KR20190088676A - 애플리케이션 리프로그래밍 장치 - Google Patents

애플리케이션 리프로그래밍 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치는, 복수의 배터리 모듈 마다 연결된 복수의 슬레이브 BMS 및 상기 복수의 슬레이브 BMS와 통신을 통해 연결된 마스터 BMS를 포함하고, 상기 복수의 슬레이브 BMS는 마스터 BMS와의 연결 여부를 감지하고, 상기 감지 결과에 대응하여 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 및 슬레이브 식별 코드와 함께 애플리케이션 확인 요청 신호를 송신할 수 있고, 상기 마스터 BMS는 상기 애플리케이션 확인 요청 신호가 수신되면, 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 마스터 애플리케이션 상태 정보를 비교하고, 상기 비교 결과에 대응하여 상기 슬레이브 식별 코드에 해당하는 슬레이브 BMS로 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신할 수 있다.

Description

애플리케이션 리프로그래밍 장치{Apparatus for reprogramming application}
본 발명은 애플리케이션 리프로그래밍 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리프로그래밍이 필요한 슬레이브 BMS의 애플리케이션에 대해서만 리프로그래밍을 수행하는 애플리케이션 리프로그래밍 장치에 관한 것이다.
근래에 들어서, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높다는 등의 장점으로 인해 많은 각광을 받고 있다.
한편, 탄소 에너지가 점차 고갈되고 환경에 대한 관심이 높아지면서, 미국, 유럽, 일본, 한국을 비롯하여 전 세계적으로 하이브리드 자동차와 전기 자동차는 물론, 전기 자전거나 전기 스쿠터와 같은 전기 구동 차량에 대한 수요가 점차 증가하고 있다. 이러한 전기 구동 차량은 배터리 팩의 충방전 에너지를 이용하여 차량 구동력을 얻기 때문에, 엔진만을 이용하는 차량에 비해 연비가 뛰어나고 공해 물질을 배출하지 않거나 감소시킬 수 있다는 점에서 많은 소비자들에게 좋은 반응을 얻고 있다. 따라서, 전기 구동 차량의 핵심적 부품인 배터리에 보다 많은 관심과 연구가 집중되고 있다.
또한, 최근에는 스마트 그리드 시스템과 같이 에너지를 저장하는 기술 또한 가장 각광받는 기술 중 하나이다. 스마트 그리드 시스템이란 전력의 생산, 운반, 소비 과정에 정보통신 기술을 접목함으로써 전력 공급과 소비의 상호작용을 통해 전력 이용의 효율성을 높이고자 하는 지능형 전력망 시스템이다. 이러한 스마트 그리드 시스템을 구축하기 위해 중요한 구성요소 중 하나가 바로 전력을 저장하는 배터리 팩이다.
이와 같이, 배터리는 다양한 분야에서 이용되는데, 전기 구동 차량, 스마트 그리드 시스템과 같이 최근에 배터리가 많이 활용되는 분야는 큰 용량을 필요로 하는 경우가 많다. 배터리 팩의 용량을 증가하기 위해서는 이차 전지, 즉 배터리 셀 자체의 용량을 증가시키는 방법이 있을 수 있겠지만, 이 경우 용량 증대 효과가 크지 않고, 이차 전지의 크기 확장에 물리적 제한이 있으며 관리가 불편하다는 단점을 갖는다. 따라서, 통상적으로는 다수의 배터리 셀이 직렬 및 병렬로 연결된 배터리 팩이 널리 이용된다.
상기 배터리 팩은 복수의 배터리 모듈을 포함하고, 복수의 배터리 모듈은 각각 복수의 배터리 셀을 구비한다. 즉, 기본 배터리 단위가 되는 배터리 셀이 복수 개 직렬로 연결되어 배터리 모듈을 구성하고, 배터리 모듈이 복수 개 직렬로 연결되어 배터리 팩을 구성한다.
