KR20170056061A - 분산형 배터리 관리 시스템 및 관리 방법 - Google Patents

분산형 배터리 관리 시스템 및 관리 방법 Download PDF

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • G01R31/3658—

Abstract

본 발명은 분산형 배터리 관리 기술에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 분산형 배터리 관리 시스템은, 다수의 배터리 모듈을 관리하는 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서, 상기 다수의 배터리 모듈에 각각 연결되어, 연결된 배터리 모듈에 대한 배터리 센싱 정보를 생성하는 다수의 슬레이브 제어부; 상기 다수의 슬레이브 제어부 중 최상위 슬레이브 제어부와 연결되고, 최하위 슬레이브 제어부와는 선택적으로 연결되는 마스터 제어부; 및 상기 마스터 제어부와 상기 최하위 슬레이브 제어부 사이에 위치하며, 상기 마스터 제어부의 제어에 따라 동작하여, 상기 마스터 제어부와 상기 최하위 슬레이브 제어부를 연결하거나, 상기 마스터 제어부와 상기 최하위 슬레이브 제어부 사이의 연결을 해제하는 전환부를 포함한다.

Description

분산형 배터리 관리 시스템 및 관리 방법{Distributed battery management system and method}
본 발명은 분산형 배터리 관리에 관한 것으로, 상세하게는 통신 불능상태가 된 슬레이브 제어기를 검출하고, 통신이 가능한 슬레이브 제어기를 이용하여 배터리를 모니터링할 수 있도록 구현된 분산형 배터리 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 배터리 관리 시스템(Battery Management System)이란 전기차, 전기 오토바이, 에너지 저장장치 등에 사용되는 중대형 2차 전지용 배터리 관리 시스템을 의미하는 것으로서, 과충전, 과방전을 방지하는 PCM의 기능에 2차 전지의 입/출력 및 잔량 제어 기능을 구비한다.
여기서, 배터리 관리 시스템은 일체형과 분산형으로 나눌 수 있는데, 특히, 분산형 배터리 관리 시스템은 주 전원인 수십 내지 수백 개의 배터리를 일정한 개수로 모듈화시킨 배터리 모듈을 상호 직렬로 연결하여 각각의 배터리 또는 배터리 모듈을 모니터링함으로써, 배터리 또는 배터리 모듈의 이상 여부를 판단하여 주 전원의 출력을 제어하는 기능을 수행한다.
이때, 분산형 배터리 관리 시스템은 배터리 모니터링 및 관리를 위하여 마스터 제어부와 복수의 슬레이브 제어부를 구비하는데, 복수의 슬레이브 제어부들을 데이지체인(daisy chain) 방식을 이용하여 연결함으로써 각 배터리 모듈별로 설치되는 슬레이브의 하드웨어적 자원의 최소화가 가능하다.
따라서, 최상의 슬레이브 제어부를 제외한 나머지 슬레이브 제어부들은 내부에 센싱 IC만 구비하고, 각각의 센성 IC들이 데이지체인 방식에 따라 서로 직렬로 연결된다.
도 1에는 종래 데이지체인 방식의 분산형 배터리 관리 시스템의 구성이 도시되어 있다. 도 1에서와 같이, 종래 분산형 배터리 관리 시스템(100)은 마스터 제어부(110)와 2개의 그룹으로 이루어진 복수의 슬레이브 제어부(120)를 포함하며, 각각의 슬레이브 제어부(120)에는 배터리 모듈(130)들이 연결된다.
이때, 다수의 슬레이브 제어부(120)는 데이지체인 구조로 연결되어, 최상위 슬레이브 제어부(120, #1)부터 최하위 슬레이브 제어부(120, #n)는 직렬로 연결된다.
한편, 다수의 슬레이브 제어부(120)는 각각 센싱 IC(121)를 구비하며, 최상위 슬레이브 제어부(120, #1)는 마이크로 컨트롤러(122)를 구비한다. 슬레이브 제어부(120)들은 와이어 하네스로 연결되어 서로 데이터를 송수신한다.
도 1과 같은 구성을 갖는 분산형 배터리 관리 시스템(100)의 동작을 살펴보면, 마스터 제어부(110)에서 최상위 슬레이브 제어부(120, #1)의 마이크로 컨트롤러(122)로 슬레이브 제어부의 어드레스 정보 및 명령 정보 같은 제어 정보를 송신한다.
그러면, 마이크로 컨트롤러(122)는 최상위 센싱 IC(121, #1)로부터 최하위 센싱 IC(121, #n)로 순차적으로 제어 정보를 송신하고, 각각의 센싱 IC(121, #1~#n)는 제어 정보에 대응하여 배터리 모듈(130)에 대한 정보를 센싱하고, 센싱 정보를 최하위 센싱 IC(121, #n)에서 최상위 센싱 IC(121, #1)로 순차적으로 전달하고, 마이크로 컨트롤러(122)는 최상위 센싱 IC(121, #1)에서 모아진 배터리 모듈에 대한 정보를 마스터 제어부(110)로 전송한다.
이와 같이 데이지체인 방식으로 통신을 하는 도중에 특정 슬레이브 제어기 또는 특정 통신 라인이 외부 노이즈나 물리적인 압력에 의해 소손이 되는 경우 모든 슬레이브 제어기가 배터리 모듈을 센싱하지 못하게 되는 문제가 발생한다.
이러한 문제점은 데이지체인 구조로 데이터를 순차적으로 하위 슬레이브 제어부로부터 데이터를 수신하여 상위 슬레이브 제어기로 송신하는 특성으로 인해 발생한다.
또한, 임의의 슬레이브 제어부에 고장이 발생하였을 때, 모든 슬레이브 제어부가 통신이 되지 않기 때문에 어떤 슬레이브 제어부에서 고장이 났는지 검출을 하기 어려운 문제점도 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 통신 불능상태가 된 슬레이브 제어기를 검출하고, 통신이 가능한 슬레이브 제어기를 이용하여 배터리를 모니터링할 수 있도록 구현된 분산형 배터리 관리 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 분산형 배터리 관리 시스템은, 다수의 배터리 모듈을 관리하는 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서, 상기 다수의 배터리 모듈에 각각 연결되어, 연결된 배터리 모듈에 대한 배터리 센싱 정보를 생성하는 다수의 슬레이브 제어부; 상기 다수의 슬레이브 제어부 중 최상위 슬레이브 제어부와 연결되고, 최하위 슬레이브 제어부와는 선택적으로 연결되는 마스터 제어부; 및 상기 마스터 제어부와 상기 최하위 슬레이브 제어부 사이에 위치하며, 상기 마스터 제어부의 제어에 따라 동작하여, 상기 마스터 제어부와 상기 최하위 슬레이브 제어부를 연결하거나, 상기 마스터 제어부와 상기 최하위 슬레이브 제어부 사이의 연결을 해제하는 전환부를 포함한다.
