KR20210128339A

KR20210128339A - 배터리 시스템

Info

Publication number: KR20210128339A
Application number: KR1020210044761A
Authority: KR
Inventors: 막시밀리안 호퍼; 롤랜드 클로바사; 게르노트 크라베르거
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2021-04-06
Publication date: 2021-10-26
Also published as: PL3896774T3; EP3896774A1; EP3896774B1

Abstract

본 개시에서 배터리 시스템은 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈을 포함하며, 각각의 배터리 모듈은 배터리 셀의 상태를 모니터링하기 위한 배터리 모듈 모니터(BMM)들, 배터리 시스템 모니터(BSM), 및 배터리 모듈 모니터들을 배터리 시스템 모니터(BSM)와 적어도 2개의 통신 경로를 통해 연결하도록 구성된 광 통신 시스템(OCS)을 포함하며, 광 통신 시스템(OCS)은 통신 경로들의 구별을 가능하게 하기 위해 적어도 2개의 서로 다른 파장의 광을 사용하도록 구성된다.

Description

배터리 시스템{BATTERY SYSTEM}

본 발명은 배터리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 시스템의 구성요소들 사이의 통신을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

최근에, 전력을 동력원으로 사용하는 차량들이 개발되었다. 전기 차량은 전기 모터에 의해 이차 배터리들에 저장된 에너지를 사용하여 구동되는 차량이다. 전기 차량은 배터리들에 의해서만 전력을 공급받을 수 있거나, 또는 예를 들어 가솔린 발전기에 의해 동력을 공급받는 하이브리드(hybrid) 차량의 형태일 수 있다.

또한, 차량은 전기 모터와 종래의 연소 엔진의 조합을 포함할 수 있다. 일반적으로, 전기 차량용 배터리(electric vehicle battery, EVB) 또는 견인 배터리(traction battery)는 배터리 전기 차량(battery electric vehicle, BEV)의 추진력을 공급하는데 사용되는 배터리이다. 전기 차량용 배터리는, 지속되는 기간 동안 전력을 공급하도록 설계되었으므로, 시동(starting), 조명(lighting), 및 점화(ignition)용 배터리와 다르다. 충전식(rechargeable) 또는 이차(secondary) 배터리는 충전과 방전을 반복적으로 할 수 있다는 점에서, 화학 에너지로부터 전기 에너지로 비가역적 변환만을 하는 일차 배터리(primary battery)와 다르다.

저용량의 충전식 배터리는 셀룰러폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 소형 전자 디바이스용 전원으로서 사용되는 반면, 고용량의 이차 배터리는 하이브리드 차량 등을 위한 전원으로 사용된다.

일반적으로, 충전식 배터리들은 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스 및 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극 단자들을 포함한다. 양극, 음극 및 전해질 용액의 화학적 반응을 통해 이차 배터리의 충전 및 방전이 가능하도록 하기 위해, 이차 배터리의 케이스 내부로 전해질 용액이 주입된다. 케이스의 형상은 예를 들어, 원통형, 직사각형 등으로 배터리의 용도에 따라서 달라진다. 노트북 및 가전 제품에 널리 사용되는 리튬 이온(및 유사한 리튬 폴리머) 배터리들은 최근 개발중인 전기 자동차들의 그룹에 많이 사용된다.

충전식 배터리들은 높은 에너지 밀도를 제공하기 위해, 특히, 하이브리드 차량의 모터 구동을 위해, 직렬 및/또는 병렬로 결합된 복수의 단위 배터리 셀로 구성된 배터리 모듈로 사용될 수 있다. 즉, 배터리 모듈은 고전력 충전식 배터리를 구현하기 위해, 필요한 전력량에 따라 복수의 단위 배터리 셀들의 전극 단자들을 상호 연결하여 구성된다.

배터리 시스템은 배터리 모듈들, 동일한 배터리 모듈들의 세트로 구성된다. 배터리 모듈들은 원하는 전압, 용량 또는 전력 밀도를 제공하기 위해 직렬, 병렬 또는 두 가지를 혼합한 방식으로 구성될 수 있다. 배터리 팩의 구성요소들은 개별 배터리 모듈들과, 이들 사이에서 전기 전도성을 제공하는 상호연결(interconnect)들을 포함한다. 배터리 모듈들 자체는 일반적으로 상호 연결 구조를 갖는 복수의 배터리 셀로 구성되는 복수의 배터리 서브모듈을 포함할 수 있다.

배터리의 전력 출력 및 충전에 대한 고정(static) 제어만으로는 배터리 시스템에 연결된 다양한 전기 소비자들의 동적 전력 수요를 충족시키기에 충분하지 않다. 따라서, 배터리 시스템과 전기 소비자의 제어기 사이에는 지속적 또는 간헐적인 정보 교환이 요구된다. 배터리 시스템과 전기 소비자의 제어기 사이에 교환되는 정보는, 전기 소비자의 실제/예측된 전력 수요나 잉여 전력뿐만 아니라, 배터리 시스템의 충전 상태(State of Charge, SoC), 잠재적인 전기 성능, 충전 능력 및 내부 저항을 포함한다.

배터리 시스템들은 통상적으로 전술한 정보를 처리하기 위한 배터리 관리 시스템(BMS: battery management system) (또는, 배터리 시스템 모니터(BSM: battery system monitor)), 및/또는 배터리 관리 장치(BMU: battery management unit)를 포함한다. BMS/BMU는 다양한 전기 소비자들의 제어기들과 적절한 통신 버스(예를 들어, CAN 또는 SPI 인터페이스)를 통해 통신할 수 있다. BMS/BMU는 각 배터리 서브모듈, 특히 각 배터리 서브모듈의 셀 감시 회로(CSC: cell supervision circuit)(또는, BMM)와 추가로 통신할 수 있다. CSC는 배터리 서브모듈의 배터리 셀들을 연결하는 배터리 서브모듈의 셀 연결 및 감지 장치(CCU: cell connection and sensing unit)와 추가로 연결될 수 있다.

따라서 BMS/BMU는 배터리를 안전 작동 영역 외부에서 작동하는 것으로부터 보호하거나, 배터리의 상태 모니터링, 보조 데이터 산출, 데이터 보고, 배터리의 환경 제어, 배터리 인증, 및/또는 배터리 밸런싱 등을 통해, 배터리 팩을 관리하도록 제공될 수 있다.

