KR102433850B1 - Bms 인식 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 BMS를 가지는 배터리 팩에서 마스터 BMS 및 슬레이브 BMS를 효과적으로 인식하는 BMS 인식 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 시스템은, 배터리 팩에 구비된 BMS를 인식하는 시스템으로서, 마스터 발광부를 구비하고, 슬레이브 BMS의 동작 모드를 전환시키고자 하는 경우, 상기 마스터 발광부를 점멸시켜 상기 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 전달하도록 구성된 마스터 BMS 및 상기 마스터 발광부의 점멸에 대응하도록 구성된 슬레이브 수광부를 구비하고, 상기 슬레이브 수광부를 통해 상기 마스터 발광부가 점등된 것을 인지하여 상기 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 동작 모드를 전환하도록 구성된 슬레이브 BMS를 포함한다.

Description

BMS 인식 시스템 및 방법{System and method for recognition of BMS}
본 발명은 BMS 인식 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 BMS를 가지는 배터리 팩에서 마스터 BMS 및 슬레이브 BMS를 효과적으로 인식하는 BMS 인식 시스템 및 방법에 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.
배터리는 다양한 분야에서 이용되는데, 전기 구동 차량 또는 스마트 그리드 시스템과 같이 최근에 배터리가 많이 활용되는 분야는 큰 용량을 필요로 하는 경우가 많다. 배터리 팩의 용량을 증가하기 위해서는 이차 전지, 즉 배터리 셀 자체의 용량을 증가시키는 방법이 있을 수 있겠지만, 이 경우 용량 증대 효과가 크지 않고, 이차 전지의 크기 확장에 물리적 제한이 있으며 관리가 불편하다는 단점을 갖는다. 따라서, 통상적으로는 다수의 배터리 모듈이 직렬 및 병렬로 연결된 배터리 팩이 널리 이용된다.
한편, 근래 배터리 팩의 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 배터리가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 배터리 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
이러한 멀티 모듈 구조의 배터리 팩은 다수의 배터리를 포함하고 있으므로 하나의 BMS를 사용하여 모든 배터리의 충방전 상태를 제어하는 것은 한계가 있다. 따라서 최근에는 배터리 팩에 포함되어 있는 각각의 배터리 모듈마다 BMS를 장착하고 BMS들 중 어느 하나를 마스터 BMS로 지정하고 나머지 BMS들을 슬레이브 BMS로 지정한 후 마스터-슬레이브 방식에 의해 각 배터리 모듈의 충방전을 제어하는 기술이 사용되고 있다.
마스터-슬레이브 방식에서는 마스터 BMS가 배터리 팩에 포함된 배터리 모듈의 충방전을 통합적으로 관리하기 위해 슬레이브 BMS와 통신을 수행하여 슬레이브 BMS가 담당하는 배터리 모듈에 관한 각종 충방전 모니터 데이터를 취합하거나 각 배터리 모듈의 충방전 동작을 제어하기 위한 제어 명령을 해당하는 슬레이브 BMS로 전송하게 된다.
종래에는 마스터 BMS가 슬레이브 BMS의 동작 모드를 전환시키고자 하는 경우, 마스터 BMS가 유선 또는 무선 통신망을 이용하여 슬레이브 BMS의 식별 정보를 읽어온 이후, 마스터 BMS가 프로그램 알고리즘에 의해 슬레이브 BMS 별로 동작 모드를 전환시키는 방법 등이 이용되고 있다.
그런데 이러한 종래의 방식은, 식별 정보를 저장하기 위한 하드웨어 회로가 별도로 필요하고 복잡한 소프트웨어 알고리즘의 실행을 위해 고성능의 프로세서가 필요하다는 단점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 복수의 BMS를 가지는 배터리 팩에서 마스터 BMS 및 슬레이브 BMS를 효과적으로 인식하는 개선된 BMS 인식 시스템 및 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.