또한, 본 발명의 타 측면에 따른 분산형 배터리 관리 방법은, 다수의 배터리 모듈과 각각 연결된 슬레이브 제어부로부터 전송되는 배터리 센싱 정보를 바탕으로 상기 다수의 배터리 모듈을 관리하는 분산형 배터리 관리 방법에 있어서, 상기 배터리 센싱 정보를 최상위 슬레이브 제어부와 연결되는 제 1 통신 모듈을 통해 수신하는 정상 모드로 동작하면서 상기 다수의 배터리 모듈을 관리하는 단계; 상기 배터리 센싱 정보를 바탕으로 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는지를 판단하는 단계; 상기 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는 경우, 상기 제 1 통신 모듈 및 최하위 슬레이브 제어부와 연결되는 제 2 통신 모듈을 통해 상기 배터리 센싱 정보를 수신하는 고장 모드로 전환하는 단계; 및 상기 고장 모드로 동작하면서 상기 다수의 배터리 모듈을 관리하는 단계를 포함한다..
종래에는 특정 슬레이브 제어기 또는 특정 통신 라인이 소손이 되는 경우 모든 슬레이브 제어기가 배터리 모듈을 센싱하지 못하고, 어떤 슬레이브 제어부에서 고장이 났는지 검출을 하기 어려웠다.
하지만, 본 발명에 따르면, 통신 불능 상태가 된 슬레이브 제어기를 검출하는 것이 가능하고, 검출된 슬레이브 제어기를 제외한 통신 가능 슬레이브 제어기로부터는 배터리 센싱 정보를 획득할 수 있으므로, 배터리에 대한 관리가 가능하다.
도 1은 종래 데이지체인 방식의 분산형 배터리 관리 시스템의 일례를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 일례를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 정상 상태에서의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 고장 상태에서의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서의 통신 불능 상태의 슬레이브 제어부를 검출하는 과정을 도시한 플로우챠트.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서의 통신 라인 재설정 및 통신 재개 동작을 도시한 플로우챠트.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 배터리 관리 동작에 따른 순서를 도시한 플로우챠트.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템 및 관리 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 일례를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템(200, 이하 ‘시스템’)은 마스터 제어부(210), 슬레이브 제어부(230), 배터리 모듈(250) 및 전환부(270)를 포함하며, 상기 시스템(200)의 구성이 본 실시 예에 국한되는 것은 아니며, 언급된 구성 이외에 다른 구성을 더 포함하여 구현될 수 있다.
상기 마스터 제어부(210)는 슬레이브 제어부(230)에 의해 모니터링된 배터리 모듈(250)의 상태 정보를 이용하여 시스템(200) 전반을 제어한다.
이를 위해, 상기 마스터 제어부(210)는 제어 모듈(211), 슬레이브 제어부(230)와의 통신을 담당하는 제 1 및 제 2 통신 모듈(213, 215)을 구비한다.
상기 제어 모듈(211)은 마스터 제어부(210) 전반을 제어하여 시스템(200)을 제어하기 위한 구성이다.
상기 제어 모듈(211)은 슬레이브 제어부(230)의 어드레스 정보와 명령 정보를 포함하는 제어 정보를 슬레이브 제어부(230)로 전송하고, 제어 정보에 대응하여 슬레이브 제어부(230)로부터 전송되는 배터리 모듈(250)에 대한 센싱 정보(‘배터리 센싱 정보’)를 이용하여 시스템(200)을 제어한다.
이때, 상기 제어 모듈(211)은 슬레이브 제어부(230)와의 통신에 제 1 통신 모듈(213)만을 이용하거나 제 1 및 제 2 통신 모듈(215) 둘 모두를 이용한다.
또한, 상기 제어 모듈(211)은 시스템(200)의 상태에 따라 전환부(270)로 제어 신호를 전송한다.
이때, 상기 제어 모듈(211)은 시스템(200)이 정상 상태인 경우에는 전환부(270)가 정상 모드로 동작하도록 하기 위한 제어 신호(‘정상 동작 제어신호’)를 전환부(270)로 전송하고, 시스템(200)이 고장 상태인 경우에는 전환부(270)가 고장 모드로 동작하도록 하기 위한 제어 신호(‘고장 동작 제어신호’)를 전환부(270)로 전송한다.
한편, 상기 제어 모듈(211)은 통신을 위한 다수의 단자를 포함하는데, 예를 들어 제 1 통신 모듈(213)과의 통신을 위한 단자(M_Tx, M_Rx), 제 2 통신 모듈(215)과의 통신을 위한 단자(FS_Tx, FS_Rx) 및 전환부(270)로 제어 신호를 송신하기 위한 단자(FS_Dout)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 통신 모듈(213, 215)은 제어 모듈(211)과 슬레이브 제어부(230) 사이의 통신을 위한 매개체로서, 제어 모듈(211)로부터 전송되는 제어 정보를 슬레이브 제어부(230)로 전달하고, 슬레이브 제어부(230)로부터 전송되는 배터리 센싱 정보를 제어 모듈(211)로 전달한다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 통신 모듈(213, 215)은 제어 모듈(211)로부터 전송되는 제어 정보를 비동기 디퍼런셜 신호로 인코딩하고, 슬레이브 제어부(230)로부터 전송되는 배터리 센싱 정보를 디코딩하도록 구현될 수 있다.
한편, 상기 제 1 통신 모듈(213)은 시스템(200)이 정상적으로 동작하는 상태(‘정상 상태’)에서 마스터 제어부(210)와 가장 인접한 슬레이브 제어부(‘최상위 슬레이브 제어부’)와 직접적으로 연결된다.
그리고, 상기 제 1 통신 모듈(213)은 시스템(200)이 정상 상태인 경우 및 시스템(200)이 정상적으로 동작하지 않는 상태(‘고장 상태’)인 경우 모두에서 동작한다.
한편, 상기 제 2 통신 모듈(215)은 시스템(200)이 정상 상태에서 마스터 제어부(210)와 가장 원거리에 위치한 슬레이브 제어부(‘최하위 슬레이브 제어부’)와 직접적으로 연결된다.
