KR20210016796A - 배터리의 방전 예측 장치 및 애플리케이션 - Google Patents

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KR20210016796A
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이후준
박재동
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션은 배터리의 방전 시점을 예측하는 애플리케이션을 실행하는 디바이스에 의하여 수행되는, 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 애플리케이션으로서, 사용자의 입력에 기초하여 미리 등록된 차량의 주차 기간 및 주차 지역에 대한 설정을 수신하는 단계, 외부 서버로부터 상기 주차 기간 동안의 상기 주차 지역의 환경 정보를 수신하는 단계, 상기 차량으로부터 상기 차량의 배터리의 상태 정보를 수신하는 단계 및 상기 주차 기간 동안의 상기 주차 지역의 환경 정보와 상기 배터리의 상태 정보에 기초하여 상기 배터리의 방전 시점을 예측하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

배터리의 방전 예측 장치 및 애플리케이션{APPARATUS AND APPLICATION FOR PREDICTING DISCHARGE OF BATTERY}
본 발명은 차량 배터리의 방전 예측 장치 및 애플리케이션에 관한 것이다.
최근 자동차의 다양화된 기능, 운전자의 부주의, 외부 환경의 영향 등으로 인해 차량용 AUX 배터리의 방전이 빈번하게 일어나고 있다. 차량용 AUX 배터리의 방전은 배터리가 퇴화하여 수명 저하를 가속화시키는 원인이 되므로, 이에 대한 지속적인 관리가 필요하다.
종래의 배터리 시스템에서는 주차된 차량의 배터리가 방전될 때, 이를 사전에 방지하기 위한 관리가 이루어지지 않고 있었다. 이러한 차량의 배터리 상태와 방전 여부에 관해서는 운전자가 직접 시동을 걸어보기 전까지는 알기가 어렵다.
이에 따라, 종래에는 블랙박스에 의해 차량 배터리의 상태를 파악하여, 방전되기 전에 상시 전원을 차단하였으나, 이는 AUX 배터리의 방전을 조금 지연시킬 뿐, 방전을 방지하는 효과가 부족한 문제점이 있었다.
본 발명은 소정 기간 동안 주차 계획이 설정된 차량에 대해 주차 지역의 환경 조건과 배터리의 상태 데이터를 이용하여 차량 배터리의 방전 시기를 예측함으로써, 차량 배터리의 방전을 방지하기 위한 배터리의 방전 예측 장치 및 애플리케이션을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션은 배터리의 방전 시점을 예측하는 애플리케이션을 실행하는 디바이스에 의하여 수행되는, 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 애플리케이션으로서, 사용자의 입력에 기초하여 미리 등록된 차량의 주차 기간 및 주차 지역에 대한 설정을 수신하는 단계, 외부 서버로부터 상기 주차 기간 동안의 상기 주차 지역의 환경 정보를 수신하는 단계, 상기 차량으로부터 상기 차량의 배터리의 상태 정보를 수신하는 단계 및 상기 주차 기간 동안의 상기 주차 지역의 환경 정보와 상기 배터리의 상태 정보에 기초하여 상기 배터리의 방전 시점을 예측하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션은 상기 방전 시점에 기초하여 상기 배터리의 상태 검사에 관한 예약 요청을 상기 차량으로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션의 상기 주차 지역의 환경 정보는 상기 주차 지역의 온도 및 습도를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션의 상기 차량의 배터리의 상태 정보는 상기 차량이 주차된 후 상기 차량의 시동이 오프 된 시점까지의 상기 배터리의 상태 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션은 상기 주차 지역의 환경 정보 및 상기 배터리 상태 정보에 기초하여 상기 배터리의 상태 변화 추이를 시뮬레이션 하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션은 외부 서버로부터 상기 주차 기간 동안 상기 주차 지역에 주차되어 있는 미리 등록된 다른 차량의 배터리의 상태 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 배터리의 방전 시점을 예측하는 단계에서 상기 미리 등록된 다른 차량의 배터리 상태 정보를 더 고려하여 상기 배터리의 방전 시점을 예측할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션은 상기 상태 검사의 예약 시간에 상기 차량의 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)을 동작시키기 위한 웨이크업(Wake up) 신호를 발생시키는 요청을 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 방전 예측 장치는 차량에 고전압을 공급하는 제1 배터리, 상기 차량에 저전압을 공급하는 제2 배터리, 사용자의 디바이스에 의해 실행되는 애플리케이션으로부터 예약 요청 신호를 수신하고, 상기 제2 배터리의 상태 검사의 결과를 외부로 송신하는 통신부 및 상기 예약 요청 신호에 