KR20210122603A - 배터리 관리 시스템 및 그에 대한 구동 방법 - Google Patents

배터리 관리 시스템 및 그에 대한 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은 배터리의 상태를 모니터링하는 배터리 모니터링부 및 외부 전원으로부터 인가되는 전압이 미리 설정된 전압 시퀀스를 만족하는지 여부에 기초하여 배터리 관리 시스템의 구동 여부를 판단하는 주제어부를 포함할 수 있다.

Description

배터리 관리 시스템 및 그에 대한 구동 방법{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(Battery Management System)의 탈거 후 재장착 시 시스템을 구동하기 위한 방법에 관한 것이다.
최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등과 최근의 리튬 이온 전지를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 전지는 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 전지는 소형, 경량으로 제작할 수 있어서, 이동 기기의 전원으로 사용된다. 또한, 리튬 이온 전지는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.
또한, 이차 전지는 일반적으로 복수 개의 배터리 셀들이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩으로 이용된다. 그리고 배터리 팩은 배터리 관리 시스템에 의하여 상태 및 동작이 관리 및 제어된다.
기존의 배터리 팩의 내부에 위치한 배터리 관리 시스템(BMS)의 경우, 구동 전원이 입력되면 전압 레귤레이터 등을 통해 생성된 전압을 이용하여 MCU가 턴온된 후, 통신 기능을 포함한 모든 배터리 관리 시스템의 기능들이 활성화되고 웨이크업 되도록 설계되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 방식에 따르면, 사용자가 특정 배터리 팩에서 배터리 관리 시스템을 분리하고 다른 배터리 팩에 조립한 후 구동 전원을 입력하는 경우, 시스템의 안정성이 떨어지고, 최악의 경우에는 고장으로 인한 안전 사고로까지 이어질 수 있다.
본 발명은 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 구동시 입력된 전원이 설정된 시퀀스를 만족시키는 경우에만 배터리 관리 시스템이 웨이크업될 수 있도록 함으로써, 시스템의 안정성을 확보하고 사고를 사전에 방지할 수 있는 배터리 관리 시스템 및 그에 대한 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은 배터리의 상태를 모니터링하는 배터리 모니터링부 및 외부 전원으로부터 인가되는 전압이 미리 설정된 전압 시퀀스를 만족하는지 여부에 기초하여 배터리 관리 시스템의 구동 여부를 판단하는 주제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템 구동 방법은 배터리 관리 시스템을 구동시키기 위한 방법으로서, 외부 전원을 통해 인가되는 전압이 미리 설정된 전압 시퀀스를 만족하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 전압 레벨이 미리 설정된 전압 시퀀스를 만족하는 경우, 배터리 관리 시스템을 구동시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 배터리 관리 시스템 및 그에 대한 구동 방법에 따르면, 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 구동시 입력된 전원이 설정된 시퀀스를 만족시키는 경우에만 배터리 관리 시스템이 웨이크업될 수 있도록 함으로써, 시스템의 안정성을 확보하고 사고를 사전에 방지할 수 있다.
도 1은 배터리 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3a는 일반적인 인터락(interlock) 회로의 기본 구조를 나타내며, 도 3b는 인터락 회로가 배터리 관리 시스템에 적용된 예시를 나타낸다.
도 4a는 종래의 배터리 관리 시스템의 구동 방법을 나타내고, 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 구동 방법을 나타내기 위한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 전압 시퀀스의 예시를 나타내는 도면이고, 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 전압 시퀀스의 예시를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 하드웨어 구성을 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 배터리 제어 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 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(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 팩(1)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여, 과충전 및 과방전 등을 방지하도록 제어 관리하는 배터리 관리 시스템(20)을 포함한다.
여기서, 스위칭부(14)는 배터리 모듈(10)의 충전 또는 방전에 대한 전류 흐름을 제어하기 위한 반도체 스위칭 소자로서, 예를 들면, 배터리 팩(1)의 사양에 따라서 적어도 하나의 MOSFET이나 릴레이, 마그네틱 접촉기 등이 이용될 수 있다.
또한, BMS(20)는, 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하기 위해서, 반도체 스위칭 소자의 게이트, 소스 및 드레인 등의 전압 및 전류를 측정하거나 계산할 수 있다. 또한, BMS(20)는 반도체 스위칭 소자에 인접해서 마련된 센서(12)를 이용하여 배터리 팩의 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, 스위칭부(14) 예를 들어 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(Energy Storage System) 또는 차량 등에 이용되는 배터리 팩에 포함된 구성일 수 있다. 그리고 이러한 경우, 상위 제어기(2)는 ESS 제어기나 차량 제어기 등일 수 있을 것이다. 다만, 배터리 팩(1)은 이러한 용도에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 배터리 팩(1)의 구성 및 BMS(20)의 구성은 공지된 구성이므로, 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(200)은 배터리 모니터링부(210), 주제어부(220), 연결부(230) 및 메모리부(240)를 포함할 수 있다.
