KR20130079931A - 멀티 배터리 식별자 할당 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 식별자 할당 시스템을 개시한다. 본 발명에 따른 식별자 할당 시스템은 자신이 장착된 슬롯의 센서로부터 슬롯 식별 코드를 획득하여 초기식별자를 생성하고 상기 초기식별자를 통신망을 통해 전송하는 N개(N은 2이상의 정수)의 단위 BMS; 및 상기 통신망을 통하여 각 단위 BMS로부터 수신된 초기식별자 별로 고유 통신 식별자를 다시 할당한 후 상기 통신망을 통해 각 단위 BMS에게 전송하는 시스템 BMS;를 포함한다. 본 발명에 따르면, BMS에 구비된 하드웨어에 통신 식별자의 사전 입력이 필요하지 않으며, 슬롯 식별 코드에 의해 초기식별자를 생성하므로 중복되는 초기식별자의 발생 확률이 낮다.

Description

멀티 배터리 식별자 할당 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR IDENTIFIER ALLOCATION OF MULTI-BATTERY}
본 발명은 멀티 배터리 구조를 가진 배터리 시스템의 BMS에 식별자를 할당하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 각 배터리가 장착된 위치와 연계된 식별자를 할당 내지 설정할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근, 화석 연료에 의한 에너지 자원 고갈의 문제, 환경 오염에 대한 이슈, 에너지 사용의 경제성 등에 대한 이슈가 중요하게 부각되면서, 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.
이러한 이차전지는 제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지고 있어, 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 전기차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle), 전력 저장 시스템(Energy Storage System) 등의 전력 공급원인 배터리로 응용되고 있다.
한편, 전력 사용량과 전력 생산량의 불일치를 효과적으로 극복하고, 전력 과잉 공급에 의한 낭비 및 전력 공급 부족에 의한 과부하 현상 등을 해결하기 위하여 다양한 정보 통신 인프라와 연계되어 전력 공급량을 탄력적으로 조절하도록 하는 스마트 그리드(Smart Grid) 시스템이라는 개념이 활발히 연구되고 있다.
스마트 그리드 시스템은 전력 소비량이 적을 때에는 잉여 전력을 저장하였다가 전력 소비량이 많을 때에는 저장된 전력을 발전된 전력과 함께 전력 수요자에게 공급하는 기능을 한다. 따라서 스마트 그리드 시스템을 구축하기 위해서는 다수의 이차전지로 구성된 전력 저장 시스템이 반드시 필요하다.
또한, 전력 저장 시스템은 스마트 그리드 시스템뿐만 아니라 다른 여러 분야에서도 이용될 수 있다. 예를 들어, 전기 자동차에 충전 전력을 공급하는 전기 자동차 충전소에서도 많은 양의 전력을 미리 저장할 필요가 있으므로 여기에도 전력 저장 시스템이 이용될 수 있다.
상기 전력 저장 시스템 등에 적용되는 이차전지는 다수의 단위 셀(cell)을 포함하는 배터리 모듈들이 직렬 또는 병렬로 연결된 배터리 팩 구조를 가진다. 또한, 상기 배터리 팩은 부하에 대한 전력 공급 제어, 전류, 전압 등의 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge) 등의 추정을 위한 알고리즘을 실행하여 단위 셀의 상태를 모니터링하고 제어하는 BMS(Battery Management System)를 포함하는 것이 일반적이다.
이러한 전력 저장 시스템은 상당한 개수의 배터리 팩이 다양한 구조로 집합(예를 들어, 배터리 팩이 상하 구조로 적층된 형태인 타워형 스택 등)되어 대용량의 시스템을 구성하게 된다. 그리고, 각 배터리 팩의 충전 상태, 고장 발생 여부, 퇴화도 등 배터리 팩의 상태 정보를 수집하고 각 배터리 팩의 충전 및 방전 제어 등 전력 저장 시스템의 제어를 위한 시스템 BMS를 포함한다.