그리고, 상기 제 2 통신 모듈(215)은 시스템(200)이 고장 상태인 경우에만 동작하며, 시스템(200)이 고장 상태라 함은, 예를 들어 특정 슬레이브 제어부 또는 특정 통신 라인이 외부 노이즈나 물리적인 압력에 의해 소손이 되는 경우를 의미한다.
즉, 상기 마스터 제어부(210)는 시스템(200)이 정상 상태인 경우에는 제 1 통신 모듈(215)을 이용하여 슬레이브 제어부(230)와 통신하고, 시스템(200)이 고장 상태인 경우에는 제 1 및 제 2 통신 모듈(213, 215)을 이용하여 슬레이브 제어부(230)와 통신한다.
한편, 상기 제 1 통신 모듈(213)은 제어 모듈(211)과의 통신을 위한 단자(C1_Rx1, C1_Tx1), 슬레이브 제어부(230)와의 통신을 위한 단자(C1_Tx2, C1_Rx2)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 통신 모듈(215)은 제어 모듈(211)과의 통신을 위한 단자(C2_Rx1, C2_Tx1), 슬레이브 제어부(230)와의 통신을 위한 단자(C2_Tx2, C2_Rx2)를 포함할 수 있다.
여기서, ‘Tx’는 출력 단자를 의미하고, ‘Rx’는 입력 단자를 의미하고, ‘1’은 전단에 위치하는 장치(‘전단 장치’)와의 통신을 위한 단자를 의미하고, ‘2’는 후단에 위치하는 장치(‘후단 장치’)와의 통신을 위한 단자를 의미한다.
또한, 전단 및 후단은 통신 방향에 따라 다르게 해석될 수 있으나, 본 발명에서는, 마스터 제어부(210)의 제 1 통신 모듈(213)을 기준으로 제 1 통신 모듈(213)에 가까이 위치하는 장치를 전단 장치라 하고, 제 1 통신 모듈(213)에 멀리 위치하는 장치를 후단 장치라 한다.
상기 슬레이브 제어부(230)는 다수 구비되어, 서로 데이지체인 방식에 의해 연결된 상태에서 마스터 제어부(210)와 통신한다.
이때, 슬레이브 제어부(230)는 각각 센싱 모듈(231)을 구비하며, 상기 슬레이브 제어부(230)에는 각각 배터리 모듈(250)이 연결된다. 상세하게는 배터리 모듈(250)은 센싱 모듈(231)과 연결된다.
즉, 다수의 슬레이브 제어부(230_1 ~ 230_n)는 각각 그 내부에 센싱 모듈(231_1 ~ 231_n)을 구비하며, 다수의 배터리 모듈(250_1 ~ 250_n)이 각각 일대일로 다수의 슬레이브 제어부(230_1 ~ 230_n)의 센싱 모듈(231_1 ~ 231_n)에 연결된다.
상기 슬레이브 제어부(230)의 센싱 모듈(231)은 마스터 제어부(210)의 요청에 따라 배터리 모듈(250)을 센싱하여 배터리 센싱 정보를 생성하고, 생성된 배터리 센싱 정보를 마스터 제어부(210) 측으로 전송한다.
이때, 상기 센싱 모듈(231)은 배터리 모듈의 배터리 셀 상태를 센싱하며, 배터리 셀의 셀전압, 셀 밸런싱, 셀 온도 및 냉각 상태 등을 센싱한다.
상기 센싱 모듈(231)은 각각 전단의 장치와 통신하기 위한 단자 및 후단의 장치와 통신하기 위한 단자를 구비한다.
일례로, 제 1 슬레이브 제어부(230_1)의 센싱 모듈(231_1)은 전단에 위치하는 마스터 제어부(210)와의 통신을 위한 단자(B1_Rx1, B1_Tx1)를 구비하고, 후단에 위치하는 제 2 슬레이브 제어부(230_2)와의 통신을 위한 단자(B1_Tx2, B1_Rx2)를 구비한다.
다른 일례로, 제 n 슬레이브 제어부(230_n)의 센싱 모듈(231_n_)은 전단에 위치하는 제 n-1 슬레이브 제어부(230_n-1)와의 통신을 위한 단자(Bn_Rx1, Bn_Tx1)를 구비하고, 후단에 위치하는 마스터 제어부(210)의 제 2 통신 단자(215)와의 통신을 위한 단자(Bn_Tx2, Bn_Rx2)를 구비한다.
상기 배터리 모듈(250)은 다수의 셀이 모듈화되어 마련되는 구성으로서, 다수의 셀이 직렬 또는 병렬로 접속된 상태의 집합체로 마련될 수 있다.
상기 배터리 모듈(250)은 배터리 관리 분야에서 보편화된 기술이므로, 배터리 모듈(250)에 관한 상세한 설명은 생략한다.
상기 전환부(270)는 마스터 제어부(210)의 제어 모듈(211)의 제어에 따라 스위칭 동작을 하는 구성으로서, 제어 모듈(211)로부터 전송되는 정상 동작 제어신호 및 고장 동작 제어신호에 따라 제어된다.
한편, 상기 전환부(270)는 제 1 전환부(271) 및 제 2 전환부(273)로 구성될 수 있다.
상기 제 1 전환부(271)는 마스터 제어부(210)와 최하위 슬레이브 제어부(230_n)의 연결 혹은 연결 해제를 위해 구비되는 것으로서, 정상 동작 제어신호를 수신하면 오프(off) 되고, 고장 동작 제어신호를 수신하면 온(on) 된다.
이때, 상기 제 1 전환부(271)는 제 1 스위치 소자(SW1)와 제 2 스위치 소자(SW2)로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 스위치 소자(SW1)는 제 2 통신 모듈(215)의 출력 단자(C2_Tx2)와 최하위 슬레이브 제어부(230_n)의 입력 단자(Bn_Rx2) 사이에 위치하며, 정상 동작 제어신호를 수신하면 오프(off) 되고, 고장 동작 제어신호를 수신하면 온(on) 된다.
상기 제 2 스위치 소자(SW2)는 제 2 통신 모듈(215)의 입력 단자(C2_Rx2)와 최하위 슬레이브 제어부(230_n)의 출력 단자(Bn_Tx2) 사이에 위치하며, 정상 동작 제어신호를 수신하면 오프(off) 되고, 고장 동작 제어신호를 수신하면 온(on) 된다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 스위치 소자(SW1, SW2)가 온(on) 되는 경우에, 마스터 제어부(210)와 최하위 슬레이브 제어부(230_n)는 연결된다.
반대로, 상기 제 1 및 제 2 스위치 소자(SW1, SW2)가 오프(off) 되는 경우에, 마스터 제어부(210)와 최하위 슬레이브 제어부(230_n)의 연결은 해제된다.
