KR20190013647A - 통신 고장을 검출하는 배터리 관리 시스템 - Google Patents

통신 고장을 검출하는 배터리 관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20190013647A
KR20190013647A KR1020180088632A KR20180088632A KR20190013647A KR 20190013647 A KR20190013647 A KR 20190013647A KR 1020180088632 A KR1020180088632 A KR 1020180088632A KR 20180088632 A KR20180088632 A KR 20180088632A KR 20190013647 A KR20190013647 A KR 20190013647A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bit
microcontroller
value
voltage monitoring
fault
Prior art date
Application number
KR1020180088632A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102036269B1 (ko
Inventor
커피가 케이. 케트랙
니틴 바란
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Publication of KR20190013647A publication Critical patent/KR20190013647A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102036269B1 publication Critical patent/KR102036269B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H02J7/0026—
    • 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
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0061—Error detection codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/10—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a centralized architecture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/30—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wired architecture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
    • H04Q2209/86—Performing a diagnostic of the sensing device
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)

Abstract

배터리 관리 시스템은, 제1 및 제2 애플리케이션을 가지는 마이크로컨트롤러를 포함한다. 상기 제1 애플리케이션은, 만약 제1 CRC 진단 플래그가 제1 인코딩된 고장값과 동일하면, 컨택터를 열린 동작 위치로 전이시킨다. 상기 제2 애플리케이션은, 만약 제2 CRC 진단 플래그가 제2 인코딩된 고장값과 동일하면, 상기 컨택터를 상기 열린 동작 위치로 전이시킨다. 상기 제1 및 제2 인코딩된 고장값은, 서로로부터 적어도 4의 해밍 거리를 가진다.

Description

통신 고장을 검출하는 배터리 관리 시스템{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM THAT DETECTS COMMUNICATION FAULTS}
본 발명은 복수의 배터리 셀의 전압을 감시하는 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 7월 31일에 제출된 미국 특허 출원 제62/538,934호 및 2018년 7월 10일에 제출된 미국 특허 출원 제16/031,333호에 대한 우선권을 주장하며, 그에 대한 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리 셀에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
배터리 셀을 안전하고 오래 사용하기 위한 목적으로, 배터리 셀의 전압 감시 및 제어하는 배터리 관리 시스템이 이용된다.
배터리 관리 시스템은, 전압 감시 IC 및 마이크로컨트롤러를 포함한다. 만약, 전압 감시 IC 및 마이크로컨트롤러 간의 통신 중에 에러가 발생할 경우, 배터리 셀을 제대로 제어하기 어렵다.
본 발명은, 제1 및 제2 진단 플래그를 이용하여, 시리얼 통신 버스를 통해 상기 마이크로컨트롤러로부터 메시지를 수신하는 전압 감시 IC에서 통신 고장이 검출되었는지 여부를 중복적으로 판정하고, 만약 상기 제1 및 제2 진단 플래그 중 하나가 고장 상태를 나타내면 안전 조치를 중복적으로 취할 수 있는 개선된 배터리 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템에 제공된다. 상기 배터리 관리 시스템은, 제1 및 제2 애플리케이션을 가지는 마이크로컨트롤러를 포함한다. 상기 배터리 관리 시스템은, 시리얼 통신 버스를 이용하여 상기 마이크로컨트롤러에 동작 가능하게 결합된 전압 감시 IC를 더 포함한다. 상기 마이크로컨트롤러는, 제1 메시지를 상기 전압 감시 IC에게 전송한다. 상기 제1 메시지는 제1 이진 명령 및 제1 CRC 값을 가진다. 상기 전압 감시 IC는, 상기 제1 메시지 내의 상기 제1 이진 명령을 기초로 제2 CRC 값을 산출한다. 상기 전압 감시 IC는, 만약 상기 제1 CRC 값이 상기 제2 CRC 값과 동일하지 않으면, 제1 CRC 진단 비트를 고장값과 동일하게 설정한다. 상기 전압 감시 IC는, 제1 이진 전압 정보 및 상기 제1 CRC 진단 비트를 가지는 제2 메시지를 상기 마이크로컨트롤러에게 전송한다. 상기 마이크로컨트롤러는, 상기 제1 CRC 진단 비트와 동일한 제2 및 제3 CRC 진단 비트 각각을 제1 및 제2 메모리 위치에 저장한다. 상기 제1 애플리케이션은, 만약 상기 제2 CRC 진단 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제1 CRC 진단 플래그를 제1 인코딩된 고장값으로 설정한다. 상기 제1 애플리케이션은, 만약 상기 제1 CRC 진단 플래그가 상기 제1 인코딩된 고장값과 동일하면, 컨택터를 열린 동작 위치로 전이시킨다. 상기 제2 애플리케이션은, 만약 상기 제3 CRC 진단 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제2 CRC 진단 플래그를 제2 인코딩된 고장값과 동일하게 설정한다. 상기 제2 애플리케이션은, 만약 상기 제2 CRC 진단 플래그가 상기 제2 인코딩된 고장값과 동일하면, 상기 컨택터를 상기 열린 동작 위치로 전이시킨다. 상기 제1 및 제2 인코딩된 고장값은 서로로부터 적어도 4의 해밍 거리를 가진다.
상기 제1 이진 명령은, 제1 배터리 셀에 연관된 과전압 폴트 비트를 상기 마이크로컨트롤러에게 전송할 것을 상기 전압 감시 IC에게 지시할 수 있다.
상기 제1 이진 전압 정보는, 상기 제1 배터리 셀에 연관된 과전압 폴트 비트일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 시스템에 제공된다. 상기 배터리 관리 시스템은, 제1 및 제2 애플리케이션을 가지는 마이크로컨트롤러를 포함한다. 상기 배터리 관리 시스템은, 시리얼 통신 버스를 이용하여 상기 마이크로컨트롤러에 동작 가능하게 결합된 전압 감시 IC를 더 포함한다. 상기 마이크로컨트롤러는, 상기 전압 감시 IC에게 제1 메시지를 반복적으로 전송한다. 각각의 제1 메시지는 제1 이진 명령 및 제1 통신 타임-아웃 비트를 가진다. 상기 전압 감시 IC는, 상기 제1 이진 명령 내에서 누락 비트를 가지는 상기 제1 메시지의 개수를 결정한다. 상기 전압 감시 IC는, 만약 상기 제1 이진 명령 내에서 누락 비트를 가지는 상기 제1 메시지의 상기 개수가 임계 개수보다 크면, 제2 통신 타임-아웃 비트를 고장값과 동일하게 설정한다. 상기 전압 감시 IC는, 제1 이진 전압 정보 및 상기 제2 통신 타임-아웃 비트를 가지는 제2 메시지를 상기 마이크로컨트롤러에게 전송한다. 상기 마이크로컨트롤러는, 상기 제2 통신 타임-아웃 비트와 동일한 제3 및 제4 통신 타임-아웃 비트 각각을 제1 및 제2 메모리 위치에 저장한다. 상기 제1 애플리케이션은, 만약 상기 제3 통신 타임-아웃 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제1 통신 타임-아웃 진단 플래그를 제1 인코딩된 고장값으로 설정한다. 상기 제1 애플리케이션은, 만약 상기 제1 통신 타임-아웃 진단 플래그가 상기 제1 인코딩된 고장값과 동일하면, 컨택터를 열린 동작 위치로 전이시킨다. 상기 제2 애플리케이션은, 만약 상기 제4 통신 타임-아웃 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제2 통신 타임-아웃 진단 플래그를 제2 인코딩된 고장값으로 설정한다. 상기 제2 애플리케이션은, 만약 상기 제2 통신 타임-아웃 진단 플래그가 상기 제2 인코딩된 고장값과 동일하면, 상기 컨택터를 상기 열린 동작 위치로 전이시킨다. 상기 제1 및 제2 인코딩된 고장값은 서로로부터 적어도 4의 해밍 거리를 가진다.