기초하여 웨이크업 되어, 상기 제2 배터리의 상태를 검사하는 배터리 관리 시스템을 포함하며, 상기 배터리 관리 시스템은 상기 제2 배터리의 상태가 미리 설정된 기준 미만인 경우 상기 제2 배터리를 충전하도록 하는 요청 신호를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 방전 예측 장치의 상기 배터리 관리 시스템은 상기 예약 요청 신호에 따라 발생되는 웨이크업 신호에 의해 가동될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 방전 예측 장치의 상기 웨이크업 신호는 상기 차량의 보조 배터리로부터 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 방전 예측 장치의 상기 배터리 관리 시스템은 상기 요청 신호를 상기 제1 배터리로 전송함으로써, 상기 제1 배터리로부터 공급된 전원으로 상기 제2 배터리를 충전하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 방전 예측 장치의 상기 통신부는 상기 제2 배터리의 상태 검사의 결과를 사용자 단말 또는 외부 서버로 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 방전 예측 장치의 상기 제2 배터리의 상태 검사의 결과는 상기 제2 배터리의 충전 상태와 방전 예측 시점을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 방전 예측 장치는 상기 제2 배터리의 상태 검사의 결과에 기초하여 상기 제2 배터리의 방전 시점을 예측할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 방전 예측 장치의 상기 통신부는 상기 차량의 주차 지역에 주차되어 있는 미리 등록된 다른 차량의 배터리의 상태 정보를 수신하며, 상기 배터리 관리 시스템은 상기 미리 등록된 다른 차량의 배터리의 상태 정보에 기초하여 상기 제2 배터리의 방전 시점을 예측할 수 있다.
본 발명의 배터리의 방전 예측 장치 및 애플리케이션에 따르면, 소정 기간 동안 주차 계획이 설정된 차량에 대해 주차 지역의 환경 조건과 배터리의 상태 데이터를 이용하여 차량 배터리의 방전 시기를 예측함으로써, 차량 배터리의 방전을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 배터리 관리 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말의 애플리케이션과 등록 차량의 배터리의 방전 예측 장치가 통신하는 것을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션의 기능을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리의 방전 예측 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방전 예측 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버, 애플리케이션 및 차량의 배터리의 방전 예측 장치의 동작을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 대해 상세히 설명하고자 한다. 본 문서에서 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 문서에 개시되어 있는 본 발명의 다양한 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 다양한 실시 예들은 여러 가지 형태로 실시될 수 있으며 본 문서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
다양한 실시 예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성 요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 일반적인 배터리 관리 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩(1)과 상위 시스템에 포함되어 있는 상위 제어기(2)를 포함하는 배터리 제어 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도가 도시된다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 배터리팩(1)은 하나의 이상의 배터리 셀로 이루어지고, 충방전 가능한 배터리 모듈(10)과, 배터리 모듈(10)의 + 단자 측 또는 - 단자 측에 직렬로 연결되어 배터리 모듈(10)의 충방전 전류 흐름을 제어하기 위한 스위칭부(14)와, 배터리 모듈(10)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여, 과충전 및 과방전 등을 방지하도록 제어 관리하는 배터리 관리 시스템(20)을 포함한다. 여기서, 배터리 관리 시스템(20)이 배터리 모듈에 연결되어 있는 구성으로 설명하지만, 배터리 셀마다 연결되어 배터리 셀의 전압, 전류 온도 등을 모니터링하고 측정할 수 있다. 배터리 셀마다 배터리 셀 관리 시스템(미도시)을 배치하고, 복수의 배터리 셀 관리 시스템 각각은 배터리 모듈을 모니터링하고 제어하는 배터리 관리 시스템(20)과 데이터를 송수신할 수 있다. 배터리 셀 관리 시스템은 배터리 관리 시스템(20)과 동작과 기능이 유사하다.