상기와 같은 정보 취합이나 명령 신호 전달 등을 효과적으로 수행하기 위해서는 시스템 BMS와 배터리 팩 BMS 상호 간의 유기적인 결합 구조가 무엇보다 중요하다. 일반적으로는 시스템 BMS를 마스터 BMS로, 다수의 배터리 팩 BMS를 슬레이브 BMS로 설정하여 마스터-슬레이브 구조에 기초하여 전력 저장 시스템을 통합 제어하는 방법이 사용되고 있다.
상기 마스터 BMS가 슬레이브 BMS와 신호를 전달하기 위해서는 각 슬레이브 BMS 노드에 대해 고유한 식별자(ID)를 할당할 필요가 있다. 이를 위해, 종래에는 각 슬레이브 BMS를 구성하는 하드웨어 회로 상에 미리 설정된 식별자 정보를 읽어오거나 각각의 슬레이브 BMS에서 복잡한 소프트웨어 알고리즘을 실행하여 식별자를 자체적으로 할당하는 방법 등이 채용되고 있다.
이러한 종래의 방식은 배터리 팩 내에 존재하는 슬레이브 BMS의 개수만큼 개별적인 하드웨어 또는 소프트웨어 구동 메커니즘이 필요하므로 그만큼 하드웨어 리소스가 많이 필요하고 식별자 할당 방식이 복잡하다는 문제점을 가진다. 또한, 유지 보수 과정에서 문제가 발생된 일부 배터리 팩의 교체가 빈번한 대용량 전력 저장 시스템의 경우, 문제가 발생한 배터리 팩의 물리적 위치를 인식하는데 제한이 있다는 문제점을 가진다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 감안하여 창안된 것으로서, 전력 저장 시스템과 같이 멀티 배터리 구조를 가진 배터리 시스템의 BMS에 대해 식별자를 할당하는 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 식별자 할당 시스템은, 자신이 장착된 슬롯의 센서로부터 슬롯별로 할당된 슬롯 식별 코드를 획득하여 초기식별자를 생성하고 상기 초기식별자를 통신망을 통해 전송하는 N개(N은 2이상의 정수)의 단위 BMS; 및 상기 통신망을 통하여 각 단위 BMS로부터 수신된 초기식별자 별로 고유 통신 식별자를 다시 할당한 후 상기 통신망을 통해 각 단위 BMS에게 전송하는 시스템 BMS;를 포함한다.
바람직하게, 상기 슬롯 식별 코드는 슬롯의 위치와 대응하는 코드이다. 이 경우, 상기 시스템 BMS는 상기 수신된 초기식별자를 통해서 각 단위 BMS가 장착된 슬롯의 위치를 인식 및 저장할 수 있다. 또한, 상기 시스템 BMS는 상기 단위 BMS가 장착된 슬롯의 위치에 대응하는 고유 통신 식별자를 할당할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 센서는, DIP 스위치, 또는 안테나 및 집적회로를 포함하는 RFID(Radio-Frequency Identification) 태그가 될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 단위 BMS는 초기식별자의 값이 낮은 순서 또는 높은 순서대로 상기 시스템 BMS에게 자신의 초기식별자를 전송한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 통신망은 CAN(Controller Area Network) 통신망이다.
본 발명에 따른 식별자 할당 시스템은 상기 초기식별자, 고유 통신 식별자 및 슬롯의 위치 정보를 저장하는 메모리부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 식별자 할당 시스템은 전력 저장 시스템의 일 구성이 될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 식별자 할당 방법은, 시스템 BMS가 통신망을 통해 N개(N은 2 이상의 정수)의 단위 BMS들에 대해 식별자를 할당하는 방법으로서, (a) 각 단위 BMS가 자신이 장착된 슬롯의 센서로부터 슬롯 별로 할당된 슬롯 식별 코드를 획득하여 초기식별자를 생성 후 상기 시스템 BMS에게 전송하는 단계; 및 (b) 상기 시스템 BMS가 각 단위 BMS로부터 수신한 초기식별자 별로 고유 통신 식별자를 다시 할당한 후 각 단위 BMS에게 전송하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, BMS에 구비된 하드웨어에 통신 식별자의 사전 입력이 필요하지 않은 장점이 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 슬롯 식별 코드에 의해 초기식별자를 생성하므로 중복되는 초기식별자의 발생 확률이 낮다. 따라서 단위 BMS 중 일부가 신규로 교체되어도 식별자가 중첩되지 않도록 운용할 수 있어 장치 확장 내지 설치에 대한 적응성을 높이고 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 단위 BMS의 물리적 위치와 대응되는 식별자를 할당하여, 배터리 시스템의 유지 보수가 용이하다는 이점이 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 식별자 할당 시스템이 적용된 전력 저장 시스템의 일부 구성에 대한 사시도이다.