이때, 복수의 배터리 셀은 사용 시간이 경과됨에 따른 본질적인 특성 또는 제조 환경의 차이, 시스템 적용의 다원성 등에 기인하여 전지들 간의 용량(capacity) 성능의 차이가 발생하게 되고 이는 충방전에 의한 해당 셀 단자 전압의 차이 또는 SOC(State Of Charge)차이를 발생시키게 된다.
이러한 차이는 상대적인 전기적 특성의 차이를 가지는 다수의 배터리 셀이 하나의 배터리 팩으로서 구동하는 경우, 성능이 저하된 특정 배터리 셀에 의하여 배터리 팩 전체의 충전 또는 방전 능력이 제한되고, 배터리 팩이 노화되며, 과전압 등의 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하고자, 복수의 배터리 모듈 마다 슬레이브 BMS를 연결하여 배터리 셀 간 전압을 밸런싱하고, 배터리 셀의 충방전 전압 및 충방전 전류를 모니터링하는 배터리 관리 기술이 연구 및 시도되고 있다. 이러한 복수의 슬레이브 BMS는 다시 하나의 마스터 BMS를 통해 배터리 팩 전체의 전압 밸런싱과 충방전 전압 및 충방전 전류의 모니터링을 위하여 제어된다.
이러한 마스터 BMS와 복수의 슬레이브 BMS는 상호 호환되는 애플리케이션을 각각 설치하고, 설치된 애플리케이션을 통해 배터리 팩의 관리 및 제어를 위한 통신을 수행한다.
이때, 종래의 마스터 BMS는 복수의 슬레이브 BMS 중 어느 하나의 슬레이브 BMS가 변경되거나, 새로운 슬레이브 BMS가 추가되는 경우, 모든 슬레이브 BMS의 애플리케이션을 마스터 BMS와 호환되는 애플리케이션으로 리프로그래밍하였다.
이에 따라, 마스터 BMS의 애플리케이션과 호환되는 애플리케이션이 설치된 슬레이브 BMS까지 리프로그래밍을 수행함으로써, 슬레이브 BMS의 변경이 생기는 경우, 마스터 BMS와 슬레이브 BMS를 재구동할 때까지 긴 시간이 소요되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 복수의 슬레이브 BMS 중 슬레이브 애플리케이션의 상태 정보가 마스터 애플리케이션의 상태 정보와 상이한 슬레이브 BMS의 애플리케이션만을 리프로그래밍할 수 있는 애플리케이션 리프로그래밍 장치를 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 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치는, 복수의 배터리 모듈 마다 연결된 복수의 슬레이브 BMS 및 상기 복수의 슬레이브 BMS와 통신을 통해 연결된 마스터 BMS를 포함한다.
바람직하게, 상기 복수의 슬레이브 BMS는 마스터 BMS와의 연결 여부를 감지하고, 상기 감지 결과에 대응하여 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 및 슬레이브 식별 코드와 함께 애플리케이션 확인 요청 신호를 송신할 수 있다.
바람직하게, 상기 마스터 BMS는 상기 애플리케이션 확인 요청 신호가 수신되면, 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 마스터 애플리케이션 상태 정보를 비교하고, 상기 비교 결과에 대응하여 상기 슬레이브 식별 코드에 해당하는 슬레이브 BMS로 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신할 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 슬레이브 BMS는 상기 마스터 BMS와 통신을 수행하는 슬레이브 통신부; 및 마스터 BMS와의 연결을 감지하고, 마스터 BMS와의 연결이 감지되면, 상기 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 및 상기 슬레이브 식별 코드와 함께 상기 애플리케이션 확인 요청 신호를 상기 마스터 BMS로 송신하도록 상기 슬레이브 통신부를 제어하는 슬레이브 프로세서를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬레이브 프로세서는 연결된 배터리 모듈의 통신 커넥터에 전압이 인가되는지 여부에 대응하여 마스터 BMS와의 연결 여부를 감지할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬레이브 프로세서는 연결된 배터리 모듈의 통신 커넥터에 전압이 인가되면 마스터 BMS와 연결된 것으로 감지할 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 마스터 BMS는 상기 슬레이브 BMS와 통신을 수행하는 마스터 통신부; 및 상기 마스터 통신부로 상기 애플리케이션 확인 요청 신호를 수신되면, 상기 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 상기 마스터 애플리케이션 상태 정보를 비교하고, 상기 비교 결과에 대응하여 상기 슬레이브 식별 코드에 해당하는 슬레이브 BMS로 상기 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하도록 상기 마스터 통신부를 제어하는 마스터 프로세서를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 마스터 프로세서는 상기 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 상기 마스터 애플리케이션 상태 정보가 동일하지 않으면, 상기 슬레이브 식별 코드에 해당하는 슬레이브 BMS로 상기 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하도록 상기 마스터 통신부를 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 마스터 프로세서는 상기 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 상기 마스터 애플리케이션 상태 정보가 동일하면, 