 회로(미도시)의 스위치가 오프되어 배터리 제어부(230)의 구동이 중단된 경우, 시간 제어부(250)는 구동 전압 공급부(240)를 이용하여 배터리 제어부(230)를 웨이크업할 수 있다. 일 실시예에서, 시간 제어부(250)는 시간을 측정 또는 유지할 수 있고, 충방전 회로(미도시)의 스위치가 오프되는 경우에도 정상적으로 구동될 수 있다. 배터리 제어부(230)는 충방전 회로(미도시)의 스위치가 오프되는 순간 또는 스위치가 오프되기 직전에, 전류 측정부(미도시)를 이용하여 배터리 팩(210)의 충방전 전류량을 측정할 수 있다. 배터리 제어부(230)는 측정된 배터리 팩(210)의 충방전 전류량을 이용하여 배터리 팩(210)가 정상상태에 진입하는 시간을 계산할 수 있다. 배터리 제어부(230)는 배터리 팩(210)가 정상상태에 진입하는 시간을 기초로 웨이크업 주기를 설정할 수 있다. 배터리 제어부(230)는 설정된 웨이크업 주기를 시간 제어부(250)에 입력할 수 있다.
시간 제어부(250)는 웨이크업 주기에 따라 구동 전력 공급부(240)에 웨이크업 신호를 전송할 수 있다. 구동 전력 공급부(240)는 전압 레귤레이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시간 제어부(250)는 웨이크업 주기에 따라 output pin(251)을 이용하여 구동 전력 공급부(240)에 웨이크업 신호를 전송할 수 있고, 웨이크업 신호에 의하여 구동 전력 공급부(240)의 enable pin(241)은 온 상태가 될 수 있다. enable pin(241)이 온 상태인 경우, 구동 전력 공급부(240)는 외부 전원(예를 들어, 납축 전지)(260)로부터의 전압을 배터리 제어부(230)에 적합하도록 조절하여 조절된 전압을 배터리 제어부(230)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 외부 전원이 12 V의 직류 전원이고, 배터리 제어부(230)에 입력될 수 있는 전력의 전압이 5 V 이하인 경우, 구동 전력 공급부(240)는 12 V의 전압을 5 V로 강압하여, 배터리 제어부(230)에 5 V의 전압을 갖는 구동 전력을 공급할 수 있다.
배터리 제어부(230)는 구동 전력 공급부(240)로부터 구동 전력을 공급받는 동안 구동될 수 있다. 배터리 제어부(230)가 구동 전력 공급부(240)로부터 구동 전력을 공급받지 못하는 경우, 배터리 제어부(230)의 구동은 중단될 수 있다. 예를 들어, 웨이크업 주기가 3분인 경우, 배터리 제어부(230)는 3분을 주기로 구동 전력 공급부(240)로부터 구동 전력을 수신할 수 있다. 이에 따라, 배터리 제어부(230)는 3분을 주기로 구동과 구동 중단을 반복할 수 있다.
배터리 제어부(230)가 웨이크업 되는 동안, 배터리 제어부(230)는 배터리를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 제어부(230)는 밸런싱부(280)를 제어하여, 배터리 팩(210)에 포함된 복수의 셀의 밸런싱을 수행할 수 있다. 밸런싱부(280)는 복수의 셀의 전압을 측정하고, 복수의 셀의 밸런싱을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 밸런싱부(280)는 셀전압 측정 집적회로를 포함할 수 있다. 배터리 팩(210)가 전기적으로 안정적이지 못한 상태인 경우, 배터리 팩(210)에 포함된 복수의 셀의 전압이 정확하게 측정되지 않아, 셀 밸런싱이 정밀하게 수행되지 못할 수 있다. 이를 위해, 밸런싱부(280)는 배터리 팩(210)가 정상상태로 진입한 후에 복수의 셀의 밸런싱을 수행할 수 있다.
