KR20160077689A - Bms 시뮬레이션 장치 - Google Patents

Bms 시뮬레이션 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160077689A
KR20160077689A KR1020140187896A KR20140187896A KR20160077689A KR 20160077689 A KR20160077689 A KR 20160077689A KR 1020140187896 A KR1020140187896 A KR 1020140187896A KR 20140187896 A KR20140187896 A KR 20140187896A KR 20160077689 A KR20160077689 A KR 20160077689A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
cell
bms
resistance value
simulation apparatus
Prior art date
Application number
KR1020140187896A
Other languages
English (en)
Inventor
김태윤
김철택
최일훈
최용석
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020140187896A priority Critical patent/KR20160077689A/ko
Publication of KR20160077689A publication Critical patent/KR20160077689A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/2803—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP] by means of functional tests, e.g. logic-circuit-simulation or algorithms therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 소정의 전압을 생성하는 전압 생성부와, 전압 생성부로부터 생성된 전압에 따라 복수의 셀 전압을 생성하여 BMS에 공급하는 셀 전압 생성부와, 셀 전압 생성부에 소정의 제어 신호를 공급하여 셀 전압을 조절하는 제어부를 포함하는 BMS 시뮬레이션 장치가 제시된다.

Description

BMS 시뮬레이션 장치{BMS simulation apparatus}
본 발명은 BMS 시뮬레이션 장치에 관한 것으로, 특히 셀 전압의 변경이 용이하고 휴대 가능한 BMS 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.
가솔린이나 중유를 주연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기오염 등 공해 발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서, 최근에는 공해 발생을 줄이기 위하여 배터리 시스템(Battery system)에서 출력되는 전기 에너지에 의해 동작하는 전기 자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차가 개발되고 있다.
전기 또는 하이브리드 자동차의 배터리 시스템은 복수의 셀이 직병렬 연결되어 에너지를 저장하고 제공하는 배터리를 포함할 수 있다. 그런데, 배터리 자체의 전기화학적 비선형성 및 불안정 특성으로 인해 배터리 과충방전이나 가혹한 운용 환경에서 배터리 셀의 손상으로 인한 폭발 위험성을 내재하고 있다. 따라서, 배터리의 관리 및 제어를 위한 알고리즘 수행을 담당하는 배터리 관리 장치(Battery Management System: 이하 BMS라 함)를 이용하여 최적 충방전량, 부하 특성 모니터링 및 열관리 등을 통해 배터리의 안정성을 확보하고 있다.
한편, BMS를 개발 및 생산한 후 신뢰성을 평가하기 위해 실제 배터리에 BMS를 장착 후 테스트를 실시해야 하는데, 이를 위한 BMS 시뮬레이션 장치가 필요하다. 즉, BMS 시뮬레이션 장치는 실제 배터리에서 발생할 수 있는 각종 상황에 대한 가상 환경을 만들어 BMS로 전송하고, 이에 따른 BMS의 동작 특성을 분석함으로서 BMS의 정상 동작 여부를 판단한다. 이러한 BMS 시뮬레이션 장치의 예가 한국공개특허 제10-2014-0115617호에 제시되어 있다.
그런데, BMS 시뮬레이션 장치의 설계와 동작은 주어진 규격과 기준에 따라야 하며, 수행에 주어진 모든 기능적, 비기능적 요건을 만족하여야 하기 때문에 HIL(Hardware In loop) 시스템으로 구현되어야 한다. 따라서, 컴퓨터와 통신을 위해 표준 통신 방식인 GPIB(General Purpose Input output Bus) 등을 이용해야 하는데, 이러한 통신 방식은 속도가 느린 단점이 있다. 또한, 장치 내에서 복수의 셀 전압을 각각 생성하기 위해 복수의 DC-DC 컨버터가 필요하게 되고, 그에 따라 장치의 사이즈가 크고 막대한 비용을 필요로 하는 단점이 있다. 실제 BMS에서는 동작 확인만을 위해 시뮬레이션 장치를 이용하는 경우가 많은데 고가의 시뮬레이션 장치는 사이즈가 크고 수도 모자라서 이용하기 불편하다.
본 발명은 사이즈가 작아 휴대 가능하며 적은 비용으로 제작 가능한 BMS 시뮬레이션 장치를 제공한다.