배터리 시스템에서 재료의 가격, 및/또는 전선 조립 비용과 같은 비용은 줄이는 것은 배터리 시스템의 제조 비용을 낮추는 효과가 있다. 배터리 시스템에서, 와이어 기반 연결들은 전자파 방해(electromagnetic disturbance)로 인한 고장의 대상이 될 수 있으며, 더욱이 이들은 차단되어야 하는 전자파 장애의 소스로 동작할 수 있어, 이들에 의한 전자파 적합성(EMC: electromagnetic compatibility) 문제를 해결해야 한다. 또한, 전선을 통한 연결은 공간 가용성이 제한되어, 전선을 위한 공간 사용은 배터리 시스템(또는 배터리 팩)의 통신 시스템을 설계할 때 고려해야할 또 다른 문제이다. 또한, 유선 통신은 전력 소모가 상대적으로 높기 때문에, 이 또한 해결해야할 또 다른 문제가 되고 있다.

본 발명의 실시 예들을 통해 해결하고자 하는 과제는, 배터리 모듈들 간의 유선 연결을 최소화하여 전선으로 인한 전자기파 적합성(EMC: electromagnetic compatibility) 문제를 개선할 수 있는 배터리 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태는 배터리 시스템에 관한 것으로서, 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 시스템에 관한 것으로, 각각의 배터리 모듈은 배터리 셀들의 상태를 모니터링하기 위한 배터리 모듈 모니터(BMM: battery module monitor)를 포함할 수 있다. 배터리 시스템은 배터리 시스템 모니터(BSM: battery system monitor), 및 적어도 2개의 통신 경로를 통해 BMM들을 BSM과 연결하도록 구성된 광 통신 시스템(OCS: optical communication system)을 더 포함하며, OCS는 통신 경로들의 구별을 가능하게 하기 위해 적어도 두 개의 서로 다른 파장을 사용하도록 구성될 수 있다. 각각의 배터리 모듈은 하나의 BMM과, BSM에 의해 감독되는 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다.

각각의 배터리 모듈은 추가 구성요소들을 포함할 수 있지만 반드시 필요한 것은 아니다. 배터리 모듈은, 예를 들어, 하우징, 모듈 단자들, 모듈 별 냉각 수단 등의 추가 구조물을 더 포함할 수도 있다. 또한, 배터리 모듈은 배터리 서브모듈일 수도 있다. 일 실시 예에서, 복수의 배터리 모듈은 적어도 두 개의 배터리 모듈일 수 있다. BSM(또는 배터리 관리 시스템(BMS: battery management system)이라고도 함)은 배터리 시스템이 안전한 작동 범위 또는 상태를 벗어나 작동하는 것으로부터의 보호, 배터리 (서브)모듈 모니터링, 배터리 모듈 상태 데이터의 보고, 배터리 시스템 환경의 제어, 배터리 모듈들의 인증, 및/또는 배터리 모듈들의 밸런싱 등을 통해, 배터리 시스템을 관리하는 전자 시스템이다. BSM은 또한 전술한 작업들 중 적어도 일부를 수행하기 위해 개별 배터리 (서브)모듈의 BMM과 통신을 수행하도록 구성되고, 적어도 하나의 외부 제어 회로(예를 들어, 부하)와 통신을 수행하도록 추가로 구성될 수 있다. BSM은 적절한 센서들, 제어기, 및 메모리를 더 포함할 수 있다. BSM은 OCS 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.

BMM은 각 배터리 모듈을 구성하는 적어도 하나의 배터리 셀의 상태를 모니터한다. 배터리 셀의 상태 모니터링은, 예를 들어, 특정 센서를 사용하여 배터리 셀들의 전압 및/또는 온도 등을 측정하고 기록함으로써 수행될 수 있다. BMM은 대응하는 배터리 모듈의 전체 전압, 개별 배터리 셀들의 셀 전압들, 최소 셀 전압, 최대 셀 전압과 같은 배터리 모듈의 전압, 대응하는 배터리 모듈의 배터리 셀들의 평균 온도, 냉각수 인입 온도, 냉각수 출력 온도, 또는 개별 배터리 셀들의 온도들과 같은 배터리 모듈의 온도, 배터리 셀들의 충전 레벨을 나타내는 충전 상태(SOC: state of charge) 또는 방전 깊이(DOD: depth of discharge), 배터리 셀들의 남은 용량을 원래 용량의 %로 다양하게 정의한 측정값인 수명(SOH: state of health), 현재 전력 사용량, 온도 및 기타 상태들을 고려하여 정의된 시간 구간 동안 사용할 수 있는 전력량인 전력 상태(SOP: state of power), 안전 상태(SOS: state of safety), 배터리 셀들을 냉각시키는 공기 또는 유체인 냉매 흐름, 배터리 셀들의 입력 또는 출력 전류와 같은, 서로 다른 파라미터들에 의해 나타내지는 배터리 모듈의 상태를 모니터링할 수 있다. BMM은 또한 적절한 센서들, 제어기, 및 메모리를 더 포함할 수 있다. BMM은 또한 OCS 통신 모듈을 포함할 수 있다.

OCS는 선택된 파장들 또는 파장 범위들의 광(light)을 사용하여 BSM과 BMM들 사이의 양방향 통신을 가능하게 할 수 있다. OCS에서 사용되는 이러한 상이한 파장들 또는 파장 범위들은 별개의 통신 경로 또는 통신 채널에 대응할 수 있다. 또한 각 수신 방향 또는 송신 방향은 별도의 통신 경로 또는 통신 채널로 구별될 수 있다. OCS에서 통신에 사용되는 광은 육안으로 볼 수 있거나 보이지 않는 스펙트럼, 예를 들어 자외선 또는 적외선에서 선택될 수 있다. 배터리 시스템에서, BSM 및 BMM들 각각은 대응하는 OCS용 광 송신기 및 수신기를 가지며, 이에 따라 BSM과 각각의 BMM 사이에서 양방향 통신이 가능하다. 각각의 광 송신기 및 광 수신기는 개별 송신 주파수 및 수신 주파수, 개별 송신 및 수신 시간 윈도우(프레임), 및/또는 개별 송신 및 수신 각도 범위(angular coverage)를 가질 수 있다. 예를 들어, 각 광 송신기는 대응하는 개별 각도 범위 내에서 광 신호를 송신할 수 있다. 이러한 각도 범위는 기준이 되는 축에 따라 달라질 수 있으며, 수평 및/또는 수직 범위로 정의될 수 있다.

