KR20150066222A - 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 장치 및 방법 - Google Patents

전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 관리시스템의 펌웨어를 다운로드 장비를 이용하여 편리하게 다운로드 할 수 있는 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 장치 및 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 장치는 배터리관리시스템(11)과 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩(10); 상기 배터리관리시스템(11)에 전원과 펌웨어를 인터페이스하는 인터페이스 회로(20); 펌웨어를 상기 인터페이스 회로(20)를 통해 상기 배터리 팩(10)으로 다운로드하는 PC(30); 및 상기 인터페이스 회로(20)와 상기 PC(30)간 CAN/USB 통신을 제공하는 CAN/USB 인터페이스(40);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 장치 및 방법{Method and apparatus for download firmware in battery managenent system for electric bycycle}
본 발명은 배터리 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 관리시스템의 펌웨어(firmware)를 다운로드 장비를 이용하여 편리하게 다운로드할 수 있는 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 장치 및 방법에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 배터리 셀과 충방전 회로 등을 포함하는 배터리 팩 형태로 구현되고 있다. 이러한 배터리 팩은 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자 기기에 사용되거나 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
한편, 최근에는 출퇴근 수단 및 취미 수단으로 사용되고 있는 통상적인 자전거가 오르막 길 등에서 사람들의 무리한 체력을 요구하고 속도를 떨어뜨린다는 이유로, 전기 자전거가 많이 이용되고 있는 추세에 있다.
이러한 전기 자전거는 모터의 구동에 의해 동작하며, 이에 따라 전기 자전거 모터의 구동용 전원으로도 배터리팩이 채용되고 있다.
배터리팩은 충전기를 통해 변환된 DC 전원을 저장한다. 이를 위하여 배터리팩은 전기 에너지를 저장할 수 있도록 셀(Cell)을 여러 개로 묶어 만드는 배터리 모듈과 배터리 모듈을 관리제어하기 위한 제어부(배터리관리시스템(Battery Management System))으로 구성된다.
초기에는 전동자건거의 비정상 동작시 리셋을 위한 스위치가 없어 불편하였고, 이를 개선하기 위하여 비정상 동작시 사용자가 수동으로 리셋할 수 있도록 리셋 회로를 구성하였다.
종래에는 디버깅 환경이 없는 상황에서도 업데이트를 위해 CAN 통신을 이용한 부트로더(BOOTLOADER) 방식을 사용하게 되었다. 하지만 부트로더 제어로직(CHG HIGH, IGN LOW)으로 진입하기 위해서는 IGN 스위치를 누른 상태에서 충전기를 꽂아야만 MCU가 부트 모드(BOOT Mode)로 진입할 수 있는 번거로움이 있었다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 방법을 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 전기자전거(E-BIKE)용 배터리관리시스템(BMS)의 펌웨어 다운로드 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
종래 기술에 따른 전기자전거용 배러티관리시스템(BMS)의 펌웨어 다운로드 방법은 도 1에 나타낸 바와 같이, 애플리케이션 모드(BMS 동작모드)에서(S10), 펌웨어를 다운로드 받기 위하여 BMS를 셧 다운한다(S20).
그 다음 부트로더 제어로직(CHG HIGH, IGN LOW)으로 진입하기 위해서는 IGN 스위치를 누른 상태에서(S30) 충전기를 연결한다(S40). 여기서 충전기는 AC전원을 DC전원으로 변환하여 배터리 팩(Battery Pack)을 충전 할 수 있도록 만든 충전장치이다.
충전기(S40)를 연결한 상태에서 부트로더 모드에 진입했는가(IGN 스위치 온)인가를 판단하여(S50) 진입하였다면 부트로더 GUI(graphical user interface) 연결하고(60)한다. 여기서, 부트로더는 하드웨어를 초기화 시켜주고 플래쉬 라이트(flash write), 소거(erase) 등 플래쉬 메모리(flash memory)를 다룰 수 있도록 하는 방식이다.
그리고 펌웨어를 배터리관리시스템(BMS)에 다운로드하고(S70), 다운로드가 완료되면 애플리케이션 모드(BMS 동작모드)로 동작한다(S80).