상기 슬레이브 식별 코드에 해당하는 슬레이브 BMS로 상기 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하지 않도록 상기 마스터 통신부를 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 마스터 프로세서는 상기 마스터 애플리케이션 상태 정보에 대응하는 리프로그래밍 데이터와 함께 상기 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하도록 상기 마스터 통신부를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 장치는 상기 애플리케이션 리프로그래밍 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 슬레이브 BMS 중 슬레이브 애플리케이션의 상태 정보가 마스터 애플리케이션의 상태 정보와 상이한 슬레이브 BMS의 애플리케이션만을 리프로그래밍함으로써, 슬레이브 BMS가 변경 또는 추가되는 경우, 리프로그래밍을 수행하는데 소요되는 시간을 단축시킬수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치가 포함된 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치의 슬레이브 BMS의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치의 마스터 BMS의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치의 마스터 BMS가 리프로그래밍을 수행하는데 이용하는 애플리케이션 상태 정보를 나타내는 도면이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치가 포함된 배터리 팩(P)의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치의 슬레이브 BMS(100a)의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치의 마스터 BMS(200)의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치는, 배터리 팩(P)에 포함된 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c) 마다 연결된 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c) 및 마스터 BMS(200)를 포함할 수 있다.
우선, 애플리케이션 리프로그래밍 장치와 배터리 팩(P)의 연결 구성에 대해 설명하면, 배터리 팩(P)은 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)을 포함할 수 있다. 이때, 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c)는 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)에 각각 연결되어 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)을 충방전시키고, 전기적 특성을 제어 및 관리할 수 있다. 마스터 BMS(200)는 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c)와 통신을 통해 연결되어 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c)를 제어하여 배터리 팩(P)의 전기적 특성을 제어 및 관리할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 배터리 팩(P)에 3개의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)이 포함되고, 3개의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c)가 각각 3개의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)에 연결되는 것으로 설명 및 도시하였지만 그 개수는 한정되지 않을 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치는 배터리 팩(P)에 포함된 배터리 모듈의 개수에 대응되는 개수의 슬레이브 BMS를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c)는 동일한 역할을 수행하는 구성 요소로서, 내부에 각각 동일한 구성 요소를 포함할 수 있다.
이하, 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c)를 대표하여 하나의 슬레이브 BMS(100a)를 설명하도록 한다. 이하에서 설명되는 내용은 마스터 BMS(100b, 100c)에 대해 동일하게 설명될 수 있다.
슬레이브 BMS(100a)는 통신 커넥터(110a), 슬레이브 센싱부(120a), 슬레이브 메모리부(130a), 슬레이브 프로세서(140a) 및 슬레이브 통신부(150a)를 포함할 수 있다.
통신 커넥터(110a)는 슬레이브 BMS(100a)와 마스터 BMS(200) 간의 통신을 위해 통신선이 체결되는 커넥터일 수 있다. 즉, 배터리 팩(P)에 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c) 중 하나의 슬레이브 BMS(100a)가 교체되거나 추가되는 경우, 통신 커넥터(110a)는 통신선이 체결되어 마스터 BMS(200)와 연결될 수 있다.
슬레이브 센싱부(120a)는 슬레이브 프로세서(140a)와 동작 가능하게 결합된다. 즉, 슬레이브 센싱부(120a)는 슬레이브 프로세서(140a)로 전기적 신호를 송신하거나 슬레이브 프로세서(140a)로부터 전기적 신호를 수신 가능하도록 슬레이브 프로세서(140a)에 접속될 수 있다.