넓은 의미에서, 배터리 시스템에서는 제1 통신 경로가 BSM과 BMM들 사이에 설정되고, 제2 통신 경로가 BMM과 BSM들 사이에 설정될 수 있다. 이러한 경우에 OCS에서 각 배터리 모듈의 BMM을 구별할 수 있는 메커니즘, 예를 들어, 어드레싱(addressing) 메커니즘이 사용될 수 있다. OCS 통신이 동시에 또는 거의 동시에 실행되는 경우, 즉, BSM에서 BMM들로부터 수신한 통신이 중첩되면 식별이 어려울 수 있어 BMM들이 동일한 파장을 통해 송신할 수 없는 경우에, 선택적인 차별화 매커니즘이 유용하다. 특히, 이는 BSM이 초기에 BMM들을 식별하지 못하는 경우와 관련될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 배터리 시스템은 전술한 차별화 매커니즘, 즉 어드레싱 메커니즘으로, 주파수 분할 이중화(FDD: frequency division duplex)/주파수 분할 다중화(FDM: frequency division multiplex)를 사용할 수 있으며, 이는 각 BMM에 개별 송신 주파수 및/또는 개별 수신 주파수가 할당되는 것에 의한 것일 수 있다. 이러한 실시 예에서, 각 BMM은 자신에게 별도로 할당된 개별 송신 주파수에서 광 신호를 송신하도록 구성된 송신기(광 송신기), 및 자신에게 별도로 할당된 개별 수신 주파수에서 광 신호를 수신하도록 구성된 수신기(광 수신기)를 포함할 수 있다. BSM은 자신과 연결된 BMM들의 모든 수신 주파수에서 광 신호를 송신하도록 구성된 송신기(광 송신기)와, 자신과 연결된 BMM들의 모든 송신 주파수에서 광 신호를 수신하도록 구성된 수신기(광 수신기)를 포함할 수 있다. BSM은 동시에 수신된 광 신호로부터 특정 주파수 성분을 필터링하기 위한 송신 필터 또는 수신 필터를 포함할 수 있으며, BMM들에 대한 공통 송신으로 다중 주파수 신호를 송신하기 위한 변조기를 포함할 수도 있다. 각 BMM의 송신/수신 주파수는 다른 BMM의 송신/수신 주파수와의 혼선 및/또는 간섭을 피할 수 있도록 잘 분리될 수 있다. 이 경우, BSM은 배터리 시스템에 포함된 BMM들의 개수 이상인 다수의 송신/수신 주파수에서 작동하도록 구성될 수 있다. 각 BMM의 개별 송신/수신 주파수는 어드레싱을 위해 이용될 수 있는 이산 회로에 의해 개별 BMM에 할당될 수도 있다.

다른 실시 예에 따르면, 배터리 시스템은 전술한 차별화 매커니즘, 즉 어드레싱 메커니즘으로, BMM들에서 BSM으로의 동시 통신을 피하기 위해 시분할 다중화(TDM: time division multiplexing)를 사용할 수도 있다. 이러한 시분할 다중화(TDM)는, 예를 들어, 설정 단계 동안에, 선택적으로 사용될 수 있다. 이러한 TDM의 선택적 사용은, TDM에 대한 개시를 제한하지 않고 예시로서 명세서의 나머지 부분에서 더 상세히 설명될 것이다. 시분할 다중화(TDM)는 제어 신호(예를 들어 광학 제어 신호)를 통해 BSM에 의해 제어될 수 있다. 다른 실시 예에서, BMM들은 서로 겹치지 않는 TDM 송신 슬롯들을 가지도록 미리 구성될 수 있다.

광 신호에 의한 TDM 구성은, BSM이 설정 신호(예를 들어, PWM과 같은 정해진 패턴의 신호)를 송신하고, BMM들이 내부 설정 파라미터들에 기초하여 자신과 BSM과의 통신을 위해 필요한 TDM의 시간 윈도우(TDM 슬롯)를 BSM으로부터 수신한 광 신호로부터 도출하여 구성될 수 있다. 즉, BSM이 공통 설정 신호를 송신하면, BMM별로 이를 다르게 처리하여 서로 다른 송수신 타임 슬롯을 도출할 수 있다. 여기서, 내부 설정 파라미터는 하드웨어(예를 들어, (인쇄된) 저항 네트워크) 또는 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다. 내부 설정 파라미터는 BMM에 개별적으로 할당된 이산 회로에 의해 구현될 수도 있다.

배터리 시스템에서, OCS의 광 송신기들 및 광 수신기들 사이의 통신 방식의 실시 예들은 다음을 포함할 수 있다.

BSM은 BMM들로 출력되는 통신을 위해 제1 공통 송신 파장을 사용하고, 모든 BMM들은 BSM로 출력되는 통신을 위해 할당된 제2 송신 파장을 사용할 수 있다.

BSM은 각 BMM에 대해 서로 다른 송신 파장을 가지나, 모든 BMM들은 공통 송신 파장을 사용할 수도 있다. 따라서 BSM은 모든 BMM들에 대해 공통 수신 파장을 사용하나, BMM들은 각 BMM마다 별개의 수신 파장을 사용할 수 있다. 이로 인해, BSM은 각 BMM에 명확하게 컨택할 수 있으며, 예를 들어, BMM들이 공통 송신 채널을 사용하여 응답할 방법 또는 시기를 지시할 수 있다.

BSM은 각 BMM에 대해 서로 다른 수신 파장을 사용하나, 모든 BMM들은 공통 수신 파장을 사용할 수도 있다. 따라서 BSM은 BMM들에 대해 단일의 공통 송신 파장을 하나, BMM들은 각 BMM마다 서로 다른 송신 파장을 사용할 수 있다. 이에 대응하여 각각의 BMM은 BSM에 명확하게 컨택할 수 있으며, 예를 들어 BSM의 공통 송신 채널 또는 파장을 사용하여 BMM들이 컨택할 방법 또는 시기를 지시할 수 있다.

BSM은 각 BMM에 대해 서로 다른 송신 파장과 서로 다른 수신 파장을 사용할 수도 있다. 따라서 BSM은 각 BMM과 명확하게 컨택할 수 있으며, 각 BMM 또한 BSM과 명확하게 컨택할 수 있다.

이를 위해, BSM은 BMM들과 개별적으로 통신하기 위한 다중 트랜시버(multiple transceiver)를 포함할 수 있으며, 각 BMM은 단일 트랜시버만을 포함할 수 있다. BSM은 또한 다중 수신기와 단일 송신기, 또는 다중 송신기와 단일 수신기를 포함할 수도 있다. 또한, BSM 및 BMM들의 수신기 및 송신기 각각은 서로 다른 송신/수신 주파수에서 선택적으로 동작하도록 구성될 수도 있다.

OCS는 광 파이버(optical fiber)와 같은 고체를 사용하는 것과 대조되는 자유 공간 광 통신(FSO: free-space optical communication) 시스템일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 통신 경로들의 차별화는 OCS가 제1 방향의 통신 경로에 대해 제1 파장을 사용하고, 제2 방향의 통신 경로에 대해 제1 파장과 다른 제2 파장을 사용하도록 구성됨으로써 수행될 수 있다. 이와 유사하게, 서로 다른 복수의 파장 범위들 및/또는 서로 다른 복수의 파장이 OCS에 적용될 수 있다. 제1 방향은 BSM에서 BMM들로의 방향이고, 제2 방향은 BMM들에서 BSM으로의 방향일 수 있다. 반대로, 제1 방향은 BMM들에서 BSM으로의 방향이고, 제2 방향은 BSM에서 BMM들로의 방향일 수도 있다.

