KR20210111478A - System and method for managing battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 별도의 프로세서 없이 기능안전이 가능한 배터리 관리 시스템 및 그 방법에 관한 발명이다. The present invention relates to a battery management system, and more particularly, to a battery management system capable of functional safety without a separate processor and a method therefor.
차량에 다양한 전자 장치들이 적용되면서, 차량은 기계 장치가 아닌 전자 장치에 가까워지고 있다. 차량에 적용된 전자 장치에 고장이 발생하여 정상 동작하지 않는 경우, 전자 장치와 관련된 시스템을 셧다운시키는 경우, 차량의 정상적인 운행이 어려워질 수 있다.As various electronic devices are applied to vehicles, vehicles are becoming closer to electronic devices rather than mechanical devices. When an electronic device applied to a vehicle does not operate normally due to a failure, or when a system related to the electronic device is shut down, normal operation of the vehicle may be difficult.
특히, 차량 및 운전자의 안전과 관련된 부분에 다양한 전자 장치들이 적용됨에 따라 해당 전자 장치들에 대한 기능을 대체할 수 있는 방법의 필요성이 높아지고 있다. 기존에는 해당 구성들에 대해 중복 장착함으로써 전자 장치들의 기능안전을 구현하고 있다. 예를 들어, 어떠한 프로세스를 처리하는 프로세서에 대한 기능안전을 구현하기 위하여, 별도의 프로세서를 추가 장착한다. 하지만, 별도의 프로세서를 추가 장착하는 경우, 정상동작시 동작하지 않는 프로세서 등을 불필요하게 중복 적용해야 하는 문제가 있다.In particular, as various electronic devices are applied to parts related to vehicle and driver safety, the need for a method capable of replacing functions of the corresponding electronic devices is increasing. In the past, functional safety of electronic devices is implemented by overlapping the corresponding components. For example, in order to implement functional safety for a processor that processes a certain process, a separate processor is additionally mounted. However, when a separate processor is additionally installed, there is a problem in that a processor that does not operate during normal operation must be redundantly applied unnecessarily.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 별도의 프로세서 없이 기능안전이 가능한 배터리 관리 시스템 및 배터리 관리 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a battery management system and a battery management method capable of functional safety without a separate processor.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 위치 측정부 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art of the position measuring unit from the following description.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은 저전압 영역에서 배터리 상태를 감지하는 제1 프로세서; 고전압 영역에서 복수의 노드에 대한 전압을 감지하는 제2 프로세서; 및 상기 제1 프로세서와 상기 제2 프로세서 사이에 배치되는 아이솔레이터를 포함하고, 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서는 상기 아이솔레이터를 통해 신호를 송수신하고, 상기 제2 프로세서는, 상기 제1 프로세서에 이상이 발생한 경우, 상기 배터리 상태를 감지한다.In order to solve the above technical problem, a battery management system according to an embodiment of the present invention includes: a first processor for detecting a battery state in a low voltage region; a second processor sensing voltages for a plurality of nodes in a high voltage region; and an isolator disposed between the first processor and the second processor, wherein the first processor and the second processor transmit and receive signals through the isolator, and the second processor is abnormal to the first processor When this occurs, the battery state is detected.
또한, 상기 제2 프로세서와 상기 배터리와 직접 연결되는 연결라인을 포함할 수 있다.In addition, it may include a connection line directly connected to the second processor and the battery.
또한, 상기 배터리를 모니터링하는 배터리 셀 모니터링부를 포함하고, 상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서는 상기 배터리 셀 모니터링부로부터 배터리 셀 모니터링 정보를 수신할 수 있다.In addition, a battery cell monitoring unit for monitoring the battery may be included, and the first processor and the second processor may receive battery cell monitoring information from the battery cell monitoring unit.
또한, 상기 제1 프로세서는, 상기 제2 프로세서로부터 수신하는 신호 또는 상기 배터리 상태에 따라 전자제어부를 제어하고, 상기 제2 프로세서는, 상기 전자제어부와 직접 연결되며, 상기 제1 프로세서에 이상이 발생한 경우, 상기 전자제어부를 제어할 수 있다.In addition, the first processor controls the electronic control unit according to the signal received from the second processor or the battery state, and the second processor is directly connected to the electronic control unit, and an abnormality occurs in the first processor In this case, the electronic control unit may be controlled.
또한, 상기 복수의 노드에 대한 전압을 센싱하는 센서부; 및 상기 센서부와 상기 제2 프로세서 사이에 배치되는 스위치부를 포함하고, 상기 제1 프로세서는, 상기 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 상기 아이솔레이터를 통해 상기 제2 프로세서로 송신하고, 상기 제2 프로세서는, 상기 모니터링 요청 신호에 따라 상기 스위치부를 제어하여 상기 복수의 노드에 대한 전압값을 획득하고, 상기 획득한 전압값을 상기 아이솔레이터를 통해 상기 제1 프로세서로 송신할 수 있다.In addition, the sensor unit for sensing the voltage for the plurality of nodes; and a switch unit disposed between the sensor unit and the second processor, wherein the first processor transmits monitoring request signals for the plurality of nodes to the second processor through the isolator, and the second processor may control the switch unit according to the monitoring request signal to obtain voltage values for the plurality of nodes, and transmit the obtained voltage values to the first processor through the isolator.