슬레이브 센싱부(120a)는 슬레이브 프로세서(140a)가 마스터 BMS(200)와의 연결을 감지하는데 있어서 이용되는 측정 데이터를 측정할 수 있다.
이를 위하여, 슬레이브 센싱부(120a)는 미리 설정된 주기마다 통신 커넥터(110a)에 인가되는 커넥터 전압 및 통신 커넥터(110a)로 흘러 들어가거나 흘러 나오는 커넥터 전류를 반복 측정하고 측정된 커넥터 전압 및 커넥터 전류를 나타내는 측정 신호를 슬레이브 프로세서(140a)로 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 배터리 팩(P)에 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c) 중 하나의 슬레이브 BMS(100a)가 교체되거나 추가되어 통신 커넥터(110a)에 통신선이 연결되는 경우, 통신 커넥터(110a)에는 커넥터 전압 인가되고 커넥터 전류가 흐를 수 있다.
이때, 슬레이브 센싱부(120a)는 커넥터 전압과 커넥터 전류를 측정할 수 있다. 이를 위하여, 슬레이브 센싱부(120a)는 통신 커넥터(110a)의 커넥터 전류를 측정하도록 구성된 전류 센서를 포함한다. 또한, 슬레이브 센싱부(120a)는 통신 커넥터(110a)의 커넥터 전압를 측정하도록 구성된 전압 센서를 더 포함할 수 있다.
슬레이브 프로세서(140a)는 슬레이브 센싱부(120a)로부터 측정 신호가 수신되면, 신호 처리를 통해 통신 커넥터(110a)의 커넥터 전류 및 커넥터 전압 각각의 디지털 값을 결정하고 슬레이브 메모리부(130a)에 저장할 수 있다.
슬레이브 메모리부(130a)는 반도체 메모리 소자로서, 슬레이브 프로세서(140a)에 의해 생성되는 데이터를 기록, 소거, 갱신하며, 마스터 BMS(200)와의 연결을 감지하고, 슬레이브 BMS(100a)가 구동되기 위한 슬레이브 애플리케이션을 리프로그래밍하기 위해 마련된 복수의 프로그램 코드를 저장한다. 이를 위해, 슬레이브 메모리부(130a)는 슬레이브 애플리케이션 데이터, 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 및 슬레이브 BMS(100a)의 슬레이브 식별 코드를 저장할 수 있다.
여기서, 슬레이브 애플리케이션은 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c)가 각각 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 전기적 상태를 모니터링하고 관리하고 마스터 BMS(200)와 통신을 수행하기 위해, 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c)에 포함된 하드웨어를 제어하는 소프트웨어의 집합일 수 있다. 또한, 슬레이브 애플리케이션 데이터는 슬레이브 애플리케이션을 리프로그램밍하기 위해 이용되는 데이터일 수 있다. 또한, 슬레이브 애플리케이션 상태 정보는 슬레이브 애플리케이션의 버젼 정보일 수 있다. 또한, 슬레이브 식별 코드는 다른 슬레이브 BMS와 식별하기 위한 해당 슬레이브 BMS의 고유 코드로써, 문자, 기호 및 숫자 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 슬레이브 메모리부(130a)는 본 발명을 실시할 때 사용되는 미리 결정된 각종 파라미터들의 사전 설정 값들을 저장할 수 있다.
슬레이브 메모리부(130a)는 데이터를 기록, 소거, 갱신할 수 있다고 알려진 반도체 메모리 소자라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 슬레이브 메모리부(130a)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다. 슬레이브 메모리부(130a)는 슬레이브 프로세서(140a)의 제어 로직을 정의한 프로그램 코드들을 저장하고 있는 저장매체를 더 포함할 수 있다. 저장매체는 플래쉬 메모리나 하드디스크와 같은 불활성 기억 소자를 포함한다. 슬레이브 메모리부(130a)는 슬레이브 프로세서(140a)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 슬레이브 프로세서(140a)와 일체로 통합되어 있을 수도 있다.