본 발명은 다양한 셀 전압을 용이하게 조절할 수 있는 BMS 시뮬레이션 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 BMS 시뮬레이션 장치는 소정의 전압을 생성하는 전압 생성부; 상기 전압 생성부로부터 생성된 전압에 따라 복수의 셀 전압을 생성하여 BMS에 공급하는 셀 전압 생성부; 및 상기 셀 전압 생성부에 소정의 제어 신호를 공급하여 상기 셀 전압을 조절하는 제어부를 포함한다.
상기 셀 전압 생성부는 직렬 연결된 복수의 가변 저항을 포함하고, 상기 가변 저항은 포텐셔미터를 포함할 수 있다.
상기 복수의 셀 전압은 상기 복수의 포텐셔미터 각각의 사이에서 상기 포텐셔미터의 저항값에 따라 전위가 조절되어 출력될 수 있다.
상기 제어부는 사용자의 프로그램 신호에 따라 상기 제어 신호를 생성하여 적어도 하나의 상기 포텐셔미터의 저항값을 변화시킬 수 있다.
배터리 셀의 특정 상태와 그에 따른 셀 전압 및 이를 위한 포텐셔미터의 저항값이 매칭되어 데이터가 저장된 데이터 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 데이터 저장부의 데이터를 참조하여 복수의 가변 저항의 적어도 하나의 저항값을 조절할 수 있다.
상기 전압 생성부는 상기 셀 전압의 수 및 상기 포텐셔미터의 저항값에 따라 소정의 전압을 생성할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 BMS 시뮬레이션 장치는 복수의 가변 저항을 포함하는 셀 전압 생성부가 저항값에 따른 복수의 셀 전압을 생성하여 BMS로 출력한다. 따라서, 장치의 사이즈를 줄일 수 있어 휴대 가능하게 되며, 적은 비용으로 시뮬레이션 장치를 제작할 수 있다.
또한, 복수의 가변 저항을 제어 신호에 따라 조절할 수 있는 포텐셔미터 등으로 구현하고 사용자의 프로그램 신호에 따라 제어부가 제어 신호를 생성하여 적어도 하나의 포텐셔미터의 저항값을 조절할 수 있다. 따라서, 사용자에 의한 프로그램에 따라 셀 전압을 용이하게 조절할 수 있는 프로그램이 가능한 시뮬레이션 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 시뮬레이션 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 시뮬레이션 장치의 회로도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 시뮬레이션 장치의 구성도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 시뮬레이션 장치의 회로도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
1. BMS 시뮬레이션 장치의 일 실시 예
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 BMS 시뮬레이션 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 BMS 시뮬레이션 장치(100)는 외부의 전원부(10)로부터 공급되는 소정의 전원을 이용하여 소정의 제 1 전압을 생성하는 제 1 전압 생성부(110)와, 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)을 포함하여 제 1 전압 생성부(110)로부터 공급되는 소정의 제 1 전압에 따라 복수의 셀 전압을 생성하는 셀 전압 생성부(120)와, 셀 전압 생성부(120)에 소정의 제어 신호를 인가하여 적어도 하나의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값을 가변시킴으로써 적어도 하나의 셀 전압을 변화시키는 제어부(130)를 포함할 수 있다. 또한, 외부의 전원부(10)로부터 공급되는 소정의 전원을 이용하여 제어부(130)의 구동을 위한 소정의 제 2 전압을 생성하는 제 2 전압 생성부(140)를 더 포함할 수 있다.
1.1. 제 1 전압 생성부
제 1 전압 생성부(110)는 외부에 마련된 전원부(10)으로부터 공급되는 예를 들어 220V 교류 전압을 이용하여 복수의 셀 전압을 생성하기 위한 직류 전압을 생성하고, 이를 셀 전압 생성부(120)에 공급한다. 제 1 전압 생성부(110)는 셀 전압 생성부(120)로부터 생성되는 셀 전압의 수, 셀 전압의 전위, 그리고 셀 전압 생성부(120)를 이루는 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값 등에 따라 소정의 직류 전압을 생성할 수 있다. 이러한 전압 생성부(110)는 예를 들어 220V의 교류 전압을 이용하여 100V∼500V의 직류 전압을 생성할 수 있다. 이를 위해 제 1 전압 생성부(110)는 교류 전압을 소정의 직류 전압으로 변환시키는 변환부(미도시)와, 변환부의 출력 전압을 증폭시키는 증폭부(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 변환부는 220V의 교류 전압을 12V의 직류 전압으로 변환시킬 수 있고, 증폭부는 12V의 직류 전압을 100V∼500V의 직류 전압으로 증폭시킬 수 있다. 이렇게 본 발명은 하나의 전압 생성부(110)를 이용하여 구동 전압을 생성하므로 종래보다 장치 사이즈를 크게 줄일 수 있다.