또한, 상기 복수의 노드는 릴레이의 양단 및 퓨즈의 양단의 노드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Also, the plurality of nodes may include at least one of nodes at both ends of the relay and at both ends of the fuse.
또한, 상기 저전압 영역의 그라운드 레벨과 상기 고전압 영역의 그라운드 레벨은 서로 상이하고, 상기 저전압 영역에서 이용되는 전압은 12V 이하이고, 상기 고전압 영역에서 이용되는 전압은 500V 이하일 수 있다.Also, the ground level of the low voltage region and the ground level of the high voltage region may be different from each other, the voltage used in the low voltage region may be 12V or less, and the voltage used in the high voltage region may be 500V or less.
또한, 상기 제1 프로세서는 제1 기판에 배치되고, 상기 제2 프로세서는 제2 기판에 배치될 수 있다.Also, the first processor may be disposed on a first substrate, and the second processor may be disposed on a second substrate.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 방법은 저전압 영역에서 배터리 상태를 감지하는 제1 프로세서의 이상 여부를 감지하는 단계; 상기 제1 프로세서에 이상이 발생한 경우, 고전압 영역에서 복수의 노드에 대한 전압을 감지하는 제2 프로세서가 상기 배터리 상태를 감지하는 단계; 및 상기 제2 프로세서가 감지한 복수의 노드에 대한 전압 또는 상기 배터리 상태에 따라 전자제어부를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 제1 프로세서가 정상인 경우, 상기 제1 프로세서가 상기 배터리 상태의 감지 및 상기 전자제어부의 제어를 수행한다.In order to solve the above technical problem, a battery management method according to an embodiment of the present invention includes: detecting whether a first processor for detecting a battery state in a low voltage region is abnormal; detecting the battery state by a second processor that senses voltages for a plurality of nodes in a high voltage region when an abnormality occurs in the first processor; and controlling the electronic controller according to the voltages for the plurality of nodes or the battery state detected by the second processor, wherein when the first processor is normal, the first processor detects the battery state and Controls the electronic control unit.
본 발명의 실시예들에 따르면, 별도의 프로세서없이 프로세서에 대한 기능안전을 구현할 수 있다. 또한, 특정 프로세서의 고장이 발생하더라도 시스템을 셧다운(shut down)시키지 않고 동작이 가능하다. 각 프로세서가 독립적으로 배터리 셀 모니터링 정보를 전달받아 배터리 셀 정보에 대한 타당성 검증이 가능하여 정보의 신뢰성을 높일 수 있다.According to embodiments of the present invention, functional safety for the processor may be implemented without a separate processor. In addition, even when a specific processor fails, it is possible to operate without shutting down the system. Each processor receives battery cell monitoring information independently, and validity of the battery cell information can be verified, thereby increasing the reliability of the information.
발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effect according to the invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 연결을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 블록도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 방법의 흐름도이다.1 illustrates a connection of a battery management system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a battery management system according to an embodiment of the present invention.
3 to 6 are diagrams for explaining a battery management system according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a battery management method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical spirit of the present invention is not limited to some embodiments described, but may be implemented in various different forms, and within the scope of the technical spirit of the present invention, one or more of the components may be selected among the embodiments. It can be used by combining or substituted with
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention may be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, unless specifically defined and described explicitly. It may be interpreted as a meaning, and generally used terms such as terms defined in advance may be interpreted in consideration of the contextual meaning of the related art.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. In addition, the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In the present specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when it is described as "at least one (or one or more) of A and (and) B, C", it is combined with A, B, C It may include one or more of all possible combinations.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and are not limited to the essence, order, or order of the component by the term.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.And, when it is described that a component is 'connected', 'coupled', or 'connected' to another component, the component is directly 'connected', 'coupled', or 'connected' to the other component. In addition to the case, it may include a case of 'connected', 'coupled', or 'connected' by another element between the element and the other element.