슬레이브 프로세서(140a)는 마스터 BMS(200)와의 연결을 감지하고, 감지 결과, 마스터 BMS(200)와의 연결이 감지되면, 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 및 상기 슬레이브 식별 코드와 함께 상기 애플리케이션 확인 요청 신호를 마스터 BMS(200)로 송신하도록 슬레이브 통신부(150a)를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 슬레이브 프로세서(140a)는 슬레이브 센싱부(120a)로부터 측정된 통신 커넥터(110a)의 커넥터 전압이 인가되는지 여부에 대응하여 마스터 BMS(200)와의 연결을 감지할 수 있다.
슬레이브 프로세서(140a)는 통신 커넥터(110a)의 커넥터 전압이 기준 전압을 초과하는 경우, 마스터 BMS(200)와 연결된 것으로 감지할 수 있다. 여기서, 기준 전압은 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c) 중 하나의 슬레이브 BMS(100a)가 교체되거나 추가되어 통신 커넥터(110a)에 통신선이 체결되는 경우, 통신 커넥터(110a)에 인가될 수 있는 커넥터 전압 이하로 설정될 수 있다. 예를 들어, 기준 전압은 0.01V일 수 있다.
슬레이브 프로세서(140a)는 마스터 BMS(200)와 연결된 것으로 감지되면 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 및 슬레이브 식별 코드와 함께 애플리케이션 확인 요청 신호를 마스터 BMS(200)로 송신하도록 슬레이브 통신부(150a)를 제어할 수 있다.
슬레이브 통신부(150a)는 슬레이브 프로세서(140a)의 제어에 따라 마스터 BMS(200)로 신호를 송신하거나 마스터 BMS(200)로부터 신호를 수신할 수 있다.
보다 구체적으로, 슬레이브 통신부(150a)는 슬레이브 프로세서(140a)의 제어에 따라 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 및 슬레이브 식별 코드와 함께 애플리케이션 확인 요청 신호를 마스터 BMS(200)로 송신할 수 있다.
슬레이브 통신부(150a)는 마스터 BMS(200)로부터 리프로그래밍 데이터와 함께 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 수신할 수 있다. 이때,
슬레이브 프로세서(140a)는 수신된 리프로그래밍 데이터를 변환하여 상술된 슬레이브 애플리케이션 데이터로 변환하고, 변환된 슬레이브 애플리케이션 데이터를 이용하여 미리 설치된 슬레이브 애플리케이션을 리프로그래밍할 수 있다.
여기서, 리프로그래밍은 미리 설치된 슬레이브 애플리케이션의 일부 혹은 전체를 변환된 슬레이브 애플리케이션 데이터로 변경하는 것을 의미할 수 있다.
한편, 슬레이브 통신부(150a)는 유선 통신 및 무선 통신 중 하나 이상을 이용하여 마스터 BMS(200)와 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 슬레이브 통신부(150a)가 이용하는 통신 방식은 한정되지 않는다. 바람직하게, 슬레이브 통신부(150a)는 CAN 통신을 이용하여 마스터 BMS(200)와 통신을 수행할 수 있다.
한편, 슬레이브 프로세서(140a)는, 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 슬레이브 프로세서(140a)에 의해 실행될 수 있는 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 기록매체는 컴퓨터에 포함된 슬레이브 프로세서(140a)에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이하, 마스터 BMS(200)에 대해 설명하도록 한다.
마스터 BMS(200)는 마스터 통신부(210), 마스터 메모리부(220), 마스터 프로세서(230) 및 마스터 알림부(240)를 포함할 수 있다.
마스터 통신부(210)는 마스터 프로세서(230)의 제어에 따라 슬레이브 BMS(100a)의 슬레이브 통신부(150a)로 신호를 송신하거나 슬레이브 BMS(100a)의 슬레이브 통신부(150a)로부터 신호를 수신할 수 있다.
