KR102273785B1 - 배터리 팩 관리 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

다양한 실시예들에 따른 배터리 팩 관리 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 통신선로(線路)를 따라 연쇄적(連鎖的)으로 연결된 하나 이상의 배터리 팩과 제어장치를 포함하는 배터리 관리 시스템의 배터리 팩 관리 방법은, 상기 제어장치가 상기 하나 이상의 배터리 팩을 식별번호 설정이 가능한 제1 상태로 변경하는 초기화 단계; 제2 배터리 팩이 제1 신호 및 제2 신호 중 적어도 하나에 기초하여 제2 배터리 팩의 식별번호를 결정하는 식별번호 결정 단계; 및 제2 배터리 팩이 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 어느 하나에 기초하여 제3 신호를 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력하는 제3 신호 출력 단계;를 포함할 수 있다.

Description

배터리 팩 관리 방법 및 시스템{Battery pack management method and system}
본 발명의 실시예들은 배터리 팩 관리 방법 및 시스템에 관한 것이다.
전기자동차와 같이 전기로 구동되는 운송수단 및 에너지 저장장치 등에는 고용량의 배터리 시스템이 탑재된다. 이러한 고용량의 배터리 시스템은 하나 이상의 배터리 팩으로 구성되고, BMS와 같은 제어장치가 이러한 하나 이상의 배터리 팩을 관리하는 것이 일반적이다.
한편 이러한 고용량의 배터리 시스템은 배터리가 사용되는 목적 및 용도에 따라 포함하는 배터리 팩의 수를 달리하는데, 각각의 시스템 마다 제어장치를 배터리 팩의 수에 맞추어 별도로 설정해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 배터리 시스템에 포함된 배터리 팩의 수량이 변동되어도, 제어장치의 수정 없이 곧바로 사용할 수 있는 배터리 팩 관리 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 배터리 시스템에 포함된 배터리 팩의 식별번호를 보다 빠르게 부여하고 관리할 수 있는 배터리 팩 관리 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 통신선로(線路)를 따라 연쇄적(連鎖的)으로 연결된 하나 이상의 배터리 팩과 제어장치를 포함하는 배터리 관리 시스템의 배터리 팩 관리 방법은, 상기 제어장치가 상기 하나 이상의 배터리 팩을 식별번호 설정이 가능한 제1 상태로 변경하는 초기화 단계; 제2 배터리 팩이 제1 신호 및 제2 신호 중 적어도 하나에 기초하여 제2 배터리 팩의 식별번호를 결정하는 식별번호 결정 단계; 및 제2 배터리 팩이 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 어느 하나에 기초하여 제3 신호를 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력하는 제3 신호 출력 단계;를 포함할 수 있다. 이 때 상기 제1 신호는 상기 제어장치가 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력한 신호이고, 상기 제2 신호는 상기 제2 배터리 팩보다 선행하는 제1 배터리 팩이 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력한 신호일 수 있다.
상기 제1 신호는 한 개 이상의 기준 펄스(Pulse)를 포함하고, 상기 제3 신호 출력 단계는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 어느 하나보다 기 설정된 수 만큼의 기준 펄스가 더 포함되도록 상기 제3 신호를 생성하여 출력할 수 있다.
상기 식별번호를 결정 단계는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 어느 하나에 포함된 기준 펄스의 수(數)에 대응되도록 상기 제2 배터리 팩의 식별번호를 결정할 수 있다.
상기 제1 통신선로를 따라 상기 제어장치가 상기 제2 배터리 팩에 선행하여 인접하는 경우, 상기 식별번호 결정 단계는 상기 제어장치가 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력한 상기 제1 신호에 기초하여 상기 식별번호를 결정하고, 상기 제3 신호 출력 단계는 상기 제1 신호에 기초하여 제3 신호를 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력하고, 상기 제3 신호는 상기 제1 통신선로를 따라 상기 제2 배터리 팩에 후행하여 인접하는 제3 배터리 팩으로 전달될 수 있다.
상기 제1 통신선로를 따라 상기 제1 배터리 팩이 상기 제2 배터리 팩에 선행하여 인접하는 경우, 상기 식별번호 결정 단계는 상기 제1 배터리 팩이 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력한 상기 제2 신호에 기초하여 상기 식별번호를 결정하고, 상기 제3 신호 출력 단계는 상기 제2 신호에 기초하여 제3 신호를 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력할 수 있다.
