KR20130053553A

KR20130053553A - 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템

Info

Publication number: KR20130053553A
Application number: KR1020110118626A
Authority: KR
Inventors: 조석춘
Original assignee: 에스케이이노베이션 주식회사
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2013-05-24

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템은, 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)에 있어서, 상기 배터리 관리 시스템을 구동하기 위한 전원을 차량에서 공급받는 전원 입력부; 상기 전원 입력부로 공급되는 전원을 모니터링하는 전원 센싱부; 및 상기 전원 센싱부의 센싱 결과, 상기 전원의 전압이 기설정된 과전압 또는 저전압 범위 내에 속하는 경우 상기 배터리 관리 시스템에 공급되는 상기 전원을 차단하여 상기 배터리 관리 시스템이 비상 모드로 동작하도록 하는 전원 제어부;를 포함하는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller　Unit)을 포함한다.

Description

차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM}

본 발명은 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량으로부터 인가되는 차량 전원을 배터리 관리 시스템의 마이크로 컨트롤러 유닛을 통해 모니터링하고 차량 전원이 배터리 관리 시스템이 보증하는 전압 범위를 벗어나는 경우 배터리 관리 시스템을 정상 모드에서 비상 모드로 전환하는 것이다.

가솔린이나 중유를 주연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기 오염 등 공해 발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서 최근에는 공해 발생을 줄이기 위하여, 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.

최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있다. 전기 자동차 등과 같이 모터 구동을 위한 대전력을 필요로 하는 기기에 사용될 수 있도록 고출력 이차 전지는 복수개를 직렬로 연결하여 대용량의 이차 전지를 구성하게 된다.

이와 같이 하나의 대용량 이차 전지(이하 "배터리"라 한다)는 통상 직렬로 연결되는 복수개의 이차 전지로 이루어진다. 배터리 특히, HEV용 배터리의 경우 수 개에서 많게는 수십 개의 이차 전지가 충전과 방전을 번갈아가면서 수행하게 됨에 따라 이러한 충방전 등을 제어하여 배터리가 적정한 동작 상태로 유지하도록 관리할 필요성이 있다.

이를 위해, 배터리에 대한 제반적인 상태를 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)이 구비된다. BMS는 전지의 전압, 전류, 온도 등을 검출하여 SOC를 연산에 의해 추정하고, 차량의 연료 소비 효율이 가장 좋아지도록 SOC를 제어한다.

BMS의 전원으로 입력되는 차량 전원은 차량 조건에 따라 전압이 변하며 BMS가 보증하는 전압 범위를 벗어나는 경우도 있다. 본 발명은 차량 전원이 BMS가 보증하는 전압 범위를 벗어나는 경우 차량 전원을 풀업(pull up)으로 사용하는 입력 신호들의 그 값들은 신뢰하기 어려운 점에 착안한다.

한국 특허 공개 2006-0024023

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 차량으로부터 인가되는 차량 전원을 배터리 관리 시스템의 마이크로 컨트롤러 유닛을 통해 모니터링하고 차량 전원이 배터리 관리 시스템이 보증하는 전압 범위를 벗어나는 경우 배터리 관리 시스템을 정상 모드에서 비상 모드로 전환하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템은, 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)에 있어서, 상기 배터리 관리 시스템을 구동하기 위한 전원을 차량에서 공급받는 전원 입력부; 상기 전원 입력부로 공급되는 전원을 모니터링하는 전원 센싱부; 및 상기 전원 센싱부의 센싱 결과, 상기 전원의 전압이 기설정된 과전압 또는 저전압 범위 내에 속하는 경우 상기 배터리 관리 시스템에 공급되는 상기 전원을 차단하여 상기 배터리 관리 시스템이 비상 모드로 동작하도록 하는 전원 제어부;를 포함하는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller　Unit)을 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템에서 상기 전원 센싱부는 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템에서 상기 전원 입력부는 12 혹은 24V의 차량 전원을 입력받는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템에서 상기 기설정된 과전압 또는 저전압 범위는 상기 배터리 관리 시스템의 정상적인 동작이 보증되는 입력 전압의 범위를 벗어나는 경우에 대한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템에서 상기 전원 제어부는 상기 전원 센싱부의 센싱 결과, 상기 전원의 전압이 상기 기설정된 과전압 또는 저전압 범위 내에 속하지 않는 경우 상기 전원을 상기 배터리 관리 시스템에 공급하여 상기 배터리 관리 시스템이 정상 모드로 동작하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템에 따르면, 차량으로부터 인가되는 차량 전원을 배터리 관리 시스템의 마이크로 컨트롤러 유닛을 통해 모니터링하고 차량 전원이 배터리 관리 시스템이 보증하는 전압 범위를 벗어나는 경우 배터리 관리 시스템을 정상 모드에서 비상 모드로 전환할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템의 흐름을 개략적으로 도시한 순서도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 관리 시스템은 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller　Unit)(110)을 포함한다.

