KR20140121186A - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 다수개의 배터리 모듈이 오조립되는 것을 방지하는 배터리 팩이 개시된다.
일 예로, n개의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩에 있어서, n개로 구비되어 상기 배터리 모듈에 각각 형성되고, 상호간에 순차적으로 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템; 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템에 연결된 마스터 배터리 관리 시스템을 포함하고, 상기 마스터 배터리 관리 시스템은 트리거 신호를 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템에 인가하고, 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템 내지 (n-1)번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 상기 트리거 신호 및 상호간에 각각 다른 제 1 내지 제 (n-1) 신호를 다음에 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템으로 전송하며, 최종 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 상기 마스터 배터리 관리 시스템에 제 n 신호를 전송하는 배터리 팩이 개시된다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 다수개의 배터리 모듈이 오조립되는 것을 방지하는 배터리 팩에 관한 것이다.
이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 또한, 전기 차량 등에 적용되는 이차 전지는 원하는 출력을 위해, 다수개의 배터리 셀이 연결된 형태를 사용하게 된다.
이를 위해 다수개의 배터리 셀로 배터리 모듈을 형성하고, 다수개의 배터리 모듈이 결합되어 배터리 팩을 형성하여 사용될 수 있다.
그런데, 각각의 배터리 셀은 실제로 모두 동일하지는 않기 때문에, 충방전시 밸런싱 동작이 수행되는 것이 필요하고, 이를 위해서는 배터리 팩을 구성하는 배터리 모듈이 정확하게 결합되어 있어야만 해당 배터리 셀에 대해 밸런싱이 정확하게 이루어질 수 있다.
본 발명은 다수개의 배터리 모듈이 오조립되는 것을 방지하는 배터리 팩을 제공한다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 n개의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩에 있어서, n개로 구비되어 상기 배터리 모듈에 각각 형성되고, 상호간에 순차적으로 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템; 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템에 연결된 마스터 배터리 관리 시스템을 포함하고, 상기 마스터 배터리 관리 시스템은 트리거 신호를 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템에 인가하고, 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템 내지 (n-1)번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은상기 트리거 신호 및 상호간에 각각 다른 제 1 내지 제 (n-1) 신호를 다음에 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템으로 전송하며, 최종 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 상기 마스터 배터리 관리 시스템에 제 n 신호를 전송할 수 있다.
여기서, 상기 마스터 배터리 관리 시스템은 상기 제 n 신호를 기준값과 비교하여 일치하는 경우 상기 배터리 모듈이 정상적으로 연결된 것으로 판단할 수 있다.
그리고 상기 마스터 배터리 관리 시스템은 상기 제 n 신호를 기준값과 비교하여 일치하지 않는 경우 상기 배터리 모듈이 비정상적으로 연결된 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 상기 마스터 배터리 관리 시스템의 트리거 신호를 기준값으로 미리 저장하고, 두 번째 내지 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 각각 내부에 정상 연결시 이전의 슬레이브 배터리 관리 시스템으로부터 수신할 신호를 기준값으로 미리 저장하고 있을 수 있다.
또한, 첫 번째 내지 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 각각 마스터 배터리 관리 시스템 또는 이전의 슬레이브 배터리 관리 시스템으로부터 실제로 수신한 신호를 기준값과 비교할 수 있다.
또한, 상기 첫 번째 내지 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 수신한 신호가 상기 기준값과 일치하지 않는 경우, 직접 상기 마스터 배터리 관리 시스템에 대해 에러 신호를 전송할 수 있다.
또한, 상기 첫 번째 내지 (n-1)번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 수신한 신호가 상기 기준값과 일치하지 않는 경우, 후단에 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템에 대해 에러 신호를 전송하고, 최종단의 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 상기 마스터 배터리 관리 시스템에 대해 에러 신호를 전송할 수 있다.
또한, 상기 첫 번째 내지 (n-1)번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 수신한 신호가 상기 기준값과 일치하지 않는 경우, 후단에 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템에 대해 신호를 전송하지 않을 수 있다.