보다 구체적으로, 마스터 통신부(210)는 마스터 프로세서(230)의 제어에 따라, 슬레이브 BMS(100a)의 슬레이브 통신부(150a)로부터 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 및 슬레이브 식별 코드와 함께 애플리케이션 확인 요청 신호를 수신할 수 있다.
또한, 마스터 통신부(210)는 스터 프로세서(230)의 제어에 따라, 슬레이브 BMS(100a)의 슬레이브 통신부(150a)로 리프로그래밍 데이터와 함께 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신할 수 있다.
이를 위하여, 마스터 통신부(210)는 유선 통신 및 무선 통신 중 하나 이상을 이용하여 슬레이브 BMS(100a)의 슬레이브 통신부(150a)와 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 마스터 통신부(210)가 이용하는 통신 방식은 한정되지 않는다. 바람직하게, 마스터 통신부(210)는 CAN 통신을 이용하여 슬레이브 BMS(100a)의 슬레이브 통신부(150a)와 통신을 수행할 수 있다.
마스터 메모리부(220)는 반도체 메모리 소자로서, 마스터 통신부(210)로부터 수신된 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 및 슬레이브 식별 코드를 매칭시켜 저장한다.
한편, 마스터 메모리부(220)는 마스터 프로세서(230)에 의해 생성되는 데이터를 기록, 소거, 갱신하며, 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 마스터 애플리케이션 상태 정보를 비교하고, 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하기 위해 마련된 복수의 프로그램 코드를 저장한다.
이를 위하여, 마스터 메모리부(220)는 마스터 애플리케이션 상태 정보와 리프로그래밍 데이터를 더 저장한다.
여기서, 마스터 애플리케이션은 마스터 BMS(200)가 배터리 팩의 전기적 상태를 모니터링 및 제어하고 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c)와 통신을 수행하기 위해, 마스터 BMS(200)에 포함된 하드웨어를 제어하는 소프트웨어의 집합일 수 있다. 또한, 리프로그래밍 데이터는 슬레이브 BMS(100a)에 설치된 슬레이브 애플리케이션을 현재 마스터 BMS(200)에 설치된 마스터 애플리케이션과 호환 가능한 슬레이브 애플리케이션으로 리프로그래밍하기 위해 이용되는 데이터일 수 있다.
한편, 마스터 메모리부(220)는 본 발명을 실시할 때 사용되는 미리 결정된 각종 파라미터들의 사전 설정 값들을 저장할 수 있다.
마스터 메모리부(220)는 데이터를 기록, 소거, 갱신할 수 있다고 알려진 반도체 메모리 소자라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 마스터 메모리부(220)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다. 마스터 메모리부(220)는 마스터 프로세서(230)의 제어 로직을 정의한 프로그램 코드들을 저장하고 있는 저장매체를 더 포함할 수 있다. 저장매체는 플래쉬 메모리나 하드디스크와 같은 불활성 기억 소자를 포함한다. 마스터 메모리부(220)는 마스터 프로세서(230)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 마스터 프로세서(230)와 일체로 통합되어 있을 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치의 마스터 BMS(200)가 리프로그래밍을 수행하는데 이용하는 애플리케이션 상태 정보를 나타내는 도면이다.
도 4를 더 참조하면, 마스터 프로세서(230)는 마스터 통신부(210)로 애플리케이션 확인 요청 신호를 수신되면, 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 마스터 애플리케이션 상태 정보를 비교하고, 비교 결과에 대응하여 슬레이브 식별 코드에 해당하는 슬레이브 BMS(100a)로 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하도록 마스터 통신부(210)를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 마스터 통신부(210)는 슬레이브 BMS(100a)로부터 애플리케이션 확인 요청 신호를 수신하는 경우, 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 슬레이브 식별 코드를 함께 수신할 수 있다.
이때, 마스터 프로세서(230)는 현재 마스터 BMS(200)에 설치된 마스터 애플리케이션에 대응되는 마스터 애플리케이션 상태 정보와 마스터 통신부(210)로 수신된 슬레이브 애플리케이션 상태 정보가 동일한지 비교할 수 있다.