일 실시 예에서, 통신 경로들의 차별화는 OCS가 서로 다른 BMM들과 BSM의 통신을 위해 서로 다른 파장들을 사용하여 BMM들로부터 BSM으로의 개별 연결, 및/또는 BSM으로부터 BMM들로의 개별 연결을 용이하게 하도록 구성됨으로써 수행될 수 있다. 이와 유사하게, 서로 복수의 다른 파장 범위들, 및/또는 서로 다른 복수의 파장이 OCS에 적용될 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 BMM들과의 통신을 위해 서로 다른 파장들을 사용하는 것은, 어드레싱(addressing)을 용이하게 한다. 특히, 서로 다른 파장들 또는 파장 범위들 각각이 서로 다른 BMM의 통신에 사용되고, 따라서, 예를 들어, BSM이 파장 A를 통해 데이터를 수신하는 경우, BSM은 해당 통신이 특정 BMM 및 배터리 모듈과 연관됨을 인식할 수 있다.

각각의 광 송신기는 다른 파장 또는 다른 파장 범위와 간섭하지 않도록 특정 파장 또는 파장 범위로 송신이 제한될 수 있다. 이러한 제한은 파장 필터링(wavelength filtering), 또는 예를 들어, 가시광선의 경우에는 통합된 컬러 발광기(integrated colour light emitter)에 의해 방출되는 상이한 컬러 스펙트럼의 사용에 기초하여 변경될 수도 있다. 예를 들어, OCS에서 적외선을 사용하는 경우, 각 광 송신기가 사용하는 파장 또는 파장 범위가 근적외선(0.75 μm -1.4μm), 단파장 적외선(1.4 μm -3μm), 중파장 적외선(3 μm -8μm), 장파장 적외선(8 μm -15μm), 원적외선(15 μm -1000μm)으로 구별될 수 있다. 또한, 예를 들어, 국제 조명위원회(CIE: international Commission on Illumination) 분할 체계에서 적외선을 분류하는 IR-A(700nm - 1400nm), IR-B(1400nm - 3000nm) 및 IR-C(3000nm - 1mm)의 세 가지 대역을 사용하여 각 광 송신기에서의 파장 또는 파장 범위를 제한할 수도 있다. 이러한 분할은 예시일 뿐이며, OCS에서 각 광 송신기가 사용하는 파장 또는 파장 범위를 구별하는 방법은, ISO 20473 분할과 같은 다른 분할 체계의 사용도 가능하다. 또한, OCS에서 사용되는 각각의 광 센서, 즉, 광 수신기는 서로 다른 파장 또는 파장 범위의 광 신호에 민감할 수 있으며, 이러한 광 수신기에서의 파장 또는 파장 범위 제한은 파장 필터링에 따라 고정되거나 가변적일 수 있다.

일 실시 예에서는, BMM들의 BSM에 대한 개별적인 연결을 용이하게 하기 위해, 각각의 BMM은 자신의 개별 식별자가 도출되는 출력을 제공하도록 구성된 이산 회로를 포함하거나 이에 연결될 수 있다. 이러한 이산 회로는 배터리 시스템의 일반적인 제조 공정 후에 도매 또는 소매점에서도 추가될 수 있다. 따라서 배터리 시스템의 제조 설비에서는 모든 BMM에 공통 제조 공정을 적용할 수 있다. 이산 회로는 저항, 다이오드, 커패시터, 트랜지스터 및/또는 인덕터 중 하나 이상일 수 있는 적어도 하나의 개별 소자, 또는 임의의 다른 적절한 능동 또는 수동 전자 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이산 회로는 저항 어레이를 포함하며, 이 저항 어레이는 특정 값으로 설정된 저항을 가질 수 있다.

이러한 개별 식별자의 사용으로 인해 BMM에 대한 어드레싱이 구현될 수 있으며, 이러한 개별 식별자의 사용은, 예를 들어 BSM이 공통 송신 파장 또는 파장 범위를 사용하여 BMM들로 신호를 발신하는 경우에 유용한다. 각 BMM은 자신의 개별 식별자를 사용하여 BSM이 자신을 식별하게 할 수 있다(BMM 어드레싱 지원). 일 예로, BSM이 BMM들의 개별 식별자들을 미리 알도록 프로그래밍 되거나, BMM들의 개별 식별자들이 OCS를 통해 BSM에 전달될 수 있다. 다른 예로는, BSM은 공통 파장 또는 파장 대역의 발신 통신 채널을 사용하면서, 각 BMM에 대한 발신 통신(송신)에 대해서는 해당 BMM의 개별 식별자를 사용하여 각 BMM이 자신으로 어드레싱된 통신인지 식별할 수 있다. 이러한 실시 예에서, BSM은 개별 식별자를 생성하도록 구성된 이산 회로를 포함할 수 있으나, BMM 각각은 수신된 신호에서 자신의 개별 식별자를 결정하고 결정된 식별자를 저장된 식별자와 비교하거나, 수신된 신호에 의해 미리 결정된 식별자를 수신 신호로부터 도출하도록 구성된 이산 회로를 포함할 수 있다. 개별 식별자를 생성하기 위한 모듈은, 또한 소프트웨어 모듈 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 실시 예에서, 개별 식별자는 수신된 신호로부터, 즉 수신된 신호가 특정 BMM을 타겟으로 한다는 것을 결정하기 위해, 유도될 수 있다.

