KR20160027753A - 분산형 배터리 관리 시스템 - Google Patents

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KR20160027753A
KR20160027753A KR1020140116270A KR20140116270A KR20160027753A KR 20160027753 A KR20160027753 A KR 20160027753A KR 1020140116270 A KR1020140116270 A KR 1020140116270A KR 20140116270 A KR20140116270 A KR 20140116270A KR 20160027753 A KR20160027753 A KR 20160027753A
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박용준
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Abstract

본 발명은 분산형 배터리 관리 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 분산형 배터리 관리 시스템은 각 슬레이브 모듈 간 통신라인이 잘못 연결되더라도 각 슬레이브 모듈 간 전위차로 인하여 각 슬레이브 모듈의 소손이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

분산형 배터리 관리 시스템{Distributed Battery Management System}
본 발명은 분산형 배터리 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 각 배터리 센싱 모듈 간 통신라인이 잘못 연결되더라도 각 배터리 센싱 모듈 간 전위차를 상쇄시킬 수 있는 시스템에 관한 것이다.
일반적인 BMS(Battery Management System)는 제어부와 배터리 센싱부를 포함한다.
일반적인 BMS의 배터리 센싱부가 단독 슬레이브 모듈로 구성되어 고전압 배터리 모듈에 분산 배치된 것이 종래의 분산형 BMS다.
종래의 분산형 BMS에서 각 고전압 배터리 모듈에 분산 배치된 각 슬레이브 모듈은 각 고전압 배터리 모듈의 센싱 데이타를 제어부로 송신하기 위해 서로 통신을 한다. 즉, 각 슬레이브 모듈은 데이지 체인 방식으로 서로 연결된 통신라인을 통해 센싱 데이타를 제어부로 송신한다.
그러나, 각 슬레이브 모듈은 각 고전압 배터리 모듈로부터 전원을 공급받고, 각 고전압 배터리 모듈은 서로 직렬연결되어 있기 때문에 각 슬레이브 모듈은 서로 간에 전위차가 발생할 수밖에 없다.
따라서, 종래의 분산형 BMS는 각 슬레이브 모듈 간의 전위차에 의한 문제 발생을 방지하며 서로 원활한 통신을 할 수 있도록 데이지 체인 방식으로 서로 연결된 통신라인 상에 절연회로를 포함한다.
예컨대, 도 1은 종래의 분산형 배터리 관리 시스템에서 두 개의 슬레이브 모듈 간 통신라인 연결구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 분산형 BMS에서 슬레이브 모듈(#1)의 송신 포트(TXUP, TXUN)와 슬레이브 모듈(#2)의 수신 포트(RXLP, RXLN)는 데이지 체인 방식으로 통신라인을 통해 서로 연결되고, 슬레이브 모듈(#1)의 수신 포트(RXUP, RXUN)와 슬레이브 모듈(#2)의 송신 포트(TXLP, TXLN)는 데이지 체인 방식으로 통신라인을 통해 서로 연결된다.
슬레이브 모듈(#1)은 절연회로로서 송신 라인(TXUP, TXUN)의 출력단에 AC커플링 캐패시터를 포함하고, 슬레이브 모듈(#2)은 절연회로로서 송신 라인(TXLP, TXLN)의 출력단에 AC커플링 캐피시터를 포함한다.
각 AC 커플링 캐패시터는 DC 성분을 제거하고 AC성분만 전달함으로써, 슬레이브 모듈(#1)과 슬레이브 모듈(#2) 간의 통신시 두 슬레이브 모듈(#1,#2) 간의 전위차를 상쇄시킬 수 있다.