1.2. 셀 전압 생성부
셀 전압 생성부(120)는 제 1 전압 생성부(110)의 출력 전압을 이용하여 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 생성한다. 셀 전압 생성부(120)로부터 생성된 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)은 BMS(20)에 입력되어 BMS(20)의 셀 전압 테스트에 이용된다. 이러한 셀 전압 생성부(120)는 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)을 포함할 수 있다. 즉, 셀 전압 생성부(120)는 제 1 전압 생성부(110)의 출력 단자와 접지 단자(Vss) 사이에 직렬 연결된 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)을 포함할 수 있다. 이때, 인접한 가변 저항(R1 내지 Rn) 사이의 출력이 일 셀 전압(V1 내지 Vn)이 된다. 예를 들어, 제 1 가변 저항(R1)과 제 2 가변 저항(R2) 사이에서 제 1 셀 전압(V1)이 출력되고, 제 2 가변 저항(R2)과 제 3 가변 저항(R3) 사이에서 제 2 셀 전압(V2)가 출력된다. 또한, 셀 전압 생성부(120)는 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)과 적어도 일 가변 저항의 전압 분배에 따라 소정의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 셀 전압(V1)은 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값의 합과 제 1 가변 저항(R1)의 저항값의 비에 의한 전압 분배에 의해 생성된다. 따라서, 원하는 셀 전압(V1 내지 Vn)이 생성되도록 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값을 설정할 수 있다. 여기서, 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)은 제어부(130)로부터 출력되는 제어 신호(CON)에 따라 저항값이 가변되는 포텐셔미터(potentiometer)를 포함할 수 있다. 포텐셔미터는 적어도 세개의 핀을 가진 IC 형태로 구현될 수 있다. 즉, 포텐셔미터는 전원 단자 핀과 접지 단자 핀, 그리고 제어 단자 핀을 포함할 수 있다. 이러한 복수의 포텐셔미터를 직렬 연결될 수 있는데, 일 포텐셔미터의 접지 단자 핀이 타 포텐셔미터의 전원 단자 핀과 연결될 수 있고, 인접한 포텐셔미터의 접지 단자 핀과 전원 단자 핀 사이에서 셀 전압(V1 내지 Vn)이 각각 출력될 수 있다. 다만, 제 1 포텐셔미터의 전원 단자 핀은 제 1 전원 생성부(110)의 출력 단자와 연결되고 제 n 포텐셔미터의 접지 단자 핀은 접지 단자(Vss)에 연결될 수 있다. 또한, 복수의 포텐셔미터는 제어부(130)와 연결되어 제어부(130)의 제어 신호(CON)에 따라 저항값을 가변시킬 수 있다. 따라서, 제어부(130)로부터 공급되는 제어 신호에 따라 적어도 하나의 포텐셔미터의 저항값이 가변되고, 그에 따라 적어도 하나의 셀 전압(V1 내지 Vn)이 가변되어 출력될 수 있다. 또한, 셀 전압 생성부(120)는 원하는 셀 전압의 출력 수에 따라 가변 저항(R1 내지 Rn), 즉 포텐셔미터의 수를 조절할 수 있다. 예를 들어, 100개의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 출력하기 위해 100개의 포텐셔미터를 직렬 연결할 수 있으며, 각각의 셀 전압(V1 내지 Vn)은 0V∼5V 사이의 직류 전압으로 생성될 수 있고, 예를 들어 1mV 단위로 단계적으로 전압 레벨을 조절할 수 있다.