배터리 모니터링부(210)는 배터리의 상태를 모니터링할 수 있다. 이 때, 배터리 모니터링부(210)는 배터리 팩을 구성하는 배터리 셀들의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여 배터리의 상태를 관리함으로써 배터리 성능을 최적으로 유지할 수 있다.
주제어부(220)는 외부 전원으로부터 인가되는 전압이 미리 설정된 전압 시퀀스를 만족하는지 여부에 기초하여 배터리 관리 시스템(200)의 구동 여부를 판단할 수 있다. 즉, 주제어부(220)는 외부 전원을 통해 인가되는 전압이 미리 설정되어 있는 시퀀스를 만족하는 경우에만 배터리 관리 시스템(200)을 구동시킬 수 있다. 예를 들면, 외부 전원은 배터리 관리 시스템 외부의 파워 서플라이(power supply)일 수 있으며, 주제어부(220)는 배터리 관리 시스템(200)의 MCU일 수 있다. 이 때, 외부 전원을 통한 전압 신호는 배터리 팩 제조시 미리 설정되어 있을 수 있고, 배터리 관리 시스템의 구동용 전원과 별도의 단자를 통해 입력될 수 있다.
여기서, 미리 설정된 전압 시퀀스는 복수의 순차적인 전압 레벨을 포함할 수 있다. 이 때, 복수의 전압 레벨은 사용자에 의해 임의로 설정되거나, 제조시에 미리 설정되어 있을 수 있다. 또한, 복수의 전압 레벨 중 서로 인접한 전압 레벨은 미리 설정된 기준치 이상의 편차를 갖도록 함으로써, 입력된 전압이 시퀀스를 만족하는지 여부의 판단이 용이하도록 할 수 있다.
또한, 미리 설정된 전압 시퀀스는 적어도 하나 이상의 전압 신호를 포함할 수 있다. 이 경우, 주제어부(220)는 전압 신호가 기준 시간 동안 반복되는 횟수가 미리 설정된 조건을 만족하는 경우에 배터리 관리 시스템(200)을 구동할 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나 이상의 전압 신호는 동일한 전압을 갖는 복수의 신호일 수 있고, 또는 서로 다른 전압을 갖는 복수의 신호일 수도 있다.
또한, 주제어부(220)는 연결부(230)를 통해 접속 회로가 배터리 관리 시스템(200)에 연결되었는지 여부를 먼저 판단하고, 연결부(230)를 통해 접속 회로가 배터리 관리 시스템(200)에 연결된 것을 확인한 경우에만 외부 전원으로부터 인가되는 전압이 미리 설정된 전압 시퀀스를 만족하는지 여부에 기초하여 배터리 관리 시스템(200)의 구동 여부를 판단하도록 할 수 있다.
한편, 도 2에서는 주제어부(220)에 인가되는 미리 설정된 시퀀스가 전압에 관한 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 전류, 압력 등 다양한 파라미터들을 이용하여 시퀀스를 구성할 수 있을 것이다.
또한, 배터리 관리 시스템(200)이 배터리 팩으로부터 분리되고 나면 주제어부(220)는 메모리부(240)에 분리 이력을 저장할 수 있다. 만약, 새로운 배터리 팩에 해당 배터리 관리 시스템(200)이 연결되면 주제어부(220)는 배터리 관리 시스템(200)을 구동시키기 전에 먼저 기존에 메모리부(240)에 저장되어 있는 분리 이력을 삭제할 수 있다. 이를 통해, 배터리 팩의 메모리에 저장되어 있는 불필요한 데이터를 삭제하여 저장 공간을 확보할 수 있다.
연결부(230)는 배터리 관리 시스템(200)을 외부 회로(예를 들면, 접속 회로, 배터리 모듈, 스위치, 각종 센서 등)와 연결할 수 있다. 예를 들면, 연결부(230)에는 점퍼(jumper)가 연결될 수 있다. 이 때, 연결부(230)를 통한 회로의 접속 여부는 주제어부(220)에 의해 감지되도록 할 수 있다.