그러나, 전술한 바와 같이, 종래의 분산형 BMS는 슬레이브 모듈(#1)과 슬레이브 모듈(#2) 간 통신시 절연을 위해 송신 포트(TXUP, TXUN) 및 송신 포트(TXLP, TXLN)의 출력라인에만 AC 커플링 캐패시터를 포함하므로, 각 슬레이브 모듈 간 통신라인의 와이어하네스가 잘못 조립되면, 슬레이브 모듈(#1)과 슬레이브 모듈(#2) 간 통신 시 두 슬레이브 모듈(#1, #2) 간의 전위차를 방지할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우 각 슬레이브 모듈(#1, #2)에 소손이 발생하는 것을 방지할 수 없는 등의 문제점이 있다.
예컨대, 도 2는 종래의 분산형 배터리 관리 시스템에서 두 개의 슬레이브 모듈 간 오조립된 통신라인 연결구성을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 슬레이브 모듈(#1)과 슬레이브 모듈(#2) 간 통신라인의 와이어하네스는 슬레이브 모듈(#1)의 송신 포트(TXUP, TXUN)와 슬레이브 모듈(#2)의 송신 포트(TxLP, TxLN)가 서로 연결되고, 슬레이브 모듈(#1)의 수신 포트(RXUP, RXUN)와 슬레이브 모듈(#2)의 수신 포트(RXLP, RXLN)가 서로 연결되는 등 오조립될 수 있다.
이렇게 슬레이브 모듈(#1)과 슬레이브 모듈(#2) 간 통신라인의 와이어하네스가 잘못 조립되어, 슬레이브 모듈(#1)의 송신 포트(TXUP, TXUN)와 슬레이브 모듈(#2)의 송신 포트(TXLP, TXLN)가 서로 연결된 경우, 슬레이브 모듈(#1)의 송신 포트(TXUP, TXUN)와 슬레이브 모듈(#2)의 송신 포트(TXLP, TXLN)의 출력 라인 각각에 AC 커플링 캐패시터가 포함되어 있어서, 두 슬레이브 모듈(#1,#2) 간 통신시 두 슬레이브 모듈(#1,#2) 간의 전위차는 AC 커플링 캐패시터에 의해 상쇄된다.
그러나, 슬레이브 모듈(#1)의 수신 포트(RXUP, RXUN)와 슬레이브 모듈(#2)의 수신 포트(RXLP, RXLN)가 연결된 경우, 슬레이브 모듈(#1)의 수신 포트(RXUP, RXUN)와 슬레이브 모듈(#2)의 수신 포트(RxLP, RxLN)의 출력 라인 각각에 AC 커플링 캐패시터가 포함되지 않아 두 슬레이브 모듈(#1,#2) 간 통신시 두 슬레이브 모듈(#1,#2) 간 전위차는 상쇄되지 않는다.
따라서, 종래의 분산형 BMS는 슬레이브 모듈(#1)과 슬레이브 모듈(#2) 간 통 신포트가 잘못 조립된 경우 두 슬레이브 모듈(#1,#2) 간 통신시, 슬레이브 모듈(#1)의 전압이 더 높으면 슬레이브 모듈(#2)에 소손이 발생하고, 슬레이브 모듈(#2)의 전압이 더 높으면 슬레이브 모듈(#1)에 소손이 발생하는 등의 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분산형 배터리 관리 시스템의 조립이나 차량 서비스 센터 등에서 유지 보수 서비스시 각 슬레이브 모듈 간 통신라인이 잘못 연결되더라도 각 슬레이브 모듈 간 전위차로 인하여 각 슬레이브 모듈의 소손이 발생하는 것을 방지할 수 있는 분산형 배터리 관리 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 데이지 체인 방식으로 통신라인을 통해 서로 연결된 복수의 배터리 센싱 모듈을 포함하는 분산형 배터리 관리 시스템에서 각 배터리 센싱 모듈은, 자신에게 대응되는 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 센싱하는 배터리 센싱칩; 및 상기 배터리 센싱칩의 송신단 및 수신단을 통해 각각 송신 및 수신된 배터리 전압 값의 DC 성분을 제거하는 절연부를 포함한다.
