KR20200011124A - 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 관리 시스템의 동작 방법은, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀들 중에서 어느 하나의 양전압단에 연결된 선로의 오픈 와이어 상태를 진단하는 단계, 및 상기 선로가 오픈 와이어 상태일 때, 전류원의 전류를 이용하여 상기 선로에 대응하는 반도체 입력단의 전압을 상기 어느 하나의 배터리 셀에 대응하는 사전에 결정된 전압으로 유지시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 와이어 오픈 시 과전압 부하를 방지하는 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
친환경 차량 모터 구동을 위한 배터리는 고전압을 필요로 한다. 일반적으로 배터리 모듈은 약 3.75V의 배터리 셀의 8개로 구성된다. 배터리 팩은 9개의 배터리 모듈로 구성되어 차량에 장착되고 있다. 이때, 배터리의 상태를 관리하는 BMS(battery management system) 반도체는 하나의 배터리 모듈당 하나씩 연결 및 관리한다. BMS 반도체는 배터리 각 셀에 직접 연결되어 상태를 모니터링 한다. 각 배터리 셀에 연결되는 와이어(wire)는 오픈(open; 단선)이 발생할 수 있다. 와이어 오픈(wire open) 발생 시 반도체 입력에 과전압 부하가 발생할 수 있다. 와이어 오픈 시 정비소까지 가는 시간은 적게는 1시간에서 일주일까지 소요된다. 이때, 과전압 부하가 발생하면, 와이어 오픈 외에도 BMS 반도체 손상을 일으켜 수리비를 상승시킬 수 있다.
등록특허: 10-1826645, 등록일: 2016년 10월 24일, 제목: 배터리 관리 시스템의 고장 진단 방법. 국제공개특허: WO2016/013720, 공개일: 2014년 10월 31일, 제목: VEHICLE DRIVING SYSTEM HAVING AIR-COOLING-BASED AIRTIGHT BATTERY PACK.
본 발명의 목적은 오픈 와이어 시 과전압 부하를 방지하는 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 동작 방법은: 직렬 연결된 복수의 배터리 셀들 중에서 어느 하나의 양전압단에 연결된 선로의 오픈 와이어 상태를 진단하는 단계; 및 상기 선로가 오픈 와이어 상태일 때, 전류원의 전류를 이용하여 상기 선로에 대응하는 반도체 입력단의 전압을 상기 어느 하나의 배터리 셀에 대응하는 사전에 결정된 전압으로 유지시키는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 사전에 결정된 전압으로 유지시키는 단계는, 제 1 시간 동안에 상기 반도체 입력단의 전압을 상기 사전에 결정된 전압보다 높게 설정된 제 1 전압으로 상승시키는 단계; 및 제 2 시간 동안에 상기 반도체 입력단의 전압을 상기 사전에 결정된 전압보다 낮게 설정된 제 2 전압으로 하강시키는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 1 전압으로 상승시키는 단계는, 스위치 제어를 통하여 진단 전류를 상기 반도체 입력단으로 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 2 전압으로 하강시키는 단계는, 스위치 제어를 통하여 밸런싱 전류를 상기 반도체 입력단으로부터 방전하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 선로의 와이어 쇼트(wire short) 발생시 진단 전류 혹은 밸런싱 전류를 이용하여 상기 반도체 입력단의 과전압을 방지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 선로가 오픈 와이어 상태일 때 ADC(analog digital convertor)의 입력단에 입력되는 입력 전류를 이용하여 상기 반도체 입력단의 전압을 상승시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은, 직렬 연결된 배터리 셀들로 갖는 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈의 배터리 셀들의 각각의 전압을 모니터링하는 센싱 칩; 및 상기 센싱 칩을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 센싱 칩은, 대응하는 배터리 셀들 중에서 어느 하나의 양전압단에 연결된 선로의 오픈 와이어 상태를 진단하고, 상기 선로가 오픈 와이어 상태일 때, 전류원의 전류를 이용하여 상기 선로에 대응하는 반도체 입력단의 전압을 상기 어느 하나의 배터리 셀에 대응하는 사전에 결정된 전압으로 유지시키는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱 칩은 오픈 와이어 발생시, 제 1 시간 동안에 상기 반도체 입력단의 전압을 상기 사전에 결정된 전압보다 높게 설정된 제 1 전압으로 상승시키거나, 제 2 시간 동안에 상기 반도체 입력단의 전압을 상기 사전에 결정된 전압보다 낮게 설정된 제 2 전압으로 하강시키는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 센싱 칩의 각각은, 상기 반도체 입력단과 접지단 사이에 직렬 연결된 상기 전류원 및 트랜지스터를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 전류원은 진단 전류를 발생하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법은, 오픈 와이어 발생시 전류원의 전류를 이용하여 반도체 입력단의 전압을 사전에 결정된 전압으로 유지시킴으로써, 과전압 발생을 방지하고 그에 따라 반도체 칩의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
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 오픈 와이어 발생시 문제점을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)에서 오픈 와이어 상태에 과전압 방지 동작을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)의 정상 상태 혹은 오프 와이어 발생시 특이 사항이 발생되지 않는 상태에서 반도체 입력단의 전압 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)의 오픈 와이어 검출시 특이사항이 발생되지 않을 때 과전압 방지 동작에 따른 반도체 입력단의 전압 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)의 오픈 와이어 검출시 특이사항이 발생될 때 반도체 입력단의 전압 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)의 오픈 와이어 검출시 특이사항 발생이 발생될 때 과전압 방지 동작에 따른 반도체 입력단의 전압 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(1000)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.
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.
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.
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.
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.
도 1은 오픈 와이어 발생시 문제점을 예시적으로 보여주는 도면이다. 정상 상태에서는 반도체 입력단들 사이(U7와 U8, U8와 U9, U9와 U10)의 전압이 배터리 전압(VBAT) 일정하게 인가된다. 즉, BMS 반도체 셀 입력 전압으로 각 배터리 셀 전압(예를 들어, 4V)이 정상적으로 인가된다.
반면에, 오픈 와이어(open wire) 발생시 반도체 입력단들 사이 중에서 적어도 하나는 과전압이 인가될 수 있다. 도 1에서는 설명의 편의를 위하여, 두번째 배터리의 양전압단에 연결된 선로가 와이어 오픈 되었다고 가정하겠다. 오픈 와이어 발생으로 반도체 입력단(U9)는 플로팅 노드(floating node)가 되는데, 특이사항 발생시 반도체 입력단 사이(U9와 U10)에 과전압(예를 들어, 8V)이 인가될 수 있다. 여기서 특이사항은 밸런싱 상태 혹은 쇼트 상태일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)에서 오픈 와이어 상태에 과전압 방지 동작을 개념적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 배터리 관리 시스템(100)은 오픈 와이어 발생시 전류원(Isc)의 전류(예를 들어, 진단 전류 혹은 밸런싱 전류)를 이용하여 과전압 유발 가능성이 높은 반도체 입력단(U8)의 전압을 중간 전압으로 유지시킬 수 있다. 한편, 오픈 와이어 발생시 본 발명의 반도체 입력단(U8)의 전압이 반드시 전류원(Isc)의 전류에 의해 중간 전압으로 유지된다고 제한될 필요는 없다. 본 발명의 반도체 입력단(U8)의 전압은 오픈 와이어 발생시 임의의 모든 전류에 의해 중간 전압으로 유지될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, ADC(analog digital convertor)의 입력단에 입력되는 입력 전류에 의해 반도체 입력단(U8)이 전압이 중간 전압으로 유지될 수도 있다.