또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다. In addition, when it is described as being formed or disposed on "above (above)" or "below (below)" of each component, "above (above)" or "below (below)" means that two components are directly connected to each other. It includes not only the case of contact, but also the case where one or more other components are formed or disposed between two components. In addition, when expressed as "upper (upper)" or "lower (lower)", the meaning of not only an upper direction but also a lower direction based on one component may be included.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(100)이 배터리 모듈(110) 및 BEM(battery Energy Management)(120)과 함께 동작하는 일 예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating an example in which a
일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)은 배터리(110) 및 BEM(120)과 연동하여 동작할 수 있다. 배터리 관리 시스템(100)은 배터리(110) 및 BEM(120)의 상태를 모니터링할 수 있다. 구체적으로, 배터리 관리 시스템(100)은 배터리(110)와 연결된 복수개의 노드에 대한 전압을 센싱하여 여러가지 상태를 모니터링할 수 있으며, 모니터링된 결과를 출력할 수 있다. 예를 들면, 배터리 관리 시스템(100)은 릴레이나 퓨즈가 정상적인 동작을 수행하지 않을 때, 알람을 출력할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(100)의 블록도이다.2 is a block diagram of a
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(100)은 제1 프로세서(210), 제2 프로세서(230) 및 아이솔레이터(220)로 구성되며, 메모리(미도시) 또는 통신모듈(미도시) 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(100)은 저전압 영역과 고전압 영역을 포함한다.The
제1 프로세서(210)는 저전압 영역에서 배터리 상태를 감지하고, 제2 프로세서(230)는 고전압 영역에서 복수의 노드에 대한 전압을 감지한다. 제1 프로세서(210)와 제2 프로세서(230)는 각각 저전압 영역 및 고전압 영역에서 서로 다른 역할을 수행한다.The
제1 프로세서(210)는 저전압 영역에 배치되어, 배터리 상태를 감지한다. 배터리 관리에 있어서, 배터리의 충방전 상태를 모니터링하는 것이 중요하며, 제1 프로세서(210)는 배터리의 충방전 상태를 판단하기 위하여 배터리 상태를 감지한다. The
배터리(110)는 배터리 셀을 모니터링하는 배터리 셀 모니터링부(240)를 포함하고, 제1 프로세서(210)는 배터리 셀 모니터링부(240)로부터 배터리 셀 모니터링 정보를 수신할 수 있다. 이때, 제1 프로세서(210)는 배터리(110)와의 연결라인(250)을 통해 배터리 모니터링 정보를 수신할 수 있다.The
제2 프로세서(230)는 배터리로부터 전압을 전달받는 복수의 노드에 대한 전압을 감지한다. 여기서, 제2 프로세서(230)가 감지하는 복수의 노드들은 BEM(120)에서 전압을 측정하고 있는 노드들로, 복수의 노드는 릴레이 양단 및 퓨즈의 양단의 노드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
배터리로부터 전압을 전달받는 노드들의 전압 값에 따라 배터리의 충방전 또는 배터리에 연결되는 장치에 대한 제어가 필요한 바, 제2 프로세서(230)는 배터리로부터 전압을 전달받는 복수의 노드에 대한 전압을 감지한다.The charging/discharging of the battery or control of the device connected to the battery is required according to the voltage values of the nodes receiving the voltage from the battery, and the
아이솔레이터(220)는 제1 프로세서(210)와 제2 프로세서(230) 사이에 배치되며, 제1 프로세서(210) 및 제2 프로세서(230)는 아이솔레이터(220)를 통해 신호를 송수신한다. 아이솔레이터(220)는 저전압 영역과 고전압 영역을 연결한다. 제2 프로세서(230)에서 감지한 복수의 노드에 대한 전압은 제1 프로세서(210)가 수신하여, 배터리 관리를 수행하기 위하여, 제1 프로세서(210)와 제2 프로세서(230)는 통신을 수행할 수 있다. 이때, 제1 프로세서(210)와 제2 프로세서(230)는 아이솔레이터(220)를 통해 통신을 수행할 수 있다.The