특정 BMM의 개별 식별자를 BSM에 제공하는 동안 시분할 다중화(TDM: time division multiplexing) 기술 또는 이와 유사한 기술이 사용될 수 있다. 이는 위에서 언급한 선택적인 차별화 메커니즘이다. BSM이 자신이 관리할 BMM들의 개별 식별자를 인식하지 못하는 상태에서, 모든 BMM이 공동 통신 채널을 통해 BSM으로 송신하는 경우, BMM들의 송신 중복이 발생할 수 있다. 이러한 경우, TDM을 사용함으로써 이러한 통신 중복을 피할 수 있다. 예를 들어, TDM 방식을 사용하는 경우, BSM이 설정 신호(예를 들어, PWM과 같은 정해진 패턴의 신호)를 송신하고, BMM들은 내부 설정 파라미터들을 기반으로 수신된 신호로부터, 예를 들어 개별 식별자를 BSM에 전달하기 위한, TDM의 의도된 시간 윈도우를 도출할 수 있다. 즉, 각 BMM은 내부 설정 파라미터에 기초해 BSM으로부터 수신한 설정 신호로부터, TDM에서 자신에게 할당된 시간 윈도우를 도출할 수 있다. 내부 설정 파라미터들은 수신된 신호의 파라미터들, 예를 들어 BSM과 각 BMM의 상대적인 위치에 의존하는 파라미터들일 수 있다. 수신된 신호의 이러한 파라미터들은 각 BMM마다 다르기 때문에, 수신된 신호로부터 도출할 수 있는 시간 윈도우가 달라지며, 따라서 적절한 차별화 프로세스가 보장될 수 있다. 다른 내부 설정 파라미터는 앞서 언급한 이산 회로의 파라미터일 수 있으며, 즉, 이산 회로의 속성들에 의해 정의될 수 있다. FDM에 대해 설명된 바와 같이, 이러한 경우 BSM은 배터리 시스템에 포함된 BMM들의 양을 초과하는 복수의 시간 프레임에서 송수신이 가능하도록 구성될 수 있다.

어드레싱 단계를 통해 BMM들의 개별 식별자가 BSM에 의해 수집되면, BMM들로부터의 추가 송신은 개별 식별자를 사용하여 연관된 BSM이 요청하는 경우에만 실행될 수 있다. 즉, TDM/FDM이 더 이상 필요하지 않을 수 있다. 예를 들어, BSM은 보고 요청을 송신 시, 수집된 개별 식별자의 사용을 통해 보고를 송신하도록 정해진 BMM에 지시할 수 있다. BSM은 대략적으로 통신이 발생할 것으로 예상되는 시기와 다른 BMM으로부터의 통신이 발생하지 않을 것으로 예상되는 시기를 인식하고 있음으로써, 정확한 시간이 필요하지 않다. TDM에 대한 대안으로서, 차별화 메커니즘은 BMM들의 개별 식별자를 BSM으로 송신하기 위해 FDD/FDM이 사용될 수도 있다. 이 경우, 각 BMM의 개별 이산 회로는, 해당 BMM이 송신 및/또는 수신하는 주파수를 정의하고, 또한 BSM은 중첩된 송신으로부터 개별 주파수 신호를 필터링하도록 구성될 수 있다.

어드레싱을 위한 상기 실시 예들 중 적어도 일부는 특별한 프로그래밍 또는 물리적 차이없이 공통의 BMM을 적용할 수 있으며, 이는 공장 레벨에서 개별 BMM이 특별한 구성을 가질 필요가 없기 때문에 제조 및 제조 시간을 더 쉽게 감소시킨다. 다른 실시 예에서, 각각의 배터리 모듈은 서로 동일한 BMM 및 개별 이산 회로를 포함할 수 있으며, BSM에 대한 BMM들의 개별 연결 즉, 어드레싱을 용이하게 하기 위한 이산 회로로서 개별 저항성 인쇄를 포함할 수 있다. 이는 BMM이 BSM에 자신을 식별하게 하기 위해 공통 송신 파장을 사용하는 경우에 유용한다. 각 BMM의 저항성 인쇄는 BMM 별로 다른 저항성 특성을 가지도록 구성됨으로써, BMM 별로 상이한 개별 식별자를 가지는 것을 용이하게 한다. 이러한 저항성 인쇄의 예로는 플렉스 인쇄(flex print)가 있다.

일 실시 예에서는, BMM들과 BSM의 개별적인 연결을 용이하게 하기 위해, 각각의 BMM은, 각 BMM에 의해 수신된 신호 강도에 기초하여 개별 식별자를 도출하고 BSM에 전달하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은, 예를 들어 배터리 시스템 내에서 각 BMM의 상대적인 공간 배치에 의해 야기된다. 여기서 사용되는 신호 강도는, 신호 강도의 범위 형태로 구성될 수도 있다. 신호 품질과 같은 다른 신호 속성들이, 측정된 신호 강도에 추가로 또는 그 대안으로 사용될 수 있다. 신호 속성의 측정은 당업자에게 주지된 적절한 측정 회로에 의해 이루어진다. BSM이 어떤 신호 강도가 어떤 BMM에 해당하는지 인식하도록 하기 위해, 각 BMM은 BSM으로부터 수신한 신호의 신호 강도, 또는 그로부터 파생되거나 그에 기초한 데이터를 자신의 개별 식별자로 사용하여 BSM이 자신을 식별할 수 있게 한다.

이러한 경우 신호 강도는 BMM들에 의해 BSM에 보고되어 BMM의 개별 식별자로 사용될 수 있다. 이는 공간에서의 BMM들의 배치 순서와 관련이 없으며, 예를 들어 배터리 시스템에 5 개의 BMM이 있다는 것을 아는 것으로 충분한다. BMM들은 각 BMM마다 다른 신호 강도를 제공하도록 간격을 두고 배치될 수 있다. 예를 들어, 모든 BMM이 BSM의 광 송신기의 송신 축의 왼쪽에 직렬로 배열될 수 있다. 그 대안으로, 하나 이상의 BMM이 동일하거나 유사한 신호 강도의 신호를 BSM으로부터 수신할 수 있는 경우, BMM 수신기들은 BMM들에 도착한 신호가 BMM 별로 상이한 광 감쇠(attenuation) 또는 증폭(amplification)되도록 하기 위해 설치된 필터들을 가질 수 있다. 이것은 배터리 시스템 내에서 BMM들의 광 수신기를 공간적으로 배열하는 것과 관련하여 더 많은 유연성을 가능하게 하며, 소프트웨어 및/또는 하드웨어 기반일 수 있다. 서로 다른 BMM의 식별을 용이하게 하기 위해 신호 강도가 사용되는 경우에, 중복 통신을 방지하기 위해 어드레싱 단계 동안 TDM/FDM 방식이 사용될 수 있다.

일 실시 예에서는, BMM들과 BSM의 개별 연결을 용이하게 하기 위해, 방향성 송신기 및 수신기가 적용될 수 있다. 이러한 방향성 송신기 및 수신기는, 매우 좁은 각도, 즉, 선택된 수신기만을 타겟으로 하는 방향성 광학 빔을 사용하며, 이러한 방향성 빔은 근접한 다른 송신기/수신기에 영향을 주지 않는다. 이 경우, BSM에서 BMM들로의 송신에 공통 파장 또는 파장 범위가 사용될 수 있으며, BMM들 간의 구별은 서로 다른 BMM들에 대해 서로 다른 송신 각도로 신호를 송신하는 것과 같이, 서로 다른 각도에서의 빔포밍을 통해 획득될 수 있다. 이를 달성하기 위해, BSM의 송신기는 동일한 파장 또는 파장 범위를 방출하나 서로 다른 각도 위치에 위치하여 서로 다른 BMM의 수신기를 향해 신호를 방출하는 복수의 광원을 포함할 수 있다. 그 대안으로, BSM의 송신기는 단일 광 방출기(light emitter)와 필터링 시스템을 함께 포함할 수 있으며, 여기서 필터링 시스템은 송신되는 광의 방향을 조정하여 서로 다른 BMM들과 방향성으로 통신할 수 있도록 만든다.

