KR20180064131A - 배터리 팩 충전 시스템 - Google Patents

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Abstract

다양한 실시예들에 따른 배터리 팩 충전 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 충전 시스템은, 배터리 팩으로부터 제1 신호를 수신하고, 상기 제1 신호에 기초하여 상기 배터리 팩의 충전 조건을 결정하는 충전 장치; 배터리 팩의 충전 상태에 기초하여 상기 제1 신호를 생성하여 상기 충전 장치에 상기 제1 신호를 전송하는 배터리 팩; 및 상기 충전 장치로부터 제2 신호를 수신하고, 상기 제2 신호를 상기 배터리 팩에 전송하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

배터리 팩 충전 시스템{Battery Pack Charging System}
본 발명의 실시 배터리 팩 충전 시스템에 관한 것이다.
전기 에너지 저장 기술의 개발에 따라, 무선 장치에 탑재되는 배터리 팩의 종류가 점차 다양해지고 있다.
그러나 기존 무선 장치에 새로운 배터리 팩을 도입하기 위해서는 해당 무선 장치의 관련 부분 및/또는 충전 장치를 대폭 수정해야 하는 문제점이 있었다.
특히 납축 배터리 팩을 사용하는 무선 장치에 있어서, 기존 납축 배터리 팩을 리튬-이온 배터리 팩으로 대체하기 위해서는 무선 장치 상당한 수정이 수반되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 기존 납축 배터리 팩을 사용하는 시스템에서 무선 장치의 관련 부분 및/또는 충전 장치의 큰 수정 없이 리튬-이온 배터리 팩을 사용할 수 있는 배터리 팩 충전 시스템을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 충전 장치의 상태정보 포함하는 신호를 무선 장치의 제어부 및 배터리 팩 모두가 공유할 수 있는 배터리 팩 충전 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 충전 시스템은, 배터리 팩으로부터 제1 신호를 수신하고, 상기 제1 신호에 기초하여 상기 배터리 팩의 충전 조건을 결정하는 충전 장치; 배터리 팩의 충전 상태에 기초하여 상기 제1 신호를 생성하여 상기 충전 장치에 상기 제1 신호를 전송하는 배터리 팩; 및 상기 충전 장치로부터 제2 신호를 수신하고, 상기 제2 신호를 상기 배터리 팩에 전송하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 배터리 팩은 상기 배터리 팩의 충전 상태에 기초하여 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 상기 제1 신호를 생성할 수 있다.
상기 배터리 팩은 상기 배터리 팩이 완전충전 상태인 경우 제1 파형(波形)에 기초하여 상기 제1 신호를 생성하고, 상기 배터리 팩이 충전불가 상태인 경우 상기 제1 파형과 상이한 제2 파형에 기초하여 상기 제1 신호를 생성할 수 있다.
상기 배터리 팩은 상기 배터리 팩이 제1 충전 가능 상태인 경우 제3 파형에 기초하여 상기 제1 신호를 생성하고, 상기 배터리 팩이 제2 충전 가능 상태인 경우 상기 제3 파형과 상이한 제4 파형에 기초하여 상기 제1 신호를 생성할 수 있다.
상기 제1 충전 가능 상태는 상기 배터리 팩을 제1 전류로 충전 가능한 상태이고, 상기 제2 충전 가능 상태는 상기 배터리 팩을 제2 전류로 충전 가능한 상태이고, 상기 제2 전류는 상기 제1 전류보다 크거나 같을 수 있다.
상기 제어부는 차량(車輛)에 구비되고, 상기 배터리 팩은 상기 차량에 구비되어 상기 차량에 전기 에너지를 공급하고, 상기 충전 장치는 상기 차량과 별도로 구비될 수 있다.
상기 제어부는 상기 충전 장치로부터 수신된 제2 신호를 CAN(Controller Area Network) 통신 규격으로 변환하고, 변환된 제2 신호를 상기 배터리 팩에 전송할 수 있다.