상기 제1 이진 명령은, 제1 배터리 셀에 연관된 과전압 폴트 비트를 상기 마이크로컨트롤러에게 전송할 것을 상기 전압 감시 IC에게 지시할 수 있다.
상기 제1 이진 전압 정보는, 상기 제1 배터리 셀에 연관된 과전압 폴트 비트일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 시스템에 제공된다. 상기 배터리 관리 시스템은, 제1 및 제2 애플리케이션을 가지는 마이크로컨트롤러를 포함한다. 상기 배터리 관리 시스템은, 시리얼 통신 버스를 이용하여 상기 마이크로컨트롤러에 동작 가능하게 결합된 전압 감시 IC를 더 포함한다. 상기 마이크로컨트롤러는, 상기 전압 감시 IC에게 제1 메시지를 반복적으로 전송한다. 각각의 제1 메시지는 제1 이진 명령 및 제1 타이밍 에러 비트를 가진다. 상기 전압 감시 IC는, 상기 제1 이진 명령 내에서의 비트 누락을 초래하는 타이밍 에러를 가지는 상기 제1 메시지의 개수를 결정한다. 상기 전압 감시 IC는, 만약 타이밍 에러를 가지는 상기 제1 메시지의 상기 개수가 임계 개수보다 크면, 제2 타이밍 에러 비트를 고장값과 동일하게 설정한다. 상기 전압 감시 IC는, 제1 이진 전압 정보 및 상기 제2 타이밍 에러 비트를 가지는 제2 메시지를 상기 마이크로컨트롤러에게 전송한다. 상기 마이크로컨트롤러는, 상기 제2 타이밍 에러 비트와 동일한 제3 및 제4 타이밍 에러 비트 각각을 제1 및 제2 메모리 위치에 저장한다. 상기 제1 애플리케이션은, 만약 상기 제3 타이밍 에러 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제1 타이밍 에러 진단 플래그를 제1 인코딩된 고장값으로 설정한다. 상기 제1 애플리케이션은, 만약 상기 제1 타이밍 에러 진단 플래그가 상기 제1 인코딩된 고장값과 동일하면, 컨택터를 열린 동작 위치로 전이시킨다. 상기 제2 애플리케이션은, 만약 상기 제4 타이밍 에러 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제2 타이밍 에러 진단 플래그를 제2 인코딩된 고장값으로 설정한다. 상기 제2 애플리케이션은, 만약 상기 제2 타이밍 에러 진단 플래그가 상기 제2 인코딩된 고장값과 동일하면, 상기 컨택터를 상기 열린 동작 위치로 전이시킨다. 상기 제1 및 제2 인코딩된 고장값은 서로로부터 적어도 4의 해밍 거리를 가진다.
상기 제1 이진 명령은, 제1 배터리 셀에 연관된 과전압 폴트 비트를 상기 마이크로컨트롤러에게 전송할 것을 상기 전압 감시 IC에게 지시할 수 있다.
상기 제1 이진 전압 정보는, 상기 제1 배터리 셀에 연관된 과전압 폴트 비트일 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1 및 제2 진단 플래그를 이용하여, 시리얼 통신 버스를 통해 상기 마이크로컨트롤러로부터 메시지를 수신하는 전압 감시 IC에서 통신 고장이 검출되었는지 여부를 중복적으로 판정하고, 만약 상기 제1 및 제2 진단 플래그 중 하나가 고장 상태를 나타내면 안전 조치를 중복적으로 취할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 배터리팩 및 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 가지는 차량의 개략도이다.
도 2는 도 1의 상기 배터리 관리 시스템 내의 마이크로컨트롤러로부터 전압 감시 IC에게 전송되는 메시지의 개략도이다.
도 3은 도 1의 상기 배터리 관리 시스템 내의 전압 감시 IC로부터 마이크로컨트롤러에게 전송되는 메시지의 개략도이다.
도 4는 도 1의 상기 배터리 관리 시스템 내에서 이용되는 제1 CRC 진단 플래그를 위한 인코딩된 고장값 및 인코딩된 무고장값을 가지는 테이블이다.
도 5는 도 1의 상기 배터리 관리 시스템 내에서 이용되는 제2 CRC 진단 플래그를 위한 인코딩된 고장값 및 인코딩된 무고장값을 가지는 테이블이다.
도 6은 도 1의 상기 배터리 관리 시스템 내에서 이용되는 제1 통신 타임-아웃 진단 플래그를 위한 인코딩된 고장값 및 인코딩된 무고장값을 가지는 테이블이다.
도 7은 도 1의 상기 배터리 관리 시스템 내에서 이용되는 제2 통신 타임-아웃 진단 플래그를 위한 인코딩된 고장값 및 인코딩된 무고장값을 가지는 테이블이다.
도 8은 도 1의 상기 배터리 관리 시스템 내에서 이용되는 제1 타이밍 에러 진단 플래그를 위한 인코딩된 고장값 및 인코딩된 무고장값을 가지는 테이블이다.
도 9는 도 1의 상기 배터리 관리 시스템 내에서 이용되는 제2 타이밍 에러 진단 플래그를 위한 인코딩된 고장값 및 인코딩된 무고장값을 가지는 테이블이다.
도 10은 제1 및 제2 CRC 진단 애플리케이션, 제1 및 제2 통신 타임-아웃 진단 애플리케이션 그리고 제1 및 제2 타이밍 에러 진단 애플리케이션의 블록 다이어그램이다.
도 11 및 도 12는 도 1의 상기 배터리 관리 시스템에 의해 이용되는 제1 진단 방법의 순서도이다.
도 13 및 도 14는 도 1의 상기 배터리 관리 시스템에 의해 이용되는 제2 진단 방법의 순서도이다.
도 15 및 도 16은 도 1의 상기 배터리 관리 시스템에 의해 이용되는 제3 진단 방법의 순서도이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(또는 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(또는 결합)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결(또는 결합)"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1을 참조하면, 차량(10)이 제공된다. 상기 차량(10)은, 배터리팩(20), 컨택터(40), 차량 전기 부하(50), 전압 드라이버(60, 62), 전기 라인(70, 72, 74, 76, 78, 80) 및 배터리 관리 시스템(90)을 포함한다.
상기 배터리 관리 시스템(90)의 장점은, 상기 시스템(90)이 제1 및 제2 진단 플래그를 이용하여, 시리얼 통신 버스(220)를 통해 상기 마이크로컨트롤러(210)로부터 메시지를 수신하는 전압 감시 IC(200)에서 통신 고장이 검출되었는지 여부를 중복적으로 판정하고, 만약 상기 제1 및 제2 진단 플래그 중 하나가 고장 상태를 나타내면 안전 조치를 중복적으로 취한다는 점이다.
이해를 돕기 위해, 본 명세서에 사용된 몇 가지 용어를 설명하겠다.
"노드" 또는 "전기 노드"라는 용어는, 전기 회로 내의 영역 또는 위치를 칭한다.
"IC"라는 용어는, 집적 회로를 칭한다.
"CRC"라는 용어는, 디지털 데이터 내의 에러를 검출하는 데에 이용되는 기술인 순환 중복 검사(cyclic redundancy check)를 칭한다.
"CRC 값"이라는 용어는, 순환 중복 검사 알고리즘에 의해 결정된 값을 칭한다.
