KR20170098451A

KR20170098451A - Bms에 대한 id 할당 방법

Info

Publication number: KR20170098451A
Application number: KR1020160020361A
Authority: KR
Inventors: 윤승규; 이종국
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2017-08-30
Also published as: KR102123671B1

Abstract

본 발명은 BMS에 대한 ID 할당 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 각 배터리 모듈의 모듈BMS가 자체적으로 ID를 할당하는 방법에 관한 것이다.

Description

BMS에 대한 ID 할당 방법{METHOD ALLOCATING IDENTIFIER FOR BATTERY MANAGEMENT SYSTEM}

일반적으로 하나 이상의 배터리 셀을 가진 배터리 모듈들은 서로 전기적으로 직렬 방식으로 구성되며 상기 배터리 모듈을 하나 이상 포함하는 배터리 랙은 배터리 랙의 상태를 모니터링하고 제어하는 랙BMS(Battery Management System, 이하 BMS)를 가지고 있다. 또한, 각 배터리 모듈들도 해당 배터리 모듈을 제어하는 모듈BMS를 포함하여 구성되어 있다.

또한, 일반적으로 배터리 랙 내에 다수의 모듈BMS가 구성되어있는 경우, 배터리 랙의 랙BMS는 각 모듈BMS를 식별하기 위해서 ID할당을 수행한다.

종래에 하드웨어적인 ID할당 방법으로는 별도의 스위치를 각 배터리 모듈에 장착하고 그 스위치를 조작함에 따라 모듈BMS의 ID를 할당하였고, 소프트웨어적인 ID할당 방법으로는 상위 시스템인 배터리 랙의 랙 BMS가 하위 시스템인 배터리 모듈의 모듈BMS를 순차적으로 깨워서 ID를 할당하였다.

따라서 종래의 방법은 별도의 소자와 작업이 필요하거나, 순차적으로 모듈BMS를 깨우면서 상위의 랙BMS와의 통신을 통해 모듈 BMS에 ID를 할당하여 생산 비용상승이나 복잡한 소프트웨어 구조 설계등과 같은 문제점이 발생했었다.

KR

2011-0124347

A

본 발명은 별도의 스위치를 구성하거나 상위 랙BMS와 통신하여 모듈 BMS에 ID를 할당함에 따라 발생하는 생산 비용상승과 복잡한 소프트웨어 구조 설계를 방지하는 BMS에 대한 ID 할당 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 BMS에 대한 ID 할당 방법은 하나 이상의 배터리 모듈의 각 모듈 BMS가 스스로 ID를 할당하는 방법에 있어서 각 배터리 모듈에서의 랙 전압 및 모듈 전압을 측정하는 전압 측정단계, 상기 전압 측정단계에서 측정된 전압들을 근거로 하여 각 배터리 모듈의 ID값을 연산하는 ID값 연산단계 및 상기 ID값 연산단계에서 연산된 ID값을 각 모듈BMS의 ID로 할당하는 ID 할당단계를 포함한다.

상기 ID값 연산단계는 각 배터리 모듈에서 측정된 랙 전압을 측정된 모듈 전압으로 나누어 연산한다.

상기 ID 할당단계 후 할당된 각 모듈BMS의 ID를 메모리에 저장하는 ID 저장단계 및 ID가 할당된 각 모듈BMS의 개수를 근거로 하여 전체 모듈BMS에 ID가 할당되었는지 확인하는 ID할당 확인단계를 추가로 포함한다.

상기 ID할당 확인단계는 메모리에 저장되어 있는 ID가 할당된 모듈 BMS의 개수를 카운팅하여 획득하고, 획득한 모듈 BMS의 개수와 저장되어 있는 모듈 BMS의 전체 개수를 비교하여 전체 모듈 BMS에 ID가 할당되었는지 확인한다.

