KR20190010003A - Sensing chip, battery management system having the same, and operating method thereof - Google Patents

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KR20190010003A KR1020170092088A KR20170092088A KR20190010003A KR 20190010003 A KR20190010003 A KR 20190010003A KR 1020170092088 A KR1020170092088 A KR 1020170092088A KR 20170092088 A KR20170092088 A KR 20170092088A KR 20190010003 A KR20190010003 A KR 20190010003A
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Abstract

A battery management system according to the present invention includes: a plurality of sensing chips connected in a daisy chain manner and performing cell balancing of each of battery cells; a transceiver performing data communication with any one of the sensing chips in accordance with a first communication protocol; and a controller performing data communication according to a second communication protocol with the transceiver, wherein each of the sensing chips can generate a failure signal in the form of a wake-up signal when failure is detected.

Description

센싱 칩, 그것을 포함하는 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법{SENSING CHIP, BATTERY MANAGEMENT SYSTEM HAVING THE SAME, AND OPERATING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a sensing chip, a battery management system including the sensing chip, and a method of operating the sensing chip.

본 발명은 센싱 칩, 그것을 포함하는 배터리 관리 시스템, 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sensing chip, a battery management system including the sensing chip, and a method of operating the same.

일반적으로 차량용 배터리 관리 시스템(battery management system; BMS)은, MICOM(MICOM)과 배터리 셀들을 모니터링 하는 복수의 셀 센싱(cell sensing) ICs(integrated circuits)를 포함한다. 셀 센싱 ICs 간에는 데이지 체인(daisy chain) 방식의 버스 구조로 결합되고, 최종 셀 센싱 IC를 통해서 전체 센싱 값이 MICOM으로 전달된다. 일반적으로 주차 중 BMS 제어기는 파워 오프(power off) 상태로써 동작을 하지 않는다. BMS 제어기 안에 있는 센싱 IC는 슬립(sleep) 모드 상태로, 최소 전력을 소모하는 모드로 전환 된다.Generally, a vehicle battery management system (BMS) includes a MICOM (MICOM) and a plurality of cell sensing ICs (integrated circuits) for monitoring battery cells. The cell sensing ICs are connected in a daisy chain bus structure, and the total sensing value is transmitted to the MICOM through the final cell sensing IC. In general, the BMS controller during parking does not operate in a power off state. The sensing IC in the BMS controller switches to a sleep mode and a mode consumes minimal power.

공개특허: 10-2013-0065351, 공개일: 2013년 06월 19일, 제목: 데이지 체인 방식의 배터리 관리 시스템.Published Patent: 10-2013-0065351, published on June 19, 2013 Title: Daisy Chain Battery Management System. 등록특허: 10-1526413, 등록일: 2015년 06월 01일, 제목: 트랜시버 IC 및 그 동작 방법.Registered Patent: 10-1526413, Registered: June 01, 2015 Title: Transceiver IC and its operation method. 등록특허: 10-1362718, 등록일: 2014년 02월 07일, 제목: 연속적 소프트웨어 리셋이 발생하는 전자 제어 장치에서의 고장 진단 방법.Registered Patent: 10-1362718, Registered: February 07, 2014 Title: Fault diagnosis method in electronic control device where continuous software reset occurs. 미국공개특허: US 2016/0261127, 공개일: 2016년 09월 08일, 제목: METHOD AND SYSTEM FOR BATTERY MANAGEMENT.US Published Patent: US 2016/0261127, Publication Date: September 08, 2016 Title: METHOD AND SYSTEM FOR BATTERY MANAGEMENT.

본 발명의 목적은 주차 시에도 고장을 검출하는 센싱 칩, 그것을 포함하는 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a sensing chip for detecting a failure even during parking, a battery management system including the same, and an operation method thereof.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은, 데이지 체인 방식으로 연결되고, 배터리 셀들의 각각의 셀 밸런싱을 수행하는 복수의 센싱 칩들; 상기 복수의 센싱 칩들 중에서 어느 하나와 제 1 통신 프로토콜에 따라 데이터 통신을 수행하는 트랜시버; 및 상기 트랜시버와 제 2 통신 프로토콜에 따라 데이터 통신을 수행하는 제어기를 포함하고, 상기 복수의 센싱 칩들의 각각은 고장이 검출될 때 웨이크-업 신호 형태의 고장 신호를 발생할 수 있다.A battery management system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of sensing chips connected in a daisy chain manner and performing cell balancing of each of battery cells; A transceiver for performing data communication with any one of the plurality of sensing chips according to a first communication protocol; And a controller for performing data communication according to a second communication protocol with the transceiver, wherein each of the plurality of sensing chips can generate a failure signal in the form of a wake-up signal when a failure is detected.

실시 예에 있어서, 상기 복수의 센싱 칩들의 각각은, 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 진입하기 위한 신호를 주기적으로 발생하는 타이머를 포함할 수 있다In an embodiment, each of the plurality of sensing chips may include a timer that periodically generates a signal for entering a standby mode in a sleep mode

실시 예에 있어서, 상기 복수의 센싱 칩들의 각각은, 상기 배터리 셀들의 과전압 혹은 저전압을 감지함으로써 상기 고장을 검출하는 고장 검출기; 및 스탠바이 모드에서 상기 검출된 고장에 응답하여 상기 고장 신호를 발생하는 고장 신호 발생기를 포함할 수 있다.In an embodiment, each of the plurality of sensing chips may include a fault detector for detecting the fault by sensing overvoltage or undervoltage of the battery cells; And a fault signal generator for generating the fault signal in response to the detected fault in the standby mode.

실시 예에 있어서, 상기 고장 신호는 상기 웨이크-업 신호와 비교하여 동일한 파형을 갖고, 사로 다른 주기를 갖는다.In an embodiment, the fault signal has the same waveform as the wake-up signal and has a different period.

실시 예에 있어서, 상기 웨이크-업 신호는 50% 듀티 사이클의 8 주기 펄스이고, 상기 고장 신호는 50% 듀티 사이클의 24 주기 펄스이다.In an embodiment, the wake-up signal is an 8 periodic pulse of 50% duty cycle and the fault signal is a 24 periodic pulse of 50% duty cycle.

실시 예에 있어서, 상기 복수의 센싱 칩들 중에서 적어도 하나는 이웃한 센싱 칩에서 고장 신호를 수신하고, 상기 수신된 고장 신호에 응답하여 동작 모드를 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 전환할 수 있다.In an embodiment, at least one of the plurality of sensing chips may receive a failure signal in a neighboring sensing chip and may switch an operational mode from a sleep mode to a standby mode in response to the received failure signal.

실시 예에 있어서, 상기 어느 하나의 센싱 칩은 이웃한 센싱 칩에서 고장 신호를 수신하고, 상기 수신된 고장 신호에 응답하여 새로운 고장 신호를 발생하고, 상기 새로운 고장 신호를 상기 트랜시버에 전송할 수 있다.In one embodiment, the one of the sensing chips receives a fault signal in a neighboring sensing chip, generates a new fault signal in response to the received fault signal, and transmits the new fault signal to the transceiver.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 통신 프로토콜은 비동기식 직렬 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.In an embodiment, the first communication protocol may comprise an asynchronous serial communication interface.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 통신 프로토콜은 디퍼렌셜(differential) UART(universal asynchronous receiver/transmitter) 인터페이스를 포함할 수 있다.In an embodiment, the first communication protocol may comprise a differential universal asynchronous receiver / transmitter (UART) interface.

실시 예에 있어서, 제 2 통신 프로토콜은 UART, I2C(inter integrated circuit) 인터페이스, SPI(serial peripheral interface), RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet, CAN(controller area network), CAN FD(flexible data rate), LIN(local interconnect network), FlexRay, DeviceNet, Fieldbus, ieee1394(firewire), USB(universal serial bus) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In an embodiment, the second communication protocol may be a UART, an inter integrated circuit (I2C) interface, a serial peripheral interface (SPI), RS-232, RS-422, RS- a flexible data rate, a local interconnect network (LIN), a FlexRay, a DeviceNet, a fieldbus, an IEEE 1394 (firewire), and a universal serial bus (USB).

실시 예에 있어서, 상기 트랜시버는 상기 적어도 하나의 센싱 칩으로부터 고장 신호를 수신하고, 긴급 고장 신호를 발생하는 긴급고장 검출기를 포함할 수 있다.In an embodiment, the transceiver may include an emergency fault detector for receiving a fault signal from the at least one sensing chip and generating an emergency fault signal.