마이크로 컨트롤러 유닛(110)은 전원 입력부(111), 전원 센싱부(113), 전원 제어부(115)를 포함할 수 있다.

전원 입력부(111)는 배터리 관리 시스템을 구동하기 위한 전원을 차량에서 공급받는다. 즉, 전원 입력부(111)는 12 혹은 24V의 차량 전원을 입력받는다.

전원 센싱부(113)는 전원 입력부(111)로 공급되는 전원을 모니터링한다. 전원 센싱부(113)는 마이크로 컨트롤러 유닛(110)의 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)로 구현될 수 있다. 또한, 전원 센싱부(113)는 별도의 아날로그 디지털 컨버터 칩으로 구현될 수 있다.

전원 제어부(115)는 전원 센싱부(113)의 센싱 결과, 전원의 전압이 기설정된 과전압 또는 저전압 범위 내에 속하는 경우 배터리 관리 시스템에 공급되는 전원을 차단하여 배터리 관리 시스템이 비상 모드로 동작하도록 한다. 즉, 전원 제어부(115)는 컨버팅한 전원 전압값이 배터리 관리 시스템이 보증하는 전압 범위를 벗어나 과전압 혹은 저전압인 경우 입력 신호를 받기 위한 풀업 전원을 차단한다.

여기서, 기설정된 과전압 또는 저전압 범위는 배터리 관리 시스템의 정상적인 동작이 보증되는 입력 전압의 범위를 벗어나는 경우에 대한 것이다.

또한, 전원 제어부(115)는 전원 센싱부(113)의 센싱 결과, 전원의 전압이 기설정된 과전압 또는 저전압 범위 내에 속하지 않는 경우 전원을 배터리 관리 시스템에 공급하여 배터리 관리 시스템이 정상 모드로 동작하도록 한다.

상술한 바와 같이, 배터리 관리 시스템은 과전압 및 저전압을 위한 로직을 통해 신뢰성 있는 전압 범위로 입력 전원 전압이 진입할 때까지 비상 모드로 동작한다. 배터리 관리 시스템을 구동시키는 차량 전원이 과전압 혹은 저전압 범위를 벗어날 경우 배터리 관리 시스템은 지정된 초기화 단계로 진입하여 정상적인 동작을 수행한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템의 흐름을 개략적으로 도시한 순서도이다.

이와 같이, 본 발명의 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템에 따르면, 차량으로부터 인가되는 차량 전원을 배터리 관리 시스템의 마이크로 컨트롤러 유닛을 통해 모니터링하고 차량 전원이 배터리 관리 시스템이 보증하는 전압 범위를 벗어나는 경우 배터리 관리 시스템을 정상 모드에서 비상 모드로 전환할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

110: 마이크로 컨트롤러 유닛
111: 전원 입력부
113: 전원 센싱부
115: 전원 제어부

Claims

배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)에 있어서,
상기 배터리 관리 시스템을 구동하기 위한 전원을 차량에서 공급받는 전원 입력부;
상기 전원 입력부로 공급되는 전원을 모니터링하는 전원 센싱부; 및
상기 전원 센싱부의 센싱 결과, 상기 전원의 전압이 기설정된 과전압 또는 저전압 범위 내에 속하는 경우 상기 배터리 관리 시스템에 공급되는 상기 전원을 차단하여 상기 배터리 관리 시스템이 비상 모드로 동작하도록 하는 전원 제어부;
를 포함하는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller　Unit)
을 포함하는 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전원 센싱부는
아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전원 입력부는 12 혹은 24V의 차량 전원을 입력받는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 기설정된 과전압 또는 저전압 범위는 상기 배터리 관리 시스템의 정상적인 동작이 보증되는 입력 전압의 범위를 벗어나는 경우에 대한 것을 특징으로 하는 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전원 제어부는
상기 전원 센싱부의 센싱 결과, 상기 전원의 전압이 상기 기설정된 과전압 또는 저전압 범위 내에 속하지 않는 경우 상기 전원을 상기 배터리 관리 시스템에 공급하여 상기 배터리 관리 시스템이 정상 모드로 동작하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 모니터링하는 배터리 관리 시스템.