상기 ID할당 확인단계에서 저장된 모듈BMS의 전체 개수만큼 ID가 할당되지 않은 경우, ID가 할당되지 않은 모듈BMS에서 다시 상기 전압 측정단계, 상기 ID값 연산단계 및 상기 ID값 할당단계를 수행한다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 랙은 하나 이상의 배터리 모듈들이 다층으로 탑재된 배터리 랙에 있어서 상기 배터리 모듈은 해당 배터리 모듈에서의 랙 전압과 모듈 전압을 측정하는 측정부, 상기 측정부에서 측정된 모듈 전압과 랙 전압을 근거로 하여 해당 모듈 BMS에 할당할 ID값을 연산하는 연산부 및 상기 연산부에서 연산된 ID값을 해당 모듈 BMS의 ID로 할당하는 ID할당부를 포함하여 구성되는 모듈BMS를 포함하여 구성된다.

상기 연산부는 상기 측정부에서 측정된 각 배터리 모듈에서의 랙 전압을 측정된 모듈 전압으로 나누어 연산한다.

상기 배터리 랙은 상기 ID할당부로부터 할당되는 각 모듈BMS의 ID를 저장하고 모듈 BMS의 전체 개수가 저장되어있는 메모리 및 상기 메모리에 저장된 모듈 BMS의 ID를 카운팅하여 ID가 할당된 모듈BMS의 개수를 획득하고 그 획득한 값을 모듈 BMS의 전체 개수와 비교하는 것을 수행하는 랙 BMS를 추가로 포함한다.

상기 각 배터리 모듈에서의 랙 전압은 각 모듈 BMS의 로컬 그라운드를 기준으로 배터리 랙의 플러스(+) 방향이며 각 셀들이 연결된 구성의 바깥쪽 위치에서 측정한다.

본 발명의 실시 예에 따른 BMS에 대한 ID 할당 방법은 각 배터리 모듈에서의 랙 전압과 모듈 전압을 측정하고 연산하여 각 모듈 BMS가 자체적으로 ID를 할당함으로써, 종래의 기술보다 생산 비용이 절감되고 덜 복잡한 소프트웨어 구조를 가질 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 BMS에 대한 ID 할당 방법의 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 랙 전압과 모듈 전압의 측정 방법과 ID값을 연산하는 예시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 랙의 구성도.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 식별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

1. 본 발명에 실시 예에 따른 BMS에 대한 ID 할당 방법

본 발명의 BMS에 대한 ID 할당 방법은 자체적으로 각 배터리 모듈에서의 랙 전압과 모듈 전압을 측정하고 연산하여 ID 값을 획득함에 따라 각 모듈BMS의 ID를 스스로 할당하는 방법이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 BMS에 대한 ID 할당 방법의 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 BMS에 대한 ID 할당 방법은, 우선 각 배터리 모듈에서의 랙 전압 및 모듈 전압을 측정한다(전압 측정단계: S210). 그리고 측정된 전압들을 연산하여 해당 모듈BMS의 ID값을 얻는다(ID값 연산단계: S220). 여기서 ID값 연산방법은 측정된 배터리 모듈에서의 랙 전압을 측정된 모듈 전압으로 나누는 방식을 이용한다.

예를 들면, ID값=(랙 전압)/(모듈 전압)으로 구해진다.

더욱 상세하게, 하기 도 2를 이용하여 전압 측정단계(S210) 및 ID값 연산단계(S220)를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 랙 전압과 모듈 전압의 측정 방법과 ID값을 연산하는 예시도이다.

도 2를 참조하면, 하나의 예로 Top BMS에서는 A점에서 랙 전압을 측정하여 100V를 얻고 해당 배터리 모듈의 모듈 전압도 측정하여 100V를 얻어 상기 연산방식에 따라 연산하여 ID 값으로 1을 얻을 수 있다.

또한, Middle BMS에서는 B점에서 랙 전압을 측정하여 500V를 얻고 해당 배터리 모듈의 모듈 전압도 측정하여 100V를 얻어 상기 연산방식에 따라 ID값을 5로 얻을 수 있다.