밸런싱부(280)는 배터리 팩(210)에 포함된 복수의 셀의 전압을 측정할 수 있다. 예를 들어, 밸런싱부(280)의 복수의 전압 포트들과 밸런싱부(280)에 포함된 복수의 셀은 연결될 수 있다. 밸런싱부(280)는 복수의 전압 포트들을 통하여 복수의 셀 각각의 전압을 입력받아 복수의 셀의 전압을 측정할 수 있다. 밸런싱부(280)는 복수의 셀 중 가장 낮은 전압을 갖는 셀의 전압을 기준으로 셀 밸런싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 복수의 셀들은 각각은 저항과 연결될 수 있다. 밸런싱부(280)는 복수의 셀 중 가장 낮은 전압을 갖는 셀을 제외한 나머지 셀들 각각의 전압이 가장 낮은 전압을 갖는 셀의 전압이 되도록, 나머지 셀들의 전기 에너지를 나머지 셀들 각각과 연결된 저항에 인가할 수 있다. 이에 따라, 복수의 셀의 전압은 복수의 셀 중 가장 낮은 전압을 갖는 셀의 전압과 동일해질 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 제어부(230)는 밸런싱부(280)에 제어 신호를 전송할 수 있고, 밸런싱부(280)는 제어 신호에 따라 복수의 셀의 전압을 측정하여, 측정된 복수의 셀의 전압에 대한 정보를 배터리 제어부(230)에 전송할 수 있다. 이 경우, 밸런싱부(280)는 배터리 팩(210)과 연결되어 고전압일 수 있고, 배터리 제어부(230)는 저전압일 수 있다. 이 경우, 밸런싱부(280)가 배터리 제어부(230)에 복수의 셀의 전압에 대한 정보를 전송하게 되면, 정보의 전송에 따른 오류가 발생될 수 있다. 예를 들어, 밸런싱부(280)와 배터리 제어부(230)가 전기적으로 분리되지 않은 상태에서 밸런싱부(280)가 배터리 제어부(230)에 복수의 셀의 전압에 대한 정보를 포함하는 데이터를 전송할 경우, 배터리 팩(210)이 접지된 그라운드(미도시)의 전위가 흔들릴 수 있다. 배터리 팩(210)이 접지된 그라운드(미도시)의 전위가 흔들림에 따라, 밸런싱부(280)가 전송하는 데이터에 오류가 발생되어, 배터리 제어부(230)는 복수의 셀의 전압에 대한 정보를 획득하지 못할 수 있다. 이를 위해, 절연부(290)는 밸런싱부(280)와 배터리 제어부(230) 사이에 연결되고, 밸런싱부(280)와 배터리 제어부(230)를 전기적으로 분리할 수 있다. 절연부(290)에 의하여 밸런싱부(280)와 배터리 제어부(230)가 전기적으로 분리된 경우, 밸런싱부(280)는 복수의 셀의 전압에 대한 정보를 배터리 제어부(230)에 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 제어부(230)는 복수의 셀 간 전압 편차를 이용하여 복수의 셀의 밸런싱을 수행할지 여부를 판단할 수 있다. 배터리 제어부(230)는 측정된 복수의 셀의 전압을 이용하여 복수의 셀 간 전압 편차를 계산할 수 있다. 복수의 셀 간 전압 편차가 미리 정해진 임계 전압보다 큰 경우, 배터리 제어부(230)는 밸런싱부(280)를 제어하여 복수의 셀의 밸런싱을 수행할 수 있다. 복수의 셀 간 전압 편차가 미리 정해진 임계 전압 이하인 경우, 배터리 제어부(230)는 밸런싱부(280)를 제어하여 복수의 셀의 밸런싱을 수행하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 제어부(230)는 복수의 셀 각각에 연결된 복수의 저항의 온도를 이용하여 복수의 셀의 밸런싱을 수행할지 여부를 판단할 수 있다. 셀 밸런싱을 수행하는 경우, 전기 에너지가 인가되는 저항에는 열이 발생할 수 있다. 저항에 열이 과도하게 발생하는 경우, 저항의 성능이 감소될 수 있다. 밸런싱부(280)는 복수의 저항의 온도를 측정하는 온도 측정부(미도시)를 포함할 수 있고, 밸런싱부(280)는 온도 측정부(미도시)를 이용하여 복수의 셀 각각에 연결된 복수의 저항의 온도를 측정할 수 있다. 배터리 제어부(230)는 복수의 저항의 온도가 미리 정해진 임계 온도보다 작은 경우 밸런싱부(280)를 제어하여 셀 밸런싱을 수행하고, 복수의 저항의 온도가 미리 정해진 임계 온도 이상인 경우에는 밸런싱부(280)를 제어하여 셀 밸런싱을 중단할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리 제어부(230)는 웨이크업 주기에 따라 복수의 셀의 밸런싱을 수행할 수 있다.