여기서, 스위칭부(14)는 배터리 모듈(10)의 충전 또는 방전에 대한 전류 흐름을 제어하기 위한 반도체 스위칭 소자로서, 예를 들면, 적어도 하나의 MOSFET이 이용될 수 있다.
또한, BMS(20)는, 배터리팩 모듈(10)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하기 위해서, 반도체 스위칭 소자의 게이트, 소스 및 드레인 등의 전압 및 전류를 측정하거나 산출할 수 있고, 또한, 반도체 스위칭 소자(14)에 인접해서 마련된 센서(12)를 이용하여 배터리 모듈의 전류, 전압, 온도 등을 측정할 수 있다. BMS(20)는 상술한 각종 파라미터를 측정한 값을 입력받는 인터페이스로서, 복수의 단자와, 이들 단자와 연결되어 입력받은 값들의 처리를 수행하는 회로 등을 포함할 수 있다.
또한, BMS(20)는, 스위칭 소자(14), 예를 들면, MOSFET의 ON/OFF를 제어할 수도 있으며, 배터리 모듈(10)에 연결되어 배터리 모듈(10)의 상태를 감시할 수 있다.
상위 제어기(2)는 BMS(20)로 배터리 모듈에 대한 제어 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라, BMS(20)는 상위 제어기로부터 인가되는 신호에 기초하여 동작이 제어될 수 있을 것이다. 본 발명의 배터리 셀은 ESS 또는 차량 등에 이용되는 배터리 팩에 포함된 구성일 수 있다. 다만, 이러한 용도에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 배터리팩(1)의 구성 및 BMS(20)의 구성은 공지된 구성이므로, 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 실시 예들에 따른 방전 예측 장치는 상기 배터리 모듈(10) 내에 직렬로 연결되는 복수의 배터리 셀 각각에 연결되어 배터리 셀의 방전 여부를 판단할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예들에 따른 방전 예측 장치는 배터리 모듈 또는 배터리 팩에 연결되어 방전 여부를 판단할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말의 애플리케이션과 등록 차량의 배터리의 방전 예측 장치가 통신하는 것을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 서버(100), 사용자 단말(애플리케이션)(200) 및 등록 차량(방전 예측 장치)(300)는 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
서버(100)는 별도의 데이터베이스와 통신 모듈 등을 구비하고 있는 외부 서버일 수 있으며, 사용자 단말(200) 및 차량(300)과 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들면, 서버(100)는 등록 차량(300)이 주차된 지역의 환경 조건(예를 들면, 날씨, 온도, 습도 등)에 관한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 서버(100)는 사용자 단말(200)과 등록 차량(300)으로부터 등록 차량(300)의 배터리 상태 정보, 배터리 방전 시기에 관한 데이터 등을 수신할 수 있다. 수신된 데이터들은 서버에 구비된 데이터베이스에 저장될 수 있다.
사용자 단말(200)에 저장된 애플리케이션은 후술하는 바와 같이, 사용자가 차량의 주차 계획을 설정하면 해당 지역의 환경 조건에 관한 정보를 서버(100)로부터 다운로드 할 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)의 애플리케이션은 환경 정보와 배터리 상태 정보 등에 기초하여 배터리의 방전 시기를 예측하여 그 결과 정보를 서버(100)로 송신할 수 있다.
또한, 사용자 단말(200)은 등록 차량(300)으로 배터리 관리 시스템을 웨이크업하기 위한 예약 신호를 송신할 수 있고, 등록 차량(300)으로부터 배터리의 방전 예측 시기, 충전 상태 등에 관한 데이터를 수신할 수 있다.
등록 차량(300)은 차량의 사용자가 사전에 본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션이나 웹 페이지 등을 통해 등록해놓은 차량일 수 있다. 예를 들면, 차량(300)은 사용자 단말(200)로부터 예약 신호를 수신한 경우, 배터리 관리 시스템을 이용하여 내부 배터리의 상태와 방전 시기를 예측하고, 그 결과 정보를 서버(100) 또는 사용자 단말(200)로 송신할 수 있다.