또한, 상기 마스터 배터리 관리 시스템은 상기 트리거 신호를 전송한 이후 기준 시간을 측정하고, 상기 기준 시간 내에 상기 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템에서 신호가 수신되지 않는 경우 상기 배터리 모듈이 비정상적으로 연결된 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 트리거 신호, 제 1 신호 내지 제 n 신호는 각각 주파수가 상이하게 설정된 배터리 팩.
또한, 상기 제 1 신호 내지 제 n 신호는 각각 상기 첫 번째 내지 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템의 고유 ID값으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제 1 신호는 상기 트리거 신호의 반전 신호로 구성되고, 제 2 신호 내지 제 n 신호는 선행하는 신호의 반전 신호로 설정되는 배터리 팩.
본 발명에 의한 배터리 팩의 관리 시스템은 각각의 슬레이브 배터리 관리 시스템이 정상적으로 연결되었을 때, 이전에 연결되는 마스터 배터리 관리 시스템 또는 슬레이브 배터리 관리 시스템에서 인가받을 신호의 정보를 기준값으로 저장한다. 따라서, 배터리 모듈의 최초 연결시, 마스터 배터리 관리 시스템에서 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템에 대해 트리거 신호를 전송하면, 첫 번째 내지 (n-1)번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 입력받은 신호를 기준값과 비교하여 일치하는 경우 다음 슬레이브 배터리 관리 시스템에 신호를 전송하며, 최종 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 입력받은 신호가 기준값과 일치하는 경우 마스터 배터리 관리 시스템에 제 n 신호를 전송함으로써, 마스터 배터리 관리 시스템은 모든 배터리 모듈이 정상적으로 연결되었음을 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 관리 시스템의 연결 관계를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 관리 시스템의 연결 관계를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 관리 시스템에서 배터리 모듈이 정상적으로 조립된 상태의 신호 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 관리 시스템에서 배터리 모듈이 오조립된 상태의 신호 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 관리 시스템에서 배터리 모듈이 오조립된 상태의 신호 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 관리 시스템에서 배터리 모듈이 오조립된 상태의 신호 흐름도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 다수개의 배터리 모듈(110), 상기 배터리 모듈(110)에 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템(120), 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)에 연결된 마스터 배터리 관리 시스템(130)을 포함한다.
상기 배터리 모듈(110)은 다수개(도 1에서는 n개로 도시됨)로 구비되며, 그 각각은 내부에 다수개의 배터리 셀(111)을 포함하여 구성된다. 상기 배터리 셀(111)은 리튬 이온 전지와 같은 이차 전지로 구성될 수 있다. 또한, 상기 배터리 셀(111)은 하나의 배터리 모듈(110) 내에서 버스바 등의 구성을 통해 상호간에 직렬 또는 병렬로 연결된다.
상기 배터리 모듈(110)을 구성하는 배터리 셀(111)의 수는 각 배터리 모듈(110)마다 동일하게 구비될 수도 있고, 필요에 따라 각각 달리 구성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 배터리 모듈(110)을 구성하는 배터리 셀(111)의 일부는 12개로 구비되고, 다른 일부는 10개로 구성되어 출력이 다르도록 설정되는 것이 가능하다.
따라서, 상기 배터리 모듈(110)은 배터리 팩(100)을 위한 조립시에 미리 순서에 따라 정확하게 조립되어야 한다. 또한, 각 배터리 모듈(110)마다 배터리 셀(111)의 개수가 모두 동일하게 설정되어 있는 경우라 하더라도, 배터리 모듈(110)이 정확한 순서로 조립되어 있지 않으면, 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)이 배터리 셀(111)의 밸런싱을 수행하는 때, 의도치 않은 배터리 셀(111)의 밸런싱을 수행하게 될 염려가 있다.
이러한 점에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 아래에서 설명할 바와 같이 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)과 마스터 배터리 관리 시스템(130)의 신호 전송을 통해 정확한 배터리 모듈(110)의 조립을 유도한다.
상기 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)은 상기 배터리 모듈(110)과 동일한 수(n개)로 구비된다. 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)을 구성하는 각각(120_1 내지 120_n)은 상기 배터리 모듈(110)과 일대일로 대응되어 결합된다. 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)은 해당 배터리 모듈(110)에 대해, 배터리 셀(111)의 전압과 온도를 감지하고, 배터리 셀(111)들의 밸런싱 동작을 제어한다.