1.3. 제어부
제어부(130)는 셀 전압 생성부(120)를 구성하는 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn), 예를 들어 포텐셔미터의 저항값을 가변시키기 위한 제어 신호(CON)를 생성하여 출력한다. 즉, 제어부(130)는 저항값에 따른 복수의 제어 신호(CON)를 생성하여 복수의 포텐셔미터에 각각 공급한다. 이때, 제어부(130)는 외부의 사용자로부터 입력되는 프로그램 신호(PGM)에 따라 소정의 제어 신호(CON)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제 2 가변 저항(R2)의 저항값을 변화시키고자 하는 경우 사용자는 제 2 가변 저항(R2)의 변화시키고자 하는 저항값에 따른 프로그램 신호(PGM)를 제어부(130)에 인가하고, 제어부(130)는 이를 인식하여 그에 따른 제어 신호(CON)를 제 2 가변 저항(R2)에 인가함으로써 제 2 가변 저항(R2)의 저항값을 변화시킬 수 있다. 제어부(130)로부터 출력되는 제어 신호(CON)는 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값에 따른 소정 레벨의 전위를 유지하며, 가변시키고자 하는 저항값에 따라 제어 신호(CON)의 전위를 조절하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 저항값을 높일 경우 제어 신호(CON)의 전위 레벨을 높이고, 저항값을 낮출 경우 제어 신호(CON)의 전위 레벨을 낮출 수 있다.
1.4. 제 2 전압 생성부
제 2 전압 생성부(140)는 외부의 전원부(10)로부터 공급되는 교류 전압을 이용하여 제어부(130)의 구동에 필요한 직류 전압을 생성한다. 이러한 제 2 전압 생성부(140)는 예를 들어 220V의 교류 전압을 5V의 직류 전압으로 변환하는 AC/DC 컨버터를 포함할 수 있다. 또한, 제 2 전압 생성부(140)는 제 1 전압 생성부(110)로부터 생성된 직류 전압을 소정 전압으로 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 전압 생성부(110)에서 생성된 12V의 직류 전압을 이용하여 5V의 직류 전압을 생성할 수 있다. 즉, 제 2 전압 생성부(140)는 제 1 전압 생성부(110)에서 생성된 제 1 직류 전압을 제 2 직류 전압으로 변환시킬 수 있다.
1.5. BMS 시뮬레이션 장치의 일 구동 예
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 BMS 시뮬레이션 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 제 1 전압 생성부(110)의 출력 단자와 접지 단자 사이에 직렬 연결된 예를 들어 포텐셔미터를 포함하는 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값을 설정한다(S110). 여기서, 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값은 제어부(130)의 제어 신호(CON)에 따라 변롸시킬 수 있고, 제어부(130)의 제어 신호(CON)는 사용자로부터 공급되는 프로그램 신호(PGM)에 따라 생성할 수 있다. 또한, 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)이 모두 동일한 저항값을 갖도록 설정할 수 있고, 적어도 하나의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값이 다르게 설정할 수도 있다.
복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값에 의해 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 생성한다(S120). 즉, 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값에 따른 전압 분배에 따라 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)이 출력될 수 있다. 여기서, 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)은 모두 동일하게 출력될 수 있다. 즉, 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값을 조절하여 모두 동일한 셀 전압(V1 내지 Vn)이 출력되도록 할 수 있다. 셀 전압 생성부(120)에서 생성된 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)은 BMS(20)에 공급되고, BMS(20)는 이러한 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 이용하여 셀 전압 시뮬레이션을 실시할 수 있다.
그런데, 셀 전압(V1 내지 Vn)의 적어도 어느 하나를 높이거나 낮춰 BMS(20)를 시뮬레이션할 수 있다. 특정 셀 전압을 높이거나 낮추는 시뮬레이션은 셀 전압의 이상을 감지하는 BMS(20)의 소프트웨어 진단을 위해 꼭 필요하다. 이렇게 적어도 하나의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 변화시키기 위해 본 발명은 사용자의 프로그램 신호(PGM)를 제어부(130)에 공급하고, 그에 따라 제어부(130)가 적어도 하나의 제어 신호(CON)를 변화시켜 출력하여 적어도 하나의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값을 변화시킨다(S130). 즉, 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)중 적어도 어느 하나, 예를 들어 제 1 가변 저항(R1)의 저항값을 가변시킨다.