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.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 시스템은, 배터리 팩에 구비된 BMS를 인식하는 시스템으로서, 마스터 발광부를 구비하고, 슬레이브 BMS의 동작 모드를 전환시키고자 하는 경우, 상기 마스터 발광부를 점멸시켜 상기 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 전달하도록 구성된 마스터 BMS 및 상기 마스터 발광부의 점멸에 대응하도록 구성된 슬레이브 수광부를 구비하고, 상기 슬레이브 수광부를 통해 상기 마스터 발광부가 점등된 것을 인지하여 상기 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 동작 모드를 전환하도록 구성된 슬레이브 BMS를 포함한다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 복수의 슬레이브 BMS의 각 슬레이브 수광부에 대응하도록 구성된 복수의 마스터 발광부를 구비하고, 상기 복수의 마스터 발광부 중 적어도 하나 이상의 마스터 발광부를 점멸시켜 적어도 하나 이상의 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 전달 하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 슬레이브 BMS는, 슬레이브 발광부를 구비하고, 고장 상황이 발생하여 마스터 BMS로 고장 상황을 전달하고자 하는 경우, 상기 슬레이브 발광부를 점멸시켜 상기 마스터 BMS로 고장 상황을 전달하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상기 슬레이브 발광부의 점멸에 대응하도록 구성된 마스터 수광부를 구비하고, 상기 마스터 수광부를 통해 상기 슬레이브 발광부가 점등된 것을 인지하여 상기 슬레이브 BMS의 고장 상황을 인식하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 복수의 슬레이브 BMS의 각 슬레이브 수광부에 대응하도록 구성된 복수의 마스터 발광부를 구비하고,
상기 복수의 마스터 발광부는, 상기 복수의 슬레이브 BMS의 장착 위치에 대응하도록 식별 정보가 할당될 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상기 마스터 발광부를 점멸시켜 상기 슬레이브 BMS로 상기 식별 정보가 포함된 동작 모드 전환 신호를 전달하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 슬레이브 BMS는, 상기 슬레이브 수광부를 통해 전달받은 상기 동작 모드 전환 신호에 포함된 식별 정보가 상기 할당된 식별 정보와 동일한지 여부를 확인하고, 상기 확인 결과에 기초하여 상기 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 동작 모드를 전환하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 마스터 BMS는, 상기 복수의 마스터 발광부를 순차적으로 점멸시켜 상기 복수의 슬레이브 BMS에 상기 식별 정보를 순차적으로 각각 할당하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 슬레이브 BMS는, 인접한 슬레이브 BMS의 슬레이브 수광부에 대응하도록 구성된 슬레이브 발광부를 구비하고, 상기 마스터 발광부가 점등된 것을 인지하여 상기 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 자신의 동작 모드를 전환하는 경우, 상기 슬레이브 발광부를 점멸시켜 인접한 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 릴레이 방식으로 인가하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 BMS 인식 시스템을 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량은, 본 발명에 따른 BMS 인식 시스템을 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 방법은, 배터리 팩에 구비된 BMS를 인식하는 방법으로서, 마스터 발광부를 구비하고, 슬레이브 BMS의 동작 모드를 전환시키고자 하는 경우, 상기 마스터 발광부를 점멸시켜 상기 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 전달하는 단계 및 상기 마스터 발광부의 점멸에 대응하도록 구성된 슬레이브 수광부를 구비하고, 상기 슬레이브 수광부를 통해 상기 마스터 발광부가 점등된 것을 인지하여 상기 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 동작 모드를 전환하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 동작 모드 전환 신호를 전달하는 단계는, 복수의 슬레이브 BMS의 각 슬레이브 수광부에 대응하도록 구성된 복수의 마스터 발광부를 구비하고, 상기 복수의 마스터 발광부 중 적어도 하나 이상의 마스터 발광부를 점멸시켜 적어도 하나 이상의 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 BMS에 대하여 마스터 BMS가 슬레이브 BMS로부터 사전에 정보를 수신하거나 동작 모드 전환을 위한 별도의 하드웨어가 없이도 슬레이브 BMS의 동작 모드를 효과적으로 전환 시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 마스터 BMS와 슬레이브 BMS간 통신 간섭에 의하여 발생하는 시간 지연에 따른 동작 모드 전환 지연 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 즉각적인 발광 및 수광에 따른 신호 전달을 통해 BMS 인식의 안전성을 향상 시킬 수 있다.
이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 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 BMS 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 BMS 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 BMS 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
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 안 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 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 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 판정되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
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 '프로세서'와 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.