실시 예에 있어서, 상기 제어기는 상기 제 2 통신 프로토콜에 따라 상기 트랜시버로부터 긴급 고장 신호를 수신하거나 통신 라인을 통하여 상기 긴급 고장 신호를 수신하고, 상기 긴급 고장 신호에 응답하여 타겟 장치로부터 배터리 전원을 차단시킬 수 있다.In an embodiment, the controller receives an emergency fault signal from the transceiver according to the second communication protocol or receives the emergency fault signal via a communication line, and disconnects the battery power from the target device in response to the emergency fault signal .

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀들의 각각의 양단에 연결되고, 셀 밸런싱을 수행하는 센싱 칩은: 스탠바이 모드에서 상기 배터리 셀들의 각각의 양단의 전압을 측정하고, 측정된 전압이 과전압 혹은 저전압 일 때 고장을 검출하는 고장 검출기; 및 상기 스탠바이 모드에서 상기 검출된 고장에 응답하여 고장 신호를 발생하는 고장 신호 발생기를 포함하고, 상기 고장 신호를 통신 라인을 통하여 이웃한 센싱 칩으로 전송한 뒤에, 동작 모드는 상기 스탠바이 모드에서 슬립 모드로 전환될 수 있다.The sensing chip connected to both ends of each of the battery cells according to the embodiment of the present invention performs cell balancing. The sensing chip measures the voltage at each end of each of the battery cells in the standby mode, and measures the voltage at the overvoltage or low voltage A fault detector for detecting a fault; And a failure signal generator for generating a failure signal in response to the detected failure in the standby mode, and after transmitting the failure signal to a neighboring sensing chip via a communication line, . ≪ / RTI >

실시 예에 있어서, 주기적으로 신호를 발생하는 타이머를 더 포함하고, 상기 동작 모드는 상기 주기적으로 발생된 신호에 응답하여 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 전환될 수 있다.In an embodiment, the apparatus further includes a timer periodically generating a signal, and the operation mode may be switched from a sleep mode to a standby mode in response to the periodically generated signal.

실시 예에 있어서, 상기 고장 검출기는, 상기 배터리 셀들의 각각의 양단에 연결된 아날로그 디지털 변환기들을 포함하고, 상기 아날로그 디지털 변환기들의 각각은 상기 양단의 전압에 대응하는 디지털 값을 발생하고, 상기 디지털 값과 기준 값을 비교함으로써 상기 과전압 혹은 상기 저전압을 판별할 수 있다.In one embodiment, the fault detector includes analog-to-digital converters coupled to both ends of each of the battery cells, each of the analog-to-digital converters generating a digital value corresponding to the voltage at both ends, The overvoltage or the undervoltage can be discriminated by comparing the reference value.

실시 예에 있어서, 상기 고장 검출기는 상기 아날로그 디지털 변환기들의 각각의 결과값을 출력하는 차동 신호 송수신기를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the fault detector may further comprise a differential signal transceiver outputting a result of each of the analog-to-digital converters.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 동작 방법은: 제 1 센싱 칩으로부터 수신된 제 1 고장 신호에 응답하여 제 2 센싱 칩의 동작 모드를 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 전환하는 단계; 상기 제 2 센싱 칩에서 웨이크-업 신호 형태의 제 2 고장 신호를 발생하는 단계; 상기 제 2 고장 신호를 통신 라인을 통해 제 3 센싱 칩 혹은 트랜시버로 전송하는 단계; 및 상기 제 2 센싱 칩의 동작 모드를 상기 스탠바이 모드에서 상기 슬립 모드로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.A method of operating a battery management system according to an embodiment of the present invention includes: switching an operation mode of a second sensing chip from a sleep mode to a standby mode in response to a first failure signal received from a first sensing chip; Generating a second fault signal in the form of a wake-up signal in the second sensing chip; Transmitting the second fault signal to a third sensing chip or a transceiver through a communication line; And switching the operation mode of the second sensing chip from the standby mode to the sleep mode.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 고장 신호의 각각은 50% 듀티 사이클을 갖는 펄스이다.In an embodiment, each of the first and second fault signals is a pulse having a 50% duty cycle.

실시 예에 있어서, 상기 트랜시버에서 상기 고장 신호에 응답하여 긴급 고장 신호를 발생하는 단계; 및 제어기에서 상기 긴급 고장 신호에 응답하여 타겟 장치에 대한 배터리 전원 공급을 차단시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of claim 1, further comprising: generating an emergency fault signal in response to the fault signal at the transceiver; And blocking the battery power supply to the target device in response to the emergency fault signal at the controller.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 센싱 칩에서 대응하는 배터리 셀들 각각의 양단 전압이 과전압 혹은 저전압인지를 판별하는 단계; 및 상기 양단 전압이 상기 과전압 혹은 상기 저전압일 때, 상기 제 1 고장 신호를 발생하는 단계를 더 포함할 수 있다.Determining whether a voltage between both ends of each of the corresponding battery cells in the first sensing chip is an overvoltage or a lower voltage; And generating the first failure signal when the both-end voltage is the over-voltage or the under-voltage.

본 발명의 실시 예에 따른 센싱 칩, 그것을 포함하는 배터리 관리 시스템, 및 그것의 동작 방법은 센싱 칩들의 각각에서 대응하는 배터리 셀의 고장을 검출하고 웨이크-업 신호 형태의 고장 신호를 통신 라인을 통해 외부로 전송함으로써, 슬립 모드 상태에서도 MICOM으로 고장 신호를 전송할 수 있다. 이로써 본 발명의 배터리 관리 시스템은 추가의 절연 소자 없이도 고장 신호를 MICOM으로 전송함으로써, 제조/설계 비용을 크게 줄일 수 있다.A sensing chip according to an embodiment of the present invention, a battery management system including the same, and an operation method thereof detect a failure of a corresponding battery cell in each of sensing chips and output a failure signal in the form of a wake-up signal through a communication line So that the failure signal can be transmitted to the MICOM even in the sleep mode. Thus, the battery management system of the present invention can send a fault signal to the MICOM without additional isolation, thereby greatly reducing the manufacturing / design cost.

이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(10)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 센싱 칩을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 고장 검출기(120)에 대한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고장 신호 발생기(130)에서 발생된 고장 신호를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형(distributed) 구조의 배터리 관리 시스템을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 센싱 칩의 동작을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 트랜시버(500)의 긴급 고장 신호 발생 동작을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 MICOM(600)의 동작을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. However, the technical features of the present embodiment are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a diagram illustrating an exemplary battery management system 10 according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating an exemplary sensing chip according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exemplary illustration of an embodiment of the fault detector 120 shown in FIG.
4 is a diagram illustrating an example of a failure signal generated in the failure signal generator 130 according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an exemplary battery management system of a distributed architecture according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an exemplary operation of a sensing chip according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an emergency fault signal generating operation of the transceiver 500 according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an exemplary operation of the MICOM 600 according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 혹은 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 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.Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In this application, the terms "comprises" or "having" are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, wherein one or more other features, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of course. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(10)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 배터리 관리 시스템(10)은 복수의 센싱 칩들(100, 200, 300, 400), 트랜시버(transceiver, 500), 및 제어기(MICOM, 600, 이하 'MICOM')을 포함할 수 있다.1 is a diagram illustrating an exemplary battery management system 10 according to an embodiment of the present invention. 1, a battery management system 10 may include a plurality of sensing chips 100, 200, 300, 400, a transceiver 500, and a controller (MICOM 600, hereinafter "MICOM" have.

복수의 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)은 커패시터와 트랜스포머를 통해 절연되어 연결되거나 또는 직접 연결될 수 있다. 예를 들어, 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)은 데이지-체인(daisy-chain) 방식으로 연결될 수 있다. 실시 예에 있어서, 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)의 각각은 제 1 통신 프로토콜에 의해 데이터 통신을 수행하도록 구현될 수 있다. 여기서 제 1 통신 프로토콜은 비동기식 직렬 통신일 수 있다. 예를 들어, 제 1 통신 프로토콜은 디퍼렌셜(differential) UART(universal asynchronous receiver/transmitter) 인터페이스 일 수 있다. 하지만, 본 발명의 제 1 통신 프로토콜이 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.The plurality of sensing chips 100, 200, 300, 400 may be insulated and connected through a capacitor and a transformer, or may be directly connected. For example, the sensing chips 100, 200, 300, and 400 may be connected in a daisy-chain fashion. In an embodiment, each of the sensing chips 100, 200, 300, 400 may be implemented to perform data communication by a first communication protocol. Wherein the first communication protocol may be an asynchronous serial communication. For example, the first communication protocol may be a differential universal asynchronous receiver / transmitter (UART) interface. However, it should be understood that the first communication protocol of the present invention is not limited thereto.