상기 배터리팩(20)은, 전기적으로 서로 직렬로 결합되는 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)을 포함한다. 상기 제1 배터리 셀(91)은 양극 단자(100)와 음극 단자(102)를 포함하고, 상기 제2 배터리 셀(92)은 양극 단자(110)와 음극 단자(112)를 포함한다. 또한, 상기 제3 배터리 셀(93)은 양극 단자(120)와 음극 단자(122)를 포함하고, 상기 제4 배터리 셀(94)은 양극 단자(130)와 음극 단자(132)를 포함한다. 상기 음극 단자(102)는 상기 양극 단자(110)에 전기적으로 결합되고, 상기 음극 단자(112)는 상기 양극 단자(120)에 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 음극 단자(122)는 상기 양극 단자(130)에 전기적으로 결합되고, 상기 음극 단자(132)는 전기 그라운드에 전기적으로 결합된다.
전기 노드(140)는, 상기 제1 배터리 셀(91)의 상기 양극 단자(100)에 전기적으로 결합된다. 상기 전기 노드(140)는, 상기 전압 감시 IC(200) 내의 상기 아날로그-디지털 컨버터(230)에 전기적으로 더 결합된다. 또한, 전기 노드(142)는, 상기 제2 배터리 셀(92)의 상기 양극 단자(110)에 전기적으로 결합된다. 상기 전기 노드(142)는, 상기 전압 감시 IC(200)에 전기적으로 더 결합된다. 또한, 전기 노드(144)는, 상기 제3 배터리 셀(93)의 상기 양극 단자(120)에 전기적으로 결합된다. 상기 전기 노드(144)는, 상기 전압 감시 IC(200)에 전기적으로 더 결합된다. 또한, 전기 노드(146)는, 상기 제4 배터리 셀(94)의 상기 양극 단자(130)에 전기적으로 결합된다. 상기 전기 노드(146)는, 상기 전압 감시 IC(200)에 전기적으로 더 결합된다. 또한, 전기 노드(148)는, 전기 그라운드에 전기적으로 결합된다. 상기 전기 노드(148)는, 상기 전압 감시 IC(200)에 전기적으로 더 결합된다.
상기 컨택터(40)는, 컨택트(160), 컨택터 코일(162), 제1 전기 노드(164) 및 제2 전기 노드(166)를 가진다. 상기 제1 전기 노드(164)는, 상기 전기 라인(70)을 통해 상기 제1 배터리 셀(91)의 상기 양극 단자(100)에 전기적으로 결합된다. 상기 제2 전기 노드(166)는, 상기 전기 라인(72)을 통해 상기 차량 전기 부하(50)에 전기적으로 결합된다. 상기 컨택터 코일(162)의 제1 엔드는, 상기 전기 라인(76)을 통해 상기 전압 드라이버(60)에 전기적으로 결합된다. 상기 전압 드라이버(60)는, 상기 전기 라인(74)을 통해 상기 마이크로컨트롤러(210)의 상기 디지털 입출력 디바이스(302)에 전기적으로 더 결합된다. 상기 컨택터 코일(162)의 제2 엔드는, 상기 전기 라인(80)을 통해 상기 전압 드라이버(62)에 전기적으로 결합된다. 상기 전압 드라이버(62)는, 상기 전기 라인(78)을 통해 상기 마이크로컨트롤러(210)의 상기 디지털 입출력 디바이스(302)에 전기적으로 더 결합된다.
상기 마이크로컨트롤러(210)가 상기 전압 드라이버(60, 62) 각각에 의해 수신되는 제1 및 제2 제어 신호를 생성하는 경우, 상기 컨택터 코일(162)은 전력을 공급받음으로써 상기 컨택트(160)를 닫힌 동작 상태로 전이시키고, 이에 따라 상기 차량 전기 부하(50)는 상기 배터리팩(20)으로부터의 전압을 수신하게 된다. 또는, 상기 마이크로컨트롤러(210)가 상기 전압 드라이버(60, 62) 각각에 의해 수신되는 제3 및 제4 제어 신호를 생성하는 경우, 상기 컨택터 코일(162)에 대한 전력이 차단됨으로써 상기 컨택트(160)를 열린 동작 상태로 전이시킨다. 일 예로, 상기 제3 및 제4 제어 신호 각각은 그라운드 전압 레벨일 수 있다.
상기 배터리 관리 시스템(90)은, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)에 연관된 배터리 셀 전압값을 결정하도록 그리고 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)에 연관된 과전압 폴트 비트를 결정하도록 제공된다. 상기 배터리 관리 시스템(90)은, 전압 감시 IC(200), 마이크로컨트롤러(210) 및 시리얼 통신 버스(220)를 포함한다.
상기 전압 감시 IC(200)는, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)의 배터리 셀 전압을 측정하고, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)의 배터리 셀 전압에 연관된 배터리 셀 전압값을 생성하도록 제공된다. 상기 전압 감시 IC(200)는, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)에 연관된 과전압 폴트 비트를 생성하도록 제공된다. 상기 전압 감시 IC(200)는, 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(230) 및 제1 내지 제4 전압 비교기(232, 234, 236, 238)를 포함한다.
상기 ADC(230)는, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94) 각각의 배터리 셀 전압을 측정하기 위한 ADC 차동 채널(251, 252, 253, 254)을 포함한다.
상기 ADC 차동 채널(251)은, 상기 제1 배터리 셀(91)의 상기 단자(100, 102) 사이의 출력 전압을 측정하기 위해, 상기 제1 배터리 셀(91)의 상기 양극 단자(100)와 상기 음극 단자(102) 각각에 전기적으로 결합된 입력핀(P1, P2)을 가진다. 상기 아날로그-디지털 컨버터(230)는, 상기 ADC 차동 채널(251)에 의해 측정된 출력 전압을 기초로 배터리 셀 전압값을 생성한다.
상기 ADC 차동 채널(252)은, 상기 제2 배터리 셀(92)의 상기 단자(110, 112) 사이의 출력 전압을 측정하기 위해, 상기 제2 배터리 셀(92)의 상기 양극 단자(110)와 상기 음극 단자(112) 각각에 전기적으로 결합된 입력핀(P3, P4)을 가진다. 상기 아날로그-디지털 컨버터(230)는, 상기 ADC 차동 채널(252)에 의해 측정된 출력 전압을 기초로 배터리 셀 전압값을 생성한다.
상기 ADC 차동 채널(253)은, 상기 제3 배터리 셀(93)의 상기 단자(120, 122) 사이의 출력 전압을 측정하기 위해, 상기 제3 배터리 셀(93)의 상기 양극 단자(120)와 상기 음극 단자(122) 각각에 전기적으로 결합된 입력핀(P5, P6)을 가진다. 상기 아날로그-디지털 컨버터(230)는, 상기 ADC 차동 채널(253)에 의해 측정된 출력 전압을 기초로 배터리 셀 전압값을 생성한다.
상기 ADC 차동 채널(254)은, 상기 제4 배터리 셀(94)의 상기 단자(130, 132) 사이의 출력 전압을 측정하기 위해, 상기 제4 배터리 셀(94)의 상기 양극 단자(130)와 상기 음극 단자(132) 각각에 전기적으로 결합된 입력핀(P7, P8)을 가진다. 상기 아날로그-디지털 컨버터(230)는, 상기 ADC 차동 채널(254)에 의해 측정된 출력 전압을 기초로 배터리 셀 전압값을 생성한다.