상기 절연부는, 일측이 상기 배터리 센싱칩의 송신라인에 직렬연결되고, 다른 측이 자신과 연결된 다른 배터리 센싱 모듈의 수신라인에 직렬연결된 제1 절연회로; 및 일측이 상기 배터리 센싱칩의 수신라인에 직렬연결되고, 다른 측이 자신과 연결된 다른 배터리 센싱 모듈의 송신라인에 직렬연결된 제2 절연회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 절연회로 및 상기 제2 절연회로는 캐패시터로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 면에 따른 분산형 배터리 관리 시스템은 자신에게 대응되는 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 센싱하고, 센싱된 상기 배터리 전압 값을 데이지 체인 방식으로 서로 연결된 통신라인을 통해 송수신하는 복수의 배터리 센싱 모듈; 및 상기 복수의 배터리 센싱 모듈 중 상기 통신라인으로 자신과 연결된 배터리 센싱 모듈을 통해 각 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 수신하고, 수신된 상기 각 배터리 모듈의 전압 값에 따라 상기 각 배터리 모듈을 관리하는 배터리 관리 모듈을 포함하고, 각 배터리 센싱 모듈은, 자신에게 대응되는 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 센싱하는 배터리 센싱칩; 및 상기 배터리 센싱칩의 송신단 및 수신단을 통해 각각 송신 및 수신된 배터리 전압 값의 DC 성분을 제거하는 절연부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 절연부는, 일측이 상기 배터리 센싱칩의 송신라인에 직렬연결되고, 다른 측이 자신과 연결된 다른 배터리 센싱 모듈의 수신라인에 직렬연결된 제1 절연회로; 및 일측이 상기 배터리 센싱칩의 수신라인에 직렬 연결되고, 다른 측이 자신과 연결된 다른 배터리 센싱 모듈의 송신라인에 직렬연결된 제2 절연회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 절연회로 및 상기 제2 절연회로는 캐패시터로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 면에 따른 데이지 체인 방식으로 통신라인을 통해 서로 연결된 복수의 배터리 센싱 모듈 및 상기 복수의 배터리 센싱 모듈을 관리하는 배터리 관리 모듈을 포함하는 분산형 배터리 관리 시스템의 분산형 배터리 관리 방법은 상기 복수의 배터리 센싱 모듈이 자신에게 대응되는 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 센싱하고, 센싱된 상기 배터리 전압 값을 데이지 체인 방식으로 서로 연결된 통신라인을 통해 송수신하는 단계; 및 상기 배터리 관리 모듈이 상기 복수의 배터리 센싱 모듈 중 상기 통신라인으로 자신과 연결된 배터리 센싱 모듈을 통해 각 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 수신하고, 수신된 상기 각 배터리 모듈의 전압 값에 따라 상기 각 배터리 모듈을 관리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 통신라인을 통해 송수신하는 단계는, 자신에게 대응되는 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 센싱하는 단계; 및 센싱된 상기 배터리 전압 값에서 DC 성분을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 DC 성분을 제거하는 단계는, 캐패시터로 구성된 절연회로를 통해 상기 센싱된 배터리 전압 값에서 DC 성분을 제거하는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 전압 값을 센싱하는 단계는, 8셀 배터리로 구성된 자신에게 대응되는 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 센싱하는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 분산형 배터리 관리 시스템의 조립이나 차량 서비스 센터 등에서 유지 보수 서비스시 각 슬레이브 모듈 간 통신라인이 잘못 연결되더라도 각 슬레이브 모듈 간 전위차로 인하여 각 슬레이브 모듈의 소손이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 분산형 배터리 관리 시스템에서 두 개의 슬레이브 모듈 간 통신라인 연결구성을 나타낸 도면.
도 2는 종래의 분산형 배터리 관리 시스템에서 두 개의 슬레이브 모듈 간 오조립된 통신라인 연결구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템에 대한 구성도.