상기 제1 통신선로를 따라 상기 제어장치가 상기 제2 배터리 팩에 후행하여 인접하는 경우, 상기 제3 신호는 상기 제어장치로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 방법은, 상기 제3 신호 출력 단계 이후에 상기 제어장치가 상기 제3 신호에 기초하여 상기 하나 이상의 배터리 팩을 식별번호 설정이 완료된 제2 상태로 변경하는 설정 종료 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 방법은, 상기 설정 종료 단계 이후에 상기 결정된 배터리 팩의 식별번호에 기초하여 상기 제1 통신선로와 상이한 제2 통신선로를 통하여 상기 제어장치 및 상기 하나 이상의 배터리 팩이 제4 신호를 송수신 하는 데이터 송수신 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 통신선로는 상기 제어장치와 상기 하나 이상의 배터리 팩 각각을 연결할 수 있다.
상기 초기화 단계는 상기 하나 이상의 배터리 팩의 식별번호를 삭제하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 시스템은, 제1 통신선로(線路)를 따라 연쇄적(連鎖的)으로 연결된 하나 이상의 배터리 팩; 및 상기 제1 통신선로를 따라 연쇄적으로 연결된 상기 하나 이상의 배터리 팩과 연쇄적으로 연결되는 제어장치;를 포함할 수 있다.
상기 제어장치는 상기 하나 이상의 배터리 팩을 식별번호 설정이 가능한 제1 상태로 변경하고, 제2 배터리 팩은 제1 신호 및 제2 신호 중 적어도 하나에 기초하여 제2 배터리 팩의 식별번호를 결정하고, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 어느 하나에 기초하여 제3 신호를 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력하고, 상기 제1 신호는 상기 제어장치가 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력한 신호이고, 상기 제2 신호는 상기 제2 배터리 팩보다 선행하는 제1 배터리 팩이 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력한 신호이고 상기 하나 이상의 배터리 팩은 상기 제1 배터리 팩 및 상기 제2 배터리 팩을 포함할 수 있다.
상기 제1 신호는 한 개 이상의 기준 펄스(Pulse)를 포함하고, 상기 제2 배터리 팩은 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 어느 하나보다 기 설정된 수 만큼의 기준 펄스가 더 포함되도록 상기 제3 신호를 생성하여 출력할 수 있다.
상기 제2 배터리 팩은 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 어느 하나에 포함된 기준 펄스의 수(數)에 대응되도록 상기 제2 배터리 팩의 식별번호를 결정할 수 있다.
상기 제1 통신선로를 따라 상기 제어장치가 상기 제2 배터리 팩에 선행하여 인접하는 경우, 상기 제2 배터리 팩은 상기 제어장치가 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력한 상기 제1 신호에 기초하여 상기 식별번호를 결정하고, 상기 제1 신호에 기초하여 제3 신호를 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력하고, 상기 제3 신호는 상기 제1 통신선로를 따라 상기 제2 배터리 팩에 후행하여 인접하는 제3 배터리 팩으로 전달될 수 있다.
상기 제1 통신선로를 따라 상기 제1 배터리 팩이 상기 제2 배터리 팩에 선행하여 인접하는 경우, 상기 제2 배터리 팩은 상기 제1 배터리 팩이 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력한 상기 제2 신호에 기초하여 상기 식별번호를 결정하고, 상기 제2 신호에 기초하여 제3 신호를 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력할 수 있다.
상기 제1 통신선로를 따라 상기 제어장치가 상기 제2 배터리 팩에 후행하여 인접하는 경우, 상기 제3 신호는 상기 제어장치로 전달될 수 있다.
상기 제어장치는 상기 제3 신호에 기초하여 상기 하나 이상의 배터리 팩을 식별번호 설정이 완료된 제2 상태로 변경할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 시스템은, 상기 제1 통신선로와 상이한 제2 통신선로를 통하여 상기 제어장치 및 상기 하나 이상의 배터리 팩이 제4 신호를 송수신 할 수 있다.
상기 제2 통신선로는 상기 제어장치와 상기 하나 이상의 배터리 팩 각각을 연결할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 배터리 시스템에 포함된 배터리 팩의 수량이 변동되어도, 제어장치의 수정 없이 곧바로 사용할 수 있는 배터리 팩 관리 방법 및 시스템을 구현할 수 있다.
또한 배터리 시스템에 포함된 배터리 팩의 식별번호를 보다 빠르게 부여하고 관리할 수 있는 배터리 팩 관리 방법 및 시스템을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 배터리 팩이 제1 신호 및 제2 신호중 어느 하나에 기초하여 식별번호를 결정하고, 제3 신호를 출력하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제어장치가 제2 배터리 팩에 후행하여 인접하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 배터리 팩 관리 시스템에 의해 수행되는 배터리 팩 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시 예로부터 다른 실시 예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다. 즉 설명된 특정 세부사항들은 단순한 예시이다. 특정 구현들은 이러한 예시적인 세부사항들로부터 변할 수 있고, 본 발명의 정신 및 범위 내에서 계속 고려될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 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. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 시스템은 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)과 제어장치(100)를 포함할 수 있다.
먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 각각은 충전이 가능한 단위 전지를 포함할 수 있다. 이 때 단위 전지는 예컨대 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 각각은 하나 이상의 단위 전지를 포함할 수 있다. 이 때 단위 전지들은 단위 전지들 상호 간에 직렬로 연결되거나, 병렬로 연결되거나, 또는 직렬과 병렬의 조합으로 연결될 수 있다. 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 각각에 포함되는 단위 전지의 개수 및 연결 방식은 요구되는 출력 전압 및 전력 저장 용량에 따라서 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 각각은 전술한 단위 전지의 관리를 위한 배터리 관리 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 이 때 배터리 관리 모듈(미도시)은 하나 이상의 단위 전지의 상태를 파악하고, 파악된 상태를 제어장치(100)로 전송할 수 있다. 예컨대, 배터리 관리 모듈(미도시)은 하나 이상의 단위 전지의 전류, 전압, 온도, 잔여 전력량, 수명, 충전 상태(State of Charge, SOC)등을 확인하고, 이를 제어장치(100)로 전송할 수 있다. 이 때 배터리 관리 모듈(미도시)은 가령 CMC(Cell Module Controller)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(201, 202, 203, 204)은 제1 통신선로(301 내지 305)를 따라 연쇄적(連鎖的)으로 연결될 수 있다. 이 때 후술하는 제어장치(100) 또한 제1 통신선로(301 내지 305)를 따라 배터리 팩(201, 202, 203, 204)과 연쇄적으로 연결될 수 있다.
본 발명에서 '연쇄적'으로 연결되는 것은 도 1에 도시된 바와 같이 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 및 제어장치(100)가 연이어 연결되는 것을 의미할 수 있다.
한편 제1 통신선로(301 내지 305)는 가령 데이지 체인(Daisy Chain)방식에 따른 통신선로일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)는 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)으로부터 각각의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)에 포함된 하나 이상의 단위 전지의 상태를 수신하고, 이에 기초하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 가령 제어장치(100)는 각각의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)에 포함된 하나 이상의 단위 전지의 상태에 기초하여 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱(cell balancing) 기능 등을 수행할 수 있다.
또한 제어장치(100)는 하나 이상의 단위 전지의 전류, 전압, 온도, 잔여 전력량, 수명, 충전 상태(State of Charge, SOC)등을 확인하여 하나 이상의 단위전지의 이상 유무를 판단할 수 있다.
이 때 제어장치(100)는 가령 BMS(Battery Management System)를 포함하거나, BMS 그 자체일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 제한되는 것은 아니며, 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)으로부터 단위 전지의 상태를 수신하고, 이에 대응하여 적절한 동작을 수행하는 장치이면 본 발명의 제어장치(100)로 제한 없이 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)는 제1 통신선로(301 내지 305)를 따라 배터리 팩(201, 202, 203, 204)과 연쇄적으로 연결될 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)는 제2 통신선로(401 내지 404)를 따라 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 각각과 연결될 수 있다. 이 때 제2 통신선로(401 내지 404)는 CAN(Controller Area Network)방식의 통신에 따른 통신선로일 수 있다. 다만 이는 예시적은 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)는 제2 통신선로(401 내지 404)를 따라 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 각각과 통신하기 위한 전제로써, 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 각각의 식별번호를 부여할 수 있다.
따라서 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 시스템이 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)의 식별번호를 부여하는 방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)는 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)을 식별번호 설정이 가능한 제1 상태로 변경할 수 있다. 이 때 제어장치(100)는 제2 통신선로(401 내지 404)를 따라 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)에 브로드캐스팅(Broadcasting) 방식으로 제1 상태로의 변경과 대응되는 신호를 전송할 수 있다. 한편 이와 같은 제1 상태로의 변경과 대응되는 신호를 제어장치(100)로부터 수신한 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)은 자신의 상태를 이와 대응되는 상태, 즉 제1 상태로 변경할 수 있다. 가령 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)은 종래 자신의 식별번호를 삭제하여 제1 상태로 변경될 수 있다. 바꾸어 말하면 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)은 각각의 식별번호 항목을 null로 변경함으로써, 새로운 식별번호 설정이 가능한 제1 상태로 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2 배터리 팩은 식별번호 설정이 가능한 제1 상태로 변경된 상태에서, 제1 신호 및 제2 신호 중 적어도 하나에 기초하여 자신의 식별번호를 결정할 수 있다. 이 때 '제2 배터리 팩'은 설명의 대상이 되는 배터리 팩으로 전술한 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 중 어느 하나의 배터리 팩을 의미할 수 있다. 또한 제2 배터리 팩은 제1 신호 및 제2 신호 중 어느 하나에 포함된 기준 펄스의 수(數)에 대응되도록 자신의 식별번호를 결정할 수 있다.