상기 제 2 전환부(273)는 최하위 슬레이브 제어부(230_n)로부터 출력되는 신호를 최하위 슬레이브 제어부(230_n)로 귀환시키기 위해 구성된다.
이때, 상기 제 2 전환부(273)는 제 3 스위치 소자(SW3)로 구성되며, 상기 제 3 스위치 소자(SW3)는 최하위 슬레이브 제어부(230_n)의 출력 단자(Bn_Tx2) 및 입력 단자(Bn_Rx2) 사이에 위치하여, 출력 단자(Bn_Tx2)로부터 출력되는 신호를 입력 단자(Bn_Rx2)로 입력시킨다.
이때, 상기 제 3 스위치 소자(SW3)는 정상 동작 제어신호를 수신하면 온(on) 되고, 고장 동작 제어신호를 수신하면 오프(off) 된다.
상기 제 3 스위치 소자(SW3)가 온(on) 되는 경우에, 최하위 슬레이브 제어부(230_n)의 출력 단자(Bn_Tx2)와 입력 단자(Bn_Rx2)는 연결된다.
반대로, 상기 제 3 스위치 소자(SW3)가 오프(off) 되는 경우에, 최하위 슬레이브 제어부(230_n)의 출력 단자(Bn_Tx2)와 입력 단자(Bn_Rx2)의 연결은 해제된다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 구성에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 정상 상태 및 고장 상태에서의 동작에 대해서 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 정상 상태에서의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 정상 상태에서의 동작을 설명하되, 정상 상태에서의 시스템(200)의 동작과 관련된 구성에 대해서만 상술하고, 이외의 구성에 대한 설명은 생략한다.
이하에서는 정상 상태에서의 시스템(200)의 동작을 설명하기 위하여, 시스템(200)이 4개의 슬레이브 제어부(230_1 ~ 230_4)를 포함하는 것을 예로 들어 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템(200)이 정상 상태에서 동작하는 경우, 전환부(270)의 제 1 전환부(271)는 오프(off) 상태이고, 제 2 전환부(271)는 온(0n) 상태이다. 즉, 제어 모듈(211)은 전환부(270)로 정상 동작 제어신호를 전송하고 있는 상태이다.
도 3에 도시된 시스템(200)의 동작을 살펴보면, 제어 모듈(211)은 배터리 센싱 정보를 획득하기 위하여 제어 정보를 제 1 통신 모듈(213)을 통하여 최상위 슬레이브 제어부(230_1)로 전송한다.
그러면, 상기 제어 정보는 순차적으로 최상위 슬레이브 제어부(230_1)로부터 하위 슬레이브 제어부로 전송되어, 최종적으로 최하위 슬레이브 제어부(230_4)까지 전송된다.
이와 같은 과정을 통해 모든 슬레이브 제어부(230_1 ~ 230_4)는 제어 정보를 수신하게 되고, 제어 정보를 수신한 각 슬레이브 제어부(230_1 ~ 230_4)는 일대일 대응으로 연결된 배터리 모듈(250_1 ~ 250_4)에 대한 배터리 센싱 정보를 생성하고, 생성한 센싱 정보를 마스터 제어부(210)로 전송한다.
따라서, 다수의 슬레이브 제어부(230_1 ~ 230_4)에서 개별적으로 생성된 배터리 센싱 정보는 모두 제 1 통신 모듈(213)을 통해 제어 모듈(211)로 전송되고, 수신한 배터리 센싱 정보를 바탕으로 제어 모듈(211)은 시스템(200)을 전반적으로 제어한다.
따라서, 정상 상태로 동작하는 시스템(200)에서의 제어 모듈(211)은 슬레이브 제어부(230)와의 통신을 위하여 제 1 통신 모듈(213)만을 이용하고 제 2 통신 모듈(215)을 이용하지 않는다.
이와 같이 시스템(200)이 정상 상태로 동작하는 경우에는 다수의 슬레이브 제어부(230_1 ~ 230_4) 중 대응되는 입력 단자 및 출력 단자 사이에 단락(short)이 발생된 슬레이브 제어부는 존재하지 않는다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 고장 상태에서의 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 고장 상태에서의 동작을 설명하되, 시스템(200)의 동작과 관련된 구성에 대해서만 상술하고, 이외의 구성에 대한 설명은 생략한다.
이하에서는 고장 상태에서의 시스템(200)의 동작을 설명하기 위하여, 시스템(200)이 4개의 슬레이브 제어부(230_1 ~ 230_4)를 포함하고, 제 2 슬레이브 제어부(230_2)가 고장 상태인 것으로 가정한다.
이에 따라, 제 2 슬레이브 제어부(230_2)의 전단에 위치하는 제 1 슬레이브 제어부(230_1)의 전단측 입력 및 출력 단자(B1_Rx1, B1_Tx1)는 서로 단락(short)된 상태이다.
또한, 제 2 슬레이브 제어부(230_2)의 후단에 위치하는 제 3 슬레이브 제어부(230_3)의 전단측 입출력 단자(B3_Rx1, B3_Tx1) 역시 서로 단락(short)된 상태이다.
또한, 본 발명의 시스템(200)이 고장 상태에서 동작하는 경우, 전환부(270)의 제 1 전환부(271)는 온(on) 상태이고, 제 2 전환부(271)는 오프 상태이다. 즉, 제어 모듈(211)은 전환부(270)로 고장 동작 제어신호를 전송하고 있는 상태이다.
도 4에 도시된 시스템(200)의 동작을 살펴보면, 상기 제어 모듈(211)은 배터리 센싱 정보를 획득하기 위하여 제어 정보를 제 1 통신 모듈(213)을 통하여 최상위 슬레이브 제어부(230_1)로 전송한다.
그리고, 상기 제어 모듈(211)은 배터리 센싱 정보를 획득하기 위하여 제어 정보를 제 2 통신 모듈(215)을 통하여 최하위 슬레이브 제어부(230_4)로 전송한다.
이때, 상기 전환부(270)의 제 1 전환부(271)가 온(on) 상태이므로, 제어 모듈(211)은 최하위 슬레이브 제어부(230_4)와의 통신이 가능하다.
즉, 상기 제어 모듈(211)은 배터리 센싱 정보를 획득하기 위하여 제 1 및 제 2 통신 모듈(213, 215)을 이용한다.
한편, 상기 최상위 슬레이브 제어부(230_1)의 전단측 입력 및 출력 단자(B1_Rx1, B1_Tx1)는 서로 단락(short)된 상태로서, 다음 단에 위치하는 제 2 슬레이브 제어부(230_2)와의 통신이 단절된 상태이기 때문에, 제 2 슬레이브 제어부(230_2)로 제어 정보를 전달하지 못한다.