도 2의 서버(100), 사용자 단말(200) 및 차량(300)에 관한 구체적인 동작에 대해서는 이하에서 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션은 차량 배터리의 방전 시점을 예측하는 애플리케이션을 실행하는 디바이스에 의하여 수행될 수 있다.
먼저, 애플리케이션은 차량 사용자의 입력에 기초하여 미리 등록된 차량의 주차 기간 및 주차 지역에 대한 설정을 수신할 수 있다(S210). 이 때, 사용자는 주차하고자 하는 주차 기간과 주차 지역을 디바이스에 마련된 인터페이스를 통해 직접 설정할 수 있다. 또한, 설정된 주차 기간과 주차 지역은 사용자가 원하는 경우에 임의로 변경할 수 있다.
또한, 애플리케이션은 사용자에 의해 배터리의 상태 검사에 관한 예약 시간 설정을 수신할 수 있다. 따라서, 사용자는 애플리케이션을 통해 원하는 시간에 차량의 배터리 상태 검사를 수행할 수 있다.
그리고, 애플리케이션은 외부 서버로부터 설정된 주차 기간 동안의 주차 지역의 환경 정보를 수신할 수 있다(S220). 예를 들면, 주차 지역의 환경 정보는 주차 기간 동안의 주차 지역의 온도 및 습도를 포함할 수 있다. 일반적으로 차량의 배터리는 주변 환경의 영향을 많이 받기 때문에, 배터리의 방전 시기를 예측하기 위해서는 사전에 차량이 주차된 지역의 환경 정보를 획득할 필요가 있다.
다음으로, 차량으로부터 차량의 배터리의 상태 정보를 수신할 수 있다(S230). 전술한 바와 같이, 사용자의 디바이스는 네트워크를 통해 차량과 무선으로 연결되어 있으며, 디바이스는 차량 내부의 배터리 관리 시스템(BMS)에 의해 측정된 배터리의 상태 정보를 직접 수신할 수 있다. 예를 들면, 차량의 배터리는 보조 배터리, 저전압(LV) 배터리, 고전압(HV) 배터리를 포함할 수 있다.
이 때, 차량의 상태 정보는 차량이 주차되어 시동이 오프 된 시점까지의 배터리의 상태 정보를 포함할 수 있다. 즉, 애플리케이션을 통해 차량의 주행하는 동안의 배터리의 전압과 퇴화 정도에 관한 데이터를 로깅할 수 있다.
그리고, 서버로부터 수신한 주차 기간 동안의 주차 지역의 환경 정보와 차량으로부터 수신한 배터리의 상태 정보에 기초하여 차량 배터리의 방전 시점을 예측할 수 있다(S240). 이 경우, 주차 지역의 환경 정보 및 배터리 상태 정보에 기초하여 배터리의 상태 변화 추이를 시뮬레이션 할 수 있다. 특히, 같은 지역에 주차되어 있던 타 차량의 배터리 상태 변화 정도를 반영하여 기존 예상했던 시뮬레이션을 보다 정확하게 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 배터리의 상태 변화 추이는 사용자 디바이스의 애플리케이션 상에서 그래프 형태로 시각화하여 나타낼 수 있다.
한편, 도 3에는 나타내지 않았으나, 애플리케이션은 방전 예측 시점에 기초하여 배터리의 상태 검사에 관한 예약 요청 신호를 차량으로 송신할 수 있다. 이 때, 예약 요청 신호에는 배터리 관리 시스템이 배터리의 상태 검사를 수행하도록 하는 예약 시간이 포함될 수 있다.
또한, 애플리케이션은 배터리의 상태 검사의 예약 시간에 차량의 배터리 관리 시스템(BMS)을 동작시키기 위한 웨이크업 신호를 발생시키는 요청을 송신할 수도 있다. 이러한 경우, 별도의 보조 배터리에서 배터리 관리 시스템으로 웨이크업 신호를 전송하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션은 외부 서버로부터 주차 기간 동안 주차 지역에 주차되어 있는 미리 등록된 다른 차량의 배터리의 상태 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 배터리의 방전 시점을 예측하는 단계에서 수신된 미리 등록된 다른 차량의 배터리 상태 정보를 더 고려하여 배터리의 방전 시점을 예측할 수 있다.