상기 차량은 상기 충전 장치와 상기 차량을 전기적으로 연결하는 충전 포트(Port)를 구비하고, 상기 충전 포트는 상기 배터리 팩과 상기 충전 장치를 전기적으로 연결하는 제1 포트 및 상기 제어부와 상기 충전 장치를 전기적으로 연결하는 제2 포트를 포함할 수 있다.
상기 배터리 팩은 상기 제1 포트를 통하여 상기 제1 신호를 상기 충전 장치에 전송하고, 상기 제어부는 상기 제2 포트를 통하여 상기 제2 신호를 상기 충전 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 제2 신호는 상기 충전 장치의 하나 이상의 상태 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 기존 납축 배터리 팩을 사용하는 시스템에서 무선 장치의 관련 부분 및/또는 충전 장치의 대폭 수정 없이 리튬-이온 배터리 팩을 사용할 수 있는 배터리 팩 충전 시스템을 구현할 수 있다.
또한 본 발명은 충전 장치의 상태정보 포함하는 신호를 무선 장치의 제어부 및 배터리 팩 모두가 공유할 수 있는 배터리 팩 충전 시스템을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 충전 시스템의 개략적이 구성을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩이 PWM 방식에 따라 생성한 제1 신호의 예시이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 신호가 충전 장치에서 배터리 팩으로 전달되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 신호가 배터리 팩에서 충전 장치로 전달되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시 예로부터 다른 실시 예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다. 즉 설명된 특정 세부사항들은 단순한 예시이다. 특정 구현들은 이러한 예시적인 세부사항들로부터 변할 수 있고, 본 발명의 정신 및 범위 내에서 계속 고려될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 충전 시스템의 개략적이 구성을 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 충전 시스템은 충전 장치(200)와 차량(100)을 포함할 수 있다. 이 때 차량(100)은 제어부(110), 배터리 팩(120) 및 충전 포트(130)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(200)는 차량(100)의 배터리 팩(120)에 전력을 공급하여, 배터리 팩(120)을 충전하기 위한 다양한 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(200)는 전원으로부터 전력을 공급 받아 배터리 팩(120)에 전력을 공급할 수 있다. 가령 충전 장치(200)는 계통 전원과 같은 교류 전원으로부터 전력을 공급 받아 배터리 팩(120)에 전력을 공급할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(200)는 배터리 팩(120)으로부터 배터리 팩(120)의 충전 상태에 관한 정보를 포함하는 신호(이하에서 설명하는 제1 신호)를 수신하고, 이에 대응하여 배터리 팩(120)의 충전 조건을 결정할 수 있다. 가령 충전 장치(200)는 배터리 팩(120)으로부터 배터리 팩(120)이 완전 충전 되었음을 알리는 신호를 수신하고, 이에 따라 배터리 팩(120)으로의 전력 공급을 중단할 수 있다. 또한 충전 장치(200)는 배터리 팩(120)으로부터 배터리 팩(120)이 프리-차지(Pre-Charge)가 가 필요함을 알리는 신호를 수신하고, 이에 따라 배터리 팩(120)에 프리-차지에 해당하는 전류 및/또는 전력을 공급할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(200)는 충전 장치(200)의 하나 이상의 상태 정보를 포함하는 신호(이하에서 설명하는 제2 신호)를 배터리 팩(120)에 전송할 수 있다. 가령 충전 장치(200)는 현재 차량(100)과 충전 장치(200)가 연결되었음을 알리는 신호를 배터리 팩(120)에 전송할 수 있다. 또한 충전 장치(200)는 현재 충전 전류 및/또는 전압을 포함하는 신호를 배터리 팩(120)에 전송할 수 있다. 이를 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(200)는 통신부(미도시), 제2 제어부(미도시) 및 메모리(미도시)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(200)의 통신부는 전술한 차량의 제어부(110) 및/또는 차량(100)의 배터리 팩(120)과 같은 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(200)의 제2 제어부는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(200)의 메모리는 충전 장치(200)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 메모리는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(200)는 차량(100)의 충전 포트(130)와 연결되는 충전 인터페이스(210)를 포함할 수 있다. 이 때 충전 인터페이스(210)는 전력의 공급을 위한 포트(P+_D, P-_D), 제1 신호의 수신을 위한 포트(P1_D) 및 제2 신호의 송신을 위한 포트(P2_D)를 포함할 수 있다. 전력의 공급을 위한 포트(P+_D, P-_D)는 충전 포트(130)의 전력 포트(P+_P2, P-_P2)와 연결될 수 있다. 제1 신호의 수신을 위한 포트(P1_D)는 충전 포트(130)의 제1 신호의 전달을 위한 포트(P1_P2)와 연결될 수 있다. 제2 신호의 송신을 위한 포트(P2_D)는 충전 포트(130)의 제1 신호의 전달을 위한 포트(P2_P2)와 연결될 수 있다.