또한, 배터리 제어부(230)는 전압 측정부(미도시)를 이용하여 배터리 팩(210)의 개방 전압을 측정하고, 측정된 배터리 팩(210)의 개방 전압을 기초로 배터리 팩(210)의 충전 상태를 검출할 수 있다.
또한, 배터리 제어부(230)는 저항 측정부(미도시)를 이용하여 배터리 팩(210)의 내부 저항을 측정하고, 측정된 배터리 팩(210)의 내부 저항을 기초로 배터리 팩(210)의 수명 상태를 검출할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 웨이크업 주기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 배터리 관리 장치는 배터리 제어부 및 시간 제어부를 포함할 수 있고, 배터리를 제어할 수 있다. 배터리는 충방전 회로와 연결될 수 있고, 충방전 회로의 스위칭 동작에 따라 배터리의 충방전은 제어될 수 있다. 시점 ta에서, 배터리가 장착된 구동 수단의 이그니션 키가 오프되어 충방전 회로의 스위치가 오프될 수 있다. 이에 따라, 배터리의 충방전은 중지될 수 있으며, 배터리 제어부의 구동이 중단될 수 있다. 시점 ta에서, 배터리 제어부는 배터리의 충방전 전류량을 측정하고, 측정된 충방전 전류량을 이용하여 배터리가 정상상태에 진입하는 시간을 계산할 수 있다. 또한, 배터리 제어부는 배터리가 정상상태에 진입하는 시간을 기초로 웨이크업 주기를 설정할 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어부는 배터리가 정상상태에 진입하는 시간을 T1으로 계산하고, 시간 T1을 기초로 미리 정해진 규칙을 이용하여 웨이크업 주기를 시간 T2로 계산할 수 있다. 배터리 제어부는 설정된 웨이크업 주기를 시간 제어부에 입력할 수 있다. 시점 ta로부터 T1만큼의 시간이 지난 후, 시간 제어부는 T2를 주기로 배터리 제어부를 웨이크업 할 수 있다. 웨이크업 되는 경우, 배터리 제어부는 배터리를 제어할 수 있다. 예를 들어, 웨이크업 될 때, 배터리 제어부는 배터리에 포함된 복수의 셀의 밸런싱을 수행하고, 배터리의 충전상태 또는 수명상태를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 시점 tc에서, 배터리 제어부는 복수의 셀의 밸런싱 또는 배터리의 상태 검출을 완료할 수 있다. 이 경우, 배터리 제어부는 시간 제어부에 웨이크업 종료 신호를 전송할 수 있고, 웨이크업 종료 신호의 수신에 응답하여, 시간 제어부는 웨이크업의 수행을 중단할 수 있다. 시점 td에서, 구동 수단의 이그니션 키가 온 상태가 될 수 있고, 이에 따라, 배터리는 충방전을 수행하고, 배터리 제어부는 구동될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 배터리 관리 장치는 배터리와 연결된 충방전 회로의 스위칭 동작에 응답하여 측정된 배터리의 충방전 전류량에 따라, 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 결정할 수 있다(410).
또한, 배터리 관리 장치는 배터리가 정상상태로 진입하는 시간에 기초하여, 충방전 회로의 스위칭 동작에 따라 구동이 제어되는 배터리 관리 장치가 웨이크업되는 시간을 설정할 수 있다(420).
또한, 배터리 관리 장치는 배터리 관리 장치가 웨이크업되는 시간 동안 배터리를 제어할 수 있다(430).
도 4에 도시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법에는 도 1 내지 도 3을 통해 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 다른 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 배터리 관리 장치는 배터리와 연결된 충방전 회로의 스위칭 동작에 응답하여 측정된 배터리의 충방전 전류량에 따라, 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 결정할 수 있다(510). 배터리가 장착된 구동 수단의 이그니션 키가 오프되어 충방전 회로의 스위치가 오프되는 경우, 배터리의 충방전은 중지될 수 있으며, 배터리 관리 장치의 구동이 중단될 수 있다. 배터리 관리 장치는 충방전 회로의 스위치가 오프되는 순간 또는 스위치가 오프되기 직전에, 배터리의 충방전 전류량을 측정하고, 측정된 충방전 전류량과 미리 정해진 참조 정보를 비교하여 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 결정할 수 있다.