변화된 적어도 어느 하나의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값에 의해 적어도 하나의 셀 전압(V1 내지 Vn)이 상이한 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)이 출력된다(S140). 예를 들어, 제 1 가변 저항(R1)의 저항값을 변화시킨 경우 제 1 셀 전압(V1)이 다른 셀 전압(V2 내지 Vn)과는 다르게 출력된다. 셀 전압 생성부(120)에서 생성된 적어도 하나의 셀 전압(V1 내지 Vn)이 변화된 셀 전압(V1 내지 Vn)은 BMS(20)에 공급되고, BMS(20)는 이러한 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 이용하여 셀 전압 시뮬레이션을 실시할 수 있다.
이러한 셀 전압(V1 내지 Vn)은 제어부(130)를 통한 제어 신호(CON)를 이용하여 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값을 가변시켜 다양하게 변화시켜 출력할 수 있고, 이를 이용하여 BMS(20)를 시뮬레이션할 수 있다. 이러한 셀 전압(V1 내지 Vn)의 가변 생성은 외부의 전원부(10)로부터 전원 공급이 중단되거나 사용자가 시뮬레이션을 중단할 때까지 계속될 수 있다.
1.6. 일 실시 예의 효과
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 BMS 시뮬레이션 장치(100)는 포텐셔미터를 포함하는 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)으로 이루어진 셀 전압 생성부(120)가 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 생성하여 BMS(20)으로 출력한다. 또한, 제어부(130)로부터 출력되는 제어 신호(CON)에 따라 포텐셔미터의 저항값을 변화시켜 적어도 하나의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 변화시켜 출력할 수 있다. 이러한 본 발명의 BMS 시뮬레이션 장치(100)는 하나의 제 1 전압 생성부(110)로부터 생성된 전압을 이용하여 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 생성하므로 장치의 사이즈를 줄일 수 있고, 그에 따라 휴대 가능할 수 있다. 즉, 종래에는 복수의 셀 전압을 생성하기 위해 셀 전압의 수에 대응하는 복수의 DC/DC 컨버터를 구비해야 하므로 장치의 사이즈가 커지는 반면, 본 발명은 복수의 셀 전압을 생성하기 위해 하나의 전압 생성부(110)를 필요로 하므로 장치의 사이즈를 줄일 수 있다. 또한, 상대적으로 비용이 저렴한 가변 저항(R1 내지 Rn)을 이용함으로써 종래보다 적은 비용으로 시뮬레이션 장치를 제작할 수 있다. 그리고, 사용자의 프로그램 신호에 따라 제어부(130)가 제어 신호를 생성하고 이를 이용하여 적어도 하나의 포텐셔미터의 저항값을 변화시켜 적어도 하나의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 가변시킬 수 있으므로 사용자에 따른 프로그램 가능한 BMS 시뮬레이션 장치를 구현할 수 있다.
2. BMS 시뮬레이션 장치의 다른 실시 예
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 BMS 시뮬레이션 장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 BMS 시뮬레이션 장치는 외부의 전원부(10)로부터 공급되는 소정의 전원을 이용하여 소정의 제 1 전압을 생성하는 제 1 전압 생성부(110)와, 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)을 포함하여 제 1 전압 생성부(110)로부터 공급되는 소정의 제 1 전압에 따라 복수의 셀 전압을 생성하는 셀 전압 생성부(120)와, 셀 전압 생성부(120)에 소정의 제어 신호를 인가하여 적어도 하나의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값을 변화시킴으로써 적어도 하나의 셀 전압을 변화시키는 제어부(130)와, 시뮬레이션 장치의 데이터를 저장하는 데이터 저장부(150)를 포함할 수 있다. 또한, 외부의 전원부(10)로부터 공급되는 소정의 전원을 이용하여 제어부(130) 및 데이터 저장부(150)의 구동을 위한 소정의 제 2 및 제 3 전압을 각각 생성하는 제 2 및 제 3 전압 생성부(140, 150)를 더 포함할 수 있다.
2.1. 제 1 전압 생성부
제 1 전압 생성부(110)는 외부의 전원부(10)으로부터 공급되는 예를 들어 220V 교류 전압을 이용하여 복수의 셀 전압을 생성하기 위한 예를 들어 100V∼500V의 직류 전압을 생성하고, 이를 셀 전압 생성부(120)에 공급한다.
2.2. 셀 전압 생성부
셀 전압 생성부(120)는 포텐셔미터를 포함하는 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)을 구비하여 제 1 전압 생성부(110)의 출력 전압을 이용하여 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 생성하여 BMS(20)에 제공한다.