도 2는 전력 저장 시스템의 기본 단위인 배터리 팩의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 센서의 일 실시예로 사용될 수 있는 DIP 스위치의 예시도이다.
도 4는 센서의 다른 실시예인 RFID 태그와 슬롯 식별 코드를 획득하는 단위 BMS의 구성을 간략하게 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 식별자 할당 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 식별자 할당 방법의 순서를 도시한 절차 흐름도이다.
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 아니되며, 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 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식별자 할당 시스템이 적용된 전력 저장 시스템(10)의 일부 구성을 나타내는 사시도이다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 전력 저장 시스템(10)을 개괄적으로 설명한 후, 이에 적용될 수 있는 본 발명의 식별자 할당 시스템을 상술하기로 한다.
도면에 도시된 바와 같이, 전력 저장 시스템(10)은 복수의 배터리 랙(200)으로 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 배터리 랙(200)은, 3단으로 적층된 각각의 선반(200a, 200b, 200c)에 3 개의 배터리 팩(100)이 수납되는 것으로 도시하였다. 그러나, 이는 하나의 예시일 뿐 배터리 팩(100)의 개수와 선반(200a, 200b, 200c)의 적층 단수는 얼마든지 변경이 가능하다.
상기 배터리 랙(200)에 있어서, 하단(200a)의 배터리 팩(100)들은 후술하는 본 발명에 따른 통신망(320)이 연결된 상태이고, 중간 단(200b)의 배터리 팩(100)들은 선반 장착이 완료된 후 통신망(320)이 아직 연결되지 않은 상태이다. 그리고 맨 상단(200c)의 배터리 팩(100)은 선반 장착 작업이 진행되고 있는 상태를 도시하였다.
본 발명에 따른 통신망(320)은 필요에 따라 모든 또는 일부 배터리 팩(100)에 연결될 수 있고, 배터리 랙(200)의 일부 슬롯(slot)에 배터리 팩(100)이 장착되지 않을 수 있다.
도 2는 전력 저장 시스템(10)의 기본 단위인 배터리 팩(100)의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 배터리 팩(100)은 복수 개의 배터리 셀(111)이 집합된 배터리 모듈(110), 배터리 팩 케이스(120) 및 BMS(130, Battery Management System)를 포함한다. BMS(130)는 충방전 전류, 각 셀(111)의 전압을 포함한 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge)의 추정 등을 포함하여 당업자 수준에서 적용 가능한 다양한 제어 기능을 수행한다.
상기 실시예에서는 전력 저장 시스템(10)을 구성하는 가장 기본 단위를 배터리 팩(100)으로 설정하였으므로, 상기 배터리 팩(100)을 제어하는 BMS를 이하 단위 BMS(130)라고 명명한다. 도 2에는 단위 BMS(130)가 배터리 모듈(110)과 배터리 팩 케이스의 정면판(121) 사이에 위치하는 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 배터리 랙(200)에는 각각의 배터리 팩(100)이 장착될 수 있는 슬롯이 구비되어 있다. 그리고 각 슬롯은 본 발명에 따른 식별자 할당 시스템의 센서(140)를 포함하고 있다.