또한, 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)은 각각(120_1 내지 120_n)이 배터리 모듈(110)에 결합된 상태에서 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)과 연결된다. 또한, 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)과의 최초 연결시 연결이 정상적인 순서로 연결되었으면, 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)은 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)으로부터 미리 설정된 트리거 신호를 인가받아 확인하고, 제 1 신호를 두 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_2)에 전달, 두 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_2)은 제 1 신호와 다른 제 2 신호를 세 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_3)에 전달하는 방식으로 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_n)까지 전달한다. 또한, 최종적으로 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_n)은 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)에 제 n 신호를 인가한다. 이를 통해, 최종적으로 마스터 배터리 관리 시스템(130)이 슬레이브 배터리 관리 시스템(120) 및 배터리 모듈(110)의 연결이 정상적인 순서로 이루어졌음을 확인할 수 있다. 반면, 연결이 정상적인 순서로 이루어지지 않은 경우, 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1 내지 120_n)로부터 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)에 전달되는 신호에 연결 순서 오류에 관한 정보가 포함되어 이를 인지할 수 있다.
상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)에 연결된다. 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 배터리 팩(100)에 연결된 릴레이의 제어, 외부 장치와의 통신, 열적 운영을 위한 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)의 액츄에이터 구동 등의 기능을 수행한다. 또한, 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 각각의 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)과 캔(CAN) 통신으로 연결되어, 신호의 송수신을 진행할 수 있다.
상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)과의 최초 연결시, 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템(120) 중 첫 번째로 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)에 대해 미리 설정된 트리거 신호를 송부하고, 최종단에 연결되어 있는 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_n)에서 제 n 신호를 인가받는지 여부를 통해, 슬레이브 배터리 관리 시스템들(120_1 내지 120_n)이 정해진 순서대로 연결된 것인지를 확인한다. 또한, 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 상기 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_n)으로부터 제 n 신호가 인가되지 않는 경우, 슬레이브 배터리 관리 시스템들(120_1 내지 120_n)이 정상적으로 연결되지 않은 것으로 파악하여, 사용자에게 이를 표시할 수 있다.
이하에서는 마스터 배터리 관리 시스템 및 슬레이브 배터리 관리 시스템의 연결시 동작을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 관리 시스템의 연결 관계를 도시한 개념도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 관리 시스템의 연결 관계를 도시한 구성도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)과 연결되며, 각각의 슬레이브 배터리 관리 시스템(120)은 내부에 입력 단자(121), 통신부(122), 메인 컨트롤 유닛(123), 출력 단자(124)를 포함하여 구성된다.
상기 슬레이브 배터리 관리 시스템들(120_1 내지 120_n) 및 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 신호의 입출력 순서에 따라 각각 내부에 다음 표 1과 같이 입력 신호, 내부 기준값, 출력 신호의 정보를 저장하고 있다.
구분 입력 신호 내부 기준값 출력 신호
마스터 배터리 관리 시스템
(130)		 - - 트리거 신호
(s0)
첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템
(120_1)		 트리거 신호
(s0)		 s0 제 1 신호
(s1)
두 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템
(120_1)		 제 1 신호
(s1)		 s1 제 2 신호
(s2)
(n-1) 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템
(120_(n-1))		 제 (n-2) 신호
(s(n-2))		 s(n-2) 제 n-1 신호
(s(n-1))
n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템
(120_n)		 제 (n-1 신호
(s(n-1))		 s(n-1) 제 n 신호
(sn)
마스터 배터리 관리 시스템
(130)		 제 n 신호
(sn)		 sn -
여기서, 상기 트리거 신호(s0), 제 1 신호(s1) 내지 제 n 신호(sn)은 각기 다른 형태의 신호로 구성된다.
상기 신호들은 주파수를 달리하여 형성될 수도 있고, 각 배터리 관리 시스템(120, 130)의 고유 ID 정보를 표시하는 형태로 구성되는 것도 가능하다.
또한, 제 1 신호(s1)는 트리거 신호(s0)에 대한 반전 신호, 제 2 신호(s2)는 제 1 신호(s1)에 대한 반전 신호, 제 3 신호(s3)는 제 2 신호(s2)에 대한 반전 신호, 제 n 신호는 제 (n-1) 신호에 대한 반전 신호로 이루어진 형태로 구성되는 것도 가능하다.