도 2에 도시된 배터리 관리 시스템(100)의 회로 구성은 다음과 같다. 배터리 셀들(BC6, BC7, BC8, BC9)은 직렬 연결될 수 있다. 배터리 셀들(BC6, BC7, BC8, BC9)의 각각의 양전압단에는 필터 저항(RF)의 일단과 밸런싱 저항(RBAL)의 일단이 연결될 수 있다. 필터 저항(Rf)의 타단은 대응하는 반도체 입력단(U7, U8, U9, U10 중 어느 하나)에 연결될 수 있다. 밸런싱 저항(RBAL)의 타단은 대응하는 반도체 접지단(G6, G7, G8, G9 중 어느 하나)에 연결될 수 있다. 필터 커패시터(CF)은 대응하는 배터리 셀의 입력단들(예를 들어, U6와 U7, U7와 U8, U8와 U9, U9와 U10) 사이에 연결될 수 있다. 피드백 커패시터(CFB)는 대응하는 배터리 셀의 접지단과 입력단들(G9와 U9, G8와 U8, G7와 U7, G6와 U6) 사이에 연결될 수 있다.
반도체 입력단(U7, U8, U9, U10)와 접지단(G6, G7, G8, G9)으로 구성된 반도체 칩은, 각각의 배터리 셀에 대응하는 전류원(Isc), 스위치들(SW6, SW7, SW8, SW9 중 어느 하나), 및 각각의 배터리 셀에 대응하는 반도체 입력단들(예를 들어, U6와 U7, U7와 U8, U8와 U9, U9와 U10) 사이의 아날로그 전압을 디지털 값으로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 관리 시스템(100)은 반도체 칩 내부의 스위치들을 제어함으로써 짝수 전류(Ieven) 및 홀수 전류(Iodd)가 순차적으로 흐르게 한다. 여기서 짝수 전류(Ieven)는 짝수 번째 반도체 입력단들(G8, U8)을 폐루프 회로로 구성할 때 흐르는 전류이고, 홀수 전류(Iodd)는 홀수 번째 반도체 입력단들(G7, U7)을 폐루프 회로를 구성할 때 흐르는 전류이다. 예를 들어, 배터리 관리 시스템(100)오픈 와이어 발생시 스위치(SW7)를 턴 온 시켰다가, 사전에 결정된 시간 후에 스위치(SW7)를 오프하고 스위치(SW8)를 턴 온 시킬 수 있다. 한편, 반대의 경우로 스위치 동작이 제어될 수도 있다.
일반적인 배터리 관리 시스템은 와이어 오픈 발생시 와이어의 인접한 두 배터리 전압이 두 채널로 분배되지 않고 한쪽으로 쏠리는 현상이 발생할 가능성이 있다. 이 때문에 일반적인 배터리 관리 시스템은 반도체 입력으로 과전압이 인가될 수 있어서 즉각적인 반도체 고장을 야기할 수 있다.
반면에, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)은, 와이어 오픈 발생시 진단 전류, 밸런싱 전류, ADC(analog digital convertor)의 입력단에 입력되는 입력 전류를 이용하여 반도체 입력 반도체 입력단을 중간 전압을 유지시킴으로써 과전압 인가를 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)의 정상 상태 혹은 오프 와이어 발생시 특이 사항이 발생되지 않는 상태에서 반도체 입력단의 전압 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 정상 상태 혹은 오프 와이어 발생하더라도 특이사항이 발생되지 않는 상태에서는 반도체 입력단들(U7, U8, U9)의 사이에 인가되는 전압은 배터리 전압(VBAT, 예를 들어 4V)을 유지한다.
실시 예에 있어서, 제 1 시간 동안에 반도체 입력단의 전압은 사전에 결정된 전압보다 높게 설정된 제 1 전압으로 상승될 수 있다.