상기 제1 전압 비교기(232)는, 상기 ADC 차동 채널(251)의 상기 입력핀(P1, P2)에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 배터리 셀(91)의 상기 입력핀(P1, P2)의 상기 출력 전압을 전압 비교기 임계 전압과 비교한다. 만약, 상기 제1 배터리 셀(91)의 상기 출력 전압이 상기 전압 비교기 임계 전압보다 커서 셀 과전압 상태를 나타내면, 상기 제1 전압 비교기(232)는 연관된 과전압 폴트 비트를 이진값 "1"(즉, 고장값)로 설정한다. 그 외의 경우에는, 상기 제1 전압 비교기(232)는 상기 연관된 과전압 폴트 비트를 이진값 "0"(즉, 무고장값)으로 설정한다.
상기 제2 전압 비교기(234)는, 상기 ADC 차동 채널(252)의 상기 입력핀(P3, P4)에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 배터리 셀(92)의 상기 입력핀(P3, P4)의 상기 출력 전압을 전압 비교기 임계 전압과 비교한다. 만약, 상기 제2 배터리 셀(92)의 상기 출력 전압이 상기 전압 비교기 임계 전압보다 커서 셀 과전압 상태를 나타내면, 상기 제2 전압 비교기(234)는 연관된 과전압 폴트 비트를 이진값 "1"(즉, 고장값)로 설정한다. 그 외의 경우에는, 상기 제2 전압 비교기(234)는 상기 연관된 과전압 폴트 비트를 이진값 "0"(즉, 무고장값)으로 설정한다.
상기 제3 전압 비교기(236)는, 상기 ADC 차동 채널(253)의 상기 입력핀(P5, P6)에 전기적으로 연결되고, 상기 제3 배터리 셀(93)의 상기 입력핀(P5, P6)의 상기 출력 전압을 전압 비교기 임계 전압과 비교한다. 만약, 상기 제3 배터리 셀(93)의 상기 출력 전압이 상기 전압 비교기 임계 전압보다 커서 셀 과전압 상태를 나타내면, 상기 제3 전압 비교기(236)는 연관된 과전압 폴트 비트를 이진값 "1"(즉, 고장값)로 설정한다. 그 외의 경우에는, 상기 제3 전압 비교기(236)는 상기 연관된 과전압 폴트 비트를 이진값 "0"(즉, 무고장값)으로 설정한다.
상기 제4 전압 비교기(238)는, 상기 ADC 차동 채널(254)의 상기 입력핀(P7, P8)에 전기적으로 연결되고, 상기 제4 배터리 셀(94)의 상기 입력핀(P7, P8)의 상기 출력 전압을 전압 비교기 임계 전압과 비교한다. 만약, 상기 제4 배터리 셀(94)의 상기 출력 전압이 상기 전압 비교기 임계 전압보다 커서 셀 과전압 상태를 나타내면, 상기 제4 전압 비교기(238)는 연관된 과전압 폴트 비트를 이진값 "1"(즉, 고장값)로 설정한다. 그 외의 경우에는, 상기 제4 전압 비교기(238)는 상기 연관된 과전압 폴트 비트를 이진값 "0"(즉, 무고장값)으로 설정한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 전압 감시 IC(200)는, 상기 시리얼 통신 버스(220)를 통해 상기 마이크로컨트롤러(210)와 동작 가능하게 통신한다. 특히, 도 2를 참조하면, 상기 전압 감시 IC(200)는, 상기 마이크로컨트롤러(210)로부터 메시지(400)를 수신한다. 상기 메시지(400)는, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)에 연관된 과전압 폴트 비트를 상기 마이크로컨트롤러(210)에게 전송할 것을 상기 전압 감시 IC(200)에게 지시하는 이진 명령(예, 1111)을 포함한다. 이에 응답하여, 상기 전압 감시 IC(200)는, 상기 시리얼 통신 버스(220)를 통해 상기 마이크로컨트롤러(210)에게 메시지(450)를 전송한다. 상기 메시지(450)는, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)에 연관된 과전압 폴트 비트, CRC 진단 비트, 통신 타임-아웃 비트, 타이밍 에러 비트 및 CRC 값을 포함한다.
상기 메시지(450) 내의 상기 과전압 폴트 비트 각각은, 정상 범위 이내의 배터리 셀 전압을 나타내는 이진값 "0" 또는 연관된 배터리 셀의 과전압 상태를 나타내는 이진값 "1"이다. 예를 들어, 상기 과전압 폴트 비트 "0000"은, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94) 중 과전압 상태를 가지는 것이 없음을 나타낸다. 추가적인 예로, 상기 과전압 폴트 비트 "1111"은, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94) 모두가 과전압 상태를 가짐을 나타낸다.
상기 메시지(450) 내의 상기 CRC 진단 비트는, 정상 CRC 상태를 나타내는 이진값 "0" 또는 CRC 고장 상태를 나타내는 이진값 "1"이다. CRC 고장 상태는, 상기 마이크로컨트롤러(210)에 의해 생성된 상기 메시지(400) 내의 상기 CRC 값이 상기 메시지(400) 내의 수신된 상기 이진 명령을 기초로 상기 전압 감시 IC(200)에 의해 산출된 CRC 값과 동일하지 않은 경우에 발생한다. CRC 고장 상태는, 상기 메시지(400) 내의 상기 이진 명령에 연관된 적어도 일부의 비트가 상기 시리얼 통신 버스(220)를 통해 전송되는 과정에서 손상을 입는 경우에 발생할 수 있다.
상기 메시지(450) 내의 상기 통신 타임-아웃 비트는, 정상 통신 타임-아웃 상태를 나타내는 이진값 "0" 또는 통신 타임-아웃 고장 상태를 나타내는 이진값 "1"이다. 통신 타임-아웃 고장 상태는, 상기 전압 감시 IC(200)가 상기 메시지(400) 내의 상기 이진 명령의 오직 일부 비트(예, 1 비트)만을 수신하고 상기 CRC 값을 수신하지 못한 경우에 발생한다. 상기 정상 통신 타임-아웃 상태는, 상기 전압 감시 IC(200)가 상기 메시지(400) 내의 상기 이진 명령의 모든 비트 및 상기 CRC 값을 수신한 경우에 발생한다.
상기 메시지(450) 내의 상기 타이밍 에러 비트는, 정상 타이밍 상태를 나타내는 이진값 "0" 또는 타이밍 에러 고장 상태를 나타내는 이진값 "1"이다. 타이밍 에러 고장 상태는, 상기 전압 감시 IC(200)가 상기 메시지(400) 내의 상기 이진 명령의 대부분의 비트(예, 3 비트)를 수신하지만 상기 이진 명령의 모든 비트를 수신하지는 못하고 상기 CRC 값을 수신한 경우에 발생한다. 상기 정상 타이밍 상태는, 상기 전압 감시 IC(200)가 상기 메시지(400) 내의 상기 이진 명령의 모든 비트 및 상기 CRC 값을 수신한 경우에 발생한다.
상기 메시지(450) 내의 상기 CRC 값은, 상기 전압 감시 IC(200) 내의 CRC 알고리즘을 이용하여 결정되고, 상기 과전압 폴트 비트, 상기 CRC 진단 비트, 상기 통신 타임-아웃 비트 및 상기 타이밍 에러 비트에 기초한다.