일 실시 예에서, 배터리 시스템은 배터리 분리 유닛(BDU: battery disconnecting unit)을 더 포함하고, 광 통신 시스템(OCS)은 통신 경로를 통해 BDU를 BSM과 연결하도록 구성될 수도 있다. 추가 실시 예에서, BDU는 고전압 측정 시스템을 포함하고, 고전압 측정 시스템은 적어도 하나의 배터리 모듈로부터의 전력을 BDU에 공급하도록 구성된다.

일 실시 예에서, 배터리 시스템에서의 통신은, 마스터로 작동하는 BSM, 및 슬레이브로 작동하는 BMM들 및/또는 BDU들에 의해 구현될 수 있다. 마스터-슬레이브 배열을 사용하는 것은 마스터-슬레이브 설정을 사용할 수 있도록 하며, 이 경우 슬레이브인 BMM들은 마스터인 BSM이 요청한 경우에만 응답할 수 있다. 이러한 마스터-슬레이브 통신이 작동하도록, BSM은 BMM들의 개별 식별자를 인식할 수 있다. 여기서, BSM이 BMM들의 개별 식별자들을 인식하는 방법은, 전술한 선택적 차별화 매커니즘, 예를 들어, 선택적 TDM 및/또는 FDM 방식과는 상이한 접근들이 적용될 수 있다.

배터리 시스템에서, 전술한 BMM, BDU와는 다른 모듈들이 OCS를 사용하여 BSM에 연결될 수도 있다. 일 실시 예에서, BMM 및/또는 BDU 각각은 광 송신기 및 광 수신기를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, BSM은 적어도 하나의 광 송신기 및 적어도 하나의 광 수신기를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, BMM, BDU 및/또는 BSM의 적어도 하나의 광 송신기는 발광 다이오드(LED: light-emitting diode))를 포함할 수 있다. 이 경우, 서로 다른 파장의 광 신호(예를 들어. 850nm-940nm에서 사용 가능한 적외선(IR))를 방출하는 LED들이 이들의 광 송신기에 사용될 수 있다. 일 실시 예에서, BMM, BDU 및/또는 BSM의 광 수신기는 포토 다이오드 또는 포토 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이러한 광 검출기(photodetector)(포토 다이오드, 포토 트랜지스터)는 감지 영역이 OCS의 통신에 사용되는 파장 또는 파장 범위 부근에 있도록 선택될 수 있다. 단일의 광 검출기 또는 광 수신기가 동시에 여러 파장을 감지하고 동시에 데이터를 송신할 수 있는 상이한 송신기들에 이러한 파장들을 할당하는 경우도 있을 수 있다. 그 대안으로, 수신기들이 서로 다른 파장 또는 파장 범위들을 커버하도록 구성될 수도 있다. 일 실시 예에서, 서로 다른 파장의 광은, 특정 파장의 광을 방출하도록 구성된 서로 다른 광 송신기, 및/또는 각각의 광 송신기에 의해 생성된 광 신호에 대한 광 필터의 사용에 의해 생성될 수 있다. 다시 말해서, 배터리 시스템은, 서로 다른 파장의 광을 방출하도록 구성된 복수의 상이한 광 송신기, 및/또는 적어도 하나의 광 송신기에 의해 생성된 상이한 파장들의 광을 필터링하도록 구성된 복수의 상이한 광 필터를 포함하도록 구성될 수 있다. 이 때, 각 파장들은 또한 파장 범위의 형태를 가질 수 있으며, 광 송신기들은 LED를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 광 통신 시스템(OCS) 또는 FSO 시스템은 적외선을 사용하도록 구성될 수 있다.

일 실시 예에서 복수의 배터리 모듈은 데이지 체인(daisy-chain) 방식으로 BSM에 연결될 수 있다. 이러한 경우에 BSM은 데이지 체인의 첫 번째 구성요소(component)이고, 각 BMM은 데이지 체인의 선행 구성요소(preceding component)와 통신하도록 구성된 제1 OCS 송신기-수신기 쌍과, 데이지 체인의 후행 구성요소(following component)와 통신하도록 구성된 제2 OCS 송신기-수신기 쌍을 포함할 수 있다. 데이지 체인 방식은 비-데이지 체인 방식에 비해, 신호 강도가 향상되고, 어드레싱 체계가 더 간단해지며, 예를 들어, 암시적/명시적인 주소 지적이 가능해지며, 더 높은 강인성(robustness), 및 더 높은 안전수준(예를 들어, 링 접근 방식)을 제공하는 이점을 가진다.

일 실시 예에서, 데이지 체인은 링형 토폴로지(ring-like topology)로 구성될 수 있다. 이러한 경우, BSM은 데이지 체인의 첫 번째 BMM과 통신하도록 구성된 제1 BSM OCS 송신기-수신기 쌍, 및 데이지 체인의 마지막 BMM과 통신을 위해 구성된 제2 BSM OCS 송신기-수신기 쌍을 포함하여 통신 링을 형성할 수 있다. BSM이 2개의 송신기 및 2개의 수신기를 가지는 데이지 체인의 링형 배열, 즉 마지막 BMM이 BSM에 다시 연결되는 구조는, 오류 감지에 유리하다.

BSM이 BMM들과 데이지 체인 방식으로 통신하는 광 통신 시스템(OCS)의 경우에도, 전술한 비-데이지 체인 실시 예에서와 일부 동일한 특성들을 포함할 수도 있다. 비-데이지 체인 방식으로 작동하는 광 통신 시스템(OCS)에서는 전술한 바와 같이, 각 구성요소(BSM, BMM들 또는 BDU들)가 동일한 파장 또는 파장 범위에서 작동하거나, 또는 서로 다른 파장 또는 파장 범위에서 작동할 수 있는 단일 송신기 및 단일 수신기를 갖는 것으로 충분히 작동할 수 있다.