제2 프로세서(230)는 복수의 노드의 전압을 감지함과 동시에, 제1 프로세서(210)에 이상이 발생한 경우, 배터리 상태를 감지한다. 제1 프로세서(210)가 정상 동작하지 않거나, 제1 프로세서(210)와 연결된 통신선과 같은 연결라인이 단락되는 등 제1 프로세서(210)가 정상 동작하기 어려운 상황이 발생하는 경우, 제1 프로세서(210)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The
제1 프로세서(210)에 이상이 발생한 경우, 제1 프로세서(210)는 배터리 상태를 감지하기 어렵고, 배터리 상태를 감지할 수 없는바, 배터리 관리 시스템(100)은 동작하기 어려울 수 있다. 제1 프로세서(210)에 이상이 발생한 경우에도 배터리 관리 시스템(100)이 동작할 수 있도록, 제1 프로세서(210)의 동작을 다른 프로세서가 대체할 필요가 있는데, 제2 프로세서(230)가 제1 프로세서(210)의 동작을 대체한다. 즉, 제2 프로세서(230)가 제1 프로세서(210)를 대체하여 배터리 상태를 감지한다.When an abnormality occurs in the
제1 프로세서(210)에 이상이 발생한 경우, 제2 프로세서(230)가 배터리 상태를 감지하기 위하여, 제2 프로세서(230)와 배터리(110)와 직접 연결되는 연결라인(260)을 포함할 수 있다. 제1 프로세서(210)가 정상 동작하는 경우, 배터리 셀 모니터링 정보는 배터리셀 모니터링부(240)로부터 제1 프로세서(210)로 연결라인(250)를 통해 송신되고, 제1 프로세서(210)에 이상이 발생한 경우, 해당 연결라인(250)을 통해 배터리 셀 모니터링 정보를 송신할 수 없게 되는바, 이때는 제2 프로세서(230)와 직접 연결되는 연결라인(260)을 통해 배터리 셀 모니터링 정보를 송신하여, 제2 프로세서(230)가 배터리 상태를 감지할 수 있게 된다.When an abnormality occurs in the
제2 프로세서(230)는 도 3과 같이, 고전압 영역에서 수행되어야 하는 기능(231)을 수행함과 동시에, 제1 프로세서(210)에 이상이 발생한 경우, 제1 프로세서(210)를 대체할 수 있는 제1 프로세서의 리던던시(redundancy) 기능(232)을 수행할 수 있다. 고전압 영역에서 기능을 수행하는 제2 프로세서(230)를 이용하여 제1 프로세서(210)의 기능안전을 구현함으로써 제1 프로세서(210)에 대한 기능안전을 위한 별도의 프로세서가 필요치 않은바, 불필요한 프로세서의 증가를 방지할 수 있다.As shown in FIG. 3 , the
제2 프로세서(230)는 제1 프로세서(210)에 이상이 발생한 경우에만 배터리를 감지하는 기능을 수행하지 않고, 제1 프로세서(210)와 동시에 배터리를 감지할 수 있다. 제1 프로세서(210) 및 제2 프로세서(230)가 각각 배터리를 감지하고, 각각 감지된 정보를 비교함으로써 배터리 감지의 정확성을 높일 수 있다. 이를 통해, 배터리 관리의 신뢰성을 높일 수 있다.The
배터리 관리 시스템(100)은 도 4와 같이, 저전압 영역(401) 및 고전압 영역(402)을 포함할 수 있다. 제1 프로세서(210)는 저전압 영역(401)에서 동작하고, 제2 프로세서(230)는 고전압 영역(402)에서 동작할 수 있다. 또한, 제1 프로세서(210)와 제2 프로세서(230)의 사이에는 아이솔레이터(220)가 배치될 수 있다. 아이솔레이터(220)를 통해 제1 프로세서(210)와 제2 프로세서(230)는 서로 정보를 상호 송수신할 수 있다.The
저전압 영역(401)과 고전압 영역(402)은 서로 상이한 전압 범위에서 동작할 수 있다. 예를 들면, 저전압 영역(401)에서 이용되는 전압은 0 ~ 12 V이고, 고전압 영역(402)에서 이용되는 전압은 0 ~ 500 V일 수 있다. 구체적으로 고전압 영역(402)에 포함된 모듈이 동작하는 전압 범위는 300 ~ 500 V일 수 있다.The
또한, 저전압 영역(401)의 그라운드 레벨과 고전압 영역(402)의 그라운드 레벨은 서로 상이할 수 있다. 저전압 영역(401)의 그라운드와 고전압 영역(402)의 그라운드는 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다. 저전압 영역(401)의 그라운드와 고전압 영역(402)의 그라운드는 전기적으로 분리될 수 있다.Also, the ground level of the
제1 프로세서(210)는 제1 기판에 배치되고, 제2 프로세서(230)는 제2 기판에 배치될 수 있다. 저전압 영역(401)에서 동작하는 모듈들은 제1 기판에 배치되고, 고전압 영역(402)에서 동작하는 모듈들은 제2 기판에 배치될 수 있다. 또한, 아이솔레이터(220)는 제1 기판 또는 제2 기판에 배치되거나, 제1 기판 및 제2 기판 모두 배치될 수 있으며, 제1 기판과 제2 기판을 전기적으로 연결함과 동시에 전기적으로 차단할 수 있다. 아이솔레이터(220)는 제1 기판과 제2 기판 사이에서 정보를 전송할 수 있지만, 정해진 루트 외의 전기적 연결을 차단할 수 있다. 예를 들면, 아이솔레이터(220)는 제1 기판과 제2 기판 사이에서 누설 전류를 차단할 수 있다.The