한편 전술한 제1 신호는 제어장치(100)가 생성하여 제1 통신선로(301 내지 305)를 따라 출력한 신호이고, 제2 신호는 제2 배터리 팩보다 선행하는 제1 배터리 팩이 생성하여 제1 통신선로(301 내지 305)를 따라 출력한 신호이다.
이어서 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 배터리 팩은 전술한 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 어느 하나에 기초하여 제3 신호를 생성하여 제1 통신선로(301 내지 305)를 따라 출력할 수 있다. 가령 제2 배터리 팩은 제1 신호 및 제2 신호 중 어느 하나보다 기 설정된 수 만큼의 기준 펄스가 더 포함되도록 제3 신호를 생성하여 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 배터리 팩이 제1 신호 및 제2 신호중 어느 하나에 기초하여 식별번호를 결정하고, 제3 신호를 출력하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하여, 제어장치(100)가 한 개의 기준 펄스를 포함하는 제1 신호(501)를 제1 통신선로(301)를 따라 출력하였다고 가정한다. 또한 제2 배터리 팩은 제1 신호 및 제2 신호 중 어느 하나에 포함된 기준 펄스의 수와 동일하게 자신의 식별번호를 결정하고, 제2 배터리 팩은 제1 신호 및 제2 신호 중 어느 하나보다 한 개의 기준 펄스가 더 포함되도록 제3 신호를 생성하여 출력한다고 가정한다.
전술한 가정 하에 배터리 팩(201)이 제2 배터리 팩인 경우를 설명하면, 제2 배터리 팩(201)은 제1 신호(501)에 기초하여 자신의 식별번호를 '1'로, 즉 제1 신호(501)에 포함된 기준 펄스의 수와 동일하게 결정할 수 있다. 또한 제2 배터리 팩(201)은 제1 신호(501)보다 한 개의 기준 펄스가 더 포함된 제3 신호(502)를 생성하여 제1 통신선로(302)를 따라 출력할 수 있다.
바꾸어 말하면, 제1 통신선로(301)를 따라 제어장치(100)가 제2 배터리 팩(201)에 선행하여 인접하는 경우, 제2 배터리 팩(201)은 제1 신호(501)에 기초하여 자신의 식별번호를 결정하고, 제1 신호(501)에 기초하여 제3 신호(502)를 생성하여 제1 통신선로(302)를 따라 출력할 수 있다. 이 때 생성된 제3 신호(502)는 제1 통신선로(302)를 따라 제2 배터리 팩(201)에 후행하여 인접하는 제3 배터리 팩(202)으로 전달될 수 있다.
한편 배터리 팩(202)이 제2 배터리 팩인 경우를 설명하면, 제2 배터리 팩(202)은 제2 신호(502)에 기초하여 자신의 식별번호를 '2'로, 즉 제2 신호(502)에 포함된 기준 펄스의 수와 동일하게 결정할 수 있다. 또한 제2 배터리 팩(202)은 제2 신호(502)보다 한 개의 기준 펄스가 더 포함된 제3 신호(503)를 생성하여 제1 통신선로(303)를 따라 출력할 수 있다.
바꾸어 말하면, 제1 통신선로(302)를 따라 제1 배터리 팩(201)이 제2 배터리 팩(202)에 선행하여 인접하는 경우, 제2 배터리 팩(202)은 제2 신호(502)에 기초하여 자신의 식별번호를 결정하고, 제2 신호(502)에 기초하여 제3 신호(503)를 생성하여 제1 통신선로(303)를 따라 출력할 수 있다. 물론 이러한 경우 제3 신호는 후행하여 인접하는 배터리 팩(미도시)에 전달될 수 있다.
한편 제1 통신선로를 따라 제어장치(100)가 제2 배터리 팩에 후행하여 인접하는 경우, 제2 배터리 팩이 생성한 제3 신호는 제어장치(100)로 전달될 수 있다. 전술한 바와 같이 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)과 제어장치(100)는 연쇄적으로 연결되어 있으므로, 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 중 가장 마지막에 위치하는 배터리 팩(204)이 생성한 제3 신호는 제어장치(100)로 전달될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제어장치(100)가 제2 배터리 팩(204)에 후행하여 인접하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이 제2 배터리 팩(204)은 제2 신호(504)에 기초하여 자신의 식별번호를 결정하고, 제2 신호(504)에 기초하여 제3 신호(505)를 생성하여 제1 통신선로(305)를 따라 출력할 수 있다. 이 때 제어장치(100)가 제2 배터리 팩(204)에 후행하여 인접하므로, 제2 배터리 팩(204)이 생성한 제3 신호(505)는 제어장치(100)에 전달될 수 있다.