또한, 복수의 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)의 각각은 직렬 연결된 복수의 배터리 셀들(미도시)의 셀 밸런싱(cell balancing)을 수행하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 복수의 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)의 각각은 IC(integrated circuit)로 구현될 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)의 개수는 4이지만, 본 발명의 센싱 칩들의 개수가 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다. Each of the plurality of sensing chips 100, 200, 300, and 400 may be configured to perform cell balancing of a plurality of battery cells (not shown) connected in series. In an embodiment, each of the plurality of sensing chips 100, 200, 300, and 400 may be implemented as an integrated circuit (IC). Meanwhile, it should be understood that the number of sensing chips 100, 200, 300, 400 shown in FIG. 1 is four, but the number of sensing chips of the present invention is not limited thereto.

또한, 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)의 각각은 타이머(110/210/310/410) 및 고장신호 발생기(130/230/330/430)를 포함하도록 구현될 수 있다.Each of the sensing chips 100, 200, 300, and 400 may also be implemented to include a timer 110/210/310/410 and a fault signal generator 130/230/330/430.

또한, 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)의 각각은 다음의 3 개의 모드로 동작할 수 있다. 3가지 모드는 셧 다운 모드(shutdown mode), 슬립 모드(sleep mode), 스탠바이 모드(standby mode)를 포함할 수 있다. 셧 다운 모드는 센싱 칩에 전원 공급이 완전히 차단된 상태이다. 즉, 배터리 셀들과 전기적으로 분리된 상태이다. 슬립 모드는 센싱 칩 내부의 스탠바이(standby) LDO(low dropout) 레귤레이터에 전원이 공급되는 상태이다. 슬립 모드 상태의 센싱 칩은 외부로부터 수신된 웨이크-업 신호(혹은, 펄스)를 수신할 수 있다. 실시 예에 있어서, 웨이크-업 신호는 2개의 통신 라인을 통해 차동(differential)으로 수신될 수 있다. 스탠바이 모드는 외부로부터 수신된 웨이크-업 신호에 의해 센싱 칩이 깨어난 상태이거나, 내부의 타이머(110/210/310/4010)에 의해 자체적으로 센싱 칩이 깨어난 상태이다. 이때, 센싱 칩 내부의 메인(main) LDO 레귤레이터는 동작할 수 있다. 스탠바이 모드 상태의 센싱 칩에서 고장이 검출되거나, 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 통신이 수행될 수 있다.In addition, each of the sensing chips 100, 200, 300, and 400 may operate in the following three modes. The three modes may include a shutdown mode, a sleep mode, and a standby mode. In the shutdown mode, the power supply to the sensing chip is completely cut off. That is, it is electrically separated from the battery cells. Sleep mode is the state in which power is supplied to the standby low dropout (LDO) regulator inside the sensing chip. The sensing chip in the sleep mode can receive a wake-up signal (or pulse) received from the outside. In an embodiment, the wake-up signal may be received differentially via the two communication lines. In the standby mode, the sensing chip is awakened by the wake-up signal received from the outside, or the sensing chip is awakened by the internal timer 110/210/310/4010. At this time, the main LDO regulator in the sensing chip can operate. A failure can be detected in the sensing chip in the standby mode state, or data communication can be performed via the data line DL.

한편, 타이머들(110, 210, 310, 410)의 각각은 슬립 모드 상태의 센싱 칩을 주기적으로 깨우는데 이용될 수 있다. 여기서 슬립 모드 상태는 차량의 경우 주차 중일 수 있다.Meanwhile, each of the timers 110, 210, 310, and 410 may be used to periodically wake up the sensing chip in the sleep mode state. Here, the sleep mode state may be parked for a vehicle.

또한, 고장신호 발생기(130, 230, 330, 430)의 각각은 스탠바이 모드 상태에서 고장을 검출하고, 외부로 전송할 고장 신호를 발생하도록 구현될 수 있다. Further, each of the fault signal generators 130, 230, 330, and 430 may be configured to detect a fault in the standby mode and generate a fault signal to be transmitted to the outside.

실시 예에 있어서, 고장 신호는, CL라인과 DL 라인 통해 특정 파형을 일정한 주기 동안 송신될 수 있다. 실시 예에 있어서, 고장 신호는 웨이크-업(wake-up) 신호 형태로 발생될 수 있다. 여기서 웨이크-업 신호 형태의 고장 신호는 통신 라인(CL)을 통해 슬립 모드/스탠바이 모드의 다른 센싱 칩 혹은 트랜시버(500)으로 전송될 수 있다.In an embodiment, the fault signal can be transmitted over a certain period of a certain waveform through the CL line and the DL line. In an embodiment, the fault signal can be generated in the form of a wake-up signal. Here, the failure signal in the form of a wake-up signal can be transmitted to the other sensing chip in the sleep mode / standby mode or the transceiver 500 via the communication line CL.

트랜시버(500)는 센싱 칩(100)에 제 1 통신 프로토콜을 통해 연결되고, MICOM(600)에 제 2 통신 프로토콜을 통해 연결되도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 제 2 통신 프로토콜은 제 1 통신 프로토콜과 다른 직렬 통신 프로토콜일 수 있다. 예를 들어, 제 2 통신 프로토콜은 I2C(inter integrated circuit) 인터페이스, SPI(serial peripheral interface), RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet, CAN(controller area network), CAN FD(flexible data rate), LIN(local interconnect network), FlexRay, DeviceNet, Fieldbus, ieee1394(firewire), USB(universal serial bus) 등 일 수 있다.The transceiver 500 may be coupled to the sensing chip 100 via a first communication protocol and to the MICOM 600 via a second communication protocol. In an embodiment, the second communication protocol may be a serial communication protocol different from the first communication protocol. For example, the second communication protocol may be an inter-integrated circuit (I2C) interface, a serial peripheral interface (SPI), RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet, rate, LIN (local interconnect network), FlexRay, DeviceNet, Fieldbus, ieee1394 (firewire), USB (universal serial bus)

또한, 트랜시버(500)는 긴급고장 검출기(510)를 포함할 수 있다. 긴급고장 검출기(510)는 센싱 칩(100)으로부터 고장 신호를 수신하고, 긴급 고장 신호를 발생할 수 있다. 실시 예에 있어서, 발생된 긴급 고장 신호는 적어도 하나의 통신 라인을 통해 MICOM(600)으로 전송될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 발생된 긴급 고장 신호는 제 2 통신 프로토콜에 따라 MICOM(600)으로 전송될 수 있다. In addition, the transceiver 500 may include an emergency fault detector 510. The emergency fault detector 510 receives a fault signal from the sensing chip 100 and can generate an emergency fault signal. In an embodiment, the generated emergency fault signal may be transmitted to the MICOM 600 via at least one communication line. In another embodiment, the generated emergency fault signal may be transmitted to the MICOM 600 in accordance with a second communication protocol.

예를 들어, 센싱 칩의 고장 신호의 전송 과정은 다음과 같다. 설명의 편의를 위하여 센싱 칩(300)에서 고장이 검출되었다고 가정하겠다. 센싱 칩(300)는 고장 검출과 동시에 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 진입할 것이다. 스탠바이 모드의 센싱 칩(300)은 웨이크-업 신호 형태의 고장 신호를 이웃한 슬립 모드의 센싱 칩(200)으로 발생 및 전송할 수 있다. 이후, 슬립 모드의 센싱 칩(200)은 고장 신호를 수신하고, 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 진입할 수 있다. 이후, 스탠바이 모드의 센싱 칩(200)은 고장 신호임을 인지하고, 해당 고장 신호를 그대로 이웃한 슬립 모드의 센싱 칩(100)으로 전송하거나, 새로운 웨이크-업 신호 형태의 고장 신호를 이웃한 슬립 모드의 센싱 칩(100)으로 전송할 수 있다. 이후, 슬립 모드의 센싱 칩(100)은 고장 신호를 수신하고, 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 진입할 수 있다. 이후, 스탠바이 모드의 센싱 칩(100)은 고장 신호임을 인지하고, 해당 고장 신호를 그대로 트랜시버(500)으로 전송하거나, 새로운 웨이크-업 신호 형태의 고장 신호를 트랜시버(500)으로 전송할 수 있다. 트랜시버(500)의 긴급고장 검출기(510)는 수신된 고장 신호에 응답하여 긴급 고장 신호를 발생하고, 이를 MICOM(600)으로 전송할 수 있다.For example, the transmission process of the fault signal of the sensing chip is as follows. For convenience of explanation, it is assumed that a failure is detected in the sensing chip 300. The sensing chip 300 will enter the standby mode in the sleep mode simultaneously with the failure detection. The sensing chip 300 in the standby mode can generate and transmit a failure signal in the form of a wake-up signal to the sensing chip 200 in the neighboring sleep mode. Thereafter, the sensing chip 200 in the sleep mode receives the failure signal and can enter the standby mode in the sleep mode. Thereafter, the sensing chip 200 in the standby mode recognizes that it is a failure signal and transmits the failure signal to the sensing chip 100 in the neighboring sleep mode, or transmits a failure signal in the form of a new wake-up signal to the neighboring sleep mode To the sensing chip 100 of FIG. Thereafter, the sensing chip 100 in the sleep mode receives the failure signal and can enter the standby mode in the sleep mode. Thereafter, the sensing chip 100 in the standby mode recognizes that it is a failure signal, and transmits the failure signal as it is to the transceiver 500 as it is, or may transmit a failure signal in the form of a new wake-up signal to the transceiver 500. The emergency fault detector 510 of the transceiver 500 may generate an emergency fault signal in response to the received fault signal and may transmit it to the MICOM 600.