도 4는 도 3의 배터리 센싱 모듈에서 절연부를 좀더 구체적으로 나타낸 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템을 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템에 대한 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템은 다수의 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n), 다수의 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n) 및 배터리 관리 모듈(300)을 포함한다.
각 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n)은 다수의 고전압 배터리를 포함하고, 서로 직렬연결된다. 각 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n)은 자신에게 대응되어 근접장착된 각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n)에 전원을 공급한다.
각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n)은 데이지 체인 방식으로 통신라인을 통해 서로 연결된다. 각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n)은 자신에게 대응되는 각 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n)의 배터리 전압 값을 센싱하고, 서로 연결된 통신라인을 통해 센싱된 각 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n)의 배터리 전압 값을 배터리 관리 모듈(300)에 전송한다.
배터리 관리 모듈(300)은 각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n)로부터 각 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n)의 배터리 전압 값을 수신한다.
그런 다음, 배터리 관리 모듈(300)은 각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n)로부터 전송된 각 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n)의 배터리 전압 값에 따라 각 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n) 내 각 배터리 셀들의 상태가 최상의 상태로 유지되도록 관리한다.
이하에서는 각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n)의 동작에 대해 좀더 구체적으로 설명한다.
각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n)은 각 배터리 센싱칩(210-1,210-2,210-3,...,210-n) 및 각 절연부(220-1,220-2,220-3,...,220-n)를 포함하고, 데이지 체인(Daisy-chain) 방식으로 통신라인을 통해 서로 연결된다.
각 배터리 센싱칩(210-1,210-2,210-3,...,210-n)은 각 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n)에 대응되어 1개 이상 사용될 수 있고, 센싱 인피던스 저감을 통해 센싱 정밀도를 증대시킬 수 있도록 각 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n)에 근접장착된다.
예컨대, 배터리 센싱칩은 최대 8셀 배터리를 센싱할 수 있으므로, 96셀 배터리가 존재할 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템은 총 12개의 배터리 센싱칩을 사용하여 96셀 배터리를 관리할 수 있다.
각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n)은 자신에게 대응되는 각 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n)의 배터리 전압 값을 센싱하고, 서로 연결된 통신라인을 통해 센싱된 각 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n)의 배터리 전압 값을 배터리 관리 모듈(300)에 전송한다.
예컨대, 배터리 센싱 모듈(200-1)은 배터리 모듈(100-1)의 배터리 전압 값을 센싱하고, 센싱된 배터리 모듈(100-1)의 배터리 전압 값을 송신 포트(TxL)에 연결된 통신라인을 통해 배터리 센싱 모듈(200-2)에 송신한다.
배터리 센싱 모듈(200-2)은 배터리 센싱 모듈(200-1)이 송신한 배터리 모듈(100-1)의 배터리 전압 값을 수신 포트(RxU)에 연결된 통신라인을 통해 수신하고, 배터리 센싱 모듈(200-1)로부터 수신된 배터리 모듈(100-1)의 배터리 전압 값을 송신 포트(TxL)에 연결된 통신라인을 통해 배터리 센싱 모듈(200-3)에 송신한다.
전술한 바와 같이, 센싱된 배터리 모듈(100-1)의 배터리 전압 값은 최하위 배터리 센싱 모듈(210-1)에서부터 순차적으로 통신라인을 통해 최상위 배터리 센싱 모듈(210-n)까지 전송되고, 최종적으로 최상위 배터리 센싱 모듈(210-n)에 의해 배터리 관리 모듈(300)로 전송된다.
한편, 각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n)은 서로 직렬연결된 각 배터리 모듈(100-1,100-2,100-3,...,100-n)로부터 전원을 공급받으므로, 서로 간에 전위차가 발생한다.
따라서, 각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n)의 각 절연부(220-1,220-2,220-3,...,220-n)는 각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n)간 원활한 통신을 위해 전위차를 상쇄한다.