제1 프로세서(210)와 제2 프로세서(230)는 통신 기능을 수행할 수 있다. 제1 프로세서(210) 또는 제2 프로세서(230)는 외부와 와이파이 칩, 블루투스 칩 등을 이용하여 통신할 수 있고 내부 모듈과도 정해진 규약에 따라 통신할 수 있다. 와이파이 칩, 블루투스 칩은 각각 Wi-Fi 방식, 블루투스 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 와이파이 칩이나 블루투스 칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 무선 통신 칩은 IEEE, 지그비, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행할 수 있다. NFC 칩은 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz 등과 같은 다양한 RF-ID 주파수 대역들 중에서 13.56MHz 대역을 사용하는 NFC(Near Field Communication) 방식으로 동작할 수 있다. 또한, 제1 프로세서(210) 또는 제2 프로세서(230)는 LIN(Local Interconnect Network) 버스 또는 LIN 인터페이스를 통해 통신을 수행할 수 있다.The
제2 프로세서(230)가 복수의 노드에 대한 전압을 감지함에 있어서, 상기 복수의 노드에 대한 전압을 센싱하는 센서부(420) 및 센서부(420)와 제2 프로세서(230) 사이에 배치되는 스위치부(410)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 프로세서(210)는 상기 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 상기 아이솔레이터(220)를 통해 제2 프로세서(230)로 송신하고, 제2 프로세서(230)는 상기 모니터링 요청 신호에 따라 스위치부(410)를 제어하여 상기 복수의 노드에 대한 전압값을 획득하고, 상기 획득한 전압값을 아이솔레이터(220)를 통해 제1 프로세서(210)로 송신할 수 있다.When the
먼저, 제1 프로세서(210)는 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 아이솔레이터(220)를 통해 제2 프로세서(230)로 전송할 수 있다. 또한, 제2 프로세서(230)는 모니터링 요청 신호에 따라 스위치부(410)를 제어하여 복수의 노드에 대한 전압값을 획득하고, 획득한 전압값을 아이솔레이터(220)를 통해 제1 프로세서(210)로 전송할 수 있다.First, the
센서부(420)는 복수의 노드에 대한 전압을 센싱할 수 있다. 또한, 센서부(420)와 제2 프로세서(230) 사이에는 스위치부(410)가 배치될 수 있다. 스위치부(410)는 복수의 스위치를 포함하고, 센서부(420)는 복수의 스위치에 대응되는 복수의 센서를 포함할 수 있다.The
스위치부(410)는 제2 프로세서(230)에 의하여 제어될 수 있다. 또한, 스위치부(410)는 센서부(420)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다. 예를 들면, 스위치부(410)가 온되면 센서부(420)에 전류가 연결되고, 스위치부(410)가 오프되면 센서부(420)에 연결된 전류가 차단될 수 있다. 구체적으로 스위치부(410)에 연결된 복수개의 스위치가 온(on)되는 경우, 센서부(420)에 포함된 복수개의 센서에 각각 전류를 인가할 수 있다. 또한, 스위치부(410)에 연결된 복수개의 스위치가 오프(off)되는 경우, 센서부(420)에 포함된 복수개의 센서에 각각 전류가 차단될 수 있다.The
복수의 노드는 릴레이의 양단 및 퓨즈의 양단의 노드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 릴레이는 배터리로부터 인가되는 고전압의 전력을 모터, 출력 단자 및 디스플레이 중 적어도 하나로 전달하는 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 퓨즈는 기설정 이상의 전류 또는 전압이 인가되는 경우 전류를 차단시키는 모듈 또는 소자를 포함할 수 있다. 보다 구체적인 복수의 노드에 대한 실시 예는 도 6에서 후술한다.The plurality of nodes may include at least one of nodes at both ends of the relay and at both ends of the fuse. The relay according to an embodiment may include a module that transmits high voltage power applied from a battery to at least one of a motor, an output terminal, and a display. In addition, the fuse may include a module or device that blocks the current when a current or voltage greater than or equal to a preset value is applied. A more specific embodiment of a plurality of nodes will be described later with reference to FIG. 6 .