한편, MICOM(600)은 센싱 칩들(100, 200, 300, 400) 및 트랜시버(500)을 제어하도록 구현될 수 있다. 여기서 MICOM(600)는 BMS 제어기로 불릴 수 있다.Meanwhile, the MICOM 600 may be implemented to control the sensing chips 100, 200, 300, and 400 and the transceiver 500. Here, MICOM 600 may be referred to as a BMS controller.

일반적으로 MICOM(600)은 저전압 영역에서 동작하고, 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)은 고전압 영역에 동작할 수 있다. 따라서, 동작 전압 레벨이 일치하지 않기 때문에, 트랜시버(500) 없이 MICOM(600)과 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)이 직접 통신하기는 쉽지 않다. 하지만, 본 발명의 배터리 관리 시스템(10)이 반드시 트랜시버(500)를 포함한다고 제한할 필요는 없다. 본 발명의 배터리 관리 시스템은 트랜시버 없이 MICOM과 센싱 칩들 사이에 직접 통신할 수 있다고 이해되어야 할 것이다.Generally, the MICOM 600 operates in a low voltage region, and the sensing chips 100, 200, 300, and 400 can operate in a high voltage region. Therefore, it is not easy for the MICOM 600 and the sensing chips 100, 200, 300, and 400 to directly communicate without the transceiver 500 because the operation voltage levels do not coincide with each other. However, it is not necessary to limit the battery management system 10 of the present invention to include the transceiver 500. It should be understood that the battery management system of the present invention can communicate directly between the MICOM and the sensing chips without a transceiver.

일반적으로 주차 상태에서 배터리 관리 시스템(10)의 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)은 슬립 모드로 진입할 수 있다. BMS 제어기, 즉 MICOM(600)은 전체의 전력 공급이 중단된 상태에 있다. 센싱 칩에서 주기적인 타이머 동작에 따른 고장이 검출되면, 발생된 고장 신호를 MICOM(600) 내의 저전압 레귤레이터의 활성 신호로 사용함으로써, MICOM(600)에 전원이 공급될 수 있다. MICOM(600)은 고장 신호로 인해 저전압 레귤레이터가 활성화 된 것을 알아야 하기 때문에, 고장 신호는 분기함으로써 MICOM(600)의 입력 핀(input pin)을 통해 수신될 수 있다. 이후 상황에 따라 전기적 차단이 수행될 수 있다.Generally, in the parking state, the sensing chips 100, 200, 300, and 400 of the battery management system 10 can enter the sleep mode. The BMS controller, that is, the MICOM 600, is in a state in which the entire power supply is interrupted. When a failure due to the periodic timer operation is detected in the sensing chip, power can be supplied to the MICOM 600 by using the generated failure signal as the activation signal of the low voltage regulator in the MICOM 600. Since the MICOM 600 must know that the low voltage regulator is activated due to the fault signal, the fault signal can be received via the input pin of the MICOM 600 by branching. Electrical interception can then be performed depending on the situation.

일반적인 배터리 관리 시스템은 주차 중 주기적으로 배터리의 고장을 진단하기 위해 센싱 칩들에 타이머 설정을 하지만, 시간이 지남에 따라 타이머의 싱크가 맞지 않아 각 센싱 칩의 깨어나는 시간에 차이가 발생하고, 이러한 시간 차이로 인하여, 센싱 칩들 사이의 고장 정보 데이터를 주고 받을 수 없다. 이를 해결하기 위해 각 센싱 칩에서 고장 신호를 MICOM으로 직접 출력하도록 함으로써, MICOM에 고장 신호가 전달 될 수도 있다. 하지만, 이 경우 고전압 영역에서 저전압 영역으로 고장 신호를 전달하기 위해서 추가적인 절연 소자가 필요하다. 그에 따른 설계 단가가 올라가는 문제가 있다.In general, the battery management system sets a timer on the sensing chips to diagnose a battery failure periodically during parking. However, since the timer is not synchronized with the elapse of time, a difference occurs in the wake-up time of each sensing chip, Due to the difference, failure information data between the sensing chips can not be exchanged. In order to solve this problem, a failure signal may be transmitted to the MICOM by directly outputting a failure signal to the MICOM in each sensing chip. However, in this case, additional isolation elements are needed to transfer the fault signal from the high voltage region to the low voltage region. There is a problem that the cost of the design increases accordingly.

반면에, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(10)은 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)의 각각에서 대응하는 배터리 셀의 고장을 검출하고 웨이크-업 신호 형태의 고장 신호를 통신 라인(CL)을 통해 외부로 전송함으로써, 슬립 모드 상태에서도 MICOM(600)으로 고장 신호를 전송할 수 있다. 이로써 본 발명의 배터리 관리 시스템(10)은 추가의 절연 소자 없이도 고장 신호를 MICOM(600)으로 전송함으로써, 제조/설계 비용을 크게 줄일 수 있다.On the other hand, the battery management system 10 according to the embodiment of the present invention detects a failure of a corresponding battery cell in each of the sensing chips 100, 200, 300, 400 and transmits a failure signal in the form of a wake- And transmits the failure signal to the MICOM 600 even in the sleep mode state by transmitting it to the outside via the line CL. This allows the battery management system 10 of the present invention to send fault signals to the MICOM 600 without additional isolation elements, thereby significantly reducing manufacturing / design costs.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 센싱 칩을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 2에서는 제 1 센싱 칩(100)에 대하여 설명하지만, 다른 센싱 칩들(200, 300, 400)도 동일하게 구현될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 센싱 칩(100)은 제 1 인터페이스 회로(101), 제 2 인터페이스 회로(102), 타이머(110), 고장 검출기(120), 및 고장 신호 발생기(130)를 포함할 수 있다.2 is a view illustrating an exemplary sensing chip according to an embodiment of the present invention. Although FIG. 2 illustrates the first sensing chip 100, it should be understood that other sensing chips 200, 300, and 400 may be similarly implemented. The sensing chip 100 may include a first interface circuit 101, a second interface circuit 102, a timer 110, a fault detector 120, and a fault signal generator 130.

제 1 인터페이스 회로(101)는 센싱 칩(100)과 트랜시버(500) 사이에 제 1 통신 인터페이스에 따라 데이터 라인(DL) 혹은 통신 라인(CL)을 통해 데이터 통신을 수행하거나, 웨이크-업 신호 고장 신호를 전송할 수 있다.The first interface circuit 101 performs data communication between the sensing chip 100 and the transceiver 500 through the data line DL or the communication line CL according to the first communication interface, Signal can be transmitted.

제 2 인터페이스 회로(102)는 센싱 칩(100)과 다른 센싱 칩(200) 사이에 제 1 통신 인터페이스에 따라 데이터 라인(DL) 혹은 통신 라인(CL)을 통하여 데이터 통신을 수행하거나, 제어 신호들, 예를 들어, 웨이크-업 신호, 고장 신호 등을 전송할 수 있다.The second interface circuit 102 performs data communication between the sensing chip 100 and the other sensing chip 200 through the data line DL or the communication line CL according to the first communication interface, For example, a wake-up signal, a fault signal, or the like.

타이머(110)는 슬립 모드에서 카운팅하고, 일정한 카운트 값에 도달하면 센싱 칩(100)을 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 전환하기 위한 신호를 발생할 수 있다. 즉, 타이머(110)는 슬립 모드의 센싱 칩(100)을 스탠바이 모드로 전환하기 위하여 주기적인 신호를 발생할 수 있다.The timer 110 counts in the sleep mode and may generate a signal for switching the sensing chip 100 from the sleep mode to the standby mode when the count value reaches a predetermined count value. That is, the timer 110 may generate a periodic signal to switch the sensing chip 100 in the sleep mode to the standby mode.