그리고, 상기 최상위 슬레이브 제어부(230_1)는 제어 정보를 수신하면 제 1 배터리 모듈(250_1)에 대한 배터리 센싱 정보를 생성하여 마스터 제어부(210)로 전송한다.
또한, 상기 최하위 슬레이브 제어부(230_4)는 제어 정보를 수신하면, 수신한 제어 정보를 제 3 슬레이브 제어부(230_3)로 전송한다.
이때, 상기 제 3 슬레이브 제어부(230_3)의 전단측 입력 및 출력 단자(B3_Rx1, B3_Tx1)는 서로 단락(short)된 상태로서, 제 2 슬레이브 제어부(230_2)와의 통신이 단절된 상태이기 때문에, 제 2 슬레이브 제어부(230_2)로 제어 정보를 전달하지 못한다.
제어 정보를 수신한 최하위 슬레이브 제어부(230_4) 및 제 3 슬레이브 제어부(230_3)는 각각에 연결된 배터리 모듈(250_4, 250_3)에 대한 배터리 센싱 정보를 생성하여 마스터 제어부(210)로 전송한다.
이와 같이, 상기 시스템(200)이 고장 상태인 경우에는, 제어 모듈(211)이 제 1 및 제 2 통신 모듈(213, 215)을 이용하여 슬레이브 제어부와 통신한다.
따라서, 종래에는 마스터 제어부가 고장난 슬레이브 제어부뿐만 아니라 이후의 모든 슬레이브 제어부로부터 배터리 센싱 정보를 획득할 수 없었으나, 본 발명의 구성에 따르면, 고장난 슬레이브 제어부를 제외한 다른 모든 슬레이브 제어부로부터 배터리 센싱 정보를 획득하는 것이 가능하다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 정상 상태 및 고장 상태에서의 동작에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서의 통신 불능 상태의 슬레이브 제어부를 검출하는 방법에 대해서 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서의 통신 불능 상태의 슬레이브 제어부를 검출하는 과정을 도시한 플로우챠트이다.
도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서의 통신 불능 상태의 슬레이브 제어부 검출 방법에 대해서 설명하되, 시스템(200)이 도 2와 같이 구성된 것으로 가정한다.
먼저, 마스터 제어부(210)가 슬레이브 제어부(230)의 통신 상태를 확인한다(S500). 일례로, 마스터 제어부(210)는 슬레이브 제어부(230)로 제어 정보를 전송한 후, 제어 정보에 대응하는 배터리 센싱 정보가 수신되는지를 바탕으로 슬레이브 제어부(230)의 통신 상태를 확인할 수 있다.
단계 S500에 따른 확인 결과를 바탕으로, 마스터 제어부(210)는 통신 불능 상태의 슬레이브 제어부(‘비정상 슬레이브 제어부’)가 존재하는지를 판단한다(S510). 이때, 마스터 제어부(210)는 시스템(200) 내 모든 배터리 모듈(250_1 ~ 250_n)에 대한 배터리 센싱 정보를 수신하였는지를 근거로 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는지를 판단할 수 있다.
단계 S510에 따른 판단 결과, 마스터 제어부(210)가 비정상 슬레이브 제어부가 존재하지 않는 것으로 판단하면(S510-No), 본 발명의 비정상 슬레이브 제어부 검출 과정은 종료된다.
이때, 마스터 제어부(210)는 모든 배터리 센싱 정보를 수신한 경우 비정상 슬레이브 제어부가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
한편, 단계 S510에 따른 판단 결과, 마스터 제어부(210)가 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는 것으로 판단하면(S510-Yes), 다수의 슬레이브 제어부(230_1 ~ 230_n) 중 어떤 슬레이브 제어부가 비정상 슬레이브 제어부인지를 검출하는 동작을 수행한다.
구체적으로, 마스터 제어부(210)는 n번째 슬레이브 제어부(230_n, 최하위 슬레이브 제어부)의 전단 측 입력 및 출력 단자(Bn_Rx1, Bn_Tx1)를 단락(short)시킨다(S520). 즉, 마스터 제어부(210)는 n번째 슬레이브 제어부(230_n)의 내부를 강제로 단락시킨다.
이후, 마스터 제어부(210)는 슬레이브 제어부와 통신이 정상적으로 이루어지는지를 판단한다(S530). 일례로, 마스터 제어부(210)는 슬레이브 제어부(230)로 제어 정보를 전송한 후, 제어 정보에 대응하는 모든 배터리 센싱 정보가 수신되는지를 판단한다.
단계 S530에 따른 판단 결과, 통신이 정상적으로 이루어지는 것으로 판단하면(S530-Yes), 마스터 제어부(210)는 단락된 슬레이브 제어부의 상위 슬레이브 제어부들을 정상 슬레이브 제어부로 인식하고(S550), 단락된 슬레이브 제어부를 비정상 슬레이브로 인식한다(S560).
이에 따라, 본 실시 예에서는 마스터 제어부(210)가 n번째 슬레이브 제어부(230_n-1)의 상위 슬레이브 제어부(230_1 ~ 230_n-1)를 정상 슬레이브 제어부로 인식하고, n번째 슬레이브 제어부(230_n)를 비정상 슬레이브 제어부로 인식한다.
한편, 단계 S530에 따른 판단 결과, 통신이 정상적으로 이루어지지 않는 것으로 판단하면(S530-No), 마스터 제어부(210)는 단락된 슬레이브 제어부의 단락을 해제하고, 한 단 상위의 슬레이브 제어부의 입력 및 출력 단자를 단락시킨다(S560).
즉, 마스터 제어부(210)는 n번째 슬레이브 제어부(230_n)의 단락을 해제하고, n-1번째 슬레이브 제어부(230_n-1)의 전단측 입력 및 출력단자(Bn-1_Rx1, Bn-1_Tx1)를 단락시킨다(S560).
단계 S560에서와 같이 한 단 상위의 슬레이브 제어부(230_n-1)의 내부를 단락시킨 상태에서, 마스터 제어부(210)는 단계 S530를 진행하여, 통신이 정상적으로 이루어지는지를 판단한다.
마스터 제어부(210)는 비정상 슬레이브 제어부를 검출할 때까지 단계 S530과 단계 S560를 반복해서 수행한다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서의 통신 불능 상태의 슬레이브 제어부를 검출하는 방법에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서의 통신 불능 상태의 슬레이부 제어부를 검출한 후 통신 재개 과정에 대해서 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서의 통신 라인 재설정 및 통신 재개 동작을 도시한 플로우챠트이다.