즉, 전술한 것과 같이 배터리의 상태에 영향을 주는 환경 요인을 고려한 알고리즘 계산과 더불어, 주차 기간 동안 해당 지역에 주차되어 있는 다른 등록 차량으로부터 서버에 수집된 배터리 상태 변화 정보를 분석하여 반영함으로써, 방전 시점을 보다 정밀하게 예측할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션에 따르면, 소정 기간 동안 주차 계획이 설정된 차량에 대해 주차 지역의 환경 조건과 배터리의 상태 데이터를 이용하여 차량 배터리의 방전 시기를 예측함으로써, 차량 배터리의 방전을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션의 기능을 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션(200)은 사용자 인터페이스(210), 데이터베이스(220), 방전 시점 예측부(230), 제어부(240) 및 통신부(250)를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(210)는 사용자(예를 들면, 차량 운전자)가 본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션(200)의 각종 기능을 설정하거나 선택할 수 있도록 한다. 예를 들면, 사용자 인터페이스(210)는 애플리케이션(200) 상에서 별도의 메뉴로 제공될 수 있고, 사용자가 직접 입력할 수 있도록 키보드 또는 터치 패드 형태로 제공될 수 있다.
예를 들면, 사용자는 사용자 인터페이스(210)를 통해 차량의 주차 지역과 주차 기간을 직접 설정할 수 있고, 서버로부터 주차 기간 동안 주차 지역의 환경 정보 등을 직접 다운로드 할 수 있다.
데이터베이스(220)는 사용자 인터페이스(210)를 통해 입력되거나, 외부 서버 또는 차량으로부터 수신된 데이터들을 저장할 수 있다. 예를 들면, 데이터베이스(220)는 사용자 인터페이스(210)를 통해 입력된 주차 지역과 주차 기간에 관한 정보, 등록 차량의 식별 정보, 서버로부터 수신한 주차 기간 동안의 주차 지역의 환경 정보, 차량으로부터 수신한 배터리의 상태 정보, 방전 예측 시기에 관한 정보 등을 저장할 수 있다.
방전 시점 예측부(230)는 서버로부터 수신한 주차 지역의 환경 정보와 등록 차량으로부터 수신한 배터리의 상태 정보 등을 분석하여 배터리의 방전 시점을 예측할 수 있다. 또한, 방전 시점 예측부(230)는 서버로부터 수집된 다른 차량의 배터리 상태 정보를 추가 분석하여 배터리의 방전 시점을 예측할 수 있다.
제어부(240)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션(200)의 각종 구성들을 제어하는 기능을 한다.
통신부(250)는 외부 서버로부터 데이터(예를 들면, 주차 지역의 날씨, 온도, 습도 데이터 등 환경 정보)를 수신하고, 등록 차량으로부터 배터리의 상태 정보 등을 수신할 수 있다. 또한, 통신부(250)는 애플리케이션(200)을 통해 산출된 방전 예측 시점을 서버로 송신할 수 있고, 차량의 배터리 관리 시스템을 웨이크업하기 위해 예약 요청 신호 등을 차량으로 송신할 수 있다. 이러한 통신부(250)의 기능은 애플리케이션을 실행하는 사용자 단말에 포함된 통신 모듈에 의해 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리의 방전 예측 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리의 방전 예측 장치(300)는 제1 배터리부(310), 제2 배터리부(320), 배터리 관리부(330) 및 통신부(340)를 포함할 수 있다.
제1 배터리부(310)는 차량에 고전압을 공급할 수 있다. 예를 들면 제1 배터리부는 HV(High Voltage) 배터리 팩일 수 있다.
제2 배터리부(320)는 차량에 저전압을 공급할 수 있다. 예를 들면, 제2 배터리부는 LV(Low Voltage) 배터리 팩일 수 있다.
배터리 관리부(330)는 사용자의 디바이스에 의해 실행되는 애플리케이션으로부터 수신한 예약 요청 신호에 기초하여 웨이크업 되어, 제2 배터리의 상태를 검사할 수 있다. 예를 들면, 배터리 관리부(330)는 예약 요청 신호에 따라 발생되는 웨이크업 신호에 의해 가동될 수 있다. 이 때, 웨이크업 신호는 차량의 보조 배터리로부터 수신할 수 있다.