고장 검출기(120)는 스탠바이 모드에서 직렬 연결된 배터리 셀 그룹의 고장 상태를 검출하도록 구현될 수 있다.The fault detector 120 may be implemented to detect a fault condition of a group of battery cells connected in series in the standby mode.

고장 신호 발생기(130)는 검출된 고장에 응답하여 웨이크-업 신호 형태의 고장 신호를 발생하도록 구현될 수 있다.The fault signal generator 130 may be implemented to generate a fault signal in the form of a wake-up signal in response to the detected fault.

도 3은 도 2에 도시된 고장 검출기(120)에 대한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 고장 검출기(120)는 복수의 ADC들(121, 122, 123, 124), 차동 신호 수신기(125), 및 차동 신호 송신기(126)를 포함할 수 있다.FIG. 3 is an exemplary illustration of an embodiment of the fault detector 120 shown in FIG. 3, the fault detector 120 may include a plurality of ADCs 121, 122, 123 and 124, a differential signal receiver 125, and a differential signal transmitter 126.

ADC들(121, 122, 123, 124)의 각각은 배터리 셀의 양단의 전압에 관련된 전압을 감지하고, 감지된 전압을 디지털로 변환하고, 변환된 디지털 값과 기준 전압(Ref)를 비교함으로써, 배터리 셀의 과전압 혹은 저전압을 검출하도록 구현될 수 있다. 이러한 고장 검출 결과는 차동(differential) 신호 송신기(126)를 통해 외부로 출력될 수 있다. 혹은 외부로부터 고장 검출 결과는 차동 신호 수신기(125)를 통해 수신될 수 있다.Each of the ADCs 121, 122, 123 and 124 senses a voltage related to the voltage across the battery cell, converts the sensed voltage to digital, and compares the converted digital value with a reference voltage Ref, And may be configured to detect overvoltage or undervoltage of the battery cell. The result of the failure detection can be output to the outside through a differential signal transmitter 126. [ Or a fault detection result from the outside can be received via the differential signal receiver 125. [

한편, 도 3에 도시된 ADC들(121, 122, 123, 124)의 개수는 4이지만, 본 발명이 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.On the other hand, the number of ADCs 121, 122, 123, 124 shown in FIG. 3 is 4, but it should be understood that the present invention is not limited thereto.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고장 신호 발생기(130)에서 발생된 고장 신호를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도4를 참조하면, 웨이크-업 신호는 8 주기의 50% 듀티 사이클의 펄스 신호일 수 있고, 고장 신호는 이러한 웨이크-업 신호를 연속하여 3번 반복하는 형태의 신호일 수 있다.4 is a diagram illustrating an example of a failure signal generated in the failure signal generator 130 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the wake-up signal may be a pulse signal of 50% duty cycle of 8 cycles, and the fault signal may be a signal of repeating this wake-up signal 3 times in succession.

실시 예에 있어서, 펄스 신호는 50 KHz의 신호일 수 있다. 하지만 본 발명의 펄스 신호의 주파수가 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다. In an embodiment, the pulse signal may be a 50 KHz signal. However, it should be understood that the frequency of the pulse signal of the present invention is not limited thereto.

예를 들어, 고장 신호는 24 주기의 50% 듀티 사이클의 펄스 신호 일 수 있다. 하지만, 본 발명의 고장 신호의 주기가 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다. 아울러, 웨이크-업 신호의 듀티 사이클도 50%에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다. 본 발명의 고장 신호는 다양한 형태로 웨이크-업 신호 형태로 구현될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.For example, the fault signal may be a pulse signal of 50% duty cycle of 24 periods. However, it should be understood that the period of the fault signal of the present invention is not limited thereto. In addition, it should be understood that the duty cycle of the wake-up signal is not limited to 50%. It should be understood that the fault signal of the present invention can be implemented in various forms as a wake-up signal.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은 분산형 구조로 구현될 수 있다.Meanwhile, the battery management system according to the embodiment of the present invention can be implemented in a distributed structure.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 분산형(distributed) 구조의 배터리 관리 시스템을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 분산형 배터리 관리 시스템(1000)은 복수의 칩 그룹들(1110, 1120, 1130, 1140) 및 BMS 제어기(1200)를 포함할 수 있다. 한편, 도 5에 도시된 칩 그룹들(1110, 1120, 1130, 1140)의 개수는 4이지만, 본 발명의 칩 그룹의 개수가 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.5 is a diagram illustrating an exemplary battery management system of a distributed architecture according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the distributed battery management system 1000 may include a plurality of chip groups 1110, 1120, 1130, and 1140 and a BMS controller 1200. On the other hand, it should be understood that although the number of chip groups 1110, 1120, 1130, and 1140 shown in FIG. 5 is four, the number of chip groups of the present invention is not limited thereto.

칩 그룹들(1110, 1120, 1130, 1140)의 각각은 데이지 체인 방식으로 연결된 복수의 센싱 칩들(IC1, IC2, IC3, IC4)을 포함할 수 있다. 복수의 센싱 칩들(IC1, IC2, IC3, IC4)은, 도 1에 설명된 바와 같이 제 1 통신 프로토콜에 따라 통신을 수행하도록 구현될 수 있다. 한편, 도 5에 도시된 복수의 센싱 칩들(IC1, IC2, IC3, IC4)의 개수는 4이지만, 본 발명의 센싱 칩들의 개수가 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다. 복수의 센싱 칩들(IC1, IC2, IC3, IC4)의 각각은 도 1에 도시된 센싱 칩들(100, 200, 300, 400)과 동일하게 구현될 수 있다. 즉, 센싱 칩들(IC1, IC2, IC3, IC4)의 각각은 웨이크-업 신호 형태의 고장 신호에 응답하여 슬립 모드 상태에서 스탠바이 모드로 진입할 수 있고, 스탠바이 모드에서 웨이크-업 신호 형태의 고장 신호를 발생하고, 발생된 고장 신호를 이웃한 센싱 칩으로 전송할 수 있다.Each of the chip groups 1110, 1120, 1130, 1140 may include a plurality of sensing chips IC1, IC2, IC3, IC4 connected in a daisy chain manner. A plurality of sensing chips IC1, IC2, IC3, IC4 may be implemented to perform communication according to the first communication protocol as described in Fig. On the other hand, the number of the plurality of sensing chips IC1, IC2, IC3, IC4 shown in FIG. 5 is 4, but it should be understood that the number of sensing chips of the present invention is not limited thereto. Each of the plurality of sensing chips IC1, IC2, IC3, and IC4 may be implemented in the same manner as the sensing chips 100, 200, 300, and 400 shown in FIG. That is, each of the sensing chips IC1, IC2, IC3, and IC4 can enter the standby mode in the sleep mode in response to the failure signal in the form of a wake-up signal, And transmits the generated failure signal to the neighboring sensing chip.

BMS 제어기(1200)는 복수의 칩 그룹들(1110, 1120, 1130, 1140)을 제어하도록 구현될 수 있다. BMS 제어기(1200)는 도시되지 않았지만, 배터리 관리를 종합적으로 수행하기 위하여 적어도 하나의 MICOM 혹은 마이크로콘트롤러를 포함할 수 있다.The BMS controller 1200 may be implemented to control a plurality of chip groups 1110, 1120, 1130, and 1140. Although not shown, the BMS controller 1200 may include at least one MICOM or microcontroller to perform battery management comprehensively.

또한, BMS 제어기(1200)는 복수의 트랜시버들(1210, 1220, 1230, 1240)을 포함할 수 있다. 트랜시버들(1210, 1220, 1230, 1240)의 각각은 대응하는 칩 그룹에 연결될 수 있다. 트랜시버들(1210, 1220, 1230, 1240)의 각각은 대응하는 칩 그룹으로부터 전송된 제 1 통신 프로토콜에 따른 신호를 제 2 통신 프로토콜에 따른 신호로 전환하고, 전환된 신호를 BMS 제어기(1200) 내부의 MICOM에 전송할 수 있다. In addition, the BMS controller 1200 may include a plurality of transceivers 1210, 1220, 1230, 1240. Each of the transceivers 1210, 1220, 1230, 1240 may be coupled to a corresponding chip group. Each of the transceivers 1210, 1220, 1230, and 1240 converts a signal according to the first communication protocol transmitted from the corresponding chip group into a signal according to the second communication protocol, and transmits the converted signal to the BMS controller 1200 Of MICOM.

또한, 트랜시버들(1210, 1220, 1230, 1240)의 각각은 MICOM에서 전송된 제 2 통신 프로토콜에 따른 신호를 제 1 통신 프로토콜에 따른 신호로 전환하고, 전환된 신호를 대응하는 칩 그룹으로부터 전송할 수 있다.Further, each of the transceivers 1210, 1220, 1230, and 1240 may convert a signal according to the second communication protocol transmitted from the MICOM into a signal according to the first communication protocol, and transmit the converted signal from the corresponding chip group have.