상기 마이크로컨트롤러(210)는, 상기 컨택터(40)의 동작을 제어하도록 그리고 상기 전압 모니터링 IC(200)로부터의 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)에 연관된 상기 과전압 폴트 비트를 요청하도록 제공된다. 상기 마이크로컨트롤러(210)는, 마이크로프로세서(300), 디지털 입출력 디바이스(302), 플래쉬 메모리 디바이스(304), 및 영구 메모리 디바이스(308)를 포함한다. 상기 영구 메모리 디바이스(308)는, 제1 내지 제6 메모리 위치(321, 322, 323, 324, 325, 326)를 포함한다. 상기 마이크로프로세서(300)는, 상기 디지털 입출력 디바이스(302), 상기 플래쉬 메모리 디바이스(304) 및 상기 영구 메모리 디바이스(308)에 동작 가능하게 결합된다. 상기 디지털 입출력 디바이스(302)는, 상기 전기 라인(74, 78)을 통해 상기 전압 드라이버(60, 62) 각각에 전기적으로 결합된다.
도 1 및 도 10을 참조하면, 상기 플래쉬 메모리 디바이스(304)는, 상기 마이크로프로세서(300)에 의해 실행되는 제1 CRC 진단 애플리케이션(600), 제2 CRC 진단 애플리케이션(602), 제1 통신 타임-아웃 진단 애플리케이션(604), 제2 통신 타임-아웃 진단 애플리케이션(606), 제1 타이밍 에러 진단 애플리케이션(608), 제2 타이밍 에러 진단 애플리케이션(610)을 포함한다. 또한, 도 1 및 도 4 내지 도 9를 참조하면, 상기 메모리 디바이스(308)는, 테이블(500, 510, 520, 530, 540, 550)을 저장한다.
상기 테이블(500, 510, 520, 530, 540, 550)을 지금부터 설명하겠다.
도 4 및 도 10을 참조하면, 제1 CRC 진단 플래그를 위한 인코딩된 고장값(예, 16진수 6C)과 인코딩된 무고장값(예, 16진수 C6)을 가지는 레코드(502)를 가지는 테이블(500)이 도시되어 있다. 상기 제1 CRC 진단 플래그는, 상기 레코드(502)의 상기 인코딩된 고장값 또는 상기 인코딩된 무고장값으로 설정되고, 상기 제1 CRC 진단 애플리케이션(600)에 의해 이용된다.
도 5 및 도 10을 참조하면, 제2 CRC 진단 플래그를 위한 인코딩된 고장값(예, 16진수 93)과 인코딩된 무고장값(예, 16진수 39)을 가지는 레코드(512)를 가지는 테이블(510)이 도시되어 있다. 상기 제2 CRC 진단 플래그는, 상기 레코드(512)의 상기 인코딩된 고장값 또는 상기 인코딩된 무고장값으로 설정되고, 상기 제2 CRC 진단 애플리케이션(602)에 의해 이용된다.
도 6 및 도 10을 참조하면, 제1 통신 타임-아웃 진단 플래그를 위한 인코딩된 고장값(예, 16진수 5A)과 인코딩된 무고장값(예, 16진수 A5)을 가지는 레코드(522)를 가지는 테이블(520)이 도시되어 있다. 상기 제1 통신 타임-아웃 진단 플래그는, 상기 레코드(522)의 상기 인코딩된 고장값 또는 상기 인코딩된 무고장값으로 설정되고, 상기 제1 통신 타임-아웃 진단 애플리케이션(604)에 의해 이용된다.
도 7 및 도 10을 참조하면, 제2 통신 타임-아웃 진단 플래그를 위한 인코딩된 고장값(예, 16진수 AF)과 인코딩된 무고장값(예, 16진수 FA)을 가지는 레코드(532)를 가지는 테이블(530)이 도시되어 있다. 상기 제2 통신 타임-아웃 진단 플래그는, 상기 레코드(532)의 상기 인코딩된 고장값 또는 상기 인코딩된 무고장값으로 설정되고, 상기 제2 통신 타임-아웃 진단 애플리케이션(606)에 의해 이용된다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 제1 타이밍 에러 진단 플래그를 위한 인코딩된 고장값(예, 16진수 09)과 인코딩된 무고장값(예, 16진수 90)을 가지는 레코드(542)를 가지는 테이블(540)이 도시되어 있다. 상기 제1 타이밍 에러 진단 플래그는, 상기 레코드(542)의 상기 인코딩된 고장값 또는 상기 인코딩된 무고장값으로 설정되고, 상기 제1 타이밍 에러 진단 애플리케이션(608)에 의해 이용된다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제2 타이밍 에러 진단 플래그를 위한 인코딩된 고장값(예, 16진수 F6)과 인코딩된 무고장값(예, 16진수 6F)을 가지는 레코드(552)를 가지는 테이블(550)이 도시되어 있다. 상기 제2 타이밍 에러 진단 플래그는, 상기 레코드(552)의 상기 인코딩된 고장값 또는 상기 인코딩된 무고장값으로 설정되고, 상기 제2 타이밍 에러 진단 애플리케이션(610)에 의해 이용된다.
도 4 내지 도 9를 참조하면, 상기 테이블(500, 510, 520, 530, 540, 550) 각각의 상기 인코딩된 고장값과 상기 인코딩된 무고장값 각각은 서로로부터 적어도 4의 해밍 거리를 가진다.
도 1, 도 11 및 도 12를 참조하여, 제1 및 제2 CRC 진단 플래그를 이용하여, 시리얼 통신 버스(220)를 통해 상기 마이크로컨트롤러(210)로부터 메시지를 수신하는 전압 감시 IC(200)에서 통신 고장이 검출되었는지 여부를 결정하기 위한 방법(700)의 순서도를 설명한다.
단계 702에서, 상기 마이크로컨트롤러(210)는, 다음과 같이 플래그를 초기화한다.
제1 CRC 진단 플래그 = 제1 인코딩된 무고장값(예, 도 4의 테이블(500)로부터의 16진수 C6);
제2 CRC 진단 플래그 = 제2 인코딩된 무고장값(예, 도 5의 테이블(510)로부터의 16진수 39);
단계 704에서, 상기 마이크로컨트롤러(210)는, 시리얼 통신 버스(220)를 이용하여 상기 전압 감시 IC(200)에게 제1 메시지를 전송한다. 상기 제1 메시지는, 제1 이진 명령 및 제1 CRC 값을 가진다. 상기 제1 이진 명령은, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)에 연관된 과전압 폴트 비트를 요청한다.
단계 706에서, 상기 전압 감시 IC(200)는, 상기 제1 메시지 내의 상기 제1 이진 명령을 기초로, 제2 CRC 값을 산출한다.
단계 708에서, 상기 전압 감시 IC(200)는, 만약 상기 제1 CRC 값이 상기 제2 CRC 값과 동일하지 않으면, 제1 CRC 진단 비트를 고장값과 동일하게 설정한다.
단계 710에서, 상기 전압 감시 IC(200)는, 제1 이진 전압 정보 및 상기 제1 CRC 진단 비트를 가지는 제2 메시지를 상기 시리얼 통신 버스(220)를 이용하여 상기 마이크로컨트롤러(210)에게 전송한다. 상기 제1 이진 전압 정보는, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)에 연관된 과전압 폴트 비트를 포함한다.
단계 712에서, 상기 마이크로컨트롤러(210)는, 상기 제1 CRC 진단 비트와 동일한 제2 및 제3 CRC 진단 비트를 제1 및 제2 메모리 위치(321, 322) 각각에 저장한다. 예컨대, 만약 상기 제1 CRC 진단 비트가 이진값 "1"이면, 상기 제2 및 제3 CRC 진단 비트는 이진값 "1"로서 저장될 것이다.
단계 714에서, 상기 제1 CRC 진단 애플리케이션(600)은, 만약 상기 제2 CRC 진단 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제1 CRC 진단 플래그를 제1 인코딩된 고장값(예, 도 4의 테이블(500)로부터의 16진수 6C)으로 설정한다.