실시 예에 있어서, 제 2 시간 동안에 반도체 입력단의 전압은 사전에 결정된 전압보다 낮게 설정된 제 2 전압으로 하강될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)의 오픈 와이어 검출시 특이사항이 발생되지 않을 때 과전압 방지 동작에 따른 반도체 입력단의 전압 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 오픈 와이어 발생하더라도 특이사항이 발생되지 않으면, 반도체 입력단들 사이의 전압은 4V로 일정하게 유지되고 있다. 이때, 스위치(SW7)를 턴 온 시킴으로써 홀수 전류가 흐를 수 있다. 따라서 반도체 입력단(U8)의 전압은 순간적으로 상승될 수 있다. 이후, 스위치(SW7)를 턴 오프 시키고 스위치(SW8)를 턴 온 시킴으로써 짝수 전류가 흐를 수 있다. 따라서 반도체 입력단(U8)의 전압은 원래의 유지 전압 아래로 하강될 수 있다. 이후 스위치(SW8)를 턴 오프 시키면 반도체 입력단(U8)의 전압은 유지 전압으로 되돌아갈 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)의 오픈 와이어 검출시 특이사항이 발생될 때 반도체 입력단의 전압 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다. 여기서 특이사항은 밸런싱 혹은 와이어 쇼트(wire short) 상태일 수 있다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 특이사항이 반도체 입력단들(U9 와 U8)에 대한 와이어 쇼트라면, 반도체 입력단(U9)의 전압은 반도체 입력단(U9)의 전압 근처까지 높아질 수 있다. 도 5의 (b)P에 도시된 바와 같이, 특이사항이 밸런싱 상태라면, 반도체 입력단(U8)의 전압은 반도체 입력단(U7)의 전압 근처까지 낮아질 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)의 오픈 와이어 검출시 특이사항 발생이 발생될 때 과전압 방지 동작에 따른 반도체 입력단의 전압 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6의 (a)을 참조하면, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 반도체 입력단(U9)와 반도체 입력단(U8)이 와이어 쇼트 된 상태에서 반도체 입력단(U8)의 전압은 반도체 입력단(U9)의 전압에 근접해 있다. 이때 와이어 오픈이 검출되면, 배터리 관리 시스템(100)은 스위치(SW7)를 턴온 시킬 수 있다. 이때 반도체 입력단(U8)의 전압은 이전 상태를 유지할 수 있다. 이후, 배터리 관리 시스템(100)은 스위치(SW7)을 턴오프하고 스위치(SW8)를 턴온시킴으로써 반도체 입력단(U8)의 전압을 하강시킬 수 있다. 이는 밸런싱 동작에 따른 반도체 입력단(U8)에 대한 방전이 이루어지기 때문이다. 이후 배터리 관리 시스템(100)은 스위치(SW8)를 턴오프 시킴으로써 입력단(U8)의 전압을 정상 상태의 전압으로 상승시킬 수 있다.
도 6의 (b)을 참조하면, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 반도체 입력단(U8)의 밸런싱 상태로써 반도체 입력단(U8)의 전압은 반도체 입력단(U7)의 전압에 근접해 있다. 이때 와이어 오픈이 검출되면, 배터리 관리 시스템(100)은 스위치(SW7)을 턴온 시킬 수 있다. 이때 반도체 입력단(U8)의 전압은 이전 상태를 유지할 수 있다. 이후, 배터리 관리 시스템(100)은 스위치(SW7)을 턴오프하고 스위치(SW8)를 턴온시킴으로써 반도체 입력단(U8)의 전압을 상승시킬 수 있다. 이는 밸런싱 동작에 따른 반도체 입력단(U8)에 대한 충전이 이루어지기 때문이다. 이후 배터리 관리 시스템(100)은 스위치(SW8)를 턴오프 시킴으로써 입력단(U8)의 전압을 정상 상태의 전압으로 하강시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(1000)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 7를 참조하면, 배터리 관리 시스템(1000)은 직렬 연결된 복수의 배터리 모듈들(BM; 1100), 배터리 모듈들(BM; 1100)의 각각을 관리하는 센싱 칩들(IC; 1200), 및 센싱 칩들(IC; 1200)을 제어하는 제어기(CNTL; 1300)를 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서 배터리 모듈들(1100)은 버스바에 의해 서로 연결될 수 있다.