또한, 연결부(230)는 복수의 단자를 포함하여, 복수의 단자 중 일부 단자에는 점퍼가 접속되도록 하고, 일부 단자에서는 외부 전원으로부터 전력을 공급받도록 하고, 일부 단자는 외부와 통신하도록 구성될 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것일 뿐 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 연결부(230)에 포함된 단자의 수나 접속 형태는 다양하게 구성될 수 있다.
메모리부(240)는 배터리 관리 시스템(200)의 각종 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들면, 메모리부(240)는 배터리 모니터링부(210)에 의해 감지된 전압, 전류, 온도, SOC 등의 측정 데이터, 배터리 관리 시스템(200)의 분리 이력(로그), 각종 진단 기록 등의 데이터들이 저장될 수 있다. 한편, 도 2에서는 메모리부(240)가 배터리 관리 시스템(200)에 포함되는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 별도의 서버(미도시)에 데이터베이스를 구축하여 배터리 관리 시스템(200)의 통신부(미도시)와 데이터를 송수신하도록 구성될 수도 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템에 따르면, 배터리 팩의 배터리 관리 시스템 구동시 입력된 전원이 설정된 시퀀스를 만족시키는 경우에만 배터리 관리 시스템이 웨이크업될 수 있도록 함으로써, 시스템의 안정성을 확보하고 사고를 사전에 방지할 수 있다.
도 3a는 일반적인 인터락(interlock) 회로의 기본 구조를 나타내며, 도 3b는 인터락 회로가 배터리 관리 시스템에 적용된 예시를 나타낸다.
일반적으로 인터락 회로에서는 특정 조건을 만족하는 경우에 대해 특정 회로나 기기를 동작시키도록 하고 있다. 즉, 도 3a에서는 점퍼가 배터리 회로에 연결된 경우에 대해서만 MCU를 통하는 전류의 경로가 형성되므로, 배터리 시스템이 구동 가능하게 된다.
이처럼, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 구동 전원(VDD)이 인가되어 MCU가 구동되는데, 점퍼가 연결되지 않은 경우에는 트랜지스터(예를 들면, MOSFET)가 오픈(open)되어 전류가 흐르지 않게 된다. 한편, 배터리 관리 시스템에 점퍼가 연결되는 경우, 배터리 관리 시스템 회로에 전류 루프가 형성되고, 트랜지스터가 쇼트(short)되나 내부적으로 역다이오드가 걸리게 되어 전류는 주로 점퍼를 통해 흐르게 된다. 그리고, MCU에서는 점퍼가 연결된 것을 인식하면, 입력 전압이 시퀀스를 만족하는지 여부를 판단하여 배터리 관리 시스템이 구동되도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템에 의하면, 배터리 관리 시스템을 탈거후 재연결하는 경우에 특정 프로세스를 거친 후에만 구동 가능하도록 함으로써, 종래에 배터리 관리 시스템 교체시 비정상적으로 구동되어 안정성이 저하되었던 문제를 해결할 수 있다.
도 4a는 종래의 배터리 관리 시스템의 구동 방법을 나타내고, 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 구동 방법을 나타내기 위한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 종래의 배터리 팩(400a)의 경우 외부 전원(410a), DC-DC 컨버터(420a), 전압 레귤레이터(430a) 및 MCU(440a)를 포함할 수 있다.
이러한 종래의 방식에 따르면, 배터리 팩의 구동을 위해 배터리 팩의 +/- 단자와 BMS에 삽입되는 커넥터를 재연결하는 경우, 배터리 관리 시스템을 웨이크업 시키도록 외부 전원(410a)(예를 들면, 전력 변환 장치(PCS), 배터리 등)으로부터 배터리 관리 시스템의 동작 전압이 인가된다. 그리고, DC-DC 컨버터(420a)와 전압 레귤레이터(430a)를 통해 MCU(440a)의 구동 전원을 생성하면 MCU(440a)가 턴온된다. MCU(440a)가 턴온되고 나면 배터리 관리 시스템이 웨이크업 되어 통신 기능을 포함한 모든 배터리 관리 시스템의 기능이 활성화된다.
이처럼, 종래의 배터리 팩에서 배터리 관리 시스템을 재연결하는 경우, 별도의 과정 없이 MCU(440a)에 의해 곧장 배터리 관리 시스템이 웨이크업 되도록 하였으므로, 배터리 팩과 배터리 관리 시스템 간의 사양 차이 등으로 인해 고장이 발생할 가능성이 있다.
한편, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(400b)의 경우 외부 전원(410b), DC-DC 컨버터(420b), 전압 레귤레이터(430b), MCU(440b) 및 점퍼(450b)를 포함할 수 있다.