즉, 각 절연부(220-1,220-2,220-3,...,220-n)는 각 하위 절연회로(220-1a,220-2a,220-3a,...,220-na) 및 각 상위 절연회로(220-1b,220-2b,220-3b,...,220-nb)를 포함하고, 각 하위 절연회로(220-1a,220-2a,220-3a,...,220-na) 및 각 상위 절연회로(220-1b,220-2b,220-3b,...,220-nb)를 통해 하위 배터리 센싱 모듈과 상위 배터리 센싱 모듈 간의 전위차를 상쇄한다.
예컨대, 각 하위 절연회로(220-1a,220-2a,220-3a,...,220-na)는 각 배터리 센싱칩(210-1,210-2,210-3,...,210-n)의 하위 송신 포트(TxL) 및 하위 수신 포트(RxL) 각각에 일측이 직렬연결되고, 다른 측이 배터리 센싱 모듈 간 통신라인에 직렬연결된다.
또한, 각 상위 절연회로(220-1b,220-2b,220-3b,...,220-nb)는 각 배터리 센싱칩(210-1,210-2,210-3,...,210-n)의 상위 송신 포트(TxU) 및 상위 수신 포트(RxU) 각각에 일측이 직렬연결되고, 다른 측이 배터리 센싱 모듈 간 통신라인에 직렬연결된다.
각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n)은 구성과 동작이 서로 같으므로, 이하에서는 배터리 센싱 모듈(200-2) 및 배터리 센싱 모듈(200-3)을 예로 들어 각 배터리 센싱 모듈(200-1,200-2,200-3,...,200-n) 간의 연결 구성을 좀더 상세하게 설명한다.
도 4는 도 3의 배터리 센싱 모듈에서 절연부를 좀더 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 센싱 모듈(200-2)의 하위 절연회로(220-2a)는 4개의 캐패시터들(C1,C2,C3,C4)을 포함한다.
각 캐패시터(C1,C2,C3,C4)는 배터리 센싱칩(210-2)의 하위 송신 포트(TxL)의 마이너스 단자, 플러스 단자(TxLN,TxLP) 및 하위 수신 포트(RxL)의 플러스 단자, 마이너스 단자(RxLP, RxLN) 각각에 일측이 직렬연결된다. 또한, 각 캐패시터(C1,C2,C3,C4)는 다른 측이 배터리 센싱 모듈(200-3)의 배터리 센싱칩(210-3)과의 통신을 위한 통신라인(L1,L2,L3,L4, 와이어하네스) 각각에 직렬연결된다.
여기서 와이어하네스는 통신라인(L1)과 통신라인(L8)이 서로 연결되고, 통신라인(L2)과 통신라인(L7)이 서로 연결되며, 통신라인(L3)과 통신라인(L6)이 서로 연결되고, 통신라인(L4)과 통신라인(L5)이 서로 연결되어 구성된다.
전술한 바를 좀더 구체적으로 설명하면, 캐패시터(C1)는 일측이 배터리 센싱칩(210-2)의 하위 송신 포트의 마이너스 단자(TxLN)에 직렬연결되고, 다른 측이 배터리 센싱 모듈(200-3)의 배터리 센싱칩(210-3)의 상위 수신 포트의 마이너스 단자(RxUN)와의 통신을 위한 통신라인(L1)에 직렬연결된다.
캐패시터(C2)는 일측이 배터리 센싱칩(210-2)의 하위 송신 포트의 플러스 단자(TxLP)에 직렬연결되고, 다른 측이 배터리 센싱 모듈(200-3)의 배터리 센싱칩(210-3)의 상위 수신 포트의 플러스 단자(RxUP)와의 통신을 위한 통신라인(L2)에 직렬연결된다.