마스터 프로세서(230)는 마스터 애플리케이션 상태 정보와 슬레이브 애플리케이션 상태 정보가 동일하지 않으면, 해당 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 함께 수신되거나 매칭되어 마스터 메모리부(220)에 저장된 슬레이브 식별 코드를 확인할 수 있다.
마스터 프로세서(230)는 확인된 슬레이브 식별 코드에 해당하는 슬레이브 BMS(100a)의 슬레이브 통신부(150a)로 리프로그래밍 데이터와 함께 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하도록 마스터 통신부(210)를 제어할 수 있다.
반대로, 마스터 프로세서(230)는 마스터 애플리케이션 상태 정보와 슬레이브 애플리케이션 상태 정보가 동일하면, 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하지 않도록 마스터 통신부(210)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 마스터 통신부(210)는 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c)로부터 애플리케이션 확인 요청 신호를 수신하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 "1.02", "2.01", "2.04"와 이에 각각 대응하는 슬레이브 식별 코드 "100a", "100b", "100c"를 수신할 수 있다.
마스터 프로세서(230)는 현재 마스터 BMS(200)에 설치된 마스터 애플리케이션에 대응되는 마스터 애플리케이션 상태 정보 "2.01"과 마스터 통신부(210)로 수신된 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 "1.02", "2.01", "2.04"가 동일한지 각각 비교할 수 있다.
마스터 프로세서(230)는 마스터 애플리케이션 상태 정보 "2.01"과 동일하지 않은 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 "1.02", "2.04"의 슬레이브 식별 코드 "100a", "100c"를 확인할 수 있다.
마스터 프로세서(230)는 확인된 슬레이브 식별 코드 "100a", "100c"에 해당하는 슬레이브 BMS(100a, 100c)로 리프로그래밍 데이터와 함께 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하도록 마스터 통신부(210)를 제어할 수 있다.
반대로, 마스터 프로세서(230)는 마스터 애플리케이션 상태 정보 "2.01"과 동일한 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 "2.01"의 슬레이브 식별 코드 "100b"에 해당하는 슬레이브 BMS(100b)로는 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하지 않도록 마스터 통신부(210)를 제어할 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면, 마스터 BMS(200)와 연결된 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c) 중에서 일부 슬레이브 BMS가 변경 또는 추가되는 경우, 마스터 BMS(200)와 연결된 복수의 슬레이브 BMS(100a, 100b, 100c) 모두의 슬레이브 애플리케이션을 리프로그래밍하지 않고 마스터 애플리케이션 상태 정보와 상이한 슬레이브 애플리케이션 상태 정보의 슬레이브 애플리케이션이 설치된 슬레이브 BMS에 대해서만 리프로그래밍을 수행함으로써, 슬레이브 BMS를 변경 또는 추가하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
마스터 알림부(240)는 마스터 프로세서(230)의 제어에 따라, 마스터 애플리케이션 상태 정보와 슬레이브 애플리케이션 상태 정보의 비교 결과에 대응하여 슬레이브 식별 코드를 출력받아 외부로 출력할 수 있다.
보다 구체적으로, 마스터 알림부(240)는 마스터 애플리케이션 상태 정보와 슬레이브 애플리케이션 상태 정보의 비교 결과, 마스터 애플리케이션 상태 정보와 슬레이브 애플리케이션 상태 정보가 상이하면 해당 슬레이브 BMS의 슬레이브 식별 코드를 외부로 출력할 수 있다.
즉, 마스터 알림부(240)는 슬레이브 애플리케이션에 대해 리프로그래밍이 필요한 슬레이브 BMS의 슬레이브 식별 코드를 외부로 출력할 수 있다.
이를 위하여, 마스터 알림부(240)는 슬레이브 식별 코드를 기호, 숫자 및 코드 중 하나 이상을 이용하여 표시하는 디스플레이부 및 슬레이브 식별 코드를 소리로 출력하는 스피커 장치 중 하나 이상을 구비할 수 있다.