도 7에서는 설명의 편의를 위하여 배터리 모듈(BM) 및 센싱 칩(IC)의 개수가 9개로 도시되었지만, 본 발명의 배터리 모듈의 개수 및 센싱 칩의 개수가 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 센싱 칩들(IC)의 각각은 도 1 내지 도 6에서 설명된 바와 같이, 오픈 와이어 상태에서 전류원의 전류를 이용하여 반도체 입력단을 중간 전압으로 유지하도록 구현될 수 있다. 이로써 오프 와이어 상태에서 반도체 입력단에 과전압이 인가되지 않는다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 8를 참조하면, 배터리 관리 시스템(100)의 동작 방법은 다음과 같이 진행될 수 있다.
센싱 칩들(IC)의 각각은 배터리 모듈(BM)의 오픈 와이어 상태를 검출할 수 있다(S110). 오픈 와이어 상태가 검출되면, 대응하는 센싱 칩(IC)은 전류원의 전류를 이용하여 오픈 와이어 상태에 대응하는 반도체 입력단의 전압을 중간 전압으로 유지시킬 수 있다(S120). 실시 예에 있어서, 전류원의 전류는 진단 전류 혹은 밸런싱 전류일 수 있다.
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.
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.
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.
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.
100, 1000: 배터리 관리 시스템
VBAT: 배터리 전압
U6, U7, U8, U9: 반도체 입력단
SW6, SW7, SW8, SW9: 스위치
Isc: 전류원

Claims (10)

  1. 배터리 관리 시스템의 동작 방법에 있어서:
    직렬 연결된 복수의 배터리 셀들 중에서 어느 하나의 양전압단에 연결된 선로의 오픈 와이어 상태를 진단하는 단계; 및
    상기 선로가 오픈 와이어 상태일 때, 전류원의 전류를 이용하여 상기 선로에 대응하는 반도체 입력단의 전압을 상기 어느 하나의 배터리 셀에 대응하는 사전에 결정된 전압으로 유지시키는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 사전에 결정된 전압으로 유지시키는 단계는,
    제 1 시간 동안에 상기 반도체 입력단의 전압을 상기 사전에 결정된 전압보다 높게 설정된 제 1 전압으로 상승시키는 단계; 및
    제 2 시간 동안에 상기 반도체 입력단의 전압을 상기 사전에 결정된 전압보다 낮게 설정된 제 2 전압으로 하강시키는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전압으로 상승시키는 단계는,
    스위치 제어를 통하여 진단 전류를 상기 반도체 입력단으로 충전하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 전압으로 하강시키는 단계는,
    스위치 제어를 통하여 밸런싱 전류를 상기 반도체 입력단으로부터 방전하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선로의 와이어 쇼트(wire short) 발생시 진단 전류 혹은 밸런싱 전류를 이용하여 상기 반도체 입력단의 과전압을 방지하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 선로가 오픈 와이어 상태일 때 ADC(analog digital convertor)의 입력단에 입력되는 입력 전류를 이용하여 상기 반도체 입력단의 전압을 상승시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 직렬 연결된 배터리 셀들을 갖는 배터리 모듈;
    상기 배터리 모듈의 배터리 셀들의 각각의 전압을 모니터링하는 센싱 칩; 및
    상기 센싱 칩을 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 센싱 칩은, 대응하는 배터리 셀들 중에서 어느 하나의 양전압단에 연결된 선로의 오픈 와이어 상태를 진단하고, 상기 선로가 오픈 와이어 상태일 때, 전류원의 전류를 이용하여 상기 선로에 대응하는 반도체 입력단의 전압을 상기 어느 하나의 배터리 셀에 대응하는 사전에 결정된 전압으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 센싱 칩은 오픈 와이어 발생시, 제 1 시간 동안에 상기 반도체 입력단의 전압을 상기 사전에 결정된 전압보다 높게 설정된 제 1 전압으로 상승시키거나, 제 2 시간 동안에 상기 반도체 입력단의 전압을 상기 사전에 결정된 전압보다 낮게 설정된 제 2 전압으로 하강시키는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 센싱 칩들의 각각은,
    상기 반도체 입력단과 접지단 사이에 직렬 연결된 상기 전류원 및 트랜지스터를 포함하는 배터리 관리 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전류원은 진단 전류를 발생하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
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