본 발명에 따른 식별자 할당 시스템의 센서(140)는 초기식별자 생성을 위한 슬롯 식별 코드를 제공한다. 이를 위해, 상기 센서(140)는 자신이 속한 슬롯의 위치와 대응되는 슬롯 식별 코드를 내장하고 있는 것이 바람직하다. 상기 단위 BMS(130)는 상기 센서(140)로부터 슬롯 식별 코드를 획득하여 배터리 팩(100)이 장착된 슬롯의 위치를 인식할 수 있으며, 슬롯 식별 코드에 기초하여 초기식별자를 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 센서(140)는 DIP 스위치(Dual In-line Package switch)이다. DIP 스위치는 일련의 회로 기판 같은 모양의 스위치로서 사용자가 직접 조작하여 코드를 입력할 수 있는 특징이 있다.
도 3은 센서(140)의 일 실시예로 사용될 수 있는 DIP 스위치의 예시도이다. 도 3에 도시된 DIP 스위치는 28개의 정보를 입력할 수 있다. 따라서, 상기 센서(140)는 최대 256개의 슬롯에 각각 장착되어 중첩되지 않은 슬롯 식별 코드를 포함할 수 있다. 상기 DIP 스위치의 크기 및 개수는 단위 BMS(130)의 개수, 전력 저장 시스템의 용량 등에 의해서 다양화 될 수 있다. 나아가, 상기 DIP 스위치를 조작하여 각 슬롯의 위치와 대응한 슬롯 식별 코드로 설정하면, 상기 단위 BMS(130)는 슬롯 식별 코드를 획득하여 자신이 장착된 슬롯의 위치를 인식할 수 있다.
상기 센서(140)가 DIP 스위치로 구성된 경우, 단위 BMS(130)는 배터리 팩(100)이 슬롯에 장착되는 과정에서 DIP 스위치와 전기적으로 커플링되어 DIP 스위치에 저장된 슬롯 식별 코드를 독출할 수 있다. 이를 위해, 상기 단위 BMS(130)는 DIP 스위치와 전기적으로 커플링되는 커넥터를 포함할 수 있다. 한편, 경우에 따라서는 단위 BMS(130)가 DIP 스위치와 전기적으로 커플링되었을 때 DIP 스위치가 능동적으로 슬롯 식별 코드를 단위 BMS(130) 측으로 출력할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 센서(140)는 RFID (Radio-Frequency Identification) 태그(145)로도 구성할 수 있다.
도 4는 센서(140)의 다른 실시예인 RFID 태그(145)와 RFID 태그(145)로부터 슬롯 식별 코드를 획득하는 단위 BMS(130)의 구성을 간략하게 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 상기 RFID 태그(145)는 안테나(146)와 집적회로(147)를 포함한다. 상기 집적회로(147)의 기억 장치에는 초기식별자 생성을 위한 슬롯 식별 코드가 저장되어 있다. 그리고, 상기 단위 BMS(130)에는 상기 RFID 태그(145)와 통신을 수행하기 위한 판독기(148) 및 판독기 안테나(149)가 구비된다. 판독기(148) 및 판독기 안테나(149)는 상기 센서(140)가 RFID 태그(145)일 때 구비되는 구성이다. 이 때, 판독기(148) 및 판독기 안테나(149)는 상기 단위 BMS(130)의 일 구성이 될 수도 있고, 별도의 회로로 구현될 수 있다.
상기 센서(140)로서 RFID 태그(145)가 사용된 경우, 배터리 팩(100)이 슬롯에 장착되면 단위 BMS(130)는 RFID 태그(145)와 무선 통신을 통해서 슬롯 식별 코드를 획득한다. 상기 슬롯 식별 코드는 상기 단위 BMS(130)가 자신이 장착된 슬롯의 위치를 인식하는데 사용된다.
도 4에는 RFID 태그(145)내에 전원이 없는 수동형을 도시하였으나, RFID 태그 내에 전원이 구비되어 있어 배터리 팩(100)이 슬롯에 장착되었을 때 단위 BMS(130)로 슬롯 식별 코드를 송출하는 능동형 RFID 태그도 센서(140)로써 얼마든지 사용이 가능하다. 또한, 집적회로(147)의 기억 장치 용량은 8bits~16kbits 정도가 보편화되어 있으나 이는 단위 BMS(130)의 개수, 전력 저장 시스템(10)의 용량 등에 의해 다양화 될 수 있음은 자명하다.