또한, 배터리 관리부(330)는 제2 배터리(320)의 상태가 미리 설정된 기준 미만인 경우 제2 배터리(320)를 충전하도록 하는 요청 신호를 전송할 수 있다. 이 때, 배터리 관리부(330)는 별도의 요청 신호를 제1 배터리(310)로 전송함으로써, 제1 배터리(310)로부터 공급된 전원으로 제2 배터리(320)를 충전하도록 할 수 있다.
배터리 관리부(330)에 의한 제2 배터리(320)의 상태 검사의 결과는 제2 배터리(320)의 충전 상태와 방전 예측 시점을 포함할 수 있다. 이처럼, 배터리 관리부(330)는 제2 배터리(320)의 상태 검사의 결과에 기초하여 제2 배터리(320)의 방전 시점을 예측할 수 있다.
그리고, 배터리 관리부(330)는 통신부(340)를 통해 수신한 미리 등록된 다른 차량의 배터리의 상태 정보에 기초하여 제2 배터리(320)의 방전 시점을 예측할 수 있다. 즉, 배터리 관리부(330)는 기존에 배터리 상태 검사를 통해 예측된 방전 시점에 다른 차량의 배터리 상태 정보를 반영하여 방전 시점을 보다 정밀하게 예측할 수 있다.
통신부(340)는 사용자의 디바이스에 의해 실행되는 애플리케이션으로부터 예약 요청 신호를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(340)는 배터리 관리부(330)에 의한 제2 배터리(320)의 상태 검사의 결과를 외부로 송신할 수 있다. 이 때, 통신부(340)는 제2 배터리(320)의 상태 검사의 결과를 사용자 단말 또는 외부 서버로 송신할 수 있다.
또한, 통신부(340)는 차량의 주차 지역에 주차되어 있는 미리 등록된 다른 차량에 대한 배터리의 상태 정보를 수신할 수 있다. 이 경우, 통신부(340)는 서버로부터 미리 등록된 다른 차량으로부터 배터리의 상태 정보를 수신할 수 있다.
한편, 도 5에는 나타내지 않았으나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방전 예측 장치(300)는 타이머(미도시)를 더 포함하고, 애플리케이션으로부터 수신한 예약 요청 신호가 나타내는 예약 시간을 타이머로 측정할 수 있다. 따라서, 배터리 관리부(330)는 타이머에 의해 예약 시간을 판단하여 보조 배터리에 웨이크업 신호 전송 요청을 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리의 방전 예측 장치(300)에 따르면, 소정 기간 동안 주차 계획이 설정된 차량에 대해 주차 지역의 환경 조건과 배터리의 상태 데이터를 이용하여 차량 배터리의 방전 시기를 예측함으로써, 차량 배터리의 방전을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리의 방전 예측 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 배터리의 방전 예측 장치(600)는 각종 처리 및 각 구성을 제어하는 마이크로컨트롤러(MCU; 610)와, 운영 체제 프로그램 및 각종 프로그램(예로서, 배터리의 상태를 검사하기 위한 배터리 팩의 이상 진단 프로그램 또는 배터리 팩의 온도 추정 프로그램) 등이 기록되는 메모리(620)와, 배터리 셀 모듈 및/또는 스위칭부(예로써, 반도체 스위칭 소자)와의 사이에서 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 제공하는 입출력 인터페이스(630)와, 유무선 통신망을 통해 외부(예로써, 상위 제어기)와 통신 가능한 통신 인터페이스(640)를 구비할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은 메모리(620)에 기록되고, 마이크로 컨트롤러(610)에 의해 처리됨으로써 예를 들면 도 3에서 도시한 각 기능 블록들을 수행하는 모듈로서 구현될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버, 애플리케이션 및 차량의 배터리의 방전 예측 장치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 서버(100), 사용자 단말(애플리케이션)(200) 및 등록 차량(방전 예측 장치)(300)을 포함하고 있다. 또한, 차량(300)은 고전압(HV) 배터리(310), 저전압(LV) 배터리(320), 배터리 관리 시스템(BMS)(330), 통신부(340) 및 보조 배터리(350)를 포함할 수 있다.