보다 구체적으로 각 배터리 관리 시스템의 동작을 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(100)의 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)에 연결되어, 미리 설정된 형태의 트리거 신호(s0)를 전송한다.
이에 따라, 상기 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)은 상기 트리거 신호(s0)는 입력 단자(121)를 통해 수신하여, 내부에서 통신부(122)로 전달한다. 여기서, 상기 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)의 통신부(122)는 2-채널 아이솔레이터(2 channel isolator)로 구성되어, 입력 신호 및 출력 신호를 분리시킬 수 있다.
또한, 상기 통신부(122)는 상기 트리거 신호(s0)를 메인 컨트롤 유닛(123)에 전달하고, 메인 컨트롤 유닛(123)은 상기 트리거 신호(s0)를 원래 입력받도록 설정된 제 1 기준값(s0)과 비교하여 일치하는지 여부를 판별한다. 또한, 상기 메인 컨트롤 유닛(123)은 상기 트리거 신호(s0)가 기준값(s0)과 일치하는 경우, 상기 통신부(122)에 제어 신호를 인가하며. 이에 따라, 상기 통신부(122)는 상기 출력 단자(124)를 통해 인접하여 연결된 두 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_2)에 제 1 신호(s1)를 전송한다.
또한, 만약 상기 트리거 신호(s0)가 기준값(s0)과 일치하지 않는 경우, 해당 슬레이브 배터리 관리 시스템의 기준값이 트리거 신호(s0)가 아닌 다른 값으로 설정된 것이기 때문에, 상기 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)이 잘못 연결된 것임을 검출할 수 있게 된다.
상기 두 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_2)은 내부의 메인 컨트롤러 유닛(123)을 통해 상기 제 1 신호(s1)를 원래 입력받기로 설정된 기준값과 비교하고, 상기 제 1 신호(s1)가 기준값과 일치하면, 제 2 신호(s2)를 인접하여 연결된 세 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_3)에 전송한다. 또한, 여기서도 상기 제 1 신호(s1)가 기준값과 일치하지 않으면, 해당 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_2)의 기준값이 제 1 신호(s1)가 아닌 다른 값으로 설정된 것이기 때문에, 상기 두 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_2)이 잘못 연결된 것임을 검출할 수 있다.
가장 마지막에 연결된 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_n)은 (n-1)번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_(n-1))으로부터 제 (n-1) 신호를 인가받고, 이를 기준값과 비교한다. 상기 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_n)은 상기 제 (n-1) 신호가 기준값과 일치하는 경우, 최종적으로 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)에 제 n 신호를 전송한다. 이로써, 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 모든 배터리 모듈(110)들이 정상적으로 연결되었음을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 관리 시스템에서 배터리 모듈이 정상적으로 조립된 상태의 신호 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 관리 시스템에서 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)에 대해 트리거 신호(s0)를 전송한다(S10).
그 다음으로, 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)은 트리거 신호(s0)를 기준값과 비교한 후 두 번째 배터리 관리 시스템(120_2)에 대해 제 1 신호(s1)를 전송하고, 두 번째 배터리 관리 시스템(120_2)은 제 1 신호(s1)을 기준값과 비교한 후 세 번째 배터리 관리 시스템(120_3)에 대해 제 2 신호(s2)를 전송하며 이러한 형태로 신호 전송이 수행된다(S11).
그리고 (n-1)번째 배터리 관리 시스템(120_(n-1))은 최종 n번째 배터리 관리 시스템(120_n)에 제 (n-1) 신호를 전송한다(S12).
마지막으로, n번째 배터리 관리 시스템(120_n)은 제 (n-1) 신호를 기준값과 비교하고 일치하는 것으로 확인되면 제 n 신호를 마스터 배터리 관리 시스템(130)에 전송한다(S13). 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 제 n 신호를 기준값과 비교하여 모든 배터리 모듈(110)이 올바른 위치에 연결되었음을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 관리 시스템에서 배터리 모듈이 오조립된 상태의 신호 흐름도이다.