본 발명의 이해를 돕기 위해 예시로 제시된 전력 저장 시스템(10)에 대한 구성을 바탕으로 이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 식별자 할당 시스템(300)에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 식별자 할당 시스템(300)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 본 발명에 따른 식별자 할당 시스템(300)은 N개(N은 2이상 정수)의 단위 BMS(130) 및 시스템 BMS(310)를 포함한다.
상기 N개의 단위 BMS(130)는 통신망(320)을 통해서 상기 시스템 BMS(310)와 연결되어 있다. 본 발명에 있어서, 통신망(320)은 CAN(Controller Area Network) 통신망일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 N개의 단위 BMS(130)는 상기 센서(140)로부터 슬롯 식별 코드를 획득하여 초기식별자를 생성한다. 초기식별자는 식별자가 할당되기 전에 임시로 사용하는 식별자이다. 상기 단위 BMS(130)가 N개(N은 2이상 정수)인 경우, N개의 초기식별자는 서로 중첩되지 않아야 한다. 본 발명은 상기 단위 BMS(130)가 상기 센서(140)로부터 획득한 슬롯 식별 코드를 사용하여 초기식별자를 생성하므로, 상기 센서(140)에 설정 또는 저장된 슬롯 식별 코드가 중복되지 않는 이상 초기식별자 역시 중복 가능성이 없다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단위 BMS(130-1, 130-2, ......, 130-N)들 상호간에 초기식별자를 상기 통신망(320)에 전송하는 순서는, 생성된 초기식별자의 값이 낮은 순서 또는 높은 순서부터 전송하는 것으로 설정된다.
일 예로 상기 통신망(320)이 CAN 통신망인 경우, 상기 통신망(320)은 2가닥의 꼬인 선으로 구성된 BUS통신망이다. 각각의 단위 BMS(130-1, 130-2, ......, 130-N)들은 CAN통신망을 점유하여 동시에 초기식별자를 전송하면서, 자신의 식별자값이 다른 식별자에 비해서 높다고 판단되면 전송을 중단한다. 전송을 중단한 단위 BMS(130)는 초기식별자의 재전송을 시도하고, 결과적으로 초기식별자의 값이 가장 높은 식별자는 가장 마지막에 전송이 된다. 물론 이와 반대로 초기식별자의 값이 가장 높은 순서대로 초기식별자가 전송되는 것도 얼마든지 가능하다. 이와 같이 CAN 통신망에서 식별자 값에 따른 전송순서의 중재는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 널리 알려져 있는바 자세한 설명은 생략하도록 한다.
다른 예로 상기 통신망(320)의 종류와 관계없이, 상기 슬롯 식별 코드가 슬롯의 위치와 대응하는 코드인 경우, 각각의 단위 BMS(130-1, 130-2, ......, 130-N)들은 자신의 위치를 인식할 수 있다. 따라서, 각각의 단위 BMS(130-1, 130-2, ......, 130-N)들은 자신이 장착된 슬롯의 행(row) 및/또는 열(column)에 따라 미리 설정된 순서대로 초기식별자를 전송할 수 있다.
상기 시스템 BMS(310)는 상기 통신망(320)을 통하여 각 단위 BMS(130)로부터 초기식별자를 수신한다. 그리고, 상기 시스템 BMS(310)는 초기식별자에 기초하여 고유 통신 식별자를 다시 할당한 후 상기 통신망(320)을 통해 각 단위 BMS(130)에게 전송한다. 상기 시스템 BMS(310)는 고유 통신 식별자 할당을 위해, 하드웨어 회로 상에 미리 설정된 고유 통신 식별자 데이터를 이용하거나, 소프트웨어 알고리즘을 실행하여 고유 통신 식별자를 할당할 수 있다.