제1 프로세서(210)는 배터리에 대한 충전, 방전 상태의 정보를 제공할 수 있다. 예를 들면, 제1 프로세서(210)는 현재 배터리 충전 정도 또는, 배터리가 완전 충전된 경우 또는 방전 상태인 경우, 각각의 상황을 나타내는 정보를 출력할 수 있다.The
도 2를 참조하면, 하나의 아이솔레이터(220)가 제1 프로세서(210)와 제2 프로세서(230)의 사이에 배치됨으로서, 센서부(420)에 포함된 센서의 수가 복수개이고, 스위치부(410)에 포함된 스위치의 수가 복수개임에도 배터리 관리 시스템(100)은 하나의 아이솔레이터(220)로 배터리 관리를 구현할 수 있다. 하나의 아이솔레이터뿐만 아니라 복수의 아이솔레이터를 통해 고전압 영역과 저전압 영역을 연결할 수도 있음은 당연하다. Referring to FIG. 2 , as one
제1 프로세서(210)는 배터리 상태를 감지할 뿐만 아니라, 제2 프로세서(230)로부터 수신하는 신호 또는 상기 배터리 상태에 따라 전자제어부를 제어할 수 있다. 제2 프로세서(230)는 전자제어부와 직접 연결되며, 제1 프로세서(210)에 이상이 발생한 경우, 전자제어부를 제어할 수 있다. The
도 5와 같이, 제1 프로세서(210)는 전자제어부(530)인 ECU와 연결되어, 제2 프로세서(230)로부터 수신하는 신호 또는 배터리 상태에 따라 전자제어부(530)를 제어할 수 있다. 제2 프로세서(230)는 BEM(120)의 전압을 측정하는 측정부(520)로부터 전압 값을 수신할 수 있고, 측정부(520)는 복수의 센서 및 스위치로 구성될 수 있다. 배터리 모듈(510)의 전원이 BEM(120)으로 인가되고, BEM(120)에 포함되는 복수개의 노드에 대한 전압값이 측정부(520)에서 센싱되어 제2 프로세서(230)로 전송될 수 있다. 제2 프로세서(230)는 측정부(520)에서 센싱된 전압값을 아이솔레이터(220)를 통해 제1 프로세서(210)로 전송할 수 있다. 제2 프로세서(230)는 측정부(520)로부터 수신한 전압값이 아날로그 값인 경우, 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환하여 제1 프로세서(210)로 전송할 수 있다.As shown in FIG. 5 , the
ECU(electronic control unit, 전자제어부)는 배터리로부터 전압을 전달받는 장치를 제어한다. 예를 들어, 전자제어부(530)는 히터, 파워 서플라이, 실시간 클럭, 크래쉬 ENS 컨트롤, CAN 통신 등과 같이, 차량 등의 전자 모듈을 제어할 수 있다. 전자제어부(530)는 제1 프로세서(210)로부터 수신한 제어 신호를 통해 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1 프로세서(210)는 제2 프로세서(230)로부터 수신한 신호를 통해 배터리의 상태(예: 충전, 방전, 이상 발생)를 나타내는 알람을 출력하도록 전자제어부(530)를 제어할 수 있다. 이때, 제1 프로세서(210)는 전자제어부(530)와 연결라인(540)을 통해 제어신호를 송신한다. An electronic control unit (ECU) controls a device that receives voltage from a battery. For example, the
제1 프로세서(210)에 이상이 발생한 경우, 제1 프로세서(210)가 전자제어부(530)를 제어하기 어려운 바, 제1 프로세서(210)에 이상이 발생한 경우에도 전자제어부(530)를 제어하기 위하여, 제2 프로세서(230)는 전자제어부(530)와 직접 연결되는 연결라인(550)을 통해 전자제어부(530)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 제1 프로세서(210)에 이상이 발생한 경우에도 배터리 관리 시스템(100)이 정상 동작할 수 있다.When an abnormality occurs in the
도 6은 제2 프로세서(230)가 감지하는 복수의 노드(671 내지 683)를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a plurality of
복수의 노드(671 내지 683)는 BEM의 일부 섹션(690)에 포함될 수 있다. BEM의 일부 섹션(690)은 복수의 릴레이(641, 642, 643, 644, 645, 646, 647, 651, 652, 653), 복수의 퓨즈(631, 632, 633), 복수의 저항(661, 662, 663), 복수의 노드(671, 672, 673, 674, 675, 676, 677, 678, 679, 680, 681, 682, 683)를 포함할 수 있다. 또한, BEM의 일부 섹션(690)은 복수의 출력 단자(621, 622, 623, 624)와 연결될 수 있다. 제1 출력 단자(621), 제2 출력 단자(622), 제3 출력 단자(623), 제4 출력 단자(624)는 각각 상이한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제1 출력 단자(621)는 Aux로 전원을 인가하고, 제2 출력 단자(622)는 전면 트랙션 모터로 전원을 인가하고, 제3 출력 단자(623)는 후방 트랙션 모터로 전원을 인가하고, 제4 출력 단자(624)는 직류 충전 포트로 전원을 인가할 수 있다.A plurality of nodes 671 - 683 may be included in some
배터리 모듈(610)에서 인가되는 전원을 통해 복수의 노드(671 내지 683)에 전압이 인가될 수 있다. 복수의 노드(671 내지 683)는 릴레이(641, 642, 643, 644, 645, 646, 647, 651, 652, 653)의 양단 및 퓨즈(631, 632, 633)의 양단의 노드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 릴레이(641, 642, 643, 644, 645, 646, 647, 651, 652, 653)는 배터리 모듈(610)로부터 인가되는 고전압의 전력을 모터, 출력 단자(621, 622, 623, 624) 및 디스플레이 중 적어도 하나로 전달하는 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 퓨즈(631, 632, 633)는 기설정 이상의 전류 또는 전압이 인가되는 경우 전류를 차단시키는 모듈 또는 소자를 포함할 수 있다. A voltage may be applied to the plurality of
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 방법의 흐름도이다. 도 7의 각 단계에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 6의 배터리 관리 시스템에 대한 상세한 설명에 대응되는바, 이하 중복되는 설명은 생략하도록 한다.7 is a flowchart of a battery management method according to an embodiment of the present invention. A detailed description of each step of FIG. 7 corresponds to the detailed description of the battery management system of FIGS. 1 to 6 , and a redundant description will be omitted below.