본 명세서에서, 배터리 셀(10)은, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 배터리 셀(10)로 간주될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 시스템은, 배터리 팩에 구비된 BMS를 인식하는 시스템일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 차량에 구비될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 복수의 BMS를 구비할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 마스터 BMS(100)와 슬레이브 BMS(200)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 복수의 배터리 모듈(1)을 구비할 수 있다. 또한, 복수의 배터리 모듈(1)은, 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수의 배터리 셀(10)을 구비할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 시스템에 구비된 복수의 BMS는, 본 발명에 따른 식별자 할당을 위한 알고리즘이 적용된 동일한 BMS(Battery Management System)일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 BMS는, 하드웨어 및 소프트웨어적으로 모두 동일한 구성을 갖는 BMS일 수 있다. 또한, 복수의 BMS 각각은, 자신이 담당하는 하나 이상의 배터리 셀(10)을 제어할 수 있다. 이러한 복수의 BMS의 제어 기능은 배터리 셀(10)의 충방전 제어, 평활화(equalization) 제어, 스위칭, 전기적 특성값 측정 및 모니터링, 오류 표지, on/off 제어, SOC(State Of Charge)측정 등을 포함할 수 있다.
또한, 복수의 BMS는, 유선 또는 무선 통신망을 이용하여 전기적 신호를 주고 받을 수 있다. 바람직하게는, 복수의 BMS 사이를 연결하는 통신망은, 무선 Wi-Fi(Wireless Fidelity)통신망 또는 CAN(Controller Area Network) 통신망일 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 BMS는, 각각 프로세서 및 메모리 디바이스를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 시스템의 각 동작을 수행할 수 있다. 또한, 상기 메모리 디바이스는, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 시스템의 동작에 필요한 정보를 미리 저장할 수 있다.
한편, 프로세서는, 상술한 바와 같은 동작을 수행하기 위해, 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀 및/또는 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
한편, 메모리 디바이스는, 정보를 기록하고 소거할 수 있는 저장 매체라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 메모리 디바이스는, RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체일 수 있다. 메모리 디바이스는, 또한 프로세서에 의해 각각 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 프로세서와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 메모리 디바이스는, 또한 프로세서가 각각 수행하는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거 및/또는 전송할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 시스템은, 마스터 BMS(100) 및 슬레이브 BMS(200)를 포함한다.
상기 마스터 BMS(100)는, 마스터 발광부(110)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 마스터 BMS(100)는, 발광 소자로 구성된 마스터 발광부(110)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 마스터 발광부(110)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 마스터 BMS(100)와 전기적으로 연결되어, 마스터 BMS(100)로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 발광할 수 있다. 이를 테면, 발광 소자는, 발광 다이오드(light emitting diode)로 구현될 수 있다.
또한, 마스터 BMS(100)는, 슬레이브 BMS(200)의 동작 모드를 전환시키고자 하는 경우, 마스터 발광부(110)를 점멸시켜 슬레이브 BMS(200)로 동작 모드 전환 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 마스터 BMS(100)는, 동작 모드를 전환시키고자 하는 슬레이브 BMS(200)에 대응되는 마스터 발광부(110)를 점멸시켜 슬레이브 BMS(200)로 동작 모드 전환 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 동작 모드 전환 신호는, 슬립(sleep) 상태의 BMS를 어웨이크(awake) 시키는 신호일 수 있다. 또는, 상기 동작 모드 전환 신호는, 어웨이크(awake) 상태의 BMS를 슬립(sleep) 상태로 전환 시키는 신호일 수 있다.
상기 슬레이브 BMS(200)는, 마스터 발광부(110)의 점멸에 대응하도록 구성된 슬레이브 수광부(220)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 슬레이브 BMS(200)는, 수광 소자로 구성된 슬레이브 수광부(220)를 각각 구비할 수 있다. 예를 들어, 슬레이브 수광부(220)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 슬레이브 BMS(200)와 전기적으로 연결되어, 마스터 발광부(110)의 점멸에 대응하여 슬레이브 BMS(200)로 전기적 신호를 전달할 수 있다. 이를 테면, 수광 소자는, 수광 다이오드로 구현될 수 있다.