데이지 체인 방식으로 작동하는 광 통신 시스템(OCS)의 일 실시 예에서는, 이전 실시 예들에서와 유사하게 후행 구성요소는 요청이 있을 때만 송신할 수 있는 반면에, BSM은 마스터 또는 최상위 레벨의 구성요소이고, 직렬로 연결된 각 BMM은 계층 구조에서 서로 다른 슬레이브 레벨을 형성할 수 있다. 본 문서에서 마스터 구성요소는, 데이지 체인을 구성하는 계층 구조에서 최상위 구성요소 또는 더 높은 순위(선행 구성요소)의 구성요소를 나타내고, 슬레이브 구성요소는 데이지 체인을 구성하는 계층 구조에서 더 낮은 순위이거나 또는 후행인 구성요소를 나타낼 수 있다.

데이지 체인 통신 중에 각 구성요소는 모든 정보를 후행 구성요소로 전달하거나, 수신된 정보에서 자신의 식별 정보 또는 자신을 타겟으로 하는 정보를 제외하고 나머지 정보를 후행 구성요소로 전달할 수도 있다. 각 구성요소가 자신을 타겟으로 하는 정보를 식별하는 것은, 위에서 설명바와 같이 BMM들의 개별 식별자를 사용하여 암시적(implicitly)으로 또는 명시 적(explicitly)으로 수행될 수 있다. 이러한 개별 식별자들은 BSM에 전달될 수 있다.

암시적 어드레싱(implicit addressing)은 각 BMM이 수신하는 데이터를 모니터링하여 데이지 체인에서 자신의 위치를 도출하는 것을 나타낸다. 이를 위해 후행 구성요소로부터 선행 구성요소에 송신되는 메시지는, 해당 메시지가 전달된 경로에 위치하는 후행 구성요소로부터 수신된 모든 데이터를 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 데이지 체인의 마지막 구성요소만이 최상위 구성요소인 BSM으로 보내기 위한 메시지를 생성하고, BSM으로 메시지를 후진으로(back) 보내는 프로세스를 개시할 있다. 또한, 데이지 체인의 마지막 구성요소에 의해 생성된 후 BSM에 보내진 메시지는, BSM으로 전달되는 과정에서 이를 전달하는 구성요소들, 즉, BMM들의 정보들이 더해질 수 있다.

따라서, 예를 들어, BMM이 두 개의 후행 구성요소에 의해 더해진 정보를 포함하는 메시지를 후행 구성요소로부터 수신하는 경우, 이름이나 식별자와 상관없이 자신이 데이지 체인의 끝에서 세 번째 구성요소임을 이 메시지에서 도출해낼 수 있다. 또한, 예를 들어, BSM이 데이지 체인에 5 개의 슬레이브 구성요소 즉, BMM들이 포함됨을 미리 알고 있는 경우, BSM은 각 슬레이브 구성요소(BMM)에 대한 서로 다른 내용의 정보를 포함하는 발신 메시지를 자신의 후행 구성요소(BMM)에 보낼 수 있다. 이러한 메시지는 데이지 체인을 통해 전파될 수 있다. 다른 실시 예에서, BSM의 후행에 있는 각 구성요소는 BSM으로부터 발신된 메시지로부터 자신에게 발신된 명령(또는 정보)을 제거하고, 발신 메시지의 나머지를 자신의 후행 구성요소로 전달할 수 있다.

일 실시 예에서는 데이지 체인에서 특정 어드레싱이 또한 존재할 수 있다. 이는 정해진 BMM만 BSM의 명령으로 프로그래밍되어야 하고, BMM들이 개별 식별자를 포함하는 경우에 사용될 수 있다. 이러한 어드레싱 방식은, 타겟인 구성요소에 전달할 메시지만 BSM에서 송신되고, 타겟인 구성요소만 개별 식별자를 사용하여 BSM에 응답하므로 통신 시스템의 트래픽을 감소시킬 수 있다. 데이지 체인의 실시 예에서는 구체적이고 명시적인 어드레싱(explicit addressing)이 존재할 수 있다. BSM이 BMM들의 개별 식별자를 알고 있을 때, BSM은 모든 BMM을 직접적이고 선택적으로 처리할 수 있다.

본 개시의 다른 양태는, 데이지 체인 방식으로 통신하는 배터리 시스템에서 구성요소들의 명시적 어드레싱을 위해 BSM이 구성요소들의 개별 주소(개별 식별자)를 획득하는 방법을 제공할 수 있다. 이러한 방법은 배터리 시스템에 의해 하이 레벨(high level) 방법으로 구현되나, 하위 단계들은 BSM 또는 BMM에 의해 구현될 수 있다. 이 프로세스는 BSM이 BMM들의 식별자를 요청하는 메시지를 송신하는 것으로 시작된다. 이 메시지는 ID 요청 메시지라고 할 수 있으며, 각 구성요소에서 후행 구성요소에 전달될 수 있다. 다음으로, 데이지 체인의 마지막 BMM을 정할 수 있다. 이를 위해, 각 BMM은 자신에 의해 전달되는 ID 요청 메시지에 대한 일부 응답을 요청하는 응답 스레시홀드(response threshold)를 설정할 수 있다. 이러한 응답은 간단한 승인(ACK: acknowledgement) 메시지일 수 있으나, 완전한 응답이 후속으로 이어질 수도 있다. 선행 구성요소는 상대적으로 짧은 시간(예를 들어, 1초) 내에 후행 구성요소로부터의 ACK 응답을 기대할 수 있으므로, ACK 메시지는 상대적으로 짧은 임계 시간 설정을 가질 수 있다.

마지막 BMM(구성요소)이 BSM에 통신적으로 연결되지 않은 경우 즉, 데이지 체인이 링형 구조가 아닌 경우, 마지막 구성요소는 주어진 스레시홀드에서 ACK를 수신하지 않음으로써 자신이 마지막 구성요소임을 인식할 수 있다. 링 통신 방식의 데이지 체인의 경우에는, 마지막 구성요소에 BSM(통신 링 완결)으로부터 ACK가 도착하여, 마지막 BMM이 데이지 체인에서 자신이 마지막 구성요소임을 인식할 수 있다. 마지막 구성요소는 이러한 방식으로 자신을 식별한다. 마지막 BMM은 자신을 마지막 구성요소로 인식함에 따라, 자신을 현재 구성요소로 설정하고, 현재 구성요소의 개별 식별자를 포함하는 ID 응답 메시지를 생성하여 ID 응답 메시지 피드백을 시작할 수 있다. 여기서, 현재 구성요소는 데이지 체인을 통해 전파 중인 메시지(예를 들어, ID 응답 메시지)를 소유하고 처리 중인 구성요소를 나타낼 수 있다. 이후, ID 응답 메시지는 데이지 체인에서 역방향으로 전파되며, ID 응답 메시지를 소유하는 현재 구성요소는 ID 응답 메시지를 자신의 선행 구성요소(즉, 자신에게 ID 요청 메시지를 보낸 구성요소)로 후진으로 보낸다. 이에 따라, ID 응답 메시지는 현재 구성요소의 선행 구성요소에서 수신된다.