도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서의 통신 라인 재설정 및 통신 재개 동작을 설명하되, 도 4와 같은 구성을 갖는 시스템을 예로 들어 설명하며, 비정상 상태의 슬레이브 제어부(‘비정상 슬레이브 제어부’)가 검출된 이후의 과정이 개시된다.
먼저, 비정상 슬레이브 제어부가 검출된 상태에서, 마스터 제어부(210)는 검출된 비정상 슬레이브 제어부의 위치를 확인한다(S600). 즉, 슬레이브 제어부들 어떤 슬레이브 제어부가 비정한 슬레이브 제어부인지를 확인하며, 본 실시 예에 있어서는 제 2 슬레이브 제어부(230_2)가 비정상 슬레이브 제어부이다.
이후, 마스터 제어부(210)는 전환부(270)로 고장 동작 제어신호를 전송하여, 제 1 전환부(271)를 온(on) 시키고, 제 2 전환부(273)를 오프(off) 시켜, 고장 모드용 통신 모듈인 제 2 통신 모듈(215)과 최하위 슬레이브 제어부(250_4)를 연결시킨다(S610).
이후, 마스터 제어부(210)는 비정상 슬레이브 제어부(230_2)의 전단 및 후단에 위치하는 슬레이브 제어부(230_1, 230_3) 내부의 입력 및 출력 단자를 서로 단락(short)시켜, 비정상 슬레이브 제어부(230_2)의 전단 및 후단에 위치하는 슬레이브 제어부(230_1, 230_3)와 비정상 슬레이브 제어부(230_2) 사이의 연결을 해제한다(S620).
따라서, 비정상 슬레이브 제어부(230_2)의 전단에 위치하는 슬레이브 제어부(230_1)는 정상 모드용 통신 모듈인 제 1 통신 모듈(213)과 연결되고, 비정상 슬레이브 제어부(230_2)의 후단에 위치하는 슬레이브 제어부(230_3, 230_4)는 고장 모드용 통신 모듈인 제 2 통신 모듈(215)과 연결된다.
이때, 비정상 슬레이브 제어부(230)의 전단에 위치하는 슬레이브 제어부(230_1)의 전단 측 입력 및 출력 단자(B1_Rx1, B1_Tx1)가 서로 단락(short)되고, 비정상 슬레이브 제어부(230_2)의 후단에 위치하는 슬레이브 제어부(230_3)의 전단 측 입력 및 출력 단자(B3_Rx1, B3_Tx1)가 서로 단락(short)된다.
단계 S620 이후, 마스터 제어부(210)가 제 1 통신 모듈(213)을 통해 최상위 슬레이브 제어부(230_1)로 제어 정보를 전송하고, 제 2 통신 모듈(215)을 통해 최하위 슬레이브 제어부(230_4)로 제어 정보를 전송하여, 배터리 센싱 정보를 요청한다(S630).
이때, 제 1 통신 모듈(213)을 통해 전송되는 제어 정보는 비정상 슬레이브 제어부(230_2)의 전단에 위치하는 모든 슬레이브 제어부로 전송되며, 본 실시 예에서는 최상위 슬레이브 제어부(230_1)로 전송된다.
그리고, 제 2 통신 모듈(215)을 통해 전송되는 제어 정보는 비정상 슬레이브 제어부(230_2)의 후단에 위치하는 모든 슬레이브 제어부로 전송되며, 본 실시 예에 있어서는 제 3 슬레이브 제어부(230_3) 및 최하위 슬레이브 제어부(230_4)로 전송된다.
따라서, 상기 제어 정보는 비정상 슬레이브 제어부(230_2)를 제외한 모든 슬레이브 제어부(230_1, 230_3, 230_4)로 전송된다.
단계 S630 이후, 제어 정보를 수신한 슬레이브 제어부(230_1, 230_3, 230_4)는 자신과 각각 연결된 배터리 모듈(250_1, 250_3, 250_4)을 센싱하여 배터리 센싱 정보를 생성하여 마스터 제어부(210)로 전송한다(S640).
그러면, 마스터 제어부(210)는 제 1 및 제 2 통신 모듈(213, 215)을 통해 슬레이브 제어부(230_1, 230_3, 230_4)로부터 전송되는 배터리 센싱 정보를 수신한다(S650).
따라서, 마스터 제어부(210)는 비정상 슬레이브 제어부(230_2)를 제외한 다른 모든 슬레이브 제어부(230_1, 230_3, 230_4)로부터 배터리 센싱 정보를 획득하는 것이 가능하다.
이상과 같이 본 발명의 실시 예에 따른 통신 라인 재설정 및 통신 재개 과정은 단계 S600 ~ S650을 통해 이루어질 수 있다. 하지만, 단계 S650 이후에 하기와 같은 과정이 더 이루어질 수 있다.
즉, 단계 S650 이후에, 마스터 제어부(210)는 수신한 배터리 센싱 정보를 바탕으로 비정상 슬레이브 제어부(230_2) 외 다른 슬레이브 제어부(230_1, 230_3, 230_4)의 동작 상태를 확인한다(S660).
이때, 단계 S660에 따른 확인 결과를 바탕으로, 마스터 제어부(210)는 비정상으로 동작하는 슬레이브 제어부가 존재하는지를 판단하고(S670), 판단 결과, 비정상으로 동작하는 슬레이브 제어부가 존재하는 경우(S670-Yes), 비정상 슬레이브 제어부를 검출한다(S680).
한편, 단계 S670에 따른 판단 결과, 비정상으로 동작하는 슬레이브 제어부가 존재하는 않는 것으로 판단되면(S670-No), 본 발명의 실시 예에 따른 통신 재개 과정은 종료된다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 구성, 시스템의 상태별 동작, 비정상 슬레이브 제어부의 검출방법, 통신 라인 재설정 및 통신 재개 방법에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 배터리 관리 방법에 대해서 살펴보기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 배터리 관리 동작에 따른 순서를 도시한 플로우챠트이다.
도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 배터리 관리 시스템의 배터리 관리 동작을 설명하되, 최초에는 시스템이 정상적으로 동작하는 것으로 가정한다.
먼저, 시스템(200)이 정상 상태인 경우, 마스터 모듈(210)이 정상 모드로 동작하면서 배터리 모듈(250_1 ~ 250_n)을 관리한다(S700). 이때, 시스템(200)은 일례로 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
단계 S700에 있어서의 시스템(200)의 동작을 살펴보면, 마스터 제어부(210)가 제어 정보를 슬레이브 제어부(230)로 전송하고, 제어 정보에 대한 응답으로 슬레이브 제어부(230)로부터 전송되는 배터리 센싱 정보를 수신하고, 수신한 배터리 센싱 정보를 바탕으로 배터리 모듈을 관리한다.