도 5에서는 두 번째 배터리 모듈(110) 및 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_2)이 잘못 연결된 경우를 예로써 도시하였다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 관리 시스템에서 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)에 대해 트리거 신호(s0)를 전송한다(S20).
그 다음으로, 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)은 트리거 신호(s0)를 기준값과 비교한 후 두 번째 배터리 관리 시스템(120_2)에 대해 제 1 신호(s1)를 전송한다(S21).
그리고 두 번째 배터리 관리 시스템(120_2)은 제 1 신호를 기준값과 비교한다. 그런데, 두 번째 배터리 모듈(110) 및 배터리 관리 시스템(120_2)이 잘못 연결된 경우, 기준값이 제 1 신호(s1)가 아닌 다른 값으로 내부에 저장되어 있다. 따라서, 두 번째 배터리 관리 시스템(120_2)은 상기 제 1 신호가 기준값과 상이함을 판별하고, 에러 신호(se)를 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)에 전송한다(S22).
따라서, 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 두 번째 배터리 모듈(110) 및 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_2)이 잘못 연결된 것을 파악하고, 이를 사용자에게 표시할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 관리 시스템에서 배터리 모듈이 오조립된 상태의 신호 흐름도이다.
도 6에서는 두 번째 배터리 모듈(110) 및 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_2)이 잘못 연결된 경우를 예로써 도시하였다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 관리 시스템에서 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)에 대해 트리거 신호(s0)를 전송한다(S30).
그 다음으로, 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)은 트리거 신호(s0)를 기준값과 비교한 후 두 번째 배터리 관리 시스템(120_2)에 대해 제 1 신호(s1)를 전송한다(S31).
그리고 두 번째 배터리 관리 시스템(120_2)은 제 1 신호를 기준값과 비교한다. 그런데, 두 번째 배터리 모듈(110) 및 배터리 관리 시스템(120_2)이 잘못 연결된 경우, 기준값이 제 1 신호(s1)가 아닌 다른 값으로 내부에 저장되어 있다. 따라서, 두 번째 배터리 관리 시스템(120_2)은 상기 제 1 신호가 기준값과 상이함을 판별하고, 에러 신호(se)를 상기 세 번째 배터리 관리 시스템(120_3)에 전송한다. 도또한, 세 번째 내지 (n-1) 번째 슬레이브 모듈(120_3 내지 120_(n-1))에서도 에러 신호(se)는 각각 저장하고 있는 기준값과 상이하기 때문에, 에러 신호(se)는 최종 n번째 슬레이브 모듈(120_n)에 까지 전달된다(S32).
그리고 n번째 배터리 관리 시스템(120_n)은 에러 신호(se)가 기준값(s(n-1))과 상이하기 때문에 에러 신호(se)를 마스터 배터리 관리 시스템(130)에 전달한다(S33).
따라서, 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 두 번째 배터리 모듈(110) 및 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_2)이 잘못 연결된 것을 파악하고, 이를 사용자에게 표시할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 관리 시스템에서 배터리 모듈이 오조립된 상태의 신호 흐름도이다.
도 7에서는 두 번째 배터리 모듈(110) 및 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_2)이 잘못 연결된 경우를 예로써 도시하였다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 관리 시스템에서 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)에 대해 트리거 신호(s0)를 전송한다(S40).
그 다음으로, 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_1)은 트리거 신호(s0)를 기준값과 비교한 후 두 번째 배터리 관리 시스템(120_2)에 대해 제 1 신호(s1)를 전송한다(S41).
그리고 두 번째 배터리 관리 시스템(120_2)은 제 1 신호를 기준값과 비교한다. 그런데, 두 번째 배터리 모듈(110) 및 배터리 관리 시스템(120_2)이 잘못 연결된 경우, 기준값이 제 1 신호(s1)가 아닌 다른 값으로 내부에 저장되어 있다. 따라서, 두 번째 배터리 관리 시스템(120_2)은 상기 제 1 신호가 기준값과 상이함을 판별하고, 이후에 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_3 내지 120_n)에 대해 아무런 신호도 전송하지 않는다(S42).