단계 716에서, 상기 제1 CRC 진단 애플리케이션(600)은, 만약, 상기 제1 CRC 진단 플래그가 상기 제1 인코딩된 고장값과 동일하면, 컨택터(40)를 열린 동작 위치로 전이시키기 위해, 제어 신호를 생성할 것을 디지털 입출력 디바이스(302)에게 명령한다.
단계 718에서, 상기 제2 CRC 진단 애플리케이션(602)은, 만약 상기 제3 CRC 진단 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제2 CRC 진단 플래그를 제2 인코딩된 고장값(예, 도 5의 테이블(510)로부터의 16진수 93)으로 설정한다.
단계 720에서, 상기 제2 CRC 진단 애플리케이션(602)은, 만약, 상기 제2 CRC 진단 플래그가 상기 제2 인코딩된 고장값과 동일하면, 상기 컨택터(40)를 상기 열린 동작 위치로 전이시키기 위해, 제어 신호를 생성할 것을 상기 디지털 입출력 디바이스(302)에게 명령한다. 상기 제1 및 제2 인코딩된 고장값은, 서로로부터 적어도 4의 해밍 거리를 가진다. 단계 720 후, 상기 방법(700)은 종료된다.
도 1, 도 13 및 도 14를 참조하여, 제1 및 제2 통신 타임-아웃 진단 플래그를 이용하여, 시리얼 통신 버스(220)를 통해 상기 마이크로컨트롤러(210)로부터 메시지를 수신하는 전압 감시 IC(200)에서 통신 고장이 검출되었는지 여부를 결정하기 위한 방법(780)의 순서도를 설명한다.
단계 782에서, 상기 마이크로컨트롤러(210)는, 다음과 같이 플래그를 초기화한다.
제1 통신 타임-아웃 진단 플래그 = 제3 인코딩된 무고장값(예, 도 6의 테이블(520)로부터의 16진수 A5);
제2 통신 타임-아웃 진단 플래그 = 제4 인코딩된 무고장값(예, 도 7의 테이블(530)로부터의 16진수 FA);
단계 784에서, 상기 마이크로컨트롤러(210)는, 시리얼 통신 버스(220)를 이용하여 상기 전압 감시 IC(200)에게 제1 메시지를 반복적으로 전송한다. 각 제1 메시지는, 제1 이진 명령 및 제1 통신 타임-아웃 비트를 가진다. 각 제1 이진 명령은, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)에 연관된 과전압 폴트 비트를 요청한다.
단계 786에서, 상기 전압 감시 IC(200)는, 상기 제1 이진 명령 내에서 누락 비트를 가지는 상기 제1 메시지의 개수를 결정한다.
단계 788에서, 상기 전압 감시 IC(200)는, 만약 상기 제1 이진 명령 내에서 누락 비트를 가지는 상기 제1 메시지의 상기 개수가 임계 개수보다 크면, 제2 통신 타임-아웃 비트를 고장값과 동일하게 설정한다.
단계 790에서, 상기 전압 감시 IC(200)는, 제1 이진 전압 정보 및 상기 제2 통신 타임-아웃 비트를 가지는 제2 메시지를 상기 시리얼 통신 버스(220)를 이용하여 상기 마이크로컨트롤러(210)에게 전송한다. 상기 제1 이진 전압 정보는, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)에 연관된 과전압 폴트 비트를 포함한다.
단계 792에서, 상기 마이크로컨트롤러(210)는, 상기 제2 통신 타임-아웃 비트와 동일한 제3 및 제4 통신 타임-아웃 비트를 제3 및 제4 메모리 위치(323, 324) 각각에 저장한다.
단계 794에서, 상기 제1 통신 타임-아웃 진단 애플리케이션(604)은, 만약 상기 제3 통신 타임-아웃 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제1 통신 타임-아웃 진단 플래그를 제3 인코딩된 고장값(예, 도 6의 테이블(520)로부터의 16진수 5A)으로 설정한다.
단계 796에서, 상기 제1 통신 타임-아웃 진단 애플리케이션(604)은, 만약, 상기 제1 통신 타임-아웃 진단 플래그가 상기 제3 인코딩된 고장값과 동일하면, 컨택터(40)를 열린 동작 위치로 전이시키기 위해, 제어 신호를 생성할 것을 디지털 입출력 디바이스(302)에게 명령한다.
단계 798에서, 상기 제2 통신 타임-아웃 진단 애플리케이션(606)은, 만약 상기 제4 통신 타임-아웃 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제2 통신 타임-아웃 진단 플래그를 제4 인코딩된 고장값(예, 도 7의 테이블(530)로부터의 16진수 AF)으로 설정한다.
단계 800에서, 상기 제2 통신 타임-아웃 진단 애플리케이션(606)은, 만약, 상기 제2 통신 타임-아웃 진단 플래그가 상기 제4 인코딩된 고장값과 동일하면, 상기 컨택터(40)를 상기 열린 동작 위치로 전이시키기 위해, 제어 신호를 생성할 것을 상기 디지털 입출력 디바이스(302)에게 명령한다. 상기 제3 및 제4 인코딩된 고장값은, 서로로부터 적어도 4의 해밍 거리를 가진다. 단계 800 후, 상기 방법(780)은 종료된다.
도 1, 도 15 및 도 16을 참조하여, 제1 및 제2 타이밍 에러 진단 플래그를 이용하여, 시리얼 통신 버스(220)를 통해 상기 마이크로컨트롤러(210)로부터 메시지를 수신하는 전압 감시 IC(200)에서 통신 고장이 검출되었는지 여부를 결정하기 위한 방법(880)의 순서도를 설명한다.
단계 882에서, 상기 마이크로컨트롤러(210)는, 다음과 같이 플래그를 초기화한다.
제1 타이밍 에러 진단 플래그 = 제5 인코딩된 무고장값(예, 도 8의 테이블(540)로부터의 16진수 90);
제2 타이밍 에러 진단 플래그 = 제6 인코딩된 무고장값(예, 도 9의 테이블(550)로부터의 16진수 6F);
단계 884에서, 상기 마이크로컨트롤러(210)는, 시리얼 통신 버스(220)를 이용하여 상기 전압 감시 IC(200)에게 제1 메시지를 반복적으로 전송한다. 각 제1 메시지는, 제1 이진 명령 및 제1 타이밍 에러 비트를 가진다. 각 제1 이진 명령은, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)에 연관된 과전압 폴트 비트를 요청한다.
단계 886에서, 상기 전압 감시 IC(200)는, 상기 제1 이진 명령 내에서의 비트 누락을 초래하는 타이밍 에러를 가지는 상기 제1 메시지의 개수를 결정한다.
단계 888에서, 상기 전압 감시 IC(200)는, 만약 타이밍 에러를 가지는 상기 제1 메시지의 상기 개수가 임계 개수보다 크면, 제2 타이밍 에러 비트를 고장값과 동일하게 설정한다.
단계 890에서, 상기 전압 감시 IC(200)는, 제1 이진 전압 정보 및 상기 제2 타이밍 에러 비트를 가지는 제2 메시지를 상기 시리얼 통신 버스(220)를 이용하여 상기 마이크로컨트롤러(210)에게 전송한다. 상기 제1 이진 전압 정보는, 상기 제1 내지 제4 배터리 셀(91, 92, 93, 94)에 연관된 과전압 폴트 비트를 포함한다.
단계 892에서, 상기 마이크로컨트롤러(210)는, 상기 제2 타이밍 에러 비트와 동일한 제3 및 제4 타이밍 에러 비트를 제5 및 제6 메모리 위치(325, 326) 각각에 저장한다.