또한, 슬레이브 BMS(200)는, 슬레이브 수광부(220)를 통해 마스터 발광부(110)가 점등된 것을 인지하여 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 동작 모드를 전환할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 슬레이브 BMS(200)는, 각 슬레이브 수광부(220)에 대응하는 마스터 발광부(110)가 점등된 것을 인지할 수 있다. 예를 들어, 각 슬레이브 수광부(220)는, 각 슬레이브 수광부(220)에 대응하는 마스터 발광부(110)가 점등되는 경우, 이를 기초로 슬레이브 BMS(200)로 전기적 신호를 전달할 수 있다. 또한, 슬레이브 BMS(200)는, 슬레이브 수광부(220)를 통해 전기적 신호를 수신하는 경우, 동작 모드를 전환할 수 있다. 예를 들어, 동작 모드는, 슬립(sleep) 모드와 어웨이크(awake) 모드를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터 BMS(100)는, 복수의 슬레이브 BMS(200)의 각 슬레이브 수광부(220)에 대응하도록 구성된 복수의 마스터 발광부(110)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 마스터 BMS(100)는, 복수의 슬레이브 BMS(200)의 각 슬레이브 수광부(220)에 대응하도록 복수의 슬레이브 BMS(200)의 개수에 대응하는 복수의 마스터 발광부(110)를 구비할 수 있다. 이때, 복수의 마스터 발광부(110)는, 각 슬레이브 수광부(220)에 대응하는 위치에 장착될 수 있다.
또한, 마스터 BMS(100)는, 복수의 마스터 발광부(110) 중 적어도 하나 이상의 마스터 발광부(110)를 점멸시켜 적어도 하나 이상의 슬레이브 BMS(200)로 동작 모드 전환 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 마스터 BMS(100)는, 동작 모드를 전환시키고자 하는 슬레이브 BMS(200)를 결정할 수 있다. 이어서, 마스터 BMS(100)는, 동작 모드를 전환시키고자 하는 대상 슬레이브 BMS(200)와 연결된 슬레이브 수광부(220)에 대응하는 마스터 발광부(110)를 점멸시킬 수 있다.
바람직하게는, 복수의 마스터 발광부(110)는, 복수의 슬레이브 BMS(200)의 장착 위치에 대응하도록 식별 정보가 할당될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 복수의 마스터 발광부(110)는, 복수의 슬레이브 BMS(200)의 장착 위치에 대응하도록 순차적으로 식별 정보가 할당될 수 있다. 예를 들어, 식별 정보는, N개의 슬레이브 BMS(200)에 대하여 1부터N까지의 순차적인 숫자 정보를 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터 BMS(100)는, 복수의 마스터 발광부(110)를 순차적으로 점멸시켜 복수의 슬레이브 BMS(200)에 식별 정보를 순차적으로 각각 할당할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 마스터 BMS(100)는, 식별 정보를 기초로 순차적으로 복수의 마스터 발광부(110)를 점멸시킬 수 있다. 이 경우, 마스터 BMS(100)는, 유선 또는 무선 통신을 통해 슬레이브 수광부(220)로부터 전기적 신호를 수신한 각 슬레이브 BMS(200)로 식별 정보를 전달할 수 있다.
한편, 마스터 BMS(100)는, 할당된 식별 정보가 포함된 동작 모드 전환 신호가 전달되도록 복수의 마스터 발광부(110) 중에서 하나 이상의 마스터 발광부(110)를 점멸시켜 적어도 하나 이상의 슬레이브 BMS(200)로 식별 정보가 포함된 동작 모드 전환 신호를 전달할 수 있다.
슬레이브 BMS(200)는, 슬레이브 수광부(220)를 통해 마스터 발광부(110)가 점등된 것을 인지하여 동작 모드 전환 신호를 전달받고, 동작 모드 전환 신호에 포함된 식별 정보가 미리 할당된 식별 정보와 동일한지 여부를 확인할 수 있다.