한편, 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 최초 트리거 신호(s0)를 인가한 이후, 기준 시간(t1)을 측정하고, 기준 시간(t1) 내에 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템(120_n)으로부터 신호가 수신되는지 여부를 체크한다. 그리고 두 번째 배터리 관리 시스템(120_2) 이후에서는 아무런 신호가 발송되지 않으므로, 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 상기 기준 시간(t1)동안 아무런 신호를 수신하지 못한다.
따라서, 상기 마스터 배터리 관리 시스템(130)은 배터리 모듈(110) 및 슬레이브 배터리 관리 시스템(120) 중 일부에서 잘못 연결된 것을 파악하고, 이를 사용자에게 표시할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 배터리 팩을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 배터리 팩 110; 배터리 모듈
120, 120_1 내지 120_n; 슬레이브 배터리 관리 시스템
121; 입력 단자 122; 통신부
123; 메인 컨트롤 유닛 124; 출력 단자
130; 마스터 배터리 관리 시스템

Claims (12)

  1. n개의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩에 있어서,
    n개로 구비되어 상기 배터리 모듈에 각각 형성되고, 상호간에 순차적으로 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템;
    상기 슬레이브 배터리 관리 시스템에 연결된 마스터 배터리 관리 시스템을 포함하고,
    상기 마스터 배터리 관리 시스템은 트리거 신호를 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템에 인가하고, 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템 내지 (n-1)번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 상기 트리거 신호 및 상호간에 각각 다른 제 1 내지 제 (n-1) 신호를 다음에 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템으로 전송하며, 최종 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 상기 마스터 배터리 관리 시스템에 제 n 신호를 전송하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터 배터리 관리 시스템은 상기 제 n 신호를 기준값과 비교하여 일치하는 경우 상기 배터리 모듈이 정상적으로 연결된 것으로 판단하는 배터리 팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터 배터리 관리 시스템은 상기 제 n 신호를 기준값과 비교하여 일치하지 않는 경우 상기 배터리 모듈이 비정상적으로 연결된 것으로 판단하는 배터리 팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 첫 번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 상기 마스터 배터리 관리 시스템의 트리거 신호를 기준값으로 미리 저장하고,
    두 번째 내지 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 각각 내부에 정상 연결시 이전의 슬레이브 배터리 관리 시스템으로부터 수신할 신호를 기준값으로 미리 저장하고 있는 배터리 팩.
  5. 제 4 항에 있어서,
    첫 번째 내지 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 각각 마스터 배터리 관리 시스템 또는 이전의 슬레이브 배터리 관리 시스템으로부터 실제로 수신한 신호를 기준값과 비교하는 배터리 팩.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 첫 번째 내지 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 수신한 신호가 상기 기준값과 일치하지 않는 경우, 직접 상기 마스터 배터리 관리 시스템에 대해 에러 신호를 전송하는 배터리 팩.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 첫 번째 내지 (n-1)번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 수신한 신호가 상기 기준값과 일치하지 않는 경우, 후단에 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템에 대해 에러 신호를 전송하고, 최종단의 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 상기 마스터 배터리 관리 시스템에 대해 에러 신호를 전송하는 배터리 팩.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 첫 번째 내지 (n-1)번째 슬레이브 배터리 관리 시스템은 수신한 신호가 상기 기준값과 일치하지 않는 경우, 후단에 연결된 슬레이브 배터리 관리 시스템에 대해 신호를 전송하지 않는 배터리 팩.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 마스터 배터리 관리 시스템은 상기 트리거 신호를 전송한 이후 기준 시간을 측정하고, 상기 기준 시간 내에 상기 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템에서 신호가 수신되지 않는 경우 상기 배터리 모듈이 비정상적으로 연결된 것으로 판단하는 배터리 팩.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 트리거 신호, 제 1 신호 내지 제 n 신호는 각각 주파수가 상이하게 설정된 배터리 팩.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 내지 제 n 신호는 각각 상기 첫 번째 내지 n번째 슬레이브 배터리 관리 시스템의 고유 ID값으로 설정되는 배터리 팩.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호는 상기 트리거 신호의 반전 신호로 구성되고, 제 2 신호 내지 제 n 신호는 선행하는 신호의 반전 신호로 설정되는 배터리 팩.
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