단계 894에서, 상기 제1 타이밍 에러 진단 애플리케이션(608)은, 만약 상기 제3 타이밍 에러 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제1 타이밍 에러 진단 플래그를 제5 인코딩된 고장값(예, 도 8의 테이블(540)로부터의 16진수 09)으로 설정한다.
단계 896에서, 상기 제1 타이밍 에러 진단 애플리케이션(608)은, 만약, 상기 제1 타이밍 에러 진단 플래그가 상기 제5 인코딩된 고장값과 동일하면, 컨택터(40)를 열린 동작 위치로 전이시키기 위해, 제어 신호를 생성할 것을 디지털 입출력 디바이스(302)에게 명령한다.
단계 898에서, 상기 제2 타이밍 에러 진단 애플리케이션(610)은, 만약 상기 제4 타이밍 에러 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제2 타이밍 에러 진단 플래그를 제6 인코딩된 고장값(예, 도 9의 테이블(550)로부터의 16진수 F6)으로 설정한다.
단계 900에서, 상기 제2 타이밍 에러 진단 애플리케이션(610)은, 만약, 상기 제2 타이밍 에러 진단 플래그가 상기 제6 인코딩된 고장값과 동일하면, 상기 컨택터(40)를 상기 열린 동작 위치로 전이시키기 위해, 제어 신호를 생성할 것을 상기 디지털 입출력 디바이스(302)에게 명령한다. 상기 제5 및 제6 인코딩된 고장값은, 서로로부터 적어도 4의 해밍 거리를 가진다.
본 명세서에 기술된 상기 배터리 관리 시스템(90)은, 다른 배터리 관리 시스템에 비하여 상당한 장점을 제공한다. 특히, 상기 배터리 관리 시스템(90)은, 제1 및 제2 진단 플래그를 이용하여 시리얼 통신 버스(220)를 통해 상기 마이크로컨트롤러(210)로부터 메시지를 수신하는 전압 감시 IC(200)에서 통신 고장이 검출되었는지 여부를 중복적으로 판정하고, 만약 상기 제1 및 제2 진단 플래그 중 하나가 고장 상태를 나타내면 안전 조치를 중복적으로 취하는 기술적 효과를 가진다.
특허 청구된 발명은 단지 제한된 수의 실시예들을 참조하여 자세하게 기술되었지만, 본 발명은 그러한 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 오히려, 특허 청구된 발명은 본 발명의 정신과 범위에 부합되는 범위 내에서 여기에서 설명되지 않은 변형예, 대안예, 대체예 또는 등가예를 포함하도록 변형될 수 있다. 또한, 특허 청구된 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 실시예들 중에서 오직 일부만을 포함할 수도 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 특허 청구된 발명은 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 간주되어서는 안된다.
10: 차량
20: 배터리팩
40: 컨택터
50: 차량 전기 부하
60, 62: 전압 드라이버
90: 배터리 관리 시스템
91, 92, 93, 94: 배터리 셀
200: 전압 감시 IC
210: 마이크로컨트롤러
220: 통신 버스
230: 아날로그-디지털 컨버터
232, 234, 236, 238: 전압 비교기
300: 마이크로프로세서
302: 디지털 입출력 디바이스
304: 플래쉬 메모리 디바이스
308: 영구 메모리 디바이스

Claims (9)

  1. 배터리 관리 시스템에 있어서,
    제1 및 제2 애플리케이션을 가지는 마이크로컨트롤러; 및
    시리얼 통신 버스를 이용하여 상기 마이크로컨트롤러에 동작 가능하게 결합된 전압 감시 IC를 포함하고,
    상기 마이크로컨트롤러는, 제1 메시지를 상기 전압 감시 IC에게 전송하되, 상기 제1 메시지는 제1 이진 명령 및 제1 CRC 값을 가지고,
    상기 전압 감시 IC는, 상기 제1 메시지 내의 상기 제1 이진 명령을 기초로 제2 CRC 값을 산출하고,
    상기 전압 감시 IC는, 만약 상기 제1 CRC 값이 상기 제2 CRC 값과 동일하지 않으면, 제1 CRC 진단 비트를 고장값과 동일하게 설정하고,
    상기 전압 감시 IC는, 제1 이진 전압 정보 및 상기 제1 CRC 진단 비트를 가지는 제2 메시지를 상기 마이크로컨트롤러에게 전송하고,
    상기 마이크로컨트롤러는, 상기 제1 CRC 진단 비트와 동일한 제2 및 제3 CRC 진단 비트 각각을 제1 및 제2 메모리 위치에 저장하고,
    상기 제1 애플리케이션은, 만약 상기 제2 CRC 진단 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제1 CRC 진단 플래그를 제1 인코딩된 고장값으로 설정하고,
    상기 제1 애플리케이션은, 만약 상기 제1 CRC 진단 플래그가 상기 제1 인코딩된 고장값과 동일하면, 컨택터를 열린 동작 위치로 전이시키고,
    상기 제2 애플리케이션은, 만약 상기 제3 CRC 진단 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제2 CRC 진단 플래그를 제2 인코딩된 고장값과 동일하게 설정하고,
    상기 제2 애플리케이션은, 만약 상기 제2 CRC 진단 플래그가 상기 제2 인코딩된 고장값과 동일하면, 상기 컨택터를 상기 열린 동작 위치로 전이시키되,
    상기 제1 및 제2 인코딩된 고장값은 서로로부터 적어도 4의 해밍 거리를 가지는, 배터리 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이진 명령은, 제1 배터리 셀에 연관된 과전압 폴트 비트를 상기 마이크로컨트롤러에게 전송할 것을 상기 전압 감시 IC에게 지시하는, 배터리 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 이진 전압 정보는, 상기 제1 배터리 셀에 연관된 과전압 폴트 비트인, 배터리 관리 시스템.
  4. 배터리 관리 시스템에 있어서,
    제1 및 제2 애플리케이션을 가지는 마이크로컨트롤러; 및
    시리얼 통신 버스를 이용하여 상기 마이크로컨트롤러에 동작 가능하게 결합된 전압 감시 IC를 포함하고,
    상기 마이크로컨트롤러는, 상기 전압 감시 IC에게 제1 메시지를 반복적으로 전송하되, 각각의 제1 메시지는 제1 이진 명령 및 제1 통신 타임-아웃 비트를 가지고,
    상기 전압 감시 IC는, 상기 제1 이진 명령 내에서 누락 비트를 가지는 상기 제1 메시지의 개수를 결정하고,
    상기 전압 감시 IC는, 만약 상기 제1 이진 명령 내에서 누락 비트를 가지는 상기 제1 메시지의 상기 개수가 임계 개수보다 크면, 제2 통신 타임-아웃 비트를 고장값과 동일하게 설정하고,
    상기 전압 감시 IC는, 제1 이진 전압 정보 및 상기 제2 통신 타임-아웃 비트를 가지는 제2 메시지를 상기 마이크로컨트롤러에게 전송하고,
    상기 마이크로컨트롤러는, 상기 제2 통신 타임-아웃 비트와 동일한 제3 및 제4 통신 타임-아웃 비트 각각을 제1 및 제2 메모리 위치에 저장하고,
    상기 제1 애플리케이션은, 만약 상기 제3 통신 타임-아웃 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제1 통신 타임-아웃 진단 플래그를 제1 인코딩된 고장값으로 설정하고,
    상기 제1 애플리케이션은, 만약 상기 제1 통신 타임-아웃 진단 플래그가 상기 제1 인코딩된 고장값과 동일하면, 컨택터를 열린 동작 위치로 전이시키고,
    상기 제2 애플리케이션은, 만약 상기 제4 통신 타임-아웃 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제2 통신 타임-아웃 진단 플래그를 제2 인코딩된 고장값으로 설정하고,
    상기 제2 애플리케이션은, 만약 상기 제2 통신 타임-아웃 진단 플래그가 상기 제2 인코딩된 고장값과 동일하면, 상기 컨택터를 상기 열린 동작 위치로 전이시키되,
    상기 제1 및 제2 인코딩된 고장값은 서로로부터 적어도 4의 해밍 거리를 가지는, 배터리 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 이진 명령은, 제1 배터리 셀에 연관된 과전압 폴트 비트를 상기 마이크로컨트롤러에게 전송할 것을 상기 전압 감시 IC에게 지시하는, 배터리 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 이진 전압 정보는, 상기 제1 배터리 셀에 연관된 과전압 폴트 비트인, 배터리 관리 시스템.