또한, Bottom BMS에서도 C점에서 랙 전압을 측정하여 1000V를 얻고 해당 배터리 모듈의 모듈 전압도 측정하여 100V를 얻어 ID값으로 10을 구할 수 있다.

한편, ID값 연산단계(S220)에서 연산하여 얻은 ID값은 각 모듈BMS의 ID로 할당한다(ID 할당단계: S230). 여기서 할당된 각 모듈 BMS의 ID는 메모리(300)에 저장된다(ID 저장단계). 현재 ID가 할당된 모듈BMS의 개수와 메모리에 저장된 모듈BMS의 전체 개수를 비교하여 전체 모듈BMS에 ID가 할당되었는지 확인한다(ID 할당 확인단계).

ID할당 확인단계에서 저장된 전체 모듈BMS의 개수보다 ID가 할당된 모듈BMS의 개수가 더 작은 경우, ID가 할당되지 않은 모듈 BMS에서 전압 측정단계(S210), ID값 연산단계(S220) 및 ID 할당단계(S230)를 수행한다.

2. 본 발명에 실시 예에 따른 배터리 랙

본 발명의 배터리 랙은 각 배터리 모듈에서의 랙 전압과 모듈 전압을 측정하고 연산하여 그 연산한 값을 해당 모듈BMS의 ID로 스스로 할당하는 것이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 랙의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 랙(100)은 각 배터리 모듈에서의 랙 전압 및 모듈 전압을 측정하는 모듈BMS(210:210a, 210b, 210c,…, 210n)를 포함하는 배터리 모듈(200:200a, 200b, 200c,…, 200n), 할당된 모듈BMS의 ID를 저장하는 메모리(300) 및 전체 모듈BMS에 ID가 할당되었는지 확인하는 랙 BMS(400)를 포함하여 구성된다. 여기서 배터리 랙(100)은 배터리 모듈(200)이 다층으로 탑재된 것을 의미하고 배터리 모듈(200)이 복수개 연결된 배터리 팩과 유사하게 쓰인다.

또한, 배터리 모듈의 BMS(210)는 각 배터리 모듈에서의 랙 전압과 모듈 전압을 측정하는 측정부(211:211a, 211b, 211c,…, 211n), 상기 측정부(211)에서 측정한 전압들을 연산하는 연산부(212:212a, 212b, 212c,…, 212n) 및 상기 연산부(212)에서 연산한 ID값을 모듈BMS의 ID로 할당하는 ID 할당부(213:213a, 213b, 213c,…, 213n)를 포함하여 구성된다.

더욱 상세하게, 측정부(211)에서 측정하는 각 배터리 모듈에서의 랙 전압은 각 모듈 BMS의 로컬 그라운드를 기준으로 배터리 랙의 플러스(+) 방향이며 각 셀들이 연결된 구성의 바깥쪽 위치에서 측정한 전압을 나타낸다.

또한, 연산부(212)는 상기 측정부(211)에서 측정한 전압들을 연산하여 해당 모듈BMS의 ID값을 얻는다.

또한, 연산부(212)에서 수행한 연산방법은 상기 ID값 연산단계(S220)에서 수행한 방법과 같이 측정부(211)에서 측정된 각 배터리 모듈에서의 랙 전압을 측정된 모듈 전압으로 나누는 방법으로 ID값을 획득한다.

한편, 메모리(300)는 상기 배터리 모듈(200)의 모듈BMS(210)의 전체 개수가 미리 저장되어 있고, 상기 ID할당단계(S230) 이후 ID할당부(213)에서 할당한 ID를 저장한다.

한편, 랙BMS(400)는 ID가 할당된 각 모듈 BMS의 개수를 카운팅하여 획득하고, 획득한 개수와 미리 메모리(300)에 저장되어 있는 모듈BMS(210)의 전체 개수를 비교하여 전체 모듈 BMS에 ID가 할당되었는지 확인한다.