도 4b에 나타낸 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(400b)에서는 배터리 팩의 구동을 위해 배터리 팩의 +/- 단자와 배터리 관리 시스템에 삽입되는 커넥터를 재연결하는 경우, 외부 전원(410b)으로부터 BMS 동작 전압이 인가되고, DC-DC 컨버터(420b)와 전압 레귤레이터(430b)를 통해 MCU(440b)의 구동 전원을 생성하면 MCU(440b)가 턴온되는 것은 종래와 동일하다.
그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(400b)에서는 추가적으로 MCU(440b)에서 점퍼(450b)의 연결 여부를 확인하고, 점퍼(450b)가 연결된 것을 확인한 경우 점퍼(450b)를 통해 인가되는 전압이 미리 설정된 시퀀스를 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 이 때, MCU(440b)에서 배터리 관리 시스템으로 입력되는 전압이 설정된 시퀀스를 만족하는 것을 확인한 경우, 기존에 남아 있던 배터리 관리 시스템 또는 커넥터들의 분리 이력을 삭제하고 배터리 관리 시스템을 웨이크업 및 활성화시킬 수 있다. 이를 통해, 릴레이(relay), 통신 기능 등 배터리 관리 시스템의 모든 기능들이 활성화될 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템에 의하면, 배터리 관리 시스템을 배터리 팩에 재연결하는 경우 입력 전압이 특정 시퀀스를 만족하는 경우에만 배터리 관리 시스템이 정상적으로 구동될 수 있도록 함으로써 사고를 미연에 방지하고 시스템의 안정성을 확보할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 전압 시퀀스의 예시를 나타내는 도면이다. 도 5a 및 5b의 그래프에서 가로축은 시간(초)을 나타내고, 세로축은 전압(V)을 나타낸다.
도 5a에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템에서 배터리 관리 시스템의 웨이크업을 위한 아날로그 신호를 통한 전압 시퀀스는 복수의 전압 레벨로 구성될 수 있다. 이 때, 전압 레벨은 각각 14.4V, 10.0V, 8.0V, 13.0V, 12.0V일 수 있다.
또한, 도 5b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 전압 시퀀스는 복수의 전압 신호(펄스)를 포함하고, 해당 전압 신호가 기준 시간 동안 미리 설정된 횟수만큼 검출되면 시퀀스를 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 이 때, 각 전압 신호는 동일한 전압 레벨을 갖거나, 서로 다른 전압 레벨을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 5b에서는 10.0V의 전압 레벨을 갖는 펄스 신호가 1초 동안 5번 입력되면 시퀀스를 만족하는 것으로 구성될 수 있다.
그러나, 도 5a 및 5b에 나타낸 전압 레벨과 일정 기간은 예시적인 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 이러한 전압 레벨, 신호의 수와 기준 기간 등은 배터리 팩 제조시에 또는 사용자에 의해 임의로 설정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 배터리 팩의 배터리 관리 시스템을 재연결하는 경우에 먼저 배터리 관리 시스템 또는 배터리 관리 시스템과 연결되는 커넥터를 분리하고(S405), 새로운 배터리 관리 시스템 또는 배터리 관리 시스템과 연결되는 커넥터를 재조립한다(S410). 그리고, 전압 레귤레이터 등을 통해 MCU의 구동 전원을 생성하고, MCU를 턴온시킨다(S415).
다음으로, MCU에서는 점퍼의 연결 여부를 확인한다(S420). 만약, 점퍼가 연결된 것이 확인된 경우(YES), MCU에서는 입력 전압이 배터리 관리 시스템의 구동을 위해 미리 설정된 시퀀스를 만족하는지 확인한다(S425).
입력 전압이 설정된 시퀀스를 만족하는 경우(YES), MCU에서는 배터리 관리 시스템 또는 배터리 관리 시스템과 연결되는 커넥터의 분리 이력을 삭제하고(S430), 배터리 관리 시스템을 웨이크업시킨 후(S435) 정상 모드로 진입시킨다(S440).
한편, 단계 S420에선 점퍼가 연결되지 않았거나(NO), 단계 S425에서 입력 전압이 설정된 시퀀스를 만족하지 않는 경우(NO)에는 MCU에서 배터리 관리 시스템 또는 배터리 관리 시스템과 연결되는 커넥터의 분리 이력을 삭제하지 않고(S445), 배터리 관리 시스템을 웨이크업 및 정상 모드로 진입시키지 않는다(S450, S455).