2.3. 제어부
제어부(130)는 셀 전압 생성부(120)를 구성하는 복수의 가변 저항, 예를 들어 포텐셔미터의 저항값을 가변시키기 위한 제어 신호를 생성하여 공급한다. 즉, 제어부(130)는 저항값에 따른 제어 신호(CON)를 생성하여 복수의 포텐셔미터에 각각 공급한다. 이때, 제어부(130)는 외부의 사용자로부터 입력되는 프로그램 신호(PGM)에 따라 소정의 저항값에 따른 소정 전위의 제어 신호(CON)를 생성한다. 이때, 제어부(130)는 데이터 저장부(150)에 저장된 데이터를 참조하여 제어 신호(CON)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 과전압 상태 등의 특정 상태에 따른 제 2 셀 전압(V2)을 가변하기 위해 사용자는 프로그램 신호(PGM)를 제어부(130)에 인가하고, 제어부(130)는 데이터 저장부(150)에 저장된 과전압 상태에 따른 셀 전압과 그에 따른 저항값을 참조하여 그에 따른 제어 신호(CON)를 생성하여 제 2 가변 저항(R2)에 인가함으로써 제 2 가변 저항(R2)의 저항값을 가변시킬 수 있다.
2.4. 제 2 전압 생성부
제 2 전압 생성부(140)는 외부의 전원부(10)로부터 공급되는 예를 들어 220V의 교류 전압을 이용하여 제어부(130)의 구동에 필요한 예를 들어 5V의 직류 전압을 생성한다.
2.5. 데이터 저장부
데이터 저장부(150)는 배터리 셀을 대신하는 가상의 시뮬레이션 전압이 저장될 수 있다. 예를 들어, 데이터 저장부(150)에는 배터리 셀에 대한 충방전 상태, SOC/SOP/SOH 상태, 과전압/저전압 상태 등을 나타내는 전압이 각각 저장될 수 있다. 또한, 이러한 전압에 따른 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값이 저장될 수 있다. 즉, 데이터 저장부(150)에는 배터리 셀의 특정 상태와 그에 따른 셀 전압, 그리고 이를 위한 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값이 매칭되어 저장될 수 있다. 이러한 데이터 저장부(150)에 저장된 셀 전압 및 그에 따른 저항값을 이용하여 제어부(130)가 제어 신호(CON)를 생성하여 셀 전압 생성부(120)의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값을 변화시키고 그에 따라 다양한 셀 전압을 생성할 수 있다.
2.6. 제 3 전압 생성부
제 3 전압 생성부(160)는 외부의 전원부(10)로부터 공급되는 교류 전압을 이용하여 데이터 저장부(150)의 구동에 필요한 직류 전압을 생성한다. 이러한 제 3 전압 생성부(160)는 예를 들어 220V의 교류 전압을 3V의 직류 전압으로 변환하는 AC/DC 컨버터를 포함할 수 있다. 또한, 제 3 전압 생성부(160)는 제 1 전압 생성부(110)로부터 생성된 직류 전압을 소정 전압으로 변화시킬 수 있고, 제 2 전압 생성부(140)로부터 생성된 직류 전압을 소정 전압으로 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 전압 생성부(110)에서 생성된 12V의 직류 전압을 이용하여 3V의 직류 전압을 생성할 수 있고, 제 2 전압 생성부(110)에서 생성된 5V의 직류 전압을 이용하여 3V의 직류 전압을 생성할 수 있다.
2.7. BMS 시뮬레이션 장치의 다른 구동 예
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 BMS 시뮬레이션 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 제 1 전압 생성부(110)와 출력 단자 사이에 직렬 연결된 예를 들어 포텐셔미터를 포함하는 복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값을 설정한다(S210). 여기서, 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값은 제어부(130)의 제어 신호에 따라 변화시킬 수 있고, 제어부(130)의 제어 신호는 사용자로부터 공급되는 프로그램 신호에 따라 제어부(130)가 데이터 저장부(150)의 데이터를 참조하여 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 데이터 저장부(150)에 저장된 데이터 중에서 정상 상태의 셀 전압에 따른 저항값을 참조하여 해당 저항값에 따른 제어 신호를 생성할 수 있다.