한편, 도 5에 도시된 트랜시버들(1210, 1220, 1230, 1240)은 BMS 제어기(1200)의 내부에 배치되었다. 하지만, 본 발명의 트랜시버들의 배치가 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다. 본 발명의 트랜시버들은 BMS 제어기의 외부에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 센싱 칩(IC1)의 내부에 대응하는 트랜시버가 존재할 수 있다.Meanwhile, the transceivers 1210, 1220, 1230, and 1240 shown in FIG. 5 are disposed inside the BMS controller 1200. However, it should be understood that the arrangement of the transceivers of the present invention is not limited thereto. The transceivers of the present invention may be located outside the BMS controller. For example, a transceiver corresponding to the inside of the first sensing chip IC1 may exist.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 센싱 칩의 동작을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 센싱 칩의 동작은 다음과 같이 진행될 수 있다. 여기서는 설명의 편의를 위하여 제 1 센싱 칩(예를 들어, 도 1의 300)에서 고장이 검출되었다고 가정하겠다. 즉, 제 1 센싱 칩에 연결된 배터리 셀들의 각각의 양단 전압이 과전압 혹은 저전압이 발생되었다고 가정하겠다.6 is a flowchart illustrating an exemplary operation of a sensing chip according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 to 6, the operation of the sensing chip may be proceeded as follows. Here, for convenience of explanation, it is assumed that a failure is detected in the first sensing chip (for example, 300 in FIG. 1). That is, it is assumed that both terminals of each of the battery cells connected to the first sensing chip generate overvoltage or undervoltage.

제 2 센싱 칩(예, 도 1의 200)은 슬립 모드 상태에 있다. 제 1 센싱 칩에서 고장이 검출되어 웨이크-업 신호 형태의 제 1 고장 신호가 제 2 센싱 칩에 수신될 수 있다. 이때 제 2 센싱 칩의 동작 모드는 웨이크-업 신호 형태의 제 1 고장 신호에 응답하여 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 전환될 수 있다(S110). 즉, 제 2 센싱 칩은 슬립 모드에서 깨어난 것이다.The second sensing chip (e.g., 200 in FIG. 1) is in a sleep mode. A failure is detected in the first sensing chip and a first failure signal in the form of a wake-up signal can be received in the second sensing chip. At this time, the operation mode of the second sensing chip may be switched from the sleep mode to the standby mode in response to the first failure signal of the wake-up signal type (S110). That is, the second sensing chip is awakened from the sleep mode.

제 2 센싱 칩은 스탠바이 모드에서 고장 신호를 MICOM으로 전송하기 위하여 웨이크-업 신호 형태의 제 2 고장 신호를 발생할 수 있다(S120). 이후, 제 2 센싱 (200)은 웨이크-업 신호 형태의 제 2 고장 신호를 이웃한 제 3 센싱 칩(예, 도 1의 100)으로 전송할 수 있다(S130). 이 후, 제 2 센싱 칩의 동작 모드는 스탠바이 모드에서 슬립 모드로 전환될 수 있다(S140).The second sensing chip may generate a second fault signal in the form of a wake-up signal to transmit the fault signal to the MICOM in the standby mode (S120). Thereafter, the second sensing 200 may transmit a second fault signal in the form of a wake-up signal to a neighboring third sensing chip (e.g., 100 of FIG. 1) (S130). Thereafter, the operation mode of the second sensing chip may be switched from the standby mode to the sleep mode (S140).

상술 된 바와 같이, 하나의 센싱 칩에서 다른 하나의 센싱 칩으로 고장 신호의 전달 과정이 설명되었다. 유사하게 하나의 센싱 칩의 고장 신호는 트랜시버(500)으로 전달될 수 있다.As described above, the process of transmitting a failure signal from one sensing chip to the other sensing chip has been described. Similarly, the failure signal of one sensing chip may be transmitted to the transceiver 500.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 트랜시버(500)의 긴급 고장 신호 발생 동작을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 7을 참조하면, 트랜시버(500)의 긴급 고장 신호 발생 동작을 다음과 같이 진행될 수 있다.7 is a flowchart illustrating an emergency fault signal generating operation of the transceiver 500 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 to 7, the emergency fault signal generating operation of the transceiver 500 may proceed as follows.

트랜시버(500)는 제 1 센싱 칩(100)으로부터 웨이크-업 신호 형태의 고장 신호를 수신할 수 있다(S210). 트랜시버(500)의 긴급고장 검출기(510)는 고장 신호를 수신하고, 긴급 고장 신호를 발생할 수 있다(S220). 긴급 고장 신호는 MICOM(600)으로 전송될 수 있다. The transceiver 500 may receive a failure signal in the form of a wake-up signal from the first sensing chip 100 (S210). The emergency failure detector 510 of the transceiver 500 may receive a failure signal and generate an emergency failure signal (S220). The emergency fault signal can be transmitted to the MICOM 600.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 MICOM(600)의 동작을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 8을 참조하면, MICOM(600)은 다음과 같이 동작할 수 있다.FIG. 8 is a flowchart illustrating an exemplary operation of the MICOM 600 according to an embodiment of the present invention. 1 to 8, the MICOM 600 may operate as follows.

MICOM(600)은 트랜시버(500)으로부터 제 2 통신 프로토콜에 따라 긴급 고장 신호를 수신하거나, 제 2 통신 프로토콜과 다른 방식으로 긴급 고장 신호를 수신할 수 있다(S310). MICOM(600)은 긴급 고장 신호에 응답하여 타겟 장치(예, 모터)에 대한 배터리의 전력 공급을 차단시킬 수 있다. 여기서 전력 공급의 차단은 전체 혹은 일부일 수 있다.The MICOM 600 may receive the emergency fault signal from the transceiver 500 according to the second communication protocol or receive the emergency fault signal in a manner different from the second communication protocol (S310). The MICOM 600 may block the power supply of the battery to the target device (e.g., motor) in response to the emergency fault signal. Here, the interruption of the power supply may be all or a part.

본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.The steps and / or operations in accordance with the present invention may occur in different orders, in parallel, or concurrently in other embodiments for other epochs or the like, as may be understood by one of ordinary skill in the art .

실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.Depending on the embodiment, some or all of the steps and / or operations may be performed on one or more non-transitory computer-readable media, including instructions, programs, interactive data structures, At least some of which may be implemented or performed using one or more processors. The one or more non-transitory computer-readable media can be, by way of example, software, firmware, hardware, and / or any combination thereof. Further, the functions of the "module" discussed herein may be implemented in software, firmware, hardware, and / or any combination thereof.

본 발명의 실시 예들의 하나 이상의 동작들/단계들/모듈들을 구현/수행하기 위한 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 수단들은 ASICs(application-specific integrated circuits), 표준 집적 회로들, 마이크로 컨트롤러를 포함하는, 적절한 명령들을 수행하는 컨트롤러, 및/또는 임베디드 컨트롤러, FPGAs(field-programmable gate arrays), CPLDs(complex programmable logic devices), 및 그와 같은 것들을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지는 않는다. One or more non-transitory computer-readable media and / or means for implementing / performing one or more operations / steps / modules of embodiments of the present invention may be implemented as application-specific integrated circuits (ASICs), standard integrated circuits, But are not limited to, controllers that perform appropriate instructions, including microcontrollers, and / or embedded controllers, field-programmable gate arrays (FPGAs), complex programmable logic devices (CPLDs) .

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은, 센싱 IC의 타이머의 싱크가 맞지 않아서 센싱 IC들 각각이 깨어나는 시간이 다르더라도 고장 신호를 전달할 수 있다. 이로써, 종래의 그것과 비교하여 별도의 절연 소자를 없애고, 보다 저렴하게 배터리 관리 시스템의 구현이 가능하다.The battery management system according to the embodiment of the present invention can transmit a failure signal even if the sensing ICs are not synchronized with each other and the sensing ICs are awake at different times. As a result, the battery management system can be implemented at a lower cost by eliminating a separate insulating element as compared with the conventional battery.

실시 예에 있어서, 센싱 IC는 고장을 감지하면, 각 IC는 고장(fault) 핀을 통한 신호 대신에 통신 라인을 통해 특정 파형의 신호를 출력할 수 있다. 이 특정 파형은 일반적인 통신 신호와 구분하기 위해 통신 신호보다 느리며 반복적인 신호로 출력할 수 있다. 예를 들어 일반적인 통신은 1Mhz ~ 2Mhz 정도의 속도이지만, 고장신호는 일반적인 통신 속도의 1/10 수준의 속도로 50% 듀티 사이클의 구형파를 반복적으로 출력하여 일반 통신신호와 구별할 수 있다. In an embodiment, when the sensing IC senses a fault, each IC may output a signal of a particular waveform through a communication line instead of a signal through a fault pin. This particular waveform is slower than a communication signal and can be output as a repetitive signal to distinguish it from a normal communication signal. For example, a typical communication speed is about 1Mhz to 2Mhz, but a fault signal can be distinguished from a general communication signal by repeatedly outputting a square wave of 50% duty cycle at a speed of 1/10 of a normal communication speed.