바람직하게, 상기 단위 BMS(130)가 상기 센서(140)로부터 획득한 슬롯 식별 코드가 슬롯의 위치와 대응되는 경우 상기 초기식별자는 각 단위 BMS(130)의 장착위치와 대응된다. 따라서 상기 시스템 BMS(310)는 수신된 초기식별자를 통해서 각 단위 BMS(130)가 장착된 슬롯의 위치를 인식하고 저장한다. 그리고, 상기 시스템 BMS(310)는, 상기 단위 BMS(130)가 장착된 슬롯의 위치에 대응하는 고유 통신 식별자를 할당할 수 있다.
도 5에 도시된 실시예에는, N개의 단위 BMS(130)들이 K×L 메트릭스 구조로 배치되어 있다. 그리고, 각 센서(140)는 각 슬롯의 위치에 대응하는 메트릭스 데이터([행, 열])를 기반으로 하는 슬롯 식별 코드를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 각각의 단위 BMS(130-1, 130-2, ......, 130-N)들은 상기 센서(140)로부터 슬롯 식별 코드를 획득하여, 메트릭스 데이터에 대응하는 초기식별자를 생성할 수 있다. 일 예로, 매트릭스 데이터의 행과 열 각각을 8비트의 데이터로 변환한 후 총 16비트로 구성된 초기식별자를 생성할 수 있다. 하지만 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다.
상기 시스템 BMS(310)는 메트릭스 구조의 초기식별자를 통해서 각 단위 BMS(130)의 행 및 열의 위치를 정확하게 인식 및 저장할 수 있다. 또한, 상기 시스템 BMS(310)는 일부 슬롯에 배터리 팩(100)이 미 장착된 경우, 미 장착된 슬롯의 위치 및 개수까지 파악할 수 있다. 그리고, 상기 시스템 BMS(310)는 메트릭스 구조에 대응하는 고유 통신 식별자를 할당할 수 있다. 예를 들어 각 행과 열에 대하여 고유 식별자를 미리 정의한 후 행과 열에 따른 고유 식별자를 결합하여 고유 통신 식별자를 할당할 수 있다.
또한, 상기 시스템 BMS(310)가 각 단위 BMS(130)의 장착위치와 대응되는 고유 통신 식별자를 할당할 때, 상기 물리적 위치와 매칭되는 고유 통신 식별자뿐만 아니라, 전기적 위치와 매칭되는 고유 통신 식별자를 할당할 수 있다. 전기적 위치란, 각 단위 BMS(130)가 관리하는 배터리 팩(100)이 전기적으로 연결된 위치를 말한다. 본 발명에 따른 식별자 할당 시스템(300)은 일부 단위 BMS(130)가 연결되지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 전력 저장 시스템(10)에 장착된 각각의 단위 BMS(130-1, 130-2, ......, 130-N)의 위치는 서로 이격되어 있더라도 전기적으로 직접 연결될 수 있다. 따라서, 전기적 연결 상태를 고려하여 전기적 위치와 매칭되는 고유 통신 식별자 할당이 가능하다.
상기 시스템 BMS(310)가 고유 통신 식별자를 할당하는 방법은 상기 예시에 한하지 않으며, 당업자 수준에서 적용 가능한 다양한 고유 통신 식별자 할당 방법을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 식별자 할당 시스템(300)은, 상기 초기식별자, 고유 통신 식별자, 슬롯의 위치 정보 등을 저장하는 메모리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 메모리부는 상기 시스템 BMS(310)내에 포함되거나, 별도의 장치로 구성되어 상기 시스템 BMS(310)에 연결될 수 있다. 메모리부는 RAM, ROM, EEPROM등 데이터를 기록하고 소거할 수 있다고 알려진 공지의 반도체 소자나 하드 디스크와 같은 대용량 저장매체로 이루어진다.