또한, 배터리 관리 장치는 배터리가 정상상태로 진입하는 시간에 기초하여 웨이크업 될 수 있다(520). 예를 들어, 배터리 관리 장치는 배터리가 정상상태로 진입하는 시간에 기초하여 웨이크업 주기를 설정할 수 있고, 웨이크업 주기에 따라, 구동될 수 있다.
또한, 배터리 관리 장치는 웨이크업 되는 경우, 배터리에 포함된 복수의 셀 밸런싱을 수행하거나, 배터리의 충전 상태 또는 수명 상태를 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 관리 장치는 복수의 셀의 전압을 측정하여 복수의 셀의 셀간 전압 편차를 추출하고, 셀간 전압 편차와 미리 정해진 임계 전압을 비교할 수 있다(531). 셀간 전압 편차가 임계 전압 보다 큰 경우, 배터리 관리 장치는 복수의 셀과 연결된 복수의 저항의 온도를 측정하고, 복수의 저항의 온도와 미리 정해진 임계 온도를 비교할 수 있다(532). 복수의 저항의 온도가 임계 온도보다 작은 경우, 배터리 관리 장치는 셀 밸런싱을 수행할 수 있다(533).
다른 일 실시예에서, 배터리 관리 장치는 배터리의 개방 전압을 측정할 수 있다(541). 또한, 배터리 관리 장치는 측정된 개방 전압을 이용하여 배터리의 충전 상태를 검출할 수 있다(542).
또 다른 일 실시예에서, 배터리 관리 장치는 배터리의 내부 저항을 측정할 수 있다(551). 또한, 배터리 관리 장치는 측정된 내부 저항을 이용하여 배터리의 수명 상태를 검출할 수 있다(552).
또한, 배터리 관리 장치는 배터리의 제어와 관련된 정보를 저장할 수 있다(561). 예를 들어, 배터리 관리 장치는 셀 밸런싱 수행 결과와 관련된 정보, 배터리의 충전 상태에 대한 정보 또는 배터리의 수명 상태에 대한 정보를 배터리 관리 장치에 포함된 메모리에 저장할 수 있다.
도 5에 다른 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법에는 도 1 내지 도 4를 통해 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (22)

  1. 배터리와 연결된 충방전 회로의 스위칭 동작에 응답하여 측정된 상기 배터리의 충방전 전류량에 따라, 상기 배터리가 정상상태(steady state)로 진입하는 시간을 결정하는 배터리 제어부; 및
    상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간에 기초하여, 상기 충방전 회로의 스위칭 동작에 따라 구동이 제어되는 상기 배터리 제어부를 웨이크업(wake up)하는 시간 제어부
    를 포함하고,
    상기 배터리 제어부는,
    상기 시간 제어부에 의해 웨이크업되는 동안 상기 배터리를 제어하는,
    배터리 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 제어부는,
    상기 충방전 회로의 스위치가 오프되는 순간 또는 상기 스위치가 오프되기 직전에, 상기 배터리의 충방전 전류량을 측정하는,
    배터리 관리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 제어부는,
    상기 충방전 전류량과 미리 정해진 참조 정보를 비교하여 상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 추출하는,
    배터리 관리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 제어부에 구동 전력을 공급하는 구동 전력 공급부
    를 더 포함하고,
    상기 시간 제어부는,
    상기 구동 전력 공급부에 웨이크업 신호를 전송하여 상기 배터리 제어부를 웨이크업하는,
    배터리 관리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동 전력 공급부는,
    상기 웨이크업 신호의 수신에 응답하여 상기 배터리 제어부에 상기 구동 전력을 공급하는,
    배터리 관리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 제어부는,
    상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 기초로 웨이크업 주기를 설정하고,
    상기 시간 제어부는,
    상기 웨이크업 주기에 따라 상기 배터리 제어부를 웨이크업하는,
    배터리 관리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배터리에 포함된 복수의 셀의 전압을 측정하고, 상기 복수의 셀의 밸런싱을 수행하는 밸런싱부
    를 더 포함하고,
    상기 밸런싱부는,
    상기 배터리 제어부가 웨이크업되는 동안, 상기 배터리 제어부의 제어에 의하여 상기 복수의 셀의 밸런싱을 수행하는,
    배터리 관리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 제어부는,
    상기 복수의 셀의 전압을 이용하여 상기 복수의 셀 간 전압 편차를 계산하고,