그러나 이러한 종래 기술에 있어서는 부트로더 제어로직(CHG HIGH, IGN LOW)으로 진입하기 위해서는 IGN 스위치를 누른 상태에서 충전기를 꽂아야만 배터리관리시스템의 제어부(MCU)가 부트모드(BOOT Mode)로 진입할 수 있는 번거로움이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 배터리 관리시스템의 펌웨어를 다운로드 장비를 이용하여 편리하게 다운로드할 수 있는 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 장치는, 배터리관리시스템과 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩; 상기 배터리관리시스템에 전원과 펌웨어를 인터페이스하는 인터페이스 회로; 펌웨어를 상기 인터페이스 회로를 통해 상기 배터리 팩으로 다운로드하는 PC; 및 상기 인터페이스 회로와 상기 PC간 CAN/USB 통신을 제공하는 CAN/USB 인터페이스;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 방법은, 애플리케이션 모드(BMS 동작모드)에서, 펌웨어를 다운로드 받기 위하여 배터리 팩의 배터리관리시스템(BMS)을 셧 다운하는 단계; 배터리관리시스템에 전원과 펌웨어를 인터페이스하는 인터페이스 회로를 이용하여 펌웨어를 다운로드할 PC와 배터리 팩을 연결하는 단계; 및 PC의 펌웨어를 인터페이스 회로를 통해 배터리관리시스템(BMS)에 다운로드하고, 다운로드가 완료되면 애플리케이션 모드(BMS 동작모드)로 동작하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 다운로드 툴(tool)을 이용하여 부트로더에 진입하게 되면 사용자가 IGN 스위치를 누른 상태에서 충전기를 꽂아야하는 번거로움이 없어 편리하게 다운로드할 수 있다.
둘째, 많은 수의 전기자전거 팩(E-BIKE PACK)의 펌웨어(F/W)업데이트에도 빠른 시간에 진행할 수 있다.
셋째, 기존 제품에서 사용하고 있는 6PIN 커넥터를 이용하여 부트로더(BOOTLOADER) 환경을 만들어주어 별도의 젠더를 제작하지 않아도 되기 때문에 비용을 절감할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기자전거(E-BIKE)용 배터리관리시스템(BMS)의 펌웨어 다운로드 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기자전거(E-BIKE)용 배터리관리시스템(BMS)의 펌웨어 다운로드 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기자전거(E-BIKE)용 배터리관리시스템(BMS)의 펌웨어 다운로드 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기자전거(E-BIKE)용 배터리관리시스템(BMS)의 펌웨어 다운로드 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 전기자전거(E-BIKE)용 배터리관리시스템(BMS)의 펌웨어 다운로드 장치는 도 2에 나타낸 바와 같이, 배터리관리시스템(11)과 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩(10)과 배터리관리시스템(11)에 전원과 펌웨어를 인터페이스하는 인터페이스 회로(20)와, 펌웨어를 인터페이스 회로(20)를 통해 배터리 팩(10)으로 다운로드하는 GUI를 포함하는 PC(30) 및 인터페이스 회로(20)와 PC(30)간 CAN/USB 통신을 제공하는 CAN/USB 인터페이스(40)를 포함하여 구성된다.
여기서, 인터페이스 회로(20)는 전원공급부(50)의 전원을 배터리 팩(10)으로 전송하기 위한 충전기인 전원회로(21)와, PC(30)와 인터페이스 회로(20)간 USB 통신을 제공하는 USB(22)로 구성된다.
그리고, CAN 통신은 차량용 네트워크를 위해 고안된 시리얼 통신 네트워크의 통신 방식이다.
한편 인터페이스 회로(20)는 CHG, CAN_H, CAN_L 및 IGN 핀이 있고, 배터리 관리 시스템은 CHG, CAN_H, CAN_L, IGN 핀, P+ 및 P-핀이 있다. 참고로 IGN은 IGNITION SWITCH로 점화장치, 시스템 동작 스위치이다.
또한, 배터리 팩(10)과 인터페이스 회로(20)는 6핀 커넥터로 연결된다.
이와 같은 본 발명은 인터페이스 툴인 인터페이스 회로(20)를 통해 PC(30)에서 다운로드하고자 하는 펌웨어를 배터리관리시스템(11)에 업데이트한다.
이를 위하여 본 발명에서는 인터페이스 회로(20) 내부의 CHG(CHARGER), IGN PIN의 상태를 각각 HIGH와 LOW의 상태로 자동으로 만들어 주어 배터리관리시스템(BMS) 셧다운 상태에서 인터페이스 회로(20) 연결 즉시 부트로더(BOOTLOADER) 상태에 진입할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 전기자전거(E-BIKE)용 배터리관리시스템(BMS)의 펌웨어 다운로드 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에 따른 전기자전거(E-BIKE)용 배터리관리시스템(BMS)의 펌웨어 다운로드 방법은 애플리케이션 모드(BMS 동작모드)에서(S110), 펌웨어를 다운로드 받기 위하여 BMS를 셧 다운한다(S130).