제어장치(100)는 배터리 팩(204)으로부터 제3 신호를 전달 받은 경우, 전달 받은 제3 신호에 기초하여 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)을 식별번호 설정이 완료된 제2 상태로 변경할 수 있다. 이 때 제어장치(100)는 제2 통신선로(401 내지 404)를 따라 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)에 브로드캐스팅(Broadcasting) 및/또는 유니캐스팅(Unicasting) 방식으로 제2 상태로의 변경과 대응되는 신호를 전송할 수 있다. 한편 이와 같은 제2 상태로의 변경과 대응되는 신호를 제어장치(100)로부터 수신한 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)은 자신의 상태를 이와 대응되는 상태, 즉 제2 상태로 변경할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 시스템은 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)의 식별번호를 일괄적으로 설정할 수 있고, 이로써 배터리 팩 관리 시스템의 관리자는 식별번호 설정을 위한 작업시간을 단축할 수 있다.
한편 제어장치(100)는 배터리 팩(204)으로부터 제3 신호를 전달 받음으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 시스템에 포함된 배터리 팩의 개수를 파악할 수도 있다. 전술한 바와 같이 제3 신호를 포함하는 각각의 신호에는 기 설정된 규칙에 따라 기준 펄스가 포함되므로, 제어장치(100)는 제3 신호에 포함된 기준 펄스의 수에 기초하여 배터리 팩의 개수를 파악할 수 있다. 이로써 본 발명은 다양한 시스템 구성에 보다 능동적으로 대처할 수 있다.
전술한 과정에 따라 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)의 식별번호가 설정된 경우, 제어장치(100) 및 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)은 제2 통신선로(401 내지 404)를 통하여 제4 신호를 송수신 할 수 있다. 이 때 제4 신호는 전술한 바와 같이 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 각각에 포함된 하나 이상의 단위 전지의 상태에 대응되는 신호일 수도 있고, 제어장치(100)가 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)을 제어하기 위한 신호일 수도 있다.
또한 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 각각의 식별번호가 설정되어 있으므로, 제어장치(100)는 특정 배터리 팩과 및/또는 전체 배터리 팩과 신호를 송수신 할 수 있다.
도 4는 도 1의 배터리 팩 관리 시스템에 의해 수행되는 배터리 팩 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 3에서 설명한 내용과 중복하는 내용의 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)는 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)을 식별번호 설정이 가능한 제1 상태로 변경할 수 있다.(S41) 이 때 제어장치(100)는 제2 통신선로(401 내지 404)를 따라 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)에 브로드캐스팅(Broadcasting) 방식으로 제1 상태로의 변경과 대응되는 신호를 전송할 수 있다. 한편 이와 같은 제1 상태로의 변경과 대응되는 신호를 제어장치(100)로부터 수신한 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)은 자신의 상태를 이와 대응되는 상태, 즉 제1 상태로 변경할 수 있다. 가령 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)은 종래 자신의 식별번호를 삭제하여 제1 상태로 변경될 수 있다. 바꾸어 말하면 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)은 각각의 식별번호 항목을 null로 변경함으로써, 새로운 식별번호 설정이 가능한 제1 상태로 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2 배터리 팩은 식별번호 설정이 가능한 제1 상태로 변경된 상태에서, 제1 신호 및 제2 신호 중 적어도 하나에 기초하여 자신의 식별번호를 결정할 수 있다. 이 때 '제2 배터리 팩'은 설명의 대상이 되는 배터리 팩으로 전술한 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 중 어느 하나의 배터리 팩을 의미할 수 있다. 또한 제2 배터리 팩은 제1 신호 및 제2 신호 중 어느 하나에 포함된 기준 펄스의 수(數)에 대응되도록 자신의 식별번호를 결정할 수 있다.
한편 전술한 제1 신호는 제어장치(100)가 생성하여 제1 통신선로(301 내지 305)를 따라 출력한 신호이고, 제2 신호는 제2 배터리 팩보다 선행하는 제1 배터리 팩이 생성하여 제1 통신선로(301 내지 305)를 따라 출력한 신호이다.
이어서 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 배터리 팩은 전술한 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 어느 하나에 기초하여 제3 신호를 생성하여 제1 통신선로(301 내지 305)를 따라 출력할 수 있다. 가령 제2 배터리 팩은 제1 신호 및 제2 신호 중 어느 하나보다 기 설정된 수 만큼의 기준 펄스가 더 포함되도록 제3 신호를 생성하여 출력할 수 있다.
전술한 바와 같이 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)의 식별번호 설정을 위한 시작점으로써, 제어장치(100)는 제1 통신선로를 따라 제1 신호를 출력할 수 있다.(S42)
이러한 경우, 즉 제1 통신선로(301)를 따라 제어장치(100)가 제2 배터리 팩(201)에 선행하여 인접하는 경우, 제2 배터리 팩(201)은 제1 신호에 기초하여 자신의 식별번호를 결정하고(S43), 제1 신호에 기초하여 제3 신호를 생성하여(S44) 제1 통신선로(302)를 따라 제3 신호를 출력할 수 있다.(S45) 이 때 생성된 제3 신호는 제1 통신선로(302)를 따라 제2 배터리 팩(201)에 후행하여 인접하는 제3 배터리 팩(202)으로 전달될 수 있다.