여기서 캐패시터(C1)와 캐패시터(C2)는 AC 커플링 캐패시터로서, 배터리 센싱 모듈(200-2)이 상위 배터리 센싱 모듈인 배터리 센싱 모듈(200-3)에 배터리 모듈(100-2)의 배터리 전압 값을 전송할 경우, 배터리 모듈(100-2)의 배터리 전압 값에서 DC 성분을 제거하고 AC 성분만 배터리 센싱 모듈(200-3)의 배터리 센싱칩(210-3)의 상위 수신 포트의 마이너스 단자(RxUN) 및 상위 수신 포트의 플러스 단자(RxUP)로 전송함으로써, 배터리 센싱 모듈(200-2)과 배터리 센싱 모듈(200-3) 간의 전위차를 상쇄시킬 수 있다.
또한, 캐패시터(C3)는 일측이 배터리 센싱칩(210-2)의 하위 수신 포트의 플러스 단자(RxLP)에 직렬연결되고, 다른 측이 배터리 센싱 모듈(200-3)의 배터리 센싱칩(210-3)의 상위 송신 포트의 플러스 단자(TxUP)와의 통신을 위한 통신라인(L3)에 직렬연결된다.
캐패시터(C4)는 일측이 배터리 센싱칩(210-2)의 하위 수신 포트의 마이너스 단자(RxLN)에 직렬연결되고, 다른 측이 배터리 센싱 모듈(200-3)의 배터리 센싱칩(210-3)의 상위 송신 포트의 마이너스 단자(TxUN)와의 통신을 위한 통신라인(L4)에 직렬연결된다.
여기서 캐패시터(C3)와 캐패시터(C4)는 AC 커플링 캐패시터로서, 배터리 센싱 모듈(200-2)이 상위 배터리 센싱 모듈인 배터리 센싱 모듈(200-3)로부터 마이컴(310)의 제어 신호 등을 수신할 경우, 제어 신호에서 DC 성분을 제거하고 AC 성분만 배터리 센싱칩(210-2)의 하위 수신 포트의 마이너스 단자(RxLN) 및 하위 수신 포트의 플러스 단자(RxLP)로 수신되도록 함으로써, 배터리 센싱 모듈(200-2)과 배터리 센싱 모듈(200-3) 간의 전위차를 상쇄시킬 수 있다.
또한, 배터리 센싱 모듈(200-3)의 상위 절연회로(220-3b)는 4개의 캐패시터들(C5,C6,C7,C8)을 포함한다.
각 캐패시터(C5,C6,C7,C8)는 배터리 센싱칩(210-3)의 상위 송신 포트(TxU)의 마이너스 단자, 플러스 단자(TxUN,TxUP) 및 상위 수신 포트(RxU)의 플러스 단자, 마이너스 단자(RxUP, RxUN) 각각에 일측이 직렬연결된다. 또한, 각 캐패시터(C5,C6,C7,C8)는 다른 측이 배터리 센싱 모듈(200-2)의 배터리 센싱칩(210-2)과의 통신을 위한 통신라인(L5,L6,L7,L8, 와이어하네스) 각각에 직렬연결된다.
전술한 바를 좀더 구체적으로 설명하면, 캐패시터(C5)는 일측이 배터리 센싱칩(210-3)의 상위 송신 포트의 마이너스 단자(TxUN)에 직렬연결되고, 다른 측이 배터리 센싱 모듈(200-2)의 배터리 센싱칩(210-2)의 하위 수신 포트의 마이너스 단자(RxLN)와의 통신을 위한 통신라인(L5)에 직렬연결된다.
캐패시터(C6)는 일측이 배터리 센싱칩(210-3)의 상위 송신 포트의 플러스 단자(TxUP)에 직렬연결되고, 다른 측이 배터리 센싱 모듈(200-2)의 배터리 센싱칩(210-2)의 하위 수신 포트의 플러스 단자(RxLP)와의 통신을 위한 통신라인(L6)에 직렬연결된다.