또한 고장신호는 센싱 IC를 웨이크-업 시키기 위한 파형과 동일한 파형을 발생시키지만, 파형의 길이는 웨이크-업 신호보다 구별될 정도로 길게 설정될 수 있다. 예를 들어, 웨이크-업 신호는 100khz의 50% 듀티 사이클을 갖는 8주기의 파형이고, 고장 신호는 24주기 파형으로 설정될 수 있다.The fault signal also generates the same waveform as the waveform for waking up the sensing IC, but the length of the waveform can be set to be longer than the wake-up signal. For example, the wake-up signal may be a waveform of 8 periods with a 50% duty cycle of 100 kHz, and the fault signal may be set to a 24 periodic waveform.

실시 예에 있어서, 각 센싱 IC에 있는 웨이크-업 감지부는, 웨이크-업 신호가 수신되면, 각 센싱 IC는 이를 감지하여 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 전환될 수 있다. 일차적으로 8 주기의 신호가 들어오면 센싱 IC가 웨이크-업 되고, 웨이크-업 이후에도 동일 파형이 계속 감지되면 센싱 IC는 고장 상황으로 판단될 수 있다.In an embodiment, when the wake-up signal is received, each of the sensing ICs senses the wake-up signal so that the wake-up sensing unit in each sensing IC can switch from the sleep mode to the standby mode. The sensing IC wakes up when the signal of eight cycles is firstly received, and if the same waveform continues to be detected after the wake-up, the sensing IC may be judged as a fault condition.

상술 된 방법으로, 제 1 센싱 IC에서 고장이 감지 되면, 제 2 센싱 IC가 슬립 모드 상태이더라도 스탠바이 모드로 전환되고, 제 2 센싱 IC는 제 1 센싱 IC의 고장 신호를 전달할 수 있다. 상술 된 방법으로 고장 신호는 트랜시버로 전달될 수 있다. 할 수 있다. 트랜시버는 고장 신호를 감지하는 회로를 구성하고, 이를 감지할 때 긴급 고장(emergency fault) 신호를 발생하고, 긴급 고장 신호를 MICOM에 전달할 수 있다.In the above-described method, if a failure is detected in the first sensing IC, the second sensing IC is switched to the standby mode even if the second sensing IC is in the sleep mode, and the second sensing IC can deliver the failure signal of the first sensing IC. In the manner described above, the fault signal can be communicated to the transceiver. can do. The transceiver can configure a circuit to sense a fault signal, generate an emergency fault signal when it detects it, and deliver the emergency fault signal to the MICOM.

상술된 바와 같은 방식으로 센싱 IC에서 검출된 고장 신호가 MICOM으로 전달 되면, 배터리 관리 시스템은 기존의 통신 라인을 활용하여 절연 소자 없이 고장 신호를 전달 할 수 있다. 종래에는 BMS 제어기가 전원이 공급되는 상태(IG-ON)에서만 고장을 검출하도록 시스템의 요구 사양이 있었지만, 앞으로는 BMS 제어기가 전공 공급이 차단 된 상태(IG-OFF)에서도 고장을 검출하도록 기능안전 요구사양이 높아진다.When the failure signal detected by the sensing IC is transferred to the MICOM in the above-described manner, the battery management system can utilize the existing communication line to transmit the failure signal without the insulating element. Conventionally, there has been a requirement of the system to detect a fault only in the state where the BMS controller is powered (IG-ON). However, in the future, the BMS controller is required to detect the fault even in the state The specification is higher.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은, 상술된 바와 같이 고장 신호를 I/O 핀의 high/low 신호로 전송하지 않고, 통신 핀을 통해 특정 파형을 일정한 주기 동안 송신할 수 있다.The battery management system according to the embodiment of the present invention can transmit a specific waveform through the communication pin for a predetermined period without transmitting the failure signal to the high / low signal of the I / O pin as described above.

일반적인 센싱 IC는 전원 오프(IG-OFF)에서 전원 온(IG-ON)으로 되면, 센싱 IC를 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 전환하기 위해 특정한 파형을 수신해야 한다. 고장 신호 또한 이러한 특정 신호와 유사하게 하여 고장이 검출되면 자체적으로 센싱 IC를 스탠바이 모드로 전환하여, 데이터 체인(daisy-chain)으로 연결된 주변의 센싱 IC에서 검출된 고장을 전달할 수 있다.When a general sensing IC is switched from power off (IG-OFF) to power on (IG-ON), a specific waveform must be received to switch the sensing IC from sleep mode to standby mode. The failure signal is also similar to this specific signal, and when a failure is detected, the sensing IC can be switched to the standby mode to transmit the detected failure in the surrounding sensing IC connected in a daisy-chain.

종래의 배터리 관리 시스템은, 전원 오프(IG-OFF) 상태에서도 고장을 검출하려면, 추가적인 상시 전원소자 및 절연 소자가 필요하여 비효율적인 회로 구성 해야 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은 센싱 IC의 타이머가 싱크가 맞지 않아서 깨어나는 시간이 다르더라도 고장 신호를 전달할 수 있다. 싱크가 맞지 않는 건 당연한 현상이다. 본 발명의 배터리 관리 시스템은, 심지어 슬립 모드 상태인 센싱 IC가 있더라도 고장 신호를 전달할 수 있다. 실시 예에 있어서, 고장 신호는 웨이크-업 신호와 파형은 같고, 더 긴 주기를 가질 수 있다.In the conventional battery management system, in order to detect a failure even in the power off (IG-OFF) state, an additional constant power source element and an insulating element are required, which is an inefficient circuit. The battery management system according to the embodiment of the present invention can transmit the failure signal even if the timer of the sensing IC is awake due to the unsynchronized time. It is natural that the sink does not fit. The battery management system of the present invention can transmit a failure signal even if there is a sensing IC in a sleep mode. In an embodiment, the fault signal has the same waveform as the wake-up signal, and may have a longer period.

한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.The above-described contents of the present invention are only specific examples for carrying out the invention. The present invention will include not only concrete and practical means themselves, but also technical ideas which are abstract and conceptual ideas that can be utilized as future technologies.

10, 1000: 배터리 관리 시스템
120: BMS 제어기
100, 200, 300, 400: 센싱 칩
500: 트랜시버
600: 제어기(MICOM)
110, 210, 310, 410: 타이머
130, 230, 330, 430: 고장 신호 발생기
120, 220, 320, 420: 고장 검출기
10, 1000: Battery management system
120: BMS controller
100, 200, 300, 400: sensing chip
500: transceiver
600: Controller (MICOM)
110, 210, 310, 410: a timer
130, 230, 330, and 430: a failure signal generator
120, 220, 320, 420: failure detector

Claims (20)