상기 단위 BMS(130) 및 시스템 BMS(310)에는 본 발명에 따른 식별자 할당 시스템(300)의 제어 로직을 프로그램한 코드를 실행할 수 있는 마이크로프로세서를 포함할 수도 있고, 본 발명에 따른 식별자 할당 시스템(300)의 제어 로직을 논리 회로로 구현한 주문형 반도체 칩을 포함할 수도 있는데, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 식별자 할당 시스템(300)을 설명하기 위해 전력 저장 시스템(10)에 적용된 실시예를 바탕으로 바람직한 실시예를 개시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 단위 BMS(130)가 배터리 팩(100)에 장착된 실시예를 언급하였으나, 본 발명에 따른 식별자 할당 시스템(300)은 배터리 모듈(110)에 장착된 BMS를 단위 BMS(130)로, 또는 상기 배터리 랙(200)에 장착된 BMS(130)를 단위 BMS(130)로 설정할 수 있다. 즉, 본 발명에 있어서 단위 BMS(130)는 식별자 할당 시스템(300)을 구성하는 기본 단위로 이해하여야 함은 자명하다.
이하에서는 상술한 식별자 할당 시스템(300)을 이용하여 단위 BMS(130)에 식별자를 할당하는 방법에 대해서 개시한다. 본 발명에 따른 식별자 할당 방법을 설명함에 있어서, 상술한 식별자 할당 시스템(300)에서 상세히 설명된 부분에 대해서는 반복적인 설명을 생략하도록 한다.
도 6은 본 발명에 따른 식별자 할당 방법의 순서를 도시한 절차 흐름도이다.
먼저, 단계 S400에서, 상기 N개(N은 2이상 정수)의 단위 BMS(130)는 자신이 장착되는 슬롯에 구비된 센서(140)로부터 슬롯 식별 코드를 획득한다. 바람직하게, 슬롯 식별 코드는 배터리 팩(100)이 슬롯에 장착되는 과정에서 단위 BMS(130)에 의해 획득되며, 상기 단위 BMS(130)가 장착된 슬롯의 위치와 대응한다.
다음으로, 단계 S410에서, 상기 단위 BMS(130)는 슬롯 식별 코드를 이용하여 초기식별자를 생성한다. 상술하였듯이 각 단위 BMS(130)는 자신이 장착된 위치와 대응하는 초기식별자를 생성하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 단위 BMS(130)는 생성된 초기식별자를 상기 통신망(320)을 통해서, 상기 시스템 BMS(310)으로 전송한다.
이때, N개의 단위 BMS(130)의 초기식별자 전송 순서는 초기식별자의 값이 낮은 순서 또는 높은 순서대로 상기 시스템 BMS(310)에게 자신의 초기식별자를 전송할 수 있다.
다음으로, 단계 S420에서, 상기 시스템 BMS(310)는 초기식별자를 수신한다. 이때, 수신된 초기식별자가 각 단위 BMS(130)의 슬롯 장착 위치와 대응되는 초기식별자인 경우, 상기 시스템 BMS(310)는 각 단위 BMS(130)가 장착된 위치를 인식하고 이를 메모리부에 저장할 수 있다.
다음으로, 단계 S430에서, 상기 시스템 BMS(310)는 각 단위 BMS(130)로부터 수신한 초기식별자 별로 고유 통신 식별자를 다시 할당한 후 각 단위 BMS(130)에게 전송한다. 이때, 상기 시스템 BMS(310)는 상기 단위 BMS(130)가 장착된 슬롯의 위치에 대응하는 고유 통신 식별자를 할당할 수 있다.
본 발명에 따르면, BMS에 구비된 하드웨어에 통신 식별자의 사전 입력이 필요하지 않은 장점이 있다. 또한, 슬롯 식별 코드에 의해 초기식별자를 생성하므로 중복되는 초기식별자의 발생 확률이 낮다. 따라서 단위 BMS 중 일부가 신규로 교체되어도 식별자가 중첩되지 않도록 운용할 수 있어 장치 확장 내지 설치에 대한 적응성을 높이고 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 단위 BMS의 물리적 위치와 대응되는 식별자를 할당함으로써 배터리 시스템의 유지 보수가 용이하다는 이점이 있다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 도 5에 도시된 본 발명의 식별자 할당 시스템(300)에 대한 각 구성은 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.
즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위하여 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관하게 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.
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.
10 : 전력 저장 시스템 100 : 배터리 팩
110 : 배터리 모듈 111 : 배터리 셀
120 : 팩 케이스 121 : 팩 케이스의 정면판
130 : 단위 BMS 140 : 센서
145 : RFID 태그 146 : 안테나
147 : 집적회로 148 : 판독기
149 : 판독기 안테나 200 : 배터리 랙
200a : 하단 배터리 랙 200b : 중간 단 배터리 랙
200c : 상단 배터리 랙 300 : 식별자 할당 시스템
310 : 시스템 BMS 320 : 통신망

Claims (15)

  1. 자신이 장착된 슬롯의 센서로부터 슬롯 별로 할당된 슬롯 식별 코드를 획득하여 초기식별자를 생성하고 상기 초기식별자를 통신망을 통해 전송하는 N개(N은 2이상의 정수)의 단위 BMS; 및
    상기 통신망을 통하여 각 단위 BMS로부터 수신된 초기식별자 별로 고유 통신 식별자를 다시 할당한 후 상기 통신망을 통해 각 단위 BMS에게 전송하는 시스템 BMS;를 포함하는 것을 특징으로 하는 식별자 할당 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬롯 식별 코드는 슬롯의 위치와 대응하는 코드인 것을 특징으로 하는 식별자 할당 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시스템 BMS는, 상기 수신된 초기식별자를 통해서 각 단위 BMS가 장착된 슬롯의 위치를 인식 및 저장하는 것을 특징으로 하는 식별자 할당 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 시스템 BMS는, 상기 단위 BMS가 장착된 슬롯의 위치에 대응하는 고유 통신 식별자를 할당하는 것을 특징으로 하는 식별자 할당 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 센서는, DIP 스위치인 것을 특징으로 하는 식별자 할당 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 센서는, 안테나 및 집적회로를 포함하는 RFID(Radio-Frequency Identification) 태그인 것을 특징으로 하는 식별자 할당 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단위 BMS는, 초기식별자의 값이 낮은 순서 또는 높은 순서대로 상기 시스템 BMS에게 자신의 초기식별자를 전송하는 것을 특징으로 하는 식별자 할당 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 통신망은 CAN(Controller Area Network) 통신망인 것을 특징으로 하는 식별자 할당 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 초기식별자, 고유 통신 식별자 및 슬롯의 위치 정보를 저장하는 메모리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식별자 할당 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 식별자 할당 시스템을 포함하는 전력 저장 시스템.
  11. 시스템 BMS가 통신망으로 통해 N개(N은 2 이상의 정수)의 단위 BMS들에 대한 식별자를 할당하는 방법에 있어서,
    (a) 각 단위 BMS가 자신이 장착된 슬롯의 센서로부터 슬롯 별로 할당된 슬롯 식별 코드를 획득하여 초기식별자를 생성 후 상기 시스템 BMS에게 전송하는 단계; 및
    (b) 상기 시스템 BMS가 각 단위 BMS로부터 수신한 초기식별자 별로 고유 통신 식별자를 다시 할당한 후 각 단위 BMS에게 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 식별자 할당 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 (a)단계에서, 상기 슬롯 식별 코드는 슬롯의 위치와 대응하는 코드인 것을 특징으로 하는 식별자 할당 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 시스템 BMS가 상기 수신된 초기식별자를 통해서 각 단위 BMS가 장착된 슬롯의 위치를 인식 및 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식별자 할당 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 (b)단계는, 상기 시스템 BMS는 상기 단위 BMS가 장착된 슬롯의 위치에 대응하는 고유 통신 식별자를 할당하는 단계임을 특징으로 하는 식별자 할당 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 (a)단계는, 초기식별자의 값이 낮은 순서 또는 높은 순서대로 상기 시스템 BMS에게 자신의 초기식별자를 전송하는 단계임을 특징으로 하는 식별자 할당 방법.
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