슬레이브 BMS(200)는, 전달받은 동작 모드 전환 신호에 포함된 식별 정보가 미리 할당된 식별 정보와 동일하면, 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 동작 모드를 전환할 수 있다. 반대로, 슬레이브 BMS(200)는, 전달된 동작 모드 전환 신호에 포함된 식별 정보가 미리 할당된 식별 정보와 동일하지 않으면, 동작 모드를 전환하지 않을 수 있다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 BMS 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 시스템은, 마스터 BMS(100) 및 슬레이브 BMS(200)를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬레이브 BMS(200)는, 슬레이브 발광부(210)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬레이브 BMS(200)는, 발광 소자로 구성된 슬레이브 발광부(210)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 슬레이브 발광부(210)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 슬레이브 BMS(200)와 전기적으로 연결되어, 슬레이브 BMS(200)로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 발광할 수 있다. 이를 테면, 발광 소자는, 발광 다이오드(light emitting diode)로 구현될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터 BMS(100)는, 슬레이브 발광부(210)의 점멸에 대응하도록 구성된 마스터 수광부(120)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터 BMS(100)는, 수광 소자로 구성된 마스터 수광부(120)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 마스터 수광부(120)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 마스터 BMS(100)와 전기적으로 연결되어, 슬레이브 발광부(210)의 점멸에 대응하여 마스터 BMS(100)로 전기적 신호를 전달할 수 있다. 이를 테면, 수광 소자는, 수광 다이오드로 구현될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터 BMS(100)는, 마스터 발광부(110) 및 마스터 수광부(120)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 마스터 발광부(110) 및 마스터 수광부(120)는, 각 슬레이브 BMS(200)에 대응하는 위치에 각각 구비될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬레이브 BMS(200)는, 슬레이브 발광부(210) 및 슬레이브 수광부(220)를 구비할 수 있다.
예를 들어, 각 마스터 발광부(110)와 각 슬레이브 수광부(220)는, 서로 대응하는 위치에 장착되어 각 마스터 발광부(110)의 점멸에 따라 각 슬레이브 수광부(220)가 각 슬레이브 BMS(200)로 전기적 신호를 전달할 수 있다.
또한, 각 마스터 수광부(120)와 각 슬레이브 발광부(210)는, 서로 대응하는 위치에 장착되어 각 슬레이브 발광부(210)의 점멸에 따라 각 마스터 수광부(120)가 마스터 BMS(100)로 전기적 신호를 전달할 수 있다.
또한, 슬레이브 BMS(200)는, 고장 상황이 발생하여 마스터 BMS(100)로 고장 상황을 전달하고자 하는 경우, 슬레이브 발광부(210)를 점멸시켜 마스터 BMS(100)로 고장 상황을 전달할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬레이브 BMS(200)는, 배터리 모듈에 과충전 또는 과방전 등의 고장 상황이 발생하는 경우, 슬레이브 발광부(210)를 점멸시켜 마스터 BMS(100)로 고장 상황을 전달할 수 있다.
또한, 마스터 BMS(100)는, 마스터 수광부(120)를 통해 슬레이브 발광부(210)가 점등된 것을 인지하여 슬레이브 BMS(200)의 고장 상황을 인식할 수 있다. 이 경우, 마스터 BMS(100)는, 유선 또는 무선 통신망을 통해 슬레이브 BMS(200)로부터 고장 상황의 종류와 내용을 수신할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 BMS 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 시스템은, 마스터 BMS(100) 및 슬레이브 BMS(200)를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬레이브 BMS(200)는, 인접한 슬레이브 BMS(200)의 슬레이브 수광부(220)에 대응하도록 구성된 슬레이브 발광부(210)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬레이브 BMS(200)는, 슬레이브 수광부(220) 및 슬레이브 발광부(210)를 각각 구비할 수 있다. 또한, 각 슬레이브 수광부(220)는, 인접한 슬레이브 BMS(200)의 슬레이브 발광부(210)에 대응하는 위치에 장착될 수 있다. 또한, 각 슬레이브 발광부(210)는, 인접한 슬레이브 BMS(200)의 슬레이브 수광부(220)에 대응하는 위치에 장착될 수 있다.
또한, 슬레이브 BMS(200)는, 마스터 발광부(110)가 점등된 것을 인지하여 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 자신의 동작 모드를 전환하는 경우, 슬레이브 발광부(210)를 점멸시켜 인접한 슬레이브 BMS(200)로 동작 모드 전환 신호를 릴레이 방식으로 인가할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터 BMS(100)는, 마스터 발광부(110)를 점멸시켜 인접한 슬레이브 BMS(200)에 장착된 슬레이브 수광부(220)로 동작 모드 전환 신호를 전달할 수 있다. 이어서, 슬레이브 BMS(200)는, 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 자신의 동작 모드를 전환할 수 있다. 또한, 슬레이브 BMS(200)는, 슬레이브 발광부(210)를 점멸시켜 인접한 슬레이브 BMS(200)로 동작 모드 전환 신호를 릴레이 방식으로 인가할 수 있다.