배터리 관리에 있어서, S11 단계에서 저전압 영역에서 배터리 상태를 감지하는 제1 프로세서의 이상 여부를 감지한다.In battery management, in step S11, it is detected whether the first processor for detecting the battery state in the low voltage region is abnormal.
상기 제1 프로세서가 정상인 경우, 상기 제1 프로세서가 상기 배터리 상태의 감지 및 상기 전자제어부의 제어를 수행한다. 구체적으로, 저전압 영역에서 동작하는 제1 프로세서가 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 아이솔레이터를 통해 고전압 영역에서 동작하는 제2 프로세서로 전송하고, 제2 프로세서는 복수의 노드에 대한 전압값을 획득한다. 고전압 영역에서 동작하는 하나 이상의 스위치와 하나 이상의 센서를 통해서 제2 프로세서는 복수의 노드에 대한 전압값을 획득할 수 있으며, 제2 프로세서는 획득한 전압값을 디지털 신호로 변환할 수 있다. 제2 프로세서는 획득한 전압값을 아이솔레이터를 통해 제1 프로세서로 전송한다. 이때, 아이솔레이터를 통해 전송되는 전압값은 디지털 신호로 변환되어 전송될 수 있다.When the first processor is normal, the first processor detects the battery state and controls the electronic controller. Specifically, the first processor operating in the low voltage region transmits monitoring request signals for the plurality of nodes to the second processor operating in the high voltage region through the isolator, and the second processor obtains voltage values for the plurality of nodes . Through one or more switches and one or more sensors operating in the high voltage region, the second processor may acquire voltage values for the plurality of nodes, and the second processor may convert the acquired voltage values into digital signals. The second processor transmits the obtained voltage value to the first processor through the isolator. In this case, the voltage value transmitted through the isolator may be converted into a digital signal and transmitted.
상기 제1 프로세서에 이상이 발생한 경우, S12 단계에서 고전압 영역에서 복수의 노드에 대한 전압을 감지하는 제2 프로세서가 상기 배터리 상태를 감지하고, S13 단계에서 상기 제2 프로세서가 감지한 복수의 노드에 대한 전압 또는 상기 배터리 상태에 따라 전자제어부를 제어한다. 제1 프로세서에 이상이 발생하더라도 제2 프로세서가 제1 프로세서 대신 배터리 상태를 감지하고, 제2 프로세서가 감지한 복수의 노드에 대한 전압 또는 상기 배터리 상태에 따라 전자제어부를 제어함으로써 제1 프로세서에 이상이 발생하더라도 배터리 관리 시스템의 셧다운(shut down) 없이 정상 동작하도록 할 수 있다. When an abnormality occurs in the first processor, a second processor that detects voltages for a plurality of nodes in a high voltage region in step S12 detects the battery state, and in step S13, The electronic control unit is controlled according to the voltage or the battery state. Even if an abnormality occurs in the first processor, the second processor detects the battery state instead of the first processor, and controls the electronic controller according to the voltages for a plurality of nodes detected by the second processor or the battery state, thereby causing an abnormality in the first processor. Even if this occurs, it is possible to operate normally without shutting down the battery management system.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, the above-described method can be written as a program that can be executed on a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium. In addition, the structure of the data used in the above-described method may be recorded in a computer-readable recording medium through various means. The computer-readable recording medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, ROM, RAM, USB, floppy disk, hard disk, etc.) and an optically readable medium (eg, CD-ROM, DVD, etc.) do.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
100: 배터리 관리 시스템
110, 510: 배터리
120: BEM
210: 제1 프로세서
220: 아이솔레이터
230: 제2 프로세서
240: 배터리셀 모니터
410: 스위치부
420: 센서부
530: ECU(전자제어부)100: battery management system
110, 510: battery
120: BEM
210: first processor
220: isolator
230: second processor
240: battery cell monitor
410: switch unit
420: sensor unit
530: ECU (electronic control unit)
Claims (10)
고전압 영역에서 복수의 노드에 대한 전압을 감지하는 제2 프로세서; 및
상기 제1 프로세서와 상기 제2 프로세서 사이에 배치되는 아이솔레이터를 포함하고,
상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서는 상기 아이솔레이터를 통해 신호를 송수신하고,
상기 제2 프로세서는,
상기 제1 프로세서에 이상이 발생한 경우, 상기 배터리 상태를 감지하는 배터리 관리 시스템.a first processor for detecting a battery state in a low voltage region;
a second processor sensing voltages for a plurality of nodes in a high voltage region; and
an isolator disposed between the first processor and the second processor;
The first processor and the second processor transmit and receive signals through the isolator,
The second processor,
When an abnormality occurs in the first processor, the battery management system detects the state of the battery.