그 다음 도 2에 나타낸 바와 같은 인터페이스 회로(20)를 이용하여 PC(30)와 배터리 팩(10)을 연결한다(S150). 물론 PC(30)와 인터페이스 회로(20)는 CAN/USB 인터페이스(40)와 연결되고, 인터페이스 회로(20)와 배터리 팩(10)은 커넥터(61, 62)와 연결되어 있다.
그에 따라 부트 모드로 진입하였다면(S170), 부트로더 GUI(graphical user interface) 연결한다(S190). 이때, 인터페이스 회로(20) 내부의 CHG(CHARGER), IGN PIN의 상태를 각각 HIGH와 LOW의 상태로 자동으로 만들어 주어 배터리관리시스템(BMS) 셧다운 상태에서 인터페이스 회로(20) 연결 즉시 부트로더(BOOTLOADER) 상태에 진입할 수 있도록 한다. 여기서, 부트로더는 하드웨어를 초기화시켜주고 플래쉬 라이트(flash write), 소거(erase) 등 플래쉬 메모리(flash memory)를 다룰 수 있도록 하는 방식이다.
그리고 PC(30)의 펌웨어를 배터리관리시스템(BMS)(11)에 다운로드하고(S210), 다운로드가 완료되면 애플리케이션 모드(BMS 동작모드)로 동작한다(S230).
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
10 : 배터리 팩 11 : 배터리관리시스템(BMS)
20 : 인터페이스 회로 21 : 전원회로
22 : USB 30 : PC(GUI)
40 : CAN/USB 인터페이스 50 : 전원공급부
61, 62 : 커넥터

Claims (5)

  1. 배터리관리시스템(11)과 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩(10);
    상기 배터리관리시스템(11)에 전원과 펌웨어를 인터페이스하는 인터페이스 회로(20);
    펌웨어를 상기 인터페이스 회로(20)를 통해 상기 배터리 팩(10)으로 다운로드하는 PC(30); 및
    상기 인터페이스 회로(20)와 상기 PC(30)간 CAN/USB 통신을 제공하는 CAN/USB 인터페이스(40);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로(20)는 전원공급부(50)의 전원을 상기 배터리 팩(10)으로 전송하기 위한 전원회로(21)와, 상기 PC(30)와 상기 인터페이스 회로(20)간 USB 통신을 제공하는 USB(22)로 구성됨을 특징으로 하는 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로(20) 내부의 CHG(CHARGER), IGN PIN의 상태를 각각 HIGH와 LOW의 상태로 자동으로 만들어 주어 상기 배터리관리시스템(BMS) 셧다운 상태에서 인터페이스 회로(20) 연결 즉시 부트로더(BOOTLOADER) 상태에 진입되도록 설정한 것을 특징으로 하는 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 장치.
  4. 애플리케이션 모드(BMS 동작모드)에서(S110), 펌웨어를 다운로드 받기 위하여 배터리 팩(10)의 배터리관리시스템(BMS)(11)을 셧 다운하는 단계(S130);
    배터리관리시스템(11)에 전원과 펌웨어를 인터페이스하는 인터페이스 회로(20)를 이용하여 펌웨어를 다운로드할 PC(30)와 상기 배터리 팩(10)을 연결하는 단계(S150); 및
    상기 PC(30)의 펌웨어를 상기 인터페이스 회로(20)를 통해 상기 배터리관리시스템(BMS)(11)에 다운로드하고(S210), 다운로드가 완료되면 애플리케이션 모드(BMS 동작모드)로 동작하는 단계(S230);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배터리관리시스템(BMS) 셧다운 상태에서 상기 인터페이스 회로(20)와 PC(30) 연결 즉시 상기 인터페이스 회로(20) 내부의 CHG(CHARGER), IGN PIN의 상태를 각각 HIGH와 LOW의 상태로 자동으로 만들어 주어 상기 펌웨어를 다운로드할 수 있는 부트로더(BOOTLOADER) 상태에 진입할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자전거용 배터리 관리 시스템의 펌웨어 다운로드 방법.
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