여기서 캐패시터(C5)와 캐패시터(C6)는 AC 커플링 캐패시터로서, 배터리 센싱 모듈(200-3)이 하위 배터리 센싱 모듈인 배터리 센싱 모듈(200-2)로 마이컴(310)의 제어 신호 등을 전송할 경우, 제어 신호에서 DC 성분을 제거하고 AC 성분만 배터리 센싱 모듈(200-2)의 배터리 센싱칩(210-2)의 하위 수신 포트의 마이너스 단자(RxLN) 및 하위 수신 포트의 플러스 단자(RxLP)로 수신되도록 함으로써, 배터리 센싱 모듈(200-2)과 배터리 센싱 모듈(200-3) 간의 전위차를 상쇄시킬 수 있다.
캐패시터(C7)는 일측이 배터리 센싱칩(210-3)의 상위 수신 포트의 플러스 단자(RxUP)에 직렬연결되고, 다른 측이 배터리 센싱 모듈(200-2)의 배터리 센싱칩(210-2)의 하위 송신 포트의 플러스 단자(TxLP)와의 통신을 위한 통신라인(L7)에 직렬연결된다.
캐패시터(C8)는 일측이 배터리 센싱칩(210-3)의 상위 수신 포트의 마이너스 단자(RxUN)에 직렬연결되고, 다른 측이 배터리 센싱 모듈(200-2)의 배터리 센싱칩(210-2)의 하위 송신 포트의 마이너스 단자(TxLN)와의 통신을 위한 통신라인(L8)에 직렬연결된다.
여기서 캐패시터(C7)와 캐패시터(C8)는 AC 커플링 캐패시터로서, 배터리 센싱 모듈(200-3)이 하위 배터리 센싱 모듈인 배터리 센싱 모듈(200-2)로부터 배터리 모듈(100-2)의 배터리 전압을 수신할 경우, 배터리 모듈(100-2)의 배터리 전압 값에서 DC 성분을 제거하고 AC 성분만 배터리 센싱칩(210-3)의 상위 수신 포트의 마이너스 단자(RxUN) 및 상위 수신 포트의 플러스 단자(RxUP)로 수신되도록 함으로써, 배터리 센싱 모듈(200-2)과 배터리 센싱 모듈(200-3) 간의 전위차를 상쇄시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 통신라인인 와이어하네스가 오조립[통신라인(L1)과 통신라인(L5)의 연결, 통신라인(L2)과 통신라인(L6)의 연결, 통신라인(L3)과 통신라인(L7)의 연결, 통신라인(L4)과 통신라인(L8)의 연결]되더라도, 각 AC 커플링 캐패시터들(C1 및 C2, C3 및 C4, C5 및 C6, C7 및 C8)에 의해 배터리 센싱 모듈(200-2)과 배터리 센싱 모듈(200-3) 간의 전위차를 상쇄시킬 수 있어서, 배터리 센싱 모듈(200-2) 또는 배터리 센싱 모듈(200-3)의 소손을 방지할 수 있다.
이상 바람직한 실시예와 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 관해 구체적으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100-1,100-2,100-3,...,100-n : 베터리 모듈들
200-1,200-2,200-3,...,200-n : 배터리 센싱 모듈들
300 : 배터리 관리 모듈

Claims (10)

  1. 데이지 체인 방식으로 통신라인을 통해 서로 연결된 복수의 배터리 센싱 모듈을 포함하는 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서,
    각 배터리 센싱 모듈은,
    자신에게 대응되는 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 센싱하는 배터리 센싱칩; 및
    상기 배터리 센싱칩의 송신단 및 수신단을 통해 각각 송신 및 수신된 배터리 전압 값의 DC 성분을 제거하는 절연부를 포함하는 것
    인 분산형 배터리 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절연부는,
    일측이 상기 배터리 센싱칩의 송신라인에 직렬연결되고, 다른 측이 자신과 연결된 다른 배터리 센싱 모듈의 수신라인에 직렬연결된 제1 절연회로; 및
    일측이 상기 배터리 센싱칩의 수신라인에 직렬연결되고, 다른 측이 자신과 연결된 다른 배터리 센싱 모듈의 송신라인에 직렬연결된 제2 절연회로를 포함하는 것
    인 분산형 배터리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 절연회로 및 상기 제2 절연회로는 캐패시터로 구성된 것
    인 분산형 배터리 관리 시스템.