가령 다시 도 2를 참조하여, 제어장치(100)가 한 개의 기준 펄스를 포함하는 제1 신호(501)를 제1 통신선로(301)를 따라 출력하였다고 가정한다. 또한 제2 배터리 팩은 제1 신호 및 제2 신호 중 어느 하나에 포함된 기준 펄스의 수와 동일하게 자신의 식별번호를 결정하고, 제2 배터리 팩은 제1 신호 및 제2 신호 중 어느 하나보다 한 개의 기준 펄스가 더 포함되도록 제3 신호를 생성하여 출력한다고 가정한다.
전술한 가정 하에 제2 배터리 팩(201)은 제1 신호(501)에 기초하여 자신의 식별번호를 '1'로, 즉 제1 신호(501)에 포함된 기준 펄스의 수와 동일하게 결정할 수 있다. 또한 제2 배터리 팩(201)은 제1 신호(501)보다 한 개의 기준 펄스가 더 포함된 제3 신호(502)를 생성하여 제1 통신선로(302)를 따라 출력할 수 있다.
한편 전술한 제2 배터리 팩(201)이 생성한 제3 신호를 전달 받은 새로운 제2 배터리 팩(202)은, 기존의 제2 배터리 팩(201)과 동일한 방법으로 자신의 식별번호를 결정하고, 이에 기초하여 제3 신호를 생성할 수 있다.
보다 상세히, 제1 통신선로를 따라 제1 배터리 팩(201)이 제2 배터리 팩(202)에 선행하여 인접하는 경우, 제2 배터리 팩(202)은 제2 신호, 즉 기존의 제2 배터리 팩(201)이 출력한 제3 신호에 기초하여 자신의 식별번호를 결정하고(S46), 제2 신호에 기초하여 제3 신호를 생성하여(S47) 제1 통신선로(303)를 따라 출력할 수 있다. 물론 이러한 경우 제3 신호는 후행하여 인접하는 배터리 팩(미도시)에 전달될 수 있다.
가령 다시 도 2를 참조하여, 배터리 팩(202)이 제2 배터리 팩인 경우를 설명하면, 제2 배터리 팩(202)은 제2 신호(502)에 기초하여 자신의 식별번호를 '2'로, 즉 제2 신호(502)에 포함된 기준 펄스의 수와 동일하게 결정할 수 있다. 또한 제2 배터리 팩(202)은 제2 신호(502)보다 한 개의 기준 펄스가 더 포함된 제3 신호(503)를 생성하여 제1 통신선로(303)를 따라 출력할 수 있다.
한편 제1 통신선로를 따라 제어장치(100)가 제2 배터리 팩에 후행하여 인접하는 경우, 제2 배터리 팩이 생성한 제3 신호는 제어장치(100)로 전달될 수 있다. 전술한 바와 같이 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)과 제어장치(100)는 연쇄적으로 연결되어 있으므로, 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 중 가장 마지막에 위치하는 배터리 팩(204)은 제어장치(100)로 제3 신호를 출력할 수 있다.(S48)
다시 도 3을 참조하면, 전술한 바와 같이 제2 배터리 팩(204)은 제2 신호(504)에 기초하여 자신의 식별번호를 결정하고, 제2 신호(504)에 기초하여 제3 신호(505)를 생성하여 제1 통신선로(305)를 따라 출력할 수 있다. 이 때 제어장치(100)가 제2 배터리 팩(204)에 후행하여 인접하므로, 제2 배터리 팩(204)이 생성한 제3 신호(505)는 제어장치(100)에 전달될 수 있다.
제어장치(100)는 배터리 팩(204)으로부터 제3 신호를 전달 받은 경우, 전달 받은 제3 신호에 기초하여 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)을 식별번호 설정이 완료된 제2 상태로 변경할 수 있다.(S49) 이 때 제어장치(100)는 제2 통신선로(401 내지 404)를 따라 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)에 브로드캐스팅(Broadcasting) 및/또는 유니캐스팅(Unicasting) 방식으로 제2 상태로의 변경과 대응되는 신호를 전송할 수 있다. 한편 이와 같은 제2 상태로의 변경과 대응되는 신호를 제어장치(100)로부터 수신한 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)은 자신의 상태를 이와 대응되는 상태, 즉 제2 상태로 변경할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 시스템은 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)의 식별번호를 일괄적으로 설정할 수 있고, 이로써 배터리 팩 관리 시스템의 관리자는 식별번호 설정을 위한 작업시간을 단축할 수 있다.