복수의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값에 의해 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 생성한다(S220). 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)은 예를 들어 정상 상태의 셀 전압으로서 모두 동일하게 출력될 수 있다. 셀 전압 생성부(120)에서 생성된 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)은 BMS(20)에 공급되고, BMS(20)는 이러한 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 이용하여 시뮬레이션을 실시할 수 있다.
그런데, 셀 전압의 이상을 감지하는 BMS(20)의 소프트웨어 진단을 위해 BMS(20)에 공급되는 셀 전압(V1 내지 Vn)의 적어도 어느 하나를 높이거나 낮춰 BMS(20)를 시뮬레이션할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 배터리 셀의 과전압, 과전류 상태 등 특정 상태를 가정하여 적어도 하나의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 변화시키기 위해 사용자는 프로그램 신호(PGM)를 제어부(130)에 공급한다(S230).
제어부(130)는 특정 배터리 셀의 특정 상태에 따른 프로그램 신호(PGM)를 입력한 후 데이터 저장부(150)를 참조하여 그에 따른 제어 신호(CON)를 생성한다. 예를 들어, 제 2 셀 전압(V2)의 과전압 상태에 따른 셀 전압(V2)를 변화시키기 위해 제어부(130)는 데이터 저장부(150)에서 과전압 상태에 따른 저항값을 참조한다. 그리고, 제어부(130)는 특정 저항값에 따른 제어 신호의 전위 레벨을 변화시켜 제 2 가변 저항(R2)에 인가하여 저항값을 변화시킨다(S240).
가변된 적어도 어느 하나의 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값에 의해 적어도 하나가 상이한 셀 전압(V1 내지 Vn)이 출력된다(S250). 예를 들어, 제 2 가변 저항(R1)의 저항값을 가변시킨 경우 제 2 셀 전압(V2)이 다른 셀 전압(V1, V3 내지 Vn)과는 다르게 출력된다. 셀 전압 생성부(120)에서 생성된 적어도 하나가 변화된 셀 전압(V1 내지 Vn)은 BMS(20)에 공급되고, BMS(20)는 이러한 복수의 셀 전압(V1 내지 Vn)을 이용하여 시뮬레이션을 실시할 수 있다.
이러한 셀 전압(V1 내지 Vn)은 특정 상태에 따른 사용자의 프로그램 신호(PGM)에 따라 제어부(130)가 데이터 저장부(150)를 참조하여 제어 신호(CON)를 생성하고, 이를 이용하여 가변 저항(R1 내지 Rn)의 저항값을 변화시켜 다양하게 변화시켜 출력할 수 있다. 이러한 셀 전압(V1 내지 Vn)의 가변 생성은 외부의 전원부(10)로부터 전원 공급이 중단되거나 사용자가 시뮬레이션을 중단할 때까지 계속될 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 제 1 전압 생성부 120 : 셀 전압 생성부
130 : 제어부 140 : 제 2 전압 생성부
150 : 데이터 저장부 160 : 제 3 전압 생성부

Claims (8)

  1. 소정의 전압을 생성하는 전압 생성부;
    상기 전압 생성부로부터 생성된 전압에 따라 복수의 셀 전압을 생성하여 BMS에 공급하는 셀 전압 생성부; 및
    상기 셀 전압 생성부에 소정의 제어 신호를 공급하여 상기 셀 전압을 조절하는 제어부를 포함하는 BMS 시뮬레이션 장치.
  2. 청구항 1에 앴어서, 상기 셀 전압 생성부는 직렬 연결된 복수의 가변 저항을 포함하는 BMS 시뮬레이션 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 가변 저항은 포텐셔미터를 포함하는 BMS 시뮬레이션 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 복수의 셀 전압은 상기 복수의 포텐셔미터 각각의 사이에서 상기 포텐셔미터의 저항값에 따라 전위가 조절되어 출력되는 BMS 시뮬레이션 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제어부는 사용자의 프로그램 신호에 따라 상기 제어 신호를 생성하여 적어도 하나의 상기 포텐셔미터의 저항값을 변화시키는 BMS 시뮬레이션 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 배터리 셀의 특정 상태와 그에 따른 셀 전압 및 이를 위한 포텐셔미터의 저항값이 매칭되어 데이터가 저장된 데이터 저장부를 더 포함하는 BMS 시뮬레이션 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제어부는 상기 데이터 저장부의 데이터를 참조하여 복수의 가변 저항의 적어도 하나의 저항값을 조절하는 BMS 시뮬레이션 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 전압 생성부는 상기 셀 전압의 수 및 상기 포텐셔미터의 저항값에 따라 소정의 전압을 생성하는 BMS 시뮬레이션 장치.