본 발명에 따른 BMS 인식 시스템은, 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 일 구성요소가 될 수 있다. 여기서, 배터리 팩은, 하나 이상의 이차 전지, 상기 BMS 인식 시스템, 전장품(BMS나 릴레이, 퓨즈 등 구비) 및 케이스 등을 포함할 수 있다. 상기 다수의 배터리 셀은 N 개의 그룹으로 구분될 수 있으며, 각 셀 그룹은 N 개의 BMS와 1:1의 관계로 각각 결합될 수 있다. 각 셀 그룹 내에서 배터리 셀들은 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있음은 자명하다.
또한, 본 발명에 따른 BMS 인식 시스템은, 배터리와 이로부터 전력을 공급받는 부하를 포함하는 배터리 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다. 상기 배터리 구동 시스템의 일 예로는 차량(Vehicle), 전기차(EV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자전거(E-Bike), 전동 공구(Power tool), 전력 저장 장치(Energy Storage System), 무정전 전원 장치(UPS), 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 휴대용 오디오 장치, 휴대용 비디오 장치 등이 될 수 있으며, 상기 부하의 일 예로는 배터리가 공급하는 전력에 의해 회전력을 제공하는 모터 또는 배터리가 공급하는 전력을 각종 회로 부품이 필요로 하는 전력으로 변환하는 전력 변환 회로일 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 인식 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 4에서, 각 단계의 수행 주체는, 앞서 설명한 본 발명에 따른 BMS 인식 시스템의 각 구성요소라 할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스위치 제어 방법은, 동작 모드 전환 신호 전달 단계(S100) 및 동작 모드 전환 단계(S110)를 포함한다.
먼저, 동작 모드 전환 신호 전달 단계(S100)에서는, 마스터 발광부를 구비하고, 슬레이브 BMS의 동작 모드를 전환시키고자 하는 경우, 상기 마스터 발광부를 점멸시켜 상기 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 전달할 수 있다. 이어서, 동작 모드 전환 단계(S110)에서는, 상기 마스터 발광부의 점멸에 대응하도록 구성된 슬레이브 수광부를 구비하고, 상기 슬레이브 수광부를 통해 상기 마스터 발광부가 점등된 것을 인지하여 상기 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 동작 모드를 전환할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 모드 전환 신호 전달 단계(S100)에서는, 마스터 BMS가 복수의 슬레이브 BMS의 각 슬레이브 수광부에 대응하도록 구성된 복수의 마스터 발광부를 구비하고, 상기 복수의 마스터 발광부 중 적어도 하나 이상의 마스터 발광부를 점멸시켜 적어도 하나 이상의 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 전달할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 모드 전환 단계(S110)에서는, 슬레이브 BMS가 인접한 슬레이브 BMS의 슬레이브 수광부에 대응하도록 구성된 슬레이브 발광부를 구비하고, 상기 마스터 발광부가 점등된 것을 인지하여 상기 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 자신의 동작 모드를 전환하는 경우, 상기 슬레이브 발광부를 점멸시켜 인접한 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 릴레이 방식으로 인가할 수 있다.
또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 각 BMS에 구비된 프로세서는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리 장치에 저장되고 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
또한, 프로세서의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록 매체는, ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기 코드 체계는 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상과 같이, 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.