마스터 프로세서(230)는, 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 마스터 프로세서(230)에 의해 실행될 수 있는 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 기록매체는 컴퓨터에 포함된 마스터 프로세서(230)에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치는, 다수의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩의 전기적 상태를 모니터링하고 제어하는 배터리 관리 장치에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 본 발명에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치를 포함할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 명세서에서 '부'라는 용어가 사용되었으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 각 구성 단위 간 반드시 물리적으로 분리될 수 있거나 물리적으로 분리되어야 하는 구성요소를 나타내는 것이 아니며, 각각의 구성 단위가 반드시 물리적으로 하나의 소자나 장치에 의해 구현되어야 하는 것이 아니라는 점은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 자명하다.
P: 배터리 팩
100a, 100b, 100c: 슬레이브 BMS
200: 마스터 BMS

Claims (9)

  1. 복수의 배터리 모듈 마다 연결된 복수의 슬레이브 BMS 및 상기 복수의 슬레이브 BMS와 통신을 통해 연결된 마스터 BMS를 포함하는 애플리케이션 리프로그래밍 장치에 있어서,
    상기 복수의 슬레이브 BMS는
    마스터 BMS와의 연결 여부를 감지하고, 상기 감지 결과에 대응하여 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 및 슬레이브 식별 코드와 함께 애플리케이션 확인 요청 신호를 송신하고,
    상기 마스터 BMS는
    상기 애플리케이션 확인 요청 신호가 수신되면, 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 마스터 애플리케이션 상태 정보를 비교하고, 상기 비교 결과에 대응하여 상기 슬레이브 식별 코드에 해당하는 슬레이브 BMS로 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하는 애플리케이션 리프로그래밍 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 슬레이브 BMS는
    상기 마스터 BMS와 통신을 수행하는 슬레이브 통신부; 및
    마스터 BMS와의 연결을 감지하고, 마스터 BMS와의 연결이 감지되면, 상기 슬레이브 애플리케이션 상태 정보 및 상기 슬레이브 식별 코드와 함께 상기 애플리케이션 확인 요청 신호를 상기 마스터 BMS로 송신하도록 상기 슬레이브 통신부를 제어하는 슬레이브 프로세서를
    포함하는 애플리케이션 리프로그래밍 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬레이브 프로세서는
    연결된 배터리 모듈의 통신 커넥터에 전압이 인가되는지 여부에 대응하여 마스터 BMS와의 연결 여부를 감지하는 애플리케이션 리프로그래밍 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 슬레이브 프로세서는
    연결된 배터리 모듈의 통신 커넥터에 전압이 인가되면 마스터 BMS와 연결된 것으로 감지하는 애플리케이션 리프로그래밍 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 마스터 BMS는
    상기 슬레이브 BMS와 통신을 수행하는 마스터 통신부; 및
    상기 마스터 통신부로 상기 애플리케이션 확인 요청 신호를 수신되면, 상기 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 상기 마스터 애플리케이션 상태 정보를 비교하고, 상기 비교 결과에 대응하여 상기 슬레이브 식별 코드에 해당하는 슬레이브 BMS로 상기 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하도록 상기 마스터 통신부를 제어하는 마스터 프로세서를
    포함하는 애플리케이션 리프로그래밍 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마스터 프로세서는
    상기 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 상기 마스터 애플리케이션 상태 정보가 동일하지 않으면, 상기 슬레이브 식별 코드에 해당하는 슬레이브 BMS로 상기 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하도록 상기 마스터 통신부를 제어하는 애플리케이션 리프로그래밍 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마스터 프로세서는
    상기 슬레이브 애플리케이션 상태 정보와 상기 마스터 애플리케이션 상태 정보가 동일하면, 상기 슬레이브 식별 코드에 해당하는 슬레이브 BMS로 상기 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하지 않도록 상기 마스터 통신부를 제어하는 애플리케이션 리프로그래밍 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 마스터 프로세서는
    상기 마스터 애플리케이션 상태 정보에 대응하는 리프로그래밍 데이터와 함께 상기 애플리케이션 리프로그래밍 요청 신호를 송신하도록 상기 마스터 통신부를 제어하는 애플리케이션 리프로그래밍 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 애플리케이션 리프로그래밍 장치를
    포함하는 배터리 관리 장치.
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