한편 제어장치(100)는 배터리 팩(204)으로부터 제3 신호를 전달 받음으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 시스템에 포함된 배터리 팩의 개수를 파악할 수도 있다. 전술한 바와 같이 제3 신호를 포함하는 각각의 신호에는 기 설정된 규칙에 따라 기준 펄스가 포함되므로, 제어장치(100)는 제3 신호에 포함된 기준 펄스의 수에 기초하여 배터리 팩의 개수를 파악할 수 있다. 이로써 본 발명은 다양한 시스템 구성에 보다 능동적으로 대처할 수 있다.
전술한 과정에 따라 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)의 식별번호가 설정된 경우, 제어장치(100) 및 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)은 제2 통신선로(401 내지 404)를 통하여 제4 신호를 송수신 할 수 있다. 이 때 제4 신호는 전술한 바와 같이 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 각각에 포함된 하나 이상의 단위 전지의 상태에 대응되는 신호일 수도 있고, 제어장치(100)가 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204)을 제어하기 위한 신호일 수도 있다.
또한 하나 이상의 배터리 팩(201, 202, 203, 204) 각각의 식별번호가 설정되어 있으므로, 제어장치(100)는 특정 배터리 팩과 및/또는 전체 배터리 팩과 신호를 송수신 할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 수 있다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
100: 제어장치
201 내지 204: 배터리 팩
301 내지 305: 제1 통신선로
401 내지 404: 제2 통신선로

Claims (19)

  1. 제1 통신선로(線路)를 따라 연쇄적(連鎖的)으로 연결된 하나 이상의 배터리 팩과 제어장치를 포함하는 배터리 관리 시스템의 배터리 팩 관리 방법에 있어서,
    상기 제어장치가, 상기 하나 이상의 배터리 팩을 식별번호 설정이 가능한 제1 상태로 변경하는 초기화 단계;
    제2 배터리 팩이, 제어 장치로부터 수신하는 제1 신호 및 상기 제2 배터리 팩보다 선행하는 제1 배터리 팩으로부터 수신하는 제2 신호 중 하나에 기초하여, 수신한 신호에 포함된 펄스(pulse)의 수를 이용하여 상기 제2 배터리 팩의 식별번호를 결정하는 식별번호 결정 단계; 및
    상기 제2 배터리 팩이, 상기 수신한 신호에 추가 펄스를 추가하여 제3 신호를 생성하고 상기 제3 신호를 상기 제1 통신선로를 따라 출력하는 제3 신호 출력 단계를 포함하고,
    상기 제1 신호는 기준 펄스를 포함하고 상기 제어장치가 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력된 신호이고,
    상기 제2 신호는 상기 기준 펄스와 상기 추가 펄스를 포함하고 상기 제1 통신선로를 따라 출력된 신호인, 배터리 팩 관리 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서
    상기 식별번호 결정 단계는
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 어느 하나에 포함된 펄스의 수에 대응되도록 상기 제2 배터리 팩의 식별번호를 결정하는, 배터리 팩 관리 방법.
  4. 제1 항에 있어서
    상기 제1 통신선로를 따라 상기 제어장치가 상기 제2 배터리 팩에 선행하여 인접하는 경우,
    상기 식별번호 결정 단계는 상기 제2 배터리 팩이, 상기 제어장치가 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력한 상기 제1 신호에 기초하여 상기 식별번호를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 제3 신호 출력 단계는 상기 제2 배터리 팩이, 상기 제1 신호와 상기 추가 펄스에 기초하여 제3 신호를 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 제3 신호는 상기 제1 통신선로를 따라 상기 제2 배터리 팩에 후행하여 인접하는 제3 배터리 팩으로 전달되는, 배터리 팩 관리 방법.
  5. 제1 항에 있어서
    상기 제1 통신선로를 따라 상기 제1 배터리 팩이 상기 제2 배터리 팩에 선행하여 인접하는 경우,
    상기 식별번호 결정 단계는 상기 제2 배터리 팩이, 상기 제1 배터리 팩이 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력한 상기 제2 신호에 기초하여 상기 식별번호를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 제3 신호 출력 단계는 상기 제2 배터리 팩이, 상기 제2 신호와 상기 추가 펄스에 기초하여 제3 신호를 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력하는 단계를 포함하는, 배터리 팩 관리 방법.
  6. 제1 항에 있어서
    상기 제1 통신선로를 따라 상기 제어장치가 상기 제2 배터리 팩에 후행하여 인접하는 경우,
    상기 제3 신호는
    상기 제어장치로 전달되는, 배터리 팩 관리 방법.
  7. 제6 항에 있어서
    상기 제3 신호 출력 단계 이후에
    상기 제어장치가 상기 제3 신호에 기초하여 상기 하나 이상의 배터리 팩을 식별번호 설정이 완료된 제2 상태로 변경하는 설정 종료 단계;를 더 포함하는, 배터리 팩 관리 방법.