상기 제2 프로세서와 상기 배터리와 직접 연결되는 연결라인을 포함하는 배터리 관리 시스템.According to claim 1,
and a connection line directly connected to the second processor and the battery.
상기 배터리를 모니터링하는 배터리 셀 모니터링부를 포함하고,
상기 제1 프로세서 및 상기 제2 프로세서는 상기 배터리 셀 모니터링부로부터 배터리 셀 모니터링 정보를 수신하는 배터리 관리 시스템.According to claim 1,
A battery cell monitoring unit for monitoring the battery,
The first processor and the second processor receive battery cell monitoring information from the battery cell monitoring unit.
상기 제1 프로세서는,
상기 제2 프로세서로부터 수신하는 신호 또는 상기 배터리 상태에 따라 전자제어부를 제어하고,
상기 제2 프로세서는,
상기 전자제어부와 직접 연결되며, 상기 제1 프로세서에 이상이 발생한 경우, 상기 전자제어부를 제어하는 배터리 관리 시스템.According to claim 1,
The first processor,
Controls the electronic controller according to the signal received from the second processor or the battery state,
The second processor,
A battery management system that is directly connected to the electronic controller and controls the electronic controller when an error occurs in the first processor.
상기 복수의 노드에 대한 전압을 센싱하는 센서부; 및
상기 센서부와 상기 제2 프로세서 사이에 배치되는 스위치부를 포함하고,
상기 제1 프로세서는,
상기 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 상기 아이솔레이터를 통해 상기 제2 프로세서로 송신하고,
상기 제2 프로세서는,
상기 모니터링 요청 신호에 따라 상기 스위치부를 제어하여 상기 복수의 노드에 대한 전압값을 획득하고, 상기 획득한 전압값을 상기 아이솔레이터를 통해 상기 제1 프로세서로 송신하는 배터리 관리 시스템.According to claim 1,
a sensor unit for sensing voltages for the plurality of nodes; and
a switch unit disposed between the sensor unit and the second processor;
The first processor,
Transmitting a monitoring request signal for the plurality of nodes to the second processor through the isolator,
The second processor,
The battery management system controls the switch unit according to the monitoring request signal to obtain voltage values for the plurality of nodes, and transmits the obtained voltage values to the first processor through the isolator.
상기 복수의 노드는 릴레이의 양단 및 퓨즈의 양단의 노드 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 관리 시스템.According to claim 1,
The plurality of nodes includes at least one of nodes at both ends of a relay and at both ends of a fuse.
상기 저전압 영역의 그라운드 레벨과 상기 고전압 영역의 그라운드 레벨은 서로 상이하고,
상기 저전압 영역에서 이용되는 전압은 12V 이하이고,
상기 고전압 영역에서 이용되는 전압은 500V 이하인, 배터리 관리 시스템.According to claim 1,
a ground level of the low voltage region and a ground level of the high voltage region are different from each other;
The voltage used in the low voltage region is 12V or less,
The voltage used in the high voltage region is 500V or less, the battery management system.
상기 제1 프로세서는 제1 기판에 배치되고,
상기 제2 프로세서는 제2 기판에 배치되는 배터리 관리 시스템. According to claim 1,
The first processor is disposed on a first substrate,
The second processor is a battery management system disposed on a second substrate.
상기 제1 프로세서에 이상이 발생한 경우, 고전압 영역에서 복수의 노드에 대한 전압을 감지하는 제2 프로세서가 상기 배터리 상태를 감지하는 단계; 및
상기 제2 프로세서가 감지한 복수의 노드에 대한 전압 또는 상기 배터리 상태에 따라 전자제어부를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 제1 프로세서가 정상인 경우, 상기 제1 프로세서가 상기 배터리 상태의 감지 및 상기 전자제어부의 제어를 수행하는 배터리 관리 방법.detecting whether a first processor for detecting a battery state in a low voltage region is abnormal;
detecting the battery state by a second processor that senses voltages for a plurality of nodes in a high voltage region when an abnormality occurs in the first processor; and
and controlling the electronic controller according to the voltages for the plurality of nodes detected by the second processor or the battery state,
When the first processor is normal, the first processor detects the battery state and controls the electronic controller.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200026469A KR20210111478A (en) | 2020-03-03 | 2020-03-03 | System and method for managing battery |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220006307A1 (en) * | 2018-10-18 | 2022-01-06 | Lg Innotek Co., Ltd. | System and method for managing battery |
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2020
- 2020-03-03 KR KR1020200026469A patent/KR20210111478A/en unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20220006307A1 (en) * | 2018-10-18 | 2022-01-06 | Lg Innotek Co., Ltd. | System and method for managing battery |
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