KR1020140187896A 2014-12-24 2014-12-24 Bms 시뮬레이션 장치 KR20160077689A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140187896A KR20160077689A (ko) 2014-12-24 2014-12-24 Bms 시뮬레이션 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140187896A KR20160077689A (ko) 2014-12-24 2014-12-24 Bms 시뮬레이션 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160077689A true KR20160077689A (ko) 2016-07-04

Family

ID=56501105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140187896A KR20160077689A (ko) 2014-12-24 2014-12-24 Bms 시뮬레이션 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160077689A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018084437A1 (ko) * 2016-11-03 2018-05-11 한국전기연구원 대용량 전지시스템용 ｂｍｓ 평가 시스템 및 장치
CN111308238A (zh) * 2020-02-07 2020-06-19 中电科信息产业有限公司 一种电动自行车的电池模拟器及系统和检测充电器的方法
WO2021153976A1 (ko) * 2020-01-30 2021-08-05 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 배터리 관리유닛 점검 방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018084437A1 (ko) * 2016-11-03 2018-05-11 한국전기연구원 대용량 전지시스템용 ｂｍｓ 평가 시스템 및 장치
WO2021153976A1 (ko) * 2020-01-30 2021-08-05 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 배터리 관리유닛 점검 방법
CN114270203A (zh) * 2020-01-30 2022-04-01 株式会社Lg新能源 电池组模拟装置及使用其检查电池管理单元的方法
CN114270203B (zh) * 2020-01-30 2024-04-19 株式会社Lg新能源 电池组模拟装置及使用其检查电池管理单元的方法
CN111308238A (zh) * 2020-02-07 2020-06-19 中电科信息产业有限公司 一种电动自行车的电池模拟器及系统和检测充电器的方法
CN111308238B (zh) * 2020-02-07 2022-08-05 中电科信息产业有限公司 一种电动自行车的电池模拟器及系统和检测充电器的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8144024B2 (en) Apparatus and method for sensing leakage current of battery
US20150268285A1 (en) Battery simulator with variable current capacity
US11117485B2 (en) Method for charging an energy storage element of a vehicle using a modular charging apparatus with high overall efficiency
CN104374998A (zh) 一种动力电池功率测试方法及系统
US9466991B2 (en) Matrix charger apparatus and charging method
CN103412262A (zh) 一种电池充放电测试设备及方法
KR102059381B1 (ko) Bms 시뮬레이터 및 bms 시뮬레이션 시스템
US20160105043A1 (en) Power Management System that Changes the Operating Conditions of a Battery Charger
TW201342687A (zh) 高電壓電池充電模擬系統及其運作流程
CN102721925A (zh) 智能锂电池保护板自动测试仪
US20150168259A1 (en) Systems and Method for Developing and Testing Hybrid Energy Storage Devices
KR20160076649A (ko) Bms 시뮬레이션 장치
KR20160077689A (ko) Bms 시뮬레이션 장치
JP2010153050A (ja) 電池特性模擬システム及び電池特性模擬装置
CN113098066A (zh) 一种功率调节方法、功率调节装置及终端设备
US11876189B2 (en) Battery system, battery module and battery control circuit thereof
KR102579538B1 (ko) 배터리 충전 제어 방법 및 장치
CN109782185B (zh) 一种电动汽车高压安全测试方法
JP2021019400A (ja) 蓄電システム
US20240183912A1 (en) Battery management device, battery management method, and electric power storage system
KR101584166B1 (ko) 휴대 단말기용 멀티 포트 고속 충전 장치
KR101809199B1 (ko) 배터리 충방전 및 셀 밸런싱 학습을 위한 교육용 장치
CN107871901A (zh) 储能系统及电池平衡及修复方法
KR20140070225A (ko) Bms 시뮬레이터
CN104901358A (zh) 一种供电电路、供电方法及终端

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
AMND Amendment