1: 배터리 모듈
10: 배터리 셀
100: 마스터 BMS
110: 마스터 발광부
120: 마스터 수광부
200: 슬레이브 BMS
210: 슬레이브 발광부
220: 슬레이브 수광부

Claims (13)

  1. 배터리 팩에 구비된 BMS를 인식하는 시스템에 있어서,
    마스터 발광부 및 마스터 수광부를 구비하고, 슬레이브 BMS의 동작 모드를 전환시키고자 하는 경우, 상기 마스터 발광부를 점멸시켜 상기 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 전달하도록 구성된 마스터 BMS 및
    슬레이브 수광부 및 슬레이브 발광부를 구비하고, 상기 슬레이브 수광부를 통해 상기 마스터 발광부가 점등된 것을 인지하여 상기 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 동작 모드를 전환하도록 구성된 슬레이브 BMS를 포함하고,
    상기 슬레이브 BMS는,
    고장 상황이 발생한 경우, 상기 슬레이브 발광부를 점멸시키도록 구성되고,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 마스터 수광부를 통해 상기 슬레이브 발광부가 점등된 것을 인지하여 상기 슬레이브 BMS의 고장 상황을 인식하도록 구성된 것을 특징으로 하는 BMS 인식 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는, 복수의 슬레이브 BMS의 각 슬레이브 수광부에 대응하도록 구성된 복수의 마스터 발광부를 구비하고, 상기 복수의 마스터 발광부 중 적어도 하나 이상의 마스터 발광부를 점멸시켜 적어도 하나 이상의 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 전달 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 BMS 인식 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는, 복수의 슬레이브 BMS의 각 슬레이브 수광부에 대응하도록 구성된 복수의 마스터 발광부를 구비하고,
    상기 복수의 마스터 발광부는, 상기 복수의 슬레이브 BMS의 장착 위치에 대응하도록 식별 정보가 할당된 것을 특징으로 하는 BMS 인식 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는, 상기 복수의 마스터 발광부를 순차적으로 점멸시켜 상기 복수의 슬레이브 BMS에 상기 식별 정보를 순차적으로 각각 할당하도록 구성된 것을 특징으로 하는 BMS 인식 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는, 상기 마스터 발광부를 점멸시켜 상기 슬레이브 BMS로 상기 식별 정보가 포함된 동작 모드 전환 신호를 전달하도록 구성된 것을 특징으로 하는 BMS 인식 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 슬레이브 BMS는, 상기 슬레이브 수광부를 통해 전달받은 상기 동작 모드 전환 신호에 포함된 식별 정보가 상기 할당된 식별 정보와 동일한지 여부를 확인하고, 상기 확인 결과에 기초하여 상기 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 동작 모드를 전환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 BMS 인식 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 슬레이브 BMS는, 인접한 슬레이브 BMS의 슬레이브 수광부에 대응하도록 구성된 슬레이브 발광부를 구비하고, 상기 마스터 발광부가 점등된 것을 인지하여 상기 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 자신의 동작 모드를 전환하는 경우, 상기 슬레이브 발광부를 점멸시켜 인접한 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 릴레이 방식으로 인가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 BMS 인식 시스템.
  10. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 BMS 인식 시스템을 포함하는 배터리 팩.
  11. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 BMS 인식 시스템을 포함하는 차량.
  12. 배터리 팩에 구비된 BMS를 인식하는 방법에 있어서,
    마스터 발광부를 구비한 마스터 BMS에서, 슬레이브 BMS의 동작 모드를 전환시키고자 하는 경우, 상기 마스터 발광부를 점멸시켜 상기 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 전달하는 단계;
    상기 마스터 발광부의 점멸에 대응하도록 구성된 슬레이브 수광부를 구비한 상기 슬레이브 BMS에서, 상기 슬레이브 수광부를 통해 상기 마스터 발광부가 점등된 것을 인지하여 상기 동작 모드 전환 신호에 대한 응답으로 동작 모드를 전환하는 단계;
    상기 슬레이브 BMS에서, 고장 상황이 발생한 경우 구비된 슬레이브 발광부를 점멸시키는 단계; 및
    상기 마스터 BMS에서, 구비된 마스터 수광부를 통해 상기 슬레이브 발광부가 점등된 것을 인지하여 상기 슬레이브 BMS의 고장 상황을 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMS 인식 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 동작 모드 전환 신호를 전달하는 단계는,
    복수의 슬레이브 BMS의 각 슬레이브 수광부에 대응하도록 구성된 복수의 마스터 발광부를 구비하고, 상기 복수의 마스터 발광부 중 적어도 하나 이상의 마스터 발광부를 점멸시켜 적어도 하나 이상의 슬레이브 BMS로 동작 모드 전환 신호를 전달하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMS 인식 방법.
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