본 발명에서 'A 포트와 B 포트가 연결된다'는 A 포트와 B 포트가 전기적으로 연결되는 것을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량(100)은 전기를 이용하여 구동되는 운송수단일 수 있다. 예컨대, 차량(100)은 충전된 배터리 팩(120)으로부터 전력을 공급받아 모터를 구동시킴으로써 동작하는 자동차일 수 있다. 또한 차량(100)은 조건에 따라 배터리 팩으로부터 전력을 공급받는 모터로 동작하기도 하고, 연료를 이용하여 구동되는 내연기관으로 동작하기도 하는 하이브리드(Hybrid)자동차 일 수도 있다. 이와 같이 본 발명의 차량(100)은 적어도 한 순간에 배터리 팩의 전력을 사용하여 구동되는 모든 운송수단을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량(100)은 전술한 바와 같이 제어부(110), 배터리 팩(120) 및 충전 포트(130)를 포함할 수 있다.
먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 차량(100)의 구동 제어, 주행 제어 및 충전 제어를 수행하는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서 일 실시예에 따른 제어부(110)는 충전 제어의 일환으로, 충전 장치(200)로부터 충전 장치(200)의 하나 이상의 상태 정보를 포함하는 신호(제2 신호)를 수신하고, 이를 배터리 팩(120)에 전송할 수 있다. 이 때 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 제2 신호를 CAN(Controller Area Network) 통신 규격으로 변환하고, 변환된 제2 신호를 배터리 팩(120)에 전송할 수 있다.
이를 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)의 제2 신호 수신 포트(P2_C1)와 충전 포트(130)의 제2 신호의 전달을 위한 포트(P2_P3)는 연결될 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 배터리 팩(120)과 CAN 네트워크 규격에 따라 연결될 수 있다. 바꾸어 말하면 제어부(110)와 배터리 팩(120)의 CAN H(제어부(110)의 P2_C2, 배터리 팩(120)의 P2_B1)포트 및 CAN L(제어부(110)의 P2_C3, 배터리 팩(120)의 P2_B2)포트는 연결될 수 있다.
이로써 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 충전 시스템은, 충전 장치(200)의 상태정보 포함하는 신호를 제어부(110) 및 배터리 팩(120) 모두에 전송할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 제2 신호를 CAN 통신 규격으로 변환하여 배터리 팩(120)으로 전송함으로써, 기존의 배터리 팩(120) 및/또는 제어부(110)의 큰 수정 없이 제2 신호의 공유가 가능하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)은 전력을 저장하는 부분으로, 충전이 가능한 단위 전지를 포함할 수 있다. 이 때 단위 전지는 예컨대 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)은 하나 이상의 단위 전지를 포함할 수 있다. 이 때 배터리 팩(120)은 하나의 단위 전지를 포함하거나, 복수의 단위 전지를 포함할 수 있다. 이 때 단위 전지들은 단위 전지들 상호 간에 직렬로 연결되거나, 병렬로 연결되거나, 또는 직렬과 병렬의 조합으로 연결될 수 있다. 배터리 팩(120) 에 포함되는 단위 전지의 개수 및 연결 방식은 요구되는 출력 전압 및 전력 저장 용량에 따라서 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)은 전술한 단위 전지의 관리를 위한 배터리 관리 모듈을 포함할 수 있다. 이 때 배터리 관리 모듈은 하나 이상의 단위 전지의 이상유무를 판단하고, 판단 결과에 따라 다양한 동작을 수행할 수 있다.