  4. 자신에게 대응되는 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 센싱하고, 센싱된 상기 배터리 전압 값을 데이지 체인 방식으로 서로 연결된 통신라인을 통해 송수신하는 복수의 배터리 센싱 모듈; 및
    상기 복수의 배터리 센싱 모듈 중 상기 통신라인으로 자신과 연결된 배터리 센싱 모듈을 통해 각 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 수신하고, 수신된 상기 각 배터리 모듈의 전압 값에 따라 상기 각 배터리 모듈을 관리하는 배터리 관리 모듈을 포함하고,
    각 배터리 센싱 모듈은,
    자신에게 대응되는 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 센싱하는 배터리 센싱칩; 및
    상기 배터리 센싱칩의 송신단 및 수신단을 통해 각각 송신 및 수신된 배터리 전압 값의 DC 성분을 제거하는 절연부를 포함하는 것
    인 분산형 배터리 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 절연부는,
    일측이 상기 배터리 센싱칩의 송신라인에 직렬연결되고, 다른 측이 자신과 연결된 다른 배터리 센싱 모듈의 수신라인에 직렬연결된 제1 절연회로; 및
    일측이 상기 배터리 센싱칩의 수신라인에 직렬 연결되고, 다른 측이 자신과 연결된 다른 배터리 센싱 모듈의 송신라인에 직렬연결된 제2 절연회로를 포함하는 것
    인 분산형 배터리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 절연회로 및 상기 제2 절연회로는 캐패시터로 구성된 것
    인 분산형 배터리 관리 시스템.
  7. 데이지 체인 방식으로 통신라인을 통해 서로 연결된 복수의 배터리 센싱 모듈 및 상기 복수의 배터리 센싱 모듈을 관리하는 배터리 관리 모듈을 포함하는 분산형 배터리 관리 시스템의 분산형 배터리 관리 방법에 있어서,
    상기 복수의 배터리 센싱 모듈이 자신에게 대응되는 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 센싱하고, 센싱된 상기 배터리 전압 값을 데이지 체인 방식으로 서로 연결된 통신라인을 통해 송수신하는 단계; 및
    상기 배터리 관리 모듈이 상기 복수의 배터리 센싱 모듈 중 상기 통신라인으로 자신과 연결된 배터리 센싱 모듈을 통해 각 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 수신하고, 수신된 상기 각 배터리 모듈의 전압 값에 따라 상기 각 배터리 모듈을 관리하는 단계
    를 포함하는 분산형 배터리 관리 시스템의 분산형 배터리 관리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 통신라인을 통해 송수신하는 단계는,
    자신에게 대응되는 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 센싱하는 단계; 및
    센싱된 상기 배터리 전압 값에서 DC 성분을 제거하는 단계를 포함하는 것
    인 분산형 배터리 관리 시스템의 분산형 배터리 관리 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 DC 성분을 제거하는 단계는,
    캐패시터로 구성된 절연회로를 통해 상기 센싱된 배터리 전압 값에서 DC 성분을 제거하는 단계인 것
    인 분산형 배터리 관리 시스템의 분산형 배터리 관리 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 배터리 전압 값을 센싱하는 단계는,
    8셀 배터리로 구성된 자신에게 대응되는 배터리 모듈의 배터리 전압 값을 센싱하는 단계인 것
    인 분산형 배터리 관리 시스템의 분산형 배터리 관리 방법.
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