먼저, 사용자 단말의 애플리케이션(200)은 사용자로부터 차량의 주차 계획(즉, 주차 지역 및 주차 기간)에 대한 설정을 수신한다. 그리고, 설정된 주차 지역과 기간에 대하여 배터리의 상태에 영향을 줄 수 있는 환경 정보(예를 들면, 온도, 습도 등)를 도 7의 서버(100) 또는 별도의 외부 서버로부터 수신한다.
사용자 단말(200)을 휴대하고 있는 사용자가 차량(300)을 운전하는 경우, 사용자 단말(200)은 차량(300)과 무선으로 연결되어, 차량(300)의 배터리(예를 들면, 저전압 배터리(320))의 상태 정보를 수신한다. 따라서, 사용자는 차량(300)의 시동이 오프되기 전까지의 저전압 배터리(320)의 전압과 퇴화 정도에 관한 데이터를 로깅할 수 있다.
사용자 단말(200)이 차량(300)으로부터 저전압 배터리(320)의 상태 정보를 수신하면, 애플리케이션은 환경 정보와 저전압 배터리(320)의 상태 정보에 기초하여 해당 조건에서의 저전압 배터리(320)의 상태 변화를 분석함으로써, 저전압 배터리(320)의 방전 시점을 예측한다. 또한, 애플리케이션은 서버(100)에 저장되어 있는 다른 등록 차량으로부터 수집된 배터리 상태 변화 정보 등을 이용하여 저전압 배터리(320)의 방전 시점을 예측할 수 있다. 이 때, 애플리케이션은 저전압 배터리(320)의 상태 변화 추이를 시뮬레이션 할 수 있다. 특히, 같은 지역에 주차되어 있던 타 차량의 배터리 상태 변화 정도를 반영하여 기존 예상했던 시뮬레이션을 보다 정확하게 향상시킬 수 있다.
사용자 단말(200)의 애플리케이션을 통해 사용자는 저전압 배터리(320)의 방전 시점에 관한 예측 결과를 확인하고, 추후에 저전압 배터리(320)의 상태 검사를 예약할 수 있다. 이 때, 사용자 단말(200)은 차량(300)의 통신부(340)로 배터리의 상태 검사에 관한 예약 요청 신호를 송신할 수 있다.
예약 시간이 되면, 배터리 관리 시스템(330)은 보조 배터리(350)의 동력으로 웨이크업 될 수 있다. 그리고 배터리 관리 시스템(330)은 예약된 시간에 저전압 배터리(320)의 상태 검사를 수행한다. 그 결과, 저전압 배터리(320)의 상태에 이상이 있거나 방전된 상태인 경우에는 배터리 관리 시스템은 고전압 배터리 팩(310)에 충전 명령을 송신하여 저전압 배터리(320)를 충전하도록 할 수 있다.
그리고, 통신부(340)는 저전압 배터리(320)의 상태 및 방전 예측 시점에 관한 정보를 서버(100)에 송신할 수 있다. 이 때, 서버(100)에 의해 수집된 차량의 배터리(320) 상태 정보에 관한 데이터는 다른 차량의 방전 시점 예측에 이용될 수 있다. 서버(100)는 차량(300)으로부터 수신한 저전압 배터리(320)에 관한 상태 정보와 방전 예측 시점에 관한 정보를 다시 사용자 단말(200)로 송신하여 알람을 제공할 수 있다.