이때, 마스터 제어부(210)는 제 1 통신 모듈(213)을 이용하여 슬레이브 제어부(230)와 통신하며, 전환부(270)의 제 1 전환부(271)는 오프(off) 상태이고, 전환부(270)의 제 2 전환부(273)는 온(on) 상태이다.
정상 상태의 시스템(200)의 동작과 관련된 사항은 도 3에 대한 설명을 참조하면 되므로, 상세한 설명은 생략한다.
한편, 마스터 제어부(210)는 정상 모드로 동작하면서, 수신한 배터리 센싱 정보를 바탕으로 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는지를 판단한다(S710).
이때, 마스터 제어부(210)는 다수의 슬레이브 제어부(230)로부터 전송되는 배터리 센싱 정보를 모두 수신하였는지를 근거로 하여 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는지를 판단한다.
즉, 마스터 제어부(210)는 다수의 슬레이브 제어부(230)로부터 전송되는 배터리 센싱 정보를 모두 수신하였으면 비정상 슬레이브 제어부가 존재하지 않는 것으로 판단하고, 수신하지 못한 배터리 센싱 정보가 있으면 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는 것으로 판단한다.
단계 S710에 따른 판단 결과, 비정상 슬레이브 제어부가 존재하지 않는 것으로 판단하면(S710-No), 마스터 제어부(210)는 정상 모드로 동작하면서 배터리 모듈(250)을 관리한다.
반면, 단계 S710에 따른 판단 결과, 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는 것으로 판단하면(S710-Yes), 마스터 제어부(210)는 비정상 슬레이브 제어부를 검출한다(S720).
비정상 슬레이브 제어부 검출과 관련된 사항은 도 5 및 이와 관련된 상세한 설명을 참조하면 되므로, 비정상 슬레이브 제어부 검출에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이후, 마스터 제어부(210)는 통신 라인을 재설정하고, 고장 모드로 동작하며(S730), 고장 모드로 동작하면서, 배터리 센싱 정보를 바탕으로 배터리 모듈(250)을 관리한다(S740).
한편, 단계 S740에 있어서의 시스템(200)은 일례로 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
단계 S740에 있어서의 시스템(200)의 동작을 살펴보면, 마스터 제어부(210)는 제 1 및 제 2 통신 모듈(213, 215)을 이용하여 슬레이브 제어부와 통신하면서 배터리 센싱 정보를 수신한다.
이때, 전환부(270)의 제 1 전환부(271)는 온(on) 상태이고, 전환부(270)의 제 2 전환부(273)는 오프(off) 상태이다.
이때, 통신 라인 재설정 및 고장 모드 동작과 관련된 사항은 도 4, 6 및 그와 관련된 상세한 설명을 참조하면 되므로, 통신 라인 재설정 및 고장 모드 동작에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명에 따른 분산형 배터리 관리 시스템 및 관리 방법을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200 : 배터리 관리 시스템 210 : 마스터 제어부
211 : 제어 모듈 213 : 제 1 통신 모듈
215 : 제 2 통신 모듈 230 : 슬레이브 제어부
231 : 센싱 모듈 250 : 배터리 모듈
270 : 전환부 271 : 제 1 전환부
273 : 제 2 전환부

Claims (12)

  1. 다수의 배터리 모듈을 관리하는 분산형 배터리 관리 시스템에 있어서,
    상기 다수의 배터리 모듈에 각각 연결되어, 연결된 배터리 모듈에 대한 배터리 센싱 정보를 생성하는 다수의 슬레이브 제어부;
    상기 다수의 슬레이브 제어부 중 최상위 슬레이브 제어부와 연결되고, 최하위 슬레이브 제어부와는 선택적으로 연결되는 마스터 제어부; 및
    상기 마스터 제어부와 상기 최하위 슬레이브 제어부 사이에 위치하며, 상기 마스터 제어부의 제어에 따라 동작하여, 상기 마스터 제어부와 상기 최하위 슬레이브 제어부를 연결하거나, 상기 마스터 제어부와 상기 최하위 슬레이브 제어부 사이의 연결을 해제하는 전환부를 포함하는
    분산형 배터리 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터 제어부는,
    상기 최상위 슬레이브 제어부와 연결되는 제 1 통신 모듈; 및
    상기 최하위 슬레이브 제어부와 연결되는 제 2 통신 모듈을 포함하는
    분산형 배터리 관리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 슬레이브 제어부가 모두 정상적으로 동작하는 상태의 경우, 상기 마스터 제어부는 상기 제 1 통신 모듈을 통해 상기 다수의 슬레이브 제어부로부터 전송되는 배터리 센싱 정보를 수신하는 것
    인 분산형 배터리 관리 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 슬레이브 제어부 중 비정상 슬레이브 제어부가 있는 경우, 상기 마스터 제어부는 상기 제 1 및 제 2 통신 모듈을 통해 상기 비정상 슬레이브 제어부 이외의 모든 슬레이브 제어부로부터 전송되는 배터리 센싱 정보를 수신하는 것
    인 분산형 배터리 관리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전환부는,
    상기 마스터 제어부의 제어에 따라, 상기 마스터 제어부와 상기 최하위 슬레이브 제어부를 연결하는 제 1 전환부; 및
    상기 마스터 제어부의 제어에 따라, 상기 최하위 슬레이브 제어부의 출력을 상기 최하위 슬레이브 제어부의 입력으로 귀환시키는 제 2 전환부를 포함하는
    분산형 배터리 관리 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 마스터 제어부는,
    상기 다수의 슬레이브 제어부가 모두 정상적으로 동작하는 상태의 경우, 상기 제 1 전환부를 오프(off) 시키고, 상기 제 2 전환부를 온(on) 시키며,
    상기 다수의 슬레이브 제어부 중 비정상 슬레이브 제어부가 있는 경우, 상기 제 1 전환부를 온 시키고, 상기 제 2 전환부를 오프 시키는 것
    인 분산형 배터리 관리 시스템.