    상기 복수의 셀 간 전압 편차가 미리 정해진 임계 전압보다 큰 경우, 상기 밸런싱부를 제어하여 상기 복수의 셀의 밸런싱을 수행하는,
    배터리 관리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 밸런싱부는,
    상기 복수의 셀 각각에 연결된 복수의 저항을 포함하고,
    상기 배터리 제어부는,
    상기 복수의 셀 중 가장 낮은 전압을 갖는 셀을 제외한 나머지 셀들 각각의 전압이 상기 가장 낮은 전압을 갖는 셀의 전압이 되도록, 상기 밸런싱부를 제어하여, 상기 나머지 셀들의 전력을 상기 나머지 셀들 각각에 연결된 저항에 인가하는,
    배터리 관리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 밸런싱부는,
    상기 복수의 저항의 온도를 측정하는 온도 측정부
    를 포함하고,
    상기 배터리 제어부는,
    상기 측정된 온도가 미리 정해진 임계 온도보다 작은 경우, 상기 밸런싱부를 제어하여 상기 복수의 셀의 밸런싱을 수행하는,
    배터리 관리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 제어부는,
    상기 시간 제어부에 의해 웨이크업되는 동안, 상기 배터리의 충전 상태를 검출하는,
    배터리 관리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배터리의 개방 전압을 측정하는 전압 측정부
    를 더 포함하고,
    상기 배터리 제어부는,
    상기 측정된 개방 전압을 이용하여 상기 배터리의 충전 상태를 검출하는,
    배터리 관리 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 제어부는,
    상기 시간 제어부에 의해 웨이크업되는 동안, 상기 배터리의 수명 상태를 검출하는,
    배터리 관리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 배터리의 내부 저항을 측정하는 저항 측정부
    를 더 포함하고,
    상기 배터리 제어부는,
    상기 측정된 내부 저항을 이용하여 상기 배터리의 수명 상태를 검출하는,
    배터리 관리 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 제어부는,
    상기 배터리의 제어와 관련된 정보를 저장하는,
    배터리 관리 장치.
  16. 배터리 관리 장치의 동작 방법에 있어서,
    배터리와 연결된 충방전 회로의 스위칭 동작에 응답하여 측정된 상기 배터리의 충방전 전류량에 따라, 상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 결정하는 단계;
    상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간에 기초하여, 상기 충방전 회로의 스위칭 동작에 따라 구동이 제어되는 상기 배터리 관리 장치가 웨이크업되는 시간을 설정하는 단계; 및
    상기 배터리 관리 장치가 웨이크업되는 시간 동안 상기 배터리를 제어하는 단계
    를 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 결정하는 단계는,
    상기 충방전 회로의 스위치가 오프되는 순간 또는 상기 스위치가 오프되기 직전에, 상기 배터리의 충방전 전류량을 측정하는 단계
    를 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 결정하는 단계는,
    상기 충방전 전류량과 미리 정해진 참조 정보를 비교하여 상기 배터리가 정상상태로 진입하는 시간을 추출하는 단계
    를 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 배터리를 제어하는 단계는,
    상기 배터리에 포함된 복수의 셀의 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 전압을 이용하여 상기 복수의 셀의 밸런싱을 수행하는 단계
    를 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 배터리를 제어하는 단계는,
    상기 배터리의 개방 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 개방 전압을 이용하여 상기 배터리의 충전 상태를 검출하는 단계
    를 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 배터리를 제어하는 단계는,
    상기 배터리의 내부 저항을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 내부 저항을 이용하여 상기 배터리의 수명 상태를 검출하는 단계
    를 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  22. 제16항 내지 제21항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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