배터리 관리 모듈은 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱(cell balancing) 기능 등을 수행할 수 있다. 또한 배터리 관리 모듈은 하나 이상의 단위 전지의 전류, 전압, 온도, 잔여 전력량, 수명, 충전 상태(State of Charge, SOC)등을 확인하여 하나 이상의 단위전지의 이상 유무를 판단할 수 있다. 예컨대, 배터리 관리 모듈은 센서들을 이용하여 하나 이상의 단위 전지의 셀 전압 및 온도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 모듈은 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는 전술한 바와 같으므로 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 모듈은 하나 이상의 단위 전지의 충전 상태에 기초하여 제1 신호를 생성하여 충전 장치(200)에 전송할 수 있다. 이 때 제1 신호는 전술한 바와 같이 배터리 팩(120)의 충전 상태에 관한 정보를 포함하는 신호일 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 모듈은 다양한 방식으로 제1 신호를 생성할 수 있다. 가령 일 실시예에 따른 배터리 관리 모듈은 하나 이상의 단위 전지의 충전 상태에 기초하여 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 제1 신호를 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)이 PWM 방식에 따라 생성한 제1 신호의 예시이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)은 배터리 팩(120)이 완전충전 상태인 경우 제1 파형(波形)에 기초하여 제1 신호를 생성할 수 있다. 이와 유사하게 배터리 팩(120)은 배터리 팩(120)이 충전불가 상태인 경우 전술한 제1 파형과 상이한 제2 파형에 기초하여 제1 신호를 생성할 수 있다.
나아가 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)은 배터리 팩(120)이 제1 충전 가능 상태인 경우 제3 파형에 기초하여 제1 신호를 생성하고, 배터리 팩(120)이 제2 충전 가능 상태인 경우 전술한 제3 파형과 상이한 제4 파형에 기초하여 제1 신호를 생성할 수 있다.
이 때 전술한 제1 충전 가능 상태는 배터리 팩(120)을 제1 전류로 충전 가능한 상태이고(가령 pre charge가 필요한 상태), 제2 충전 가능 상태는 배터리 팩(120)을 제2 전류로 충전 가능한 상태이며(가령 normal charge가 필요한 상태), 제2 전류는 제1 전류보다 크거나 같을 수 있다.
바꾸어 말하면 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)은 배터리 팩(120)의 상태에 따라 제1 신호에 포함되는 펄스(Pulse)의 폭을 조절함으로써 충전 장치(200)가 배터리 팩(120)의 상태를 확인할 수 있도록 할 수 있다.
다만 전술한 파형의 종류 및 구체적인 파형의 형태는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 배터리 팩(120)이 충전 장치(200)에 전송하고자 하는 정보의 다양성에 따라 파행의 종류 및 구체적인 형태는 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)은 전술한 방법에 따라 생성된 제1 신호를 충전 장치(200)에 전송하기 위해, 충전 포트(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 물론 충전 포트(130)는 제1 신호의 전달을 위해 충전 장치(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 배터리 팩의 제1 신호의 송신을 위한 포트(P1_B)는 충전 포트(130)의 제1 신호의 전달을 위한 포트(P1_P1)와 연결되고, 충전 포트(130)의 제1 신호의 전달을 위한 포트(P1_P2)는 충전 장치(200)의 제1 신호의 수신을 위한 포트(P1_D)와 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 신호가 충전 장치(200)에서 배터리 팩(120)으로 전달되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(200)는 충전 장치(200)의 하나 이상의 상태 정보를 포함하는 신호(제2 신호)를 배터리 팩(120)에 전송할 수 있다. 또한 충전 장치(200)의 제2 신호의 송신을 위한 포트(P2_D)는 충전 포트(130)의 제1 신호의 전달을 위한 포트(P2_P2)와 연결될 수 있다. 물론 충전 포트(130)의 제2 신호의 전달을 위한 포트(P2_P3)와 제어부(110)의 제2 신호 수신 포트(P2_C1)도 연결될 수 있고, 제어부(110)와 배터리 팩(120)의 CAN H(제어부(110)의 P2_C2, 배터리 팩(120)의 P2_B1)포트 및 CAN L(제어부(110)의 P2_C3, 배터리 팩(120)의 P2_B2)포트도 연결될 수 있다.