  7. 다수의 배터리 모듈과 각각 연결된 슬레이브 제어부로부터 전송되는 배터리 센싱 정보를 바탕으로 상기 다수의 배터리 모듈을 관리하는 분산형 배터리 관리 방법에 있어서,
    상기 배터리 센싱 정보를 최상위 슬레이브 제어부와 연결되는 제 1 통신 모듈을 통해 수신하는 정상 모드로 동작하면서 상기 다수의 배터리 모듈을 관리하는 단계;
    상기 배터리 센싱 정보를 바탕으로 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는지를 판단하는 단계;
    상기 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는 경우, 상기 제 1 통신 모듈 및 최하위 슬레이브 제어부와 연결되는 제 2 통신 모듈을 통해 상기 배터리 센싱 정보를 수신하는 고장 모드로 전환하는 단계; 및
    상기 고장 모드로 동작하면서 상기 다수의 배터리 모듈을 관리하는 단계를 포함하는
    분산형 배터리 관리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 정상 모드로 동작하면서 상기 다수의 배터리 관리 모듈을 관리하는 단계는,
    상기 마스터 제어부와 상기 최하위 슬레이브 제어부 사이에 위치하는 전환부를 제어하여 상기 최하위 슬레이브 제어부의 출력을 상기 최하위 슬레이브 제어부의 입력으로 귀환되도록 한 상태에서 이루어지는 것
    인 분산형 배터리 관리 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는지를 판단하는 단계는,
    상기 다수의 슬레이브 제어부로부터 전송되는 배터리 센싱 정보를 모두 수신하였으면 상기 비정상 슬레이브 제어부가 존재하지 않는 것으로 판단하고,
    수신하지 못한 배터리 센싱 정보가 있으면 상기 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는 것으로 판단하는 것
    인 분산형 배터리 관리 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 고장 모드로 전환하는 단계는,
    상기 마스터 제어부와 상기 최하위 슬레이브 제어부 사이에 위치하는 전환부를 제어하여 상기 마스터와 상기 최하위 슬레이브 제어부가 연결되도록 하는 단계를 포함하는
    분산형 배터리 관리 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 고장 모드로 전환하는 단계는,
    상기 비정상 슬레이브 제어부의 전단에 위치하는 슬레이브 제어부가 상기 제 1 통신 모듈을 통해 상기 마스터 제어부와 연결되고, 상기 비정상 슬레이브 제어부의 후단에 위치하는 슬레이브 제어부가 상기 제 2 통신 모듈을 통해 상기 마스터와 연결되도록 통신 라인을 재설정하는 단계를 포함하는
    분산형 배터리 관리 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 비정상 슬레이브 제어부가 존재하는 경우, 상기 비정상 슬레이브 제어부를 검출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 비정상 슬레이브 제어부를 검출하는 단계는,
    상기 최하위 슬레이브 제어부의 내부를 단락시키고, 통신이 정상적으로 이루어지는지를 판단하는 단계;
    통신이 정상적으로 이루어지지 않는 경우, 단락된 최하위 슬레이브 제어부의 단락을 해제하고, 한 단 상위의 슬레이브 제어부의 내부를 단락시키고, 통신이 정상적으로 이루어지는지를 다시 판단하는 단계; 및
    통신이 정상적으로 이루어지는 경우, 단락된 슬레이브 제어부를 비정상 슬레이브 제어부로 인식하는 단계를 포함하는
    인 분산형 배터리 관리 방법.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110546849A (zh) * 2017-11-24 2019-12-06 株式会社Lg化学 无线电池管理系统和使用其保护电池组的方法
KR20200077347A (ko) * 2018-12-20 2020-06-30 주식회사 엘지화학 Bms 인식 시스템 및 방법
KR20200086956A (ko) * 2019-01-10 2020-07-20 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩
US10915386B2 (en) 2018-01-22 2021-02-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Integrated circuit and battery management system including the same
US11356824B2 (en) 2018-11-21 2022-06-07 Lg Energy Solution, Ltd. Wireless control system, wireless control method, and battery pack
US11396234B2 (en) * 2019-08-21 2022-07-26 Robert Bosch Gmbh Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system, and electric vehicle
US11428742B2 (en) 2018-11-21 2022-08-30 Lg Energy Solution, Ltd. Wireless control system, wireless connection method, and battery pack
KR102547647B1 (ko) * 2022-10-31 2023-06-26 주식회사 서연이화 슈퍼캡 시스템에서 마스터 및 슬레이브 통신 시스템 및 이의 실행 방법
WO2024071592A1 (ko) * 2022-09-27 2024-04-04 주식회사 엘지에너지솔루션 통신 이상 상황의 대응을 위한 배터리 제어 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130085203A (ko) * 2012-01-19 2013-07-29 주식회사 엘지화학 멀티 ｂｍｓ 기동 시스템 및 방법
KR20150018993A (ko) * 2013-08-12 2015-02-25 현대모비스 주식회사 Bms의 페일 세이프 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130085203A (ko) * 2012-01-19 2013-07-29 주식회사 엘지화학 멀티 ｂｍｓ 기동 시스템 및 방법
KR20150018993A (ko) * 2013-08-12 2015-02-25 현대모비스 주식회사 Bms의 페일 세이프 장치 및 방법

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110546849A (zh) * 2017-11-24 2019-12-06 株式会社Lg化学 无线电池管理系统和使用其保护电池组的方法
CN110546849B (zh) * 2017-11-24 2023-03-24 株式会社Lg新能源 无线电池管理系统和使用其保护电池组的方法
US10915386B2 (en) 2018-01-22 2021-02-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Integrated circuit and battery management system including the same
US11356824B2 (en) 2018-11-21 2022-06-07 Lg Energy Solution, Ltd. Wireless control system, wireless control method, and battery pack
US11428742B2 (en) 2018-11-21 2022-08-30 Lg Energy Solution, Ltd. Wireless control system, wireless connection method, and battery pack
KR20200077347A (ko) * 2018-12-20 2020-06-30 주식회사 엘지화학 Bms 인식 시스템 및 방법
US11880264B2 (en) 2018-12-20 2024-01-23 Lg Energy Solution, Ltd. BMS recognition system and method
KR20200086956A (ko) * 2019-01-10 2020-07-20 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩
US11879947B2 (en) 2019-01-10 2024-01-23 Lg Energy Solution, Ltd. Battery management device and battery pack including same
US11396234B2 (en) * 2019-08-21 2022-07-26 Robert Bosch Gmbh Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system, and electric vehicle
WO2024071592A1 (ko) * 2022-09-27 2024-04-04 주식회사 엘지에너지솔루션 통신 이상 상황의 대응을 위한 배터리 제어 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
KR102547647B1 (ko) * 2022-10-31 2023-06-26 주식회사 서연이화 슈퍼캡 시스템에서 마스터 및 슬레이브 통신 시스템 및 이의 실행 방법

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