또한, ID할당 확인단계에서 전체 모듈 BMS에 ID가 할당되지 않은 것이 확인된 경우, 랙BMS(400)는 ID가 할당되지 않은 모듈 BMS(210)에 다시 상기의 전압 측정단계(S210), ID값 연산단계(S220) 및 상기 ID값 할당단계(S230)를 수행하도록 명령한다.

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 통상의 지식을 가진 자는 서술한 특허청구범위 기술 내에서 다양한 실시 예가 가능할 수 있을 것이다.

100: 배터리 랙
200: 배터리 모듈
210: 모듈BMS
211: 측정부
212: 연산부
213: ID 할당부
300: 메모리
400: 랙BMS

Claims

하나 이상의 배터리 모듈의 각 모듈 BMS가 스스로 ID를 할당하는 방법에 있어서,
각 배터리 모듈에서의 랙 전압 및 모듈 전압을 측정하는 전압 측정단계;
상기 전압 측정단계에서 측정된 전압들을 근거로 하여 각 배터리 모듈의 ID값을 연산하는 ID값 연산단계; 및
상기 ID값 연산단계에서 연산된 ID값을 각 모듈BMS의 ID로 할당하는 ID 할당단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 BMS에 대한 ID 할당 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 ID값 연산단계는,
각 배터리 모듈에서 측정된 랙 전압을 측정된 모듈 전압으로 나누어 연산하는 것을 특징으로 하는 BMS에 대한 ID 할당 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 ID 할당단계 후 할당된 각 모듈BMS의 ID를 메모리에 저장하는 ID 저장단계; 및
ID가 할당된 각 모듈BMS의 개수를 근거로 하여 전체 모듈BMS에 ID가 할당되었는지 확인하는 ID할당 확인단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 BMS에 대한 ID 할당 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 ID할당 확인단계는,
메모리에 저장되어 있는 ID가 할당된 모듈 BMS의 개수를 카운팅하여 획득하고, 획득한 모듈 BMS의 개수와 저장되어 있는 모듈 BMS의 전체 개수를 비교하여 전체 모듈 BMS에 ID가 할당되었는지 확인하는 것을 특징으로 하는 BMS에 대한 ID 할당 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 ID할당 확인단계에서 저장된 모듈BMS의 전체 개수만큼 ID가 할당되지 않은 경우, ID가 할당되지 않은 모듈BMS에서 다시 상기 전압 측정단계, ID값 연산단계 및 ID값 할당단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 BMS에 대한 ID 할당 방법.
하나 이상의 배터리 모듈들이 다층으로 탑재된 배터리 랙에 있어서,
상기 배터리 모듈은,
해당 배터리 모듈에서의 랙 전압과 모듈 전압을 측정하는 측정부;
상기 측정부에서 측정된 모듈 전압과 랙 전압을 근거로 하여 해당 모듈 BMS에 할당할 ID값을 연산하는 연산부; 및
상기 연산부에서 연산된 ID값을 해당 모듈 BMS의 ID로 할당하는 ID할당부; 를 포함하여 구성되는 모듈BMS; 를 포함하여 구성되는 배터리 랙.
청구항 6에 있어서,
상기 연산부는,
상기 측정부에서 측정된 각 배터리 모듈에서의 랙 전압을 측정된 모듈 전압으로 나누어 연산하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
청구항 6에 있어서,
상기 배터리 랙은,
상기 ID할당부로부터 할당되는 각 모듈BMS의 ID를 저장하고 모듈 BMS의 전체 개수가 저장되어있는 메모리;
상기 메모리에 저장된 모듈 BMS의 ID를 카운팅하여 ID가 할당된 모듈BMS의 개수를 획득하고 그 획득한 값을 모듈 BMS의 전체 개수와 비교하는 것을 수행하는 랙 BMS;
를 추가로 포함하여 구성하는 배터리 랙.
청구항 6에 있어서,
상기 각 배터리 모듈에서의 랙 전압은 각 모듈 BMS의 로컬 그라운드를 기준으로 배터리 랙의 플러스(+) 방향이며 각 셀들이 연결된 구성의 바깥쪽 위치에서 측정하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.