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 구동 방법에 따르면, 배터리 팩의 배터리 관리 시스템 구동시 입력된 전원이 설정된 시퀀스를 만족시키는 경우에만 배터리 관리 시스템이 웨이크업될 수 있도록 함으로써, 시스템의 안정성을 확보하고 사고를 사전에 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 배터리 관리 시스템(700)는, 각종 처리 및 각 구성을 제어하는 마이크로컨트롤러(MCU; 710)와, 운영체제 프로그램 및 각종 프로그램(예로서, 배터리 관리 시스템 구동 프로그램, 시퀀스 검출 프로그램 등) 등이 기록되는 메모리(720)와, 배터리 셀 모듈 및/또는 반도체 스위칭 소자와의 사이에서 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 제공하는 입출력 인터페이스(730)와, 유무선 통신망을 통해 외부와 통신 가능한 통신 인터페이스(740)를 구비할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은 메모리(720)에 기록되고, 마이크로 컨트롤러(710)에 의해 처리됨으로써 예를 들면 도 2에서 도시한 각 기능 블록들을 수행하는 모듈로서 구현될 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.
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
200, 700: 배터리 관리 시스템 210: 배터리 모니터링부
220: 주제어부 230: 연결부
240: 메모리부 710: MCU
720: 메모리 730: 입출력 I/F
740: 통신 I/F

Claims (11)

  1. 배터리의 상태를 모니터링하는 배터리 모니터링부; 및
    외부 전원으로부터 인가되는 전압이 미리 설정된 전압 시퀀스를 만족하는지 여부에 기초하여 배터리 관리 시스템의 구동 여부를 판단하는 주제어부를 포함하는 배터리 관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템을 접속 회로와 연결하는 연결부를 더 포함하고,
    상기 주제어부는 상기 연결부를 통해 상기 접속 회로가 연결되었는지 여부를 먼저 판단하고, 상기 연결부를 통해 접속 회로가 연결된 경우에 대해 상기 외부 전원으로부터 인가되는 전압이 미리 설정된 전압 시퀀스를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 배터리 관리 시스템의 구동 여부를 판단하는 배터리 관리 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 접속 회로는 점퍼(jumper)를 포함하는 배터리 관리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 시퀀스는 복수의 순차적인 전압 레벨을 포함하는 배터리 관리 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 전압 레벨 중 서로 인접한 전압 레벨은 미리 설정된 기준치 이상의 편차를 갖도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 시퀀스는 적어도 하나 이상의 전압 신호를 포함하고,
    상기 주제어부는 상기 전압 신호가 기준 시간 동안 반복되는 횟수가 미리 설정된 조건을 만족하는지 여부에 기초하여 상기 배터리 관리 시스템의 구동 여부를 판단하는 배터리 관리 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 주제어부는 상기 배터리 관리 시스템을 분리하는 경우, 상기 배터리 관리 시스템의 분리 이력을 저장하고, 상기 배터리 관리 시스템을 새로 구동시키기 전에 기존에 저장되어 있는 상기 배터리 관리 시스템의 분리 이력을 삭제하는 배터리 관리 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 시퀀스는 상기 배터리 팩의 제조시에 미리 설정되어 있거나, 또는 사용자에 의해 설정 가능한 배터리 관리 시스템.
  9. 배터리 관리 시스템을 구동시키기 위한 방법으로서,
    외부 전원을 통해 인가되는 전압이 미리 설정된 전압 시퀀스를 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 전압 레벨이 미리 설정된 전압 시퀀스를 만족하는 경우, 배터리 관리 시스템을 구동시키는 단계를 포함하는 배터리 관리 시스템 구동 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템을 접속 회로와 연결하는 연결부를 더 포함하고,
    상기 외부 전원을 통해 인가되는 전압이 미리 설정된 전압 시퀀스를 만족하는지 여부를 판단하기 전에 상기 연결부를 통해 상기 접속 회로가 연결되었는지 여부를 먼저 판단하는 단계를 더 포함하는 배터리 관리 시스템 구동 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템을 분리하는 경우, 상기 배터리 관리 시스템의 분리 이력을 저장하는 단계; 및
    상기 배터리 관리 시스템을 새로 구동시키기 전에 기존에 저장되어 있는 상기 배터리 관리 시스템의 분리 이력을 삭제하는 단계를 더 포함하는 배터리 관리 시스템 구동 방법.
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CN115981289A (zh) * 2023-02-10 2023-04-18 力高(山东)新能源技术股份有限公司 一种can特定帧唤醒的故障诊断处理方法

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