따라서 충전 장치(200)가 충전 장치(200)의 하나 이상의 상태 정보에 기초하여 생성한 제2 신호는 충전 장치(200), 충전 포트(130), 제어부(110) 및 배터리 팩(120)을 거치는 경로(310)에 따라 배터리 팩(120)에 전송될 수 있다.
이로써 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 충전 시스템은, 충전 장치(200)의 상태정보 포함하는 신호를 제어부(110) 및 배터리 팩(120) 모두에 전송할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 제2 신호를 CAN 통신 규격으로 변환하여 배터리 팩(120)으로 전송함으로써, 기존의 배터리 팩(120) 및/또는 제어부(110)의 큰 수정 없이 제2 신호의 공유가 가능하도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 신호가 배터리 팩(120)에서 충전 장치(200)로 전달되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)은 배터리 팩(120)의 충전 상태에 기초하여 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 제1 신호를 생성할 수 있다.
가령 배터리 팩(120)은 배터리 팩(120)이 완전충전 상태인 경우 제1 파형(波形)에 기초하여 제1 신호를 생성할 수 있다. 이와 유사하게 배터리 팩(120)은 배터리 팩(120)이 충전불가 상태인 경우 전술한 제1 파형과 상이한 제2 파형에 기초하여 제1 신호를 생성할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)은 배터리 팩(120)이 제1 충전 가능 상태인 경우 제3 파형에 기초하여 제1 신호를 생성하고, 배터리 팩(120)이 제2 충전 가능 상태인 경우 전술한 제3 파형과 상이한 제4 파형에 기초하여 제1 신호를 생성할 수 있다. 이 때 전술한 제1 충전 가능 상태는 배터리 팩(120)을 제1 전류로 충전 가능한 상태이고(가령 pre charge가 필요한 상태), 제2 충전 가능 상태는 배터리 팩(120)을 제2 전류로 충전 가능한 상태이며(가령 normal charge가 필요한 상태), 제2 전류는 제1 전류보다 크거나 같을 수 있다.
바꾸어 말하면 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)은 배터리 팩(120)의 상태에 따라 제1 신호에 포함되는 펄스(Pulse)의 폭을 조절함으로써 충전 장치(200)가 배터리 팩(120)의 상태를 확인할 수 있도록 할 수 있다.
다만 전술한 파형의 종류 및 구체적인 파형의 형태는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 배터리 팩(120)이 충전 장치(200)에 전송하고자 하는 정보의 다양성에 따라 파행의 종류 및 구체적인 형태는 상이할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)은 전술한 방법에 따라 생성된 제1 신호를 충전 장치(200)에 전송하기 위해, 충전 포트(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 물론 충전 포트(130)는 제1 신호의 전달을 위해 충전 장치(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 배터리 팩의 제1 신호의 송신을 위한 포트(P1_B)는 충전 포트(130)의 제1 신호의 전달을 위한 포트(P1_P1)와 연결되고, 충전 포트(130)의 제1 신호의 전달을 위한 포트(P1_P2)는 충전 장치(200)의 제1 신호의 수신을 위한 포트(P1_D)와 연결될 수 있다.