데이지 체인 방식으로 연결되고, 배터리 셀들의 각각의 셀 밸런싱을 수행하는 복수의 센싱 칩들;
상기 복수의 센싱 칩들 중에서 어느 하나와 제 1 통신 프로토콜에 따라 데이터 통신을 수행하는 트랜시버; 및
상기 트랜시버와 제 2 통신 프로토콜에 따라 데이터 통신을 수행하는 제어기를 포함하고,
상기 복수의 센싱 칩들의 각각은 고장이 검출될 때 웨이크-업 신호 형태의 고장 신호를 발생하는 배터리 관리 시스템.
A plurality of sensing chips connected in a daisy chain manner and performing cell balancing of each of the battery cells;
A transceiver for performing data communication with any one of the plurality of sensing chips according to a first communication protocol; And
And a controller for performing data communication according to the second communication protocol with the transceiver,
Wherein each of the plurality of sensing chips generates a failure signal in the form of a wake-up signal when a failure is detected.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센싱 칩들의 각각은, 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 진입하기 위한 신호를 주기적으로 발생하는 타이머를 포함하는 배터리 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of sensing chips includes a timer periodically generating a signal for entering a standby mode in a sleep mode.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센싱 칩들의 각각은,
상기 배터리 셀들의 과전압 혹은 저전압을 감지함으로써 상기 고장을 검출하는 고장 검출기; 및
스탠바이 모드에서 상기 검출된 고장에 응답하여 상기 고장 신호를 발생하는 고장 신호 발생기를 포함하는 배터리 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of sensing chips comprises:
A fault detector for detecting the fault by sensing overvoltage or undervoltage of the battery cells; And
And a failure signal generator for generating the failure signal in response to the detected failure in standby mode.
제 1 항에 있어서,
상기 고장 신호는 상기 웨이크-업 신호와 비교하여 동일한 파형을 갖고, 사로 다른 주기를 갖는 배터리 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the failure signal has the same waveform as the wake-up signal and has a different period.
제 4 항에 있어서,
상기 웨이크-업 신호는 50% 듀티 사이클의 8 주기 펄스이고,
상기 고장 신호는 50% 듀티 사이클의 24 주기 펄스인 배터리 관리 시스템.
5. The method of claim 4,
The wake-up signal is an 8 periodic pulse of 50% duty cycle,
Wherein the fault signal is a 24 periodic pulse of 50% duty cycle.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센싱 칩들 중에서 적어도 하나는 이웃한 센싱 칩에서 고장 신호를 수신하고, 상기 수신된 고장 신호에 응답하여 동작 모드를 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 전환하는 배터리 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of the plurality of sensing chips receives a fault signal in a neighboring sensing chip and switches an operation mode from a sleep mode to a standby mode in response to the received fault signal.
제 1 항에 있어서,
상기 어느 하나의 센싱 칩은 이웃한 센싱 칩에서 고장 신호를 수신하고, 상기 수신된 고장 신호에 응답하여 새로운 고장 신호를 발생하고, 상기 새로운 고장 신호를 상기 트랜시버에 전송하는 배터리 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the one of the sensing chips receives a fault signal in a neighboring sensing chip, generates a new fault signal in response to the received fault signal, and transmits the new fault signal to the transceiver.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 통신 프로토콜은 비동기식 직렬 통신 인터페이스를 포함하는 배터리 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first communication protocol comprises an asynchronous serial communication interface.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 통신 프로토콜은 디퍼렌셜(differential) UART(universal asynchronous receiver/transmitter) 인터페이스를 포함하는 배터리 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first communication protocol comprises a differential UART (universal asynchronous receiver / transmitter) interface.
제 1 항에 있어서,
제 2 통신 프로토콜은 UART(universal asynchronous receiver/transmitter), I2C(inter integrated circuit) 인터페이스, SPI(serial peripheral interface), RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet, CAN(controller area network), CAN FD(flexible data rate), LIN(local interconnect network), FlexRay, DeviceNet, Fieldbus, ieee1394(firewire), USB(universal serial bus) 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 관리 시스템.
The method according to claim 1,
The second communication protocol may be a universal asynchronous receiver / transmitter (UART), an inter integrated circuit (I2C) interface, a serial peripheral interface (SPI), RS-232, RS-422, RS- A battery management system comprising at least one of a CAN (flexible data rate), a local interconnect network (LIN), a FlexRay, a DeviceNet, a Fieldbus, an IEEE 1394 (firewire), or a universal serial bus (USB).
제 1 항에 있어서,
상기 트랜시버는 상기 적어도 하나의 센싱 칩으로부터 고장 신호를 수신하고, 긴급 고장 신호를 발생하는 긴급고장 검출기를 포함하는 배터리 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the transceiver includes an emergency fault detector for receiving a fault signal from the at least one sensing chip and generating an emergency fault signal.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제 2 통신 프로토콜에 따라 상기 트랜시버로부터 긴급 고장 신호를 수신하거나 통신 라인을 통하여 상기 긴급 고장 신호를 수신하고, 상기 긴급 고장 신호에 응답하여 타겟 장치로부터 배터리 전원을 차단시키는 배터리 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the controller receives an emergency fault signal from the transceiver according to the second communication protocol or receives the emergency fault signal via a communication line and disconnects the battery power from the target apparatus in response to the emergency fault signal.
배터리 셀들의 각각의 양단에 연결되고, 셀 밸런싱을 수행하는 센싱 칩에 있어서:
스탠바이 모드에서 상기 배터리 셀들의 각각의 양단의 전압을 측정하고, 측정된 전압이 과전압 혹은 저전압 일 때 고장을 검출하는 고장 검출기; 및
상기 스탠바이 모드에서 상기 검출된 고장에 응답하여 고장 신호를 발생하는 고장 신호 발생기를 포함하고,
상기 고장 신호를 통신 라인을 통하여 이웃한 센싱 칩으로 전송한 뒤에, 동작 모드는 상기 스탠바이 모드에서 슬립 모드로 전환되는 센싱 칩.
A sensing chip connected to both ends of each of the battery cells and performing cell balancing, the sensing chip comprising:
A failure detector for measuring a voltage across each of the battery cells in a standby mode and detecting a failure when the measured voltage is an overvoltage or a low voltage; And
And a failure signal generator for generating a failure signal in response to the detected failure in the standby mode,
Wherein the operation mode is switched from the standby mode to the sleep mode after transmitting the failure signal to a neighboring sensing chip via a communication line.
제 13 항에 있어서,
주기적으로 신호를 발생하는 타이머를 더 포함하고,
상기 동작 모드는 상기 주기적으로 발생된 신호에 응답하여 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 전환되는 센싱 칩.
14. The method of claim 13,
Further comprising a timer that periodically generates a signal,
Wherein the operation mode is switched from the sleep mode to the standby mode in response to the periodically generated signal.
제 13 항에 있어서,
상기 고장 검출기는,
상기 배터리 셀들의 각각의 양단에 연결된 아날로그 디지털 변환기들을 포함하고,
상기 아날로그 디지털 변환기들의 각각은 상기 양단의 전압에 대응하는 디지털 값을 발생하고, 상기 디지털 값과 기준 값을 비교함으로써 상기 과전압 혹은 상기 저전압을 판별하는 센싱 칩.
14. The method of claim 13,
The fault detector comprises:
And analog-to-digital converters coupled to both ends of each of the battery cells,
Wherein each of the analog-to-digital converters generates a digital value corresponding to the voltage at both ends, and discriminates the overvoltage or the undervoltage by comparing the digital value with a reference value.
제 15 항에 있어서,
상기 고장 검출기는 상기 아날로그 디지털 변환기들의 각각의 결과값을 출력하는 차동 신호 송수신기를 더 포함하는 센싱 칩.
16. The method of claim 15,
Wherein the fault detector further comprises a differential signal transceiver outputting a result of each of the analog-to-digital converters.
배터리 관리 시스템의 동작 방법에 있어서:
제 1 센싱 칩으로부터 수신된 제 1 고장 신호에 응답하여 제 2 센싱 칩의 동작 모드를 슬립 모드에서 스탠바이 모드로 전환하는 단계;
상기 제 2 센싱 칩에서 웨이크-업 신호 형태의 제 2 고장 신호를 발생하는 단계;
상기 제 2 고장 신호를 통신 라인을 통해 제 3 센싱 칩 혹은 트랜시버로 전송하는 단계; 및
상기 제 2 센싱 칩의 동작 모드를 상기 스탠바이 모드에서 상기 슬립 모드로 전환하는 단계를 포함하는 방법.
A method of operating a battery management system comprising:
Switching an operation mode of the second sensing chip from the sleep mode to the standby mode in response to the first failure signal received from the first sensing chip;
Generating a second fault signal in the form of a wake-up signal in the second sensing chip;
Transmitting the second fault signal to a third sensing chip or a transceiver through a communication line; And
And switching the operation mode of the second sensing chip from the standby mode to the sleep mode.
제 17 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 고장 신호의 각각은 50% 듀티 사이클을 갖는 펄스인 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein each of the first and second fault signals is a pulse having a 50% duty cycle.
제 17 항에 있어서,
상기 트랜시버에서 상기 고장 신호에 응답하여 긴급 고장 신호를 발생하는 단계; 및
제어기에서 상기 긴급 고장 신호에 응답하여 타겟 장치에 대한 배터리 전원 공급을 차단시키는 단계를 더 포함하는 방법.
18. The method of claim 17,
Generating an emergency fault signal in response to the fault signal at the transceiver; And
And disconnecting the battery power supply to the target device in response to the emergency fault signal at the controller.
제 17 항에 있어서,
상기 제 1 센싱 칩에서 대응하는 배터리 셀들 각각의 양단 전압이 과전압 혹은 저전압인지를 판별하는 단계; 및
상기 양단 전압이 상기 과전압 혹은 상기 저전압일 때, 상기 제 1 고장 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 방법.
18. The method of claim 17,
Determining whether a voltage between both ends of each of the corresponding battery cells in the first sensing chip is an overvoltage or a lower voltage; And
And generating the first fault signal when the both-end voltage is the over-voltage or the under-voltage.
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