  7. 배터리 관리 시스템에 있어서,
    제1 및 제2 애플리케이션을 가지는 마이크로컨트롤러; 및
    시리얼 통신 버스를 이용하여 상기 마이크로컨트롤러에 동작 가능하게 결합된 전압 감시 IC를 포함하고,
    상기 마이크로컨트롤러는, 상기 전압 감시 IC에게 제1 메시지를 반복적으로 전송하되, 각각의 제1 메시지는 제1 이진 명령 및 제1 타이밍 에러 비트를 가지고,
    상기 전압 감시 IC는, 상기 제1 이진 명령 내에서의 비트 누락을 초래하는 타이밍 에러를 가지는 상기 제1 메시지의 개수를 결정하고,
    상기 전압 감시 IC는, 만약 타이밍 에러를 가지는 상기 제1 메시지의 상기 개수가 임계 개수보다 크면, 제2 타이밍 에러 비트를 고장값과 동일하게 설정하고,
    상기 전압 감시 IC는, 제1 이진 전압 정보 및 상기 제2 타이밍 에러 비트를 가지는 제2 메시지를 상기 마이크로컨트롤러에게 전송하고,
    상기 마이크로컨트롤러는, 상기 제2 타이밍 에러 비트와 동일한 제3 및 제4 타이밍 에러 비트 각각을 제1 및 제2 메모리 위치에 저장하고,
    상기 제1 애플리케이션은, 만약 상기 제3 타이밍 에러 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제1 타이밍 에러 진단 플래그를 제1 인코딩된 고장값으로 설정하고,
    상기 제1 애플리케이션은, 만약 상기 제1 타이밍 에러 진단 플래그가 상기 제1 인코딩된 고장값과 동일하면, 컨택터를 열린 동작 위치로 전이시키고,
    상기 제2 애플리케이션은, 만약 상기 제4 타이밍 에러 비트가 상기 고장값과 동일하면, 제2 타이밍 에러 진단 플래그를 제2 인코딩된 고장값으로 설정하고,
    상기 제2 애플리케이션은, 만약 상기 제2 타이밍 에러 진단 플래그가 상기 제2 인코딩된 고장값과 동일하면, 상기 컨택터를 상기 열린 동작 위치로 전이시키되,
    상기 제1 및 제2 인코딩된 고장값은 서로로부터 적어도 4의 해밍 거리를 가지는, 배터리 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 이진 명령은, 제1 배터리 셀에 연관된 과전압 폴트 비트를 상기 마이크로컨트롤러에게 전송할 것을 상기 전압 감시 IC에게 지시하는, 배터리 관리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 이진 전압 정보는, 상기 제1 배터리 셀에 연관된 과전압 폴트 비트인, 배터리 관리 시스템.
KR1020180088632A 2017-07-31 2018-07-30 통신 고장을 검출하는 배터리 관리 시스템 KR102036269B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762538934P 2017-07-31 2017-07-31
US62/538,934 2017-07-31
US16/031,333 2018-07-10
US16/031,333 US10720674B2 (en) 2017-07-31 2018-07-10 Battery management system that detects communication faults

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190013647A true KR20190013647A (ko) 2019-02-11
KR102036269B1 KR102036269B1 (ko) 2019-10-24

Family

ID=65137986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180088632A KR102036269B1 (ko) 2017-07-31 2018-07-30 통신 고장을 검출하는 배터리 관리 시스템

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10720674B2 (ko)
KR (1) KR102036269B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022098012A1 (ko) * 2020-11-05 2022-05-12 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 방법 및 이를 이용한 배터리 시스템

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115955000A (zh) * 2022-12-16 2023-04-11 阳江蓄能发电有限公司 一种抽蓄电站监盘信息展示方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003032284A (ja) * 2001-07-18 2003-01-31 Nec Corp パケット交換装置
KR20080018825A (ko) * 2006-08-24 2008-02-28 세이코 인스트루 가부시키가이샤 충방전 제어 회로 및 배터리 장치
US8854047B2 (en) * 2009-09-29 2014-10-07 Denso Corporation Voltage monitor for monitoring voltage of a battery

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108701871B (zh) * 2016-03-15 2021-08-31 株式会社东芝 蓄电池装置、蓄电池装置的控制方法及程序

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003032284A (ja) * 2001-07-18 2003-01-31 Nec Corp パケット交換装置
KR20080018825A (ko) * 2006-08-24 2008-02-28 세이코 인스트루 가부시키가이샤 충방전 제어 회로 및 배터리 장치
US8854047B2 (en) * 2009-09-29 2014-10-07 Denso Corporation Voltage monitor for monitoring voltage of a battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022098012A1 (ko) * 2020-11-05 2022-05-12 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 방법 및 이를 이용한 배터리 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20190036174A1 (en) 2019-01-31
US10720674B2 (en) 2020-07-21
KR102036269B1 (ko) 2019-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190067758A1 (en) Secondary battery deterioration assessment device
US11095136B2 (en) Battery pack and charging assembly
US9885760B2 (en) Battery apparatus and battery system
EP3534167A1 (en) Method and device for detecting charging abnormality and power adapter
CN107918046B (zh) 电流检测装置和电池管理系统
CN105109347A (zh) 电动汽车高压上电电路及其控制方法
US10436853B2 (en) Failure detection apparatus
JP2012083283A (ja) 複数組電池の電圧測定装置
US9970991B2 (en) Diagnostic system for a battery system
KR20180114838A (ko) 배터리 시스템
JP5331656B2 (ja) 電源装置
KR20200010053A (ko) 전기적 제어 시스템 및 통신 고장을 판정하기 위한 방법
CN105291875A (zh) 一种电动汽车快速充电方法
KR20230004400A (ko) 슬레이브 bms 점검 시스템 및 방법
KR20190013647A (ko) 통신 고장을 검출하는 배터리 관리 시스템
CN110865231B (zh) 一种用于总线隔离的电源电压检测电路
US10236693B1 (en) Modular battery controller
KR102047055B1 (ko) 배터리 셀 관리 시스템
CN114156547A (zh) 一种锂电池管理系统及方法
CN210838007U (zh) 电池均衡电路及供电装置
JP5779060B2 (ja) 電圧検出回路
KR20150003545A (ko) 자동 파워릴레이어셈블리를 포함하는 배터리 시스템 및 그 동작방법
Wey et al. Emi prevention of can-bus-based communication in battery management systems
JPWO2015092921A1 (ja) 電池システム監視装置
KR101526817B1 (ko) Ｃａｎ통신으로 연결된 모듈구조의 축전지 상태감시 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right