  8. 제7 항에 있어서
    상기 설정 종료 단계 이후에
    상기 결정된 배터리 팩의 식별번호에 기초하여 상기 제1 통신선로와 상이한 제2 통신선로를 통하여 상기 제어장치 및 상기 하나 이상의 배터리 팩이 제4 신호를 송수신 하는 데이터 송수신 단계;를 더 포함하는, 배터리 팩 관리 방법.
  9. 제8 항에 있어서
    상기 제2 통신선로는 상기 제어장치와 상기 하나 이상의 배터리 팩 각각을 연결하는, 배터리 팩 관리 방법.
  10. 제1 항에 있어서
    상기 초기화 단계는
    상기 하나 이상의 배터리 팩의 식별번호를 삭제하는 단계;를 포함하는, 배터리 팩 관리 방법.
  11. 제1 통신선로(線路)를 따라 연쇄적(連鎖的)으로 연결된 하나 이상의 배터리 팩; 및
    상기 제1 통신선로를 따라 연쇄적으로 연결된 상기 하나 이상의 배터리 팩과 연쇄적으로 연결되는 제어장치를 포함하고, 상기 하나 이상의 배터리 팩은 제1 배터리 팩 및 제2 배터리 팩을 포함하고,
    상기 제어장치는 상기 하나 이상의 배터리 팩을 식별번호 설정이 가능한 제1 상태로 변경하고,
    제2 배터리 팩은 제어 장치로부터 수신하는 제1 신호 및 상기 제2 배터리 팩보다 선행하는 상기 제1 배터리 팩으로부터 수신하는 제2 신호 중 하나에 기초하여 수신한 신호에 포함된 펄스(pulse)의 수를 이용하여 상기 제2 배터리 팩의 식별번호를 결정하고, 상기 수신한 신호에 추가 펄스를 추가하여 제3 신호를 생성하고 상기 제3 신호를 상기 제1 통신선로를 따라 출력하고,
    상기 제1 신호는 기준 펄스를 포함하고 상기 제어장치가 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력된 신호이고,
    상기 제2 신호는 상기 기준 펄스와 상기 추가 펄스를 포함하고, 상기 제1 통신선로를 따라 출력된 신호인 배터리 팩 관리 시스템.
  12. 삭제
  13. 제11 항에 있어서
    상기 제2 배터리 팩은
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 어느 하나에 포함된 펄스의 수에 대응되도록 상기 제2 배터리 팩의 식별번호를 결정하는, 배터리 팩 관리 시스템.
  14. 제11 항에 있어서
    상기 제1 통신선로를 따라 상기 제어장치가 상기 제2 배터리 팩에 선행하여 인접하는 경우,
    상기 제2 배터리 팩은
    상기 제어장치가 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력한 상기 제1 신호에 기초하여 상기 식별번호를 결정하고, 상기 제1 신호와 상기 추가 펄스에 기초하여 제3 신호를 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력하고,
    상기 제3 신호는 상기 제1 통신선로를 따라 상기 제2 배터리 팩에 후행하여 인접하는 제3 배터리 팩으로 전달되는, 배터리 팩 관리 시스템.
  15. 제11 항에 있어서
    상기 제1 통신선로를 따라 상기 제1 배터리 팩이 상기 제2 배터리 팩에 선행하여 인접하는 경우,
    상기 제2 배터리 팩은
    상기 제1 배터리 팩이 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력한 상기 제2 신호에 기초하여 상기 식별번호를 결정하고, 상기 제2 신호와 상기 추가 펄스에 기초하여 제3 신호를 생성하여 상기 제1 통신선로를 따라 출력하는, 배터리 팩 관리 시스템.
  16. 제11 항에 있어서
    상기 제1 통신선로를 따라 상기 제어장치가 상기 제2 배터리 팩에 후행하여 인접하는 경우,
    상기 제3 신호는
    상기 제어장치로 전달되는, 배터리 팩 관리 시스템.
  17. 제16 항에 있어서
    상기 제어장치는
    상기 제3 신호에 기초하여 상기 하나 이상의 배터리 팩을 식별번호 설정이 완료된 제2 상태로 변경하는, 배터리 팩 관리 시스템.
  18. 제17 항에 있어서
    상기 결정된 배터리 팩의 식별번호에 기초하여 상기 제1 통신선로와 상이한 제2 통신선로를 통하여 상기 제어장치 및 상기 하나 이상의 배터리 팩이 제4 신호를 송수신 하는, 배터리 팩 관리 시스템.
  19. 제18 항에 있어서
    상기 제2 통신선로는 상기 제어장치와 상기 하나 이상의 배터리 팩 각각을 연결하는, 배터리 팩 관리 시스템.
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