한편, 도 7에서는 저전압 배터리(320)의 상태 정보와 방전 시점을 예측하는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며 그 외의 다른 종류의 배터리에 대해서도 상태 검사를 수행하여 방전 시점을 예측할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리의 방전 예측 장치 및 애플리케이션에 따르면, 소정 기간 동안 주차 계획이 설정된 차량에 대해 주차 지역의 환경 조건과 배터리의 상태 데이터를 이용하여 차량 배터리의 방전 시기를 예측함으로써, 차량 배터리의 방전을 방지할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 배터리 팩 2: 상위 제어기
10: 배터리 모듈 12: 센서
14: 스위칭부 20: BMS
100: 서버 200: 사용자 단말(애플리케이션)
210: 사용자 인터페이스 220: 데이터베이스
230: 방전 시점 예측부 240: 제어부
250: 통신부 300: 등록 차량(방전 예측 장치)
310: 제1 배터리부 320: 제2 배터리부
330: 배터리 관리부 340: 통신부
600: 방전 예측 장치 610: MCU
620: 메모리 630: 입출력 I/F
640: 통신 I/F

Claims (15)

  1. 차량에 고전압을 공급하는 제1 배터리;
    상기 차량에 저전압을 공급하는 제2 배터리;
    사용자의 디바이스로부터 상기 차량의 주차 지역의 환경 정보와 상기 배터리의 상태 정보에 기초하는 예약 요청 신호를 수신하고, 상기 제2 배터리의 상태 검사의 결과를 외부로 송신하는 통신부; 및
    상기 예약 요청 신호에 기초하여 웨이크업 되어, 상기 제2 배터리의 상태를 검사하는 배터리 관리 시스템을 포함하며,
    상기 배터리 관리 시스템은 상기 제2 배터리의 상태가 미리 설정된 기준 미만인 경우 상기 제2 배터리를 충전하도록 하는 요청 신호를 전송하는 배터리 방전 예측 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은 상기 예약 요청 신호에 따라 발생되는 웨이크업 신호에 의해 가동되는 배터리 방전 예측 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 웨이크업 신호는 상기 차량의 보조 배터리로부터 수신하는 배터리 방전 예측 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은 상기 요청 신호를 상기 제1 배터리로 전송함으로써, 상기 제1 배터리로부터 공급된 전원으로 상기 제2 배터리를 충전하도록 하는 배터리 방전 예측 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신부는 상기 제2 배터리의 상태 검사의 결과를 사용자 단말 또는 외부 서버로 송신하는 배터리 방전 예측 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 배터리의 상태 검사의 결과는 상기 제2 배터리의 충전 상태와 방전 예측 시점을 포함하는 배터리 방전 예측 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 배터리의 상태 검사의 결과에 기초하여 상기 제2 배터리의 방전 시점을 예측하는 배터리 방전 예측 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신부는 상기 차량의 주차 지역에 주차되어 있는 미리 등록된 다른 차량의 배터리의 상태 정보를 수신하며,
    상기 배터리 관리 시스템은 상기 미리 등록된 다른 차량의 배터리의 상태 정보에 기초하여 상기 제2 배터리의 방전 시점을 예측하는 배터리 방전 예측 장치.
  9. 배터리의 방전 시점을 예측하는 애플리케이션을 실행하는 디바이스에 의하여 수행되는,
    사용자의 입력에 기초하여 미리 등록된 차량의 주차 기간 및 주차 지역에 대한 설정을 수신하는 단계;
    외부 서버로부터 상기 주차 기간 동안의 상기 주차 지역의 환경 정보를 수신하는 단계;
    상기 차량으로부터 상기 차량의 배터리의 상태 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 주차 기간 동안의 상기 주차 지역의 환경 정보와 상기 배터리의 상태 정보에 기초하여 상기 배터리의 방전 시점을 예측하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 애플리케이션.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 방전 시점에 기초하여 상기 배터리의 상태 검사에 관한 예약 요청을 상기 차량으로 송신하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 애플리케이션.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 주차 지역의 환경 정보는 상기 주차 지역의 온도 및 습도를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 애플리케이션.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 차량의 배터리의 상태 정보는 상기 차량이 주차된 후 상기 차량의 시동이 오프 된 시점까지의 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 애플리케이션.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 주차 지역의 환경 정보 및 상기 배터리 상태 정보에 기초하여 상기 배터리의 상태 변화 추이를 시뮬레이션 하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 애플리케이션.
  14. 청구항 9에 있어서,
    외부 서버로부터 상기 주차 기간 동안 상기 주차 지역에 주차되어 있는 미리 등록된 다른 차량의 배터리의 상태 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 배터리의 방전 시점을 예측하는 단계에서 상기 미리 등록된 다른 차량의 배터리 상태 정보를 더 고려하여 상기 배터리의 방전 시점을 예측하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 애플리케이션.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 상태 검사의 예약 시간에 상기 차량의 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)을 동작시키기 위한 웨이크업(Wake up) 신호를 발생시키는 요청을 송신하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 애플리케이션.
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