따라서 배터리 팩(120)이 배터리 팩(120)의 충전 상태에 기초하여 생성한 제1 신호는 배터리 팩(120), 충전 포트(130) 및 충전 장치(200)를 거치는 경로(320)에 따라 충전 장치(200)에 전송될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(120)은 충전 상태를 충전 장치(200)에 전송할 수 있고, 이로써 배터리 팩(120)의 충전을 위해 충전 장치(200)를 적절하게 제어할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 수 있다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
100: 차량
110: 제어부
120: 배터리 팩
130: 충전 포트
200: 충전 장치
210: 충전 인터페이스

Claims (10)

  1. 배터리 팩으로부터 제1 신호를 수신하고, 상기 제1 신호에 기초하여 상기 배터리 팩의 충전 조건을 결정하는 충전 장치;
    배터리 팩의 충전 상태에 기초하여 상기 제1 신호를 생성하여 상기 충전 장치에 상기 제1 신호를 전송하는 배터리 팩; 및
    상기 충전 장치로부터 제2 신호를 수신하고, 상기 제2 신호를 상기 배터리 팩에 전송하는 제어부;를 포함하는, 배터리 팩 충전 시스템.
  2. 제1 항에 있어서
    상기 배터리 팩은
    상기 배터리 팩의 충전 상태에 기초하여 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 상기 제1 신호를 생성하는, 배터리 팩 충전 시스템.
  3. 제2 항에 있어서
    상기 배터리 팩은
    상기 배터리 팩이 완전충전 상태인 경우 제1 파형(波形)에 기초하여 상기 제1 신호를 생성하고,
    상기 배터리 팩이 충전불가 상태인 경우 상기 제1 파형과 상이한 제2 파형에 기초하여 상기 제1 신호를 생성하는, 배터리 팩 충전 시스템.
  4. 제2 항에 있어서
    상기 배터리 팩은
    상기 배터리 팩이 제1 충전 가능 상태인 경우 제3 파형에 기초하여 상기 제1 신호를 생성하고,
    상기 배터리 팩이 제2 충전 가능 상태인 경우 상기 제3 파형과 상이한 제4 파형에 기초하여 상기 제1 신호를 생성하는, 배터리 팩 충전 시스템.
  5. 제4 항에 있어서
    상기 제1 충전 가능 상태는 상기 배터리 팩을 제1 전류로 충전 가능한 상태이고,
    상기 제2 충전 가능 상태는 상기 배터리 팩을 제2 전류로 충전 가능한 상태이고,
    상기 제2 전류는 상기 제1 전류보다 크거나 같은, 배터리 팩 충전 시스템.
  6. 제1 항에 있어서
    상기 제어부는 차량(車輛)에 구비되고,
    상기 배터리 팩은 상기 차량에 구비되어 상기 차량에 전기 에너지를 공급하고,
    상기 충전 장치는 상기 차량과 별도로 구비되는, 배터리 팩 충전 시스템.
  7. 제6 항에 있어서
    상기 제어부는 상기 충전 장치로부터 수신된 제2 신호를 CAN(Controller Area Network) 통신 규격으로 변환하고,
    변환된 제2 신호를 상기 배터리 팩에 전송하는, 배터리 팩 충전 시스템.
  8. 제6 항에 있어서
    상기 차량은 상기 충전 장치와 상기 차량을 전기적으로 연결하는 충전 포트(Port)를 구비하고,
    상기 충전 포트는
    상기 배터리 팩과 상기 충전 장치를 전기적으로 연결하는 제1 포트 및
    상기 제어부와 상기 충전 장치를 전기적으로 연결하는 제2 포트를 포함하는, 배터리 팩 충전 시스템.
  9. 제8 항에 있어서
    상기 배터리 팩은 상기 제1 포트를 통하여 상기 제1 신호를 상기 충전 장치에 전송하고,
    상기 제어부는 상기 제2 포트를 통하여 상기 제2 신호를 상기 충전 장치로부터 수신하는, 배터리 팩 충전 시스템.
  10. 제1 항에 있어서
    상기 제2 신호는
    상기 충전 장치의 하나 이상의 상태 정보를 포함하는, 배터리 팩 충전 시스템.
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