이를 수신하게 된 선행 구성요소는 BSM 또는 다른 BMM일 수 있으며, 이는 수신 구성요소 자신에 의해 확인(또는 알려짐)된다. ID 응답 메시지를 소유한 구성요소가 BSM인 경우 BSM은 ID 응답 메시지에서 이를 전달한 모든 구성요소들(BMM들)의 ID를 추출하여 각 구성요소의 개별 ID(개별 식별자)를 메모리에 저장할 수 있다. 이후, BSM은 각 BMM의 개별 ID를 사용하여 각 BMM을 개별적으로 처리할 수 있다. ID 응답 메시지를 소유한 구성요소가 BSM이 아닌 경우, 즉, BMM 중 하나인 경우, 프로세스는 해당 구성요소(BMM)가 자신을 현재 구성요소로 설정하는 것으로 진행된다. 그런 후에, 해당 BMM 즉, 현재 구성요소는 수신된 ID 응답 메시지에 자신의 개별 ID를 추가할 수 있다. 이와 같이 추가된 ID들의 리스트는, BSM이 전체 리스트를 수신할 때까지 반복적으로 각 BMM에 의해 ID가 추가되므로 BMM을 거칠 때마다 사이즈가 증가한다.

ID 응답 메시지는 데이지 체인에서 후진으로 보내질 때 BMM들의 모든 개별 식별자(ID)들을 직렬로 추가할 수 있고, 이에 따라 BSM은 또한 데이지 체인에서 BMM들의 순서를 알 수 있다. 이는 BSM이 예상되는 통신 타이밍을 결정할 수 있도록 한다. 예를 들어, BSM은 첫 번째 BMM(BSM에 가까운)의 응답보다 마지막 BMM의 응답을 수신하기 위해 더 많은 시간을 기다릴 필요가 있다.

일 실시 예에서, 데이지 체인에서 개별적으로 어드레싱된 메시지(BMM의 개별 식별자를 갖는)를 수신한 BMM이 타겟 BMM(식별된 수신자)이 아닌 경우, 해당 BMM이 메시지에 응답하는 BMM이 없어 오류 신호를 보낼 수 있는 마지막 BMM이 아닌 한, 메시지를 후행 BMM으로 전달할 수 있다. 반면에, 타겟인 BMM이 이러한 개별 메시지를 수신하면, 타겟 BMM(의도된 수신자)은 전달을 중지하고 자신의 개별 식별자를 포함하는 응답 메시지를 생성하며, 이를 BSM을 타겟 구성요소로 하여 선행 구성요소로 후진으로 보낼 수 있다. 데이지 체인 계층 구조의 모든 선행 구성요소는 응답 메시지가 BSM에 도달할 수 있도록 응답 메시지를 선행 구성요소로만 전달할 수 있다.

배터리 시스템에서는 구성요소들 또는 모듈들의 상이한 위치에 따라 OCS 데이지 체인 통신을 위한 상이한 기하학적 위치 지정이 가능할 수 있다. 예를 들어, 모듈들의 상단 또는 모듈들의 측면이 배터리 팩의 중간에 있을 수 있다. 그 대안으로, 모듈들의 상단 또는 모듈들의 측면이 배터리 팩의 측면에 있을 수도 있다. 배터리 팩 디자인의 다양한 레이아웃들에 대해, 하나의 BMM에서 다음으로, 그리고 BSM에서 첫 번째 BMM으로의 직접적인 가시선 배치가 가능한다. 각 구성요소들 또는 모듈들은 데이지 체인을 통해 전파되는 가시선 신호를 직접 획득할 수 없는 경우, 거울을 통해 전달 받을 수도 있다. 일 실시 예에서, 차광막(light barrier)이 서로 다른 OCS 송신기-수신기 쌍들 사이에 존재할 수 있다. 이는 상이한 Tx/Rx 쌍들이 서로 영향을 미치지 않고 독립적으로 통신하는 기술적 효과를 갖는다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 위에서 정의된 바와 같은 배터리 시스템을 포함하는 차량이 제공될 수 있다.

본 개시의 또 다른 양태는 배터리 시스템을 작동시키는 방법이며, 상기 방법은 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈을 제공하는 단계를 포함하고, 여기서 각각의 배터리 모듈은 배터리 셀들의 상태를 모니터링하기 위한 배터리 모듈 모니터(BMM)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 배터리 시스템 모니터(BSM)를 제공하는 단계, 및 적어도 두 개의 통신 경로를 통해 BMM들과 BSM을 연결하도록 구성된 광 통신 시스템(OCS)을 제공하는 단계를 포함하며, 여기서 OCS는 통신 경로들의 차별이 가능하도록 적어도 두 개의 서로 다른 파장을 사용하도록 구성될 수 있다. 상기 방법에 따르면, OCS는 본 발명의 제1 양태로서 전술한 배터리 시스템의 임의의 실시 예에 따라 구성될 수 있다. 본 설명에서 언급된 본 발명의 다양한 실시 예는 개별적으로 달리 언급되지 않는 한, 서로 유리하게 결합할 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 배터리 모듈들 간의 유선 연결을 최소화하여 전선으로 인한 전자기파 적합성(EMC) 문제를 개선할 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 배터리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2a 내지 도 2b는 도 1의 배터리 시스템의 통신 방법의 일 예를 도시한다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1의 배터리 시스템의 통신 방법의 다른 예를 도시한다.
도 4a 내지 도 4b는 도 1의 배터리 시스템의 통신 방법의 또 다른 예를 도시한다.
도 5a 내지 도 5b는 도 1의 배터리 시스템의 통신 방법의 또 다른 예를 도시한다.
도 6은 도 1의 배터리 시스템의 통신 방법의 또 다른 예를 도시한다.
도 7은 일 실시 예에 따른 배터리 시스템을 작동시키는 방법을 도시한다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 배터리 시스템으로서 데이지 체인 설정이 사용되는 실시 예를 도시한다.
도 9는 도 8의 배터리 시스템에서 BSM이 BMM의 개별 식별자를 획득하는 방법을 도시한다.

이하, 실시 예들을　참조하여 상세하게 설명되며, 그 예들은　첨부 도면에 도시되어 있다. 이하 첨부된 도면들을 참조하여 실시 예들의 효과 및 특징, 그리고 그 구현 방법을 상세히 설명한다. 동일한 참조 부호는 동일한 구성요소를 나타내며, 그에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 본 문서에서 "및/또는"이라는 용어는 관련되어 열거된 항목들 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예들을 설명 시 "~할 수 있다", "~일 수 있다"를 사용하는 것은 본 발명의 하나 이상의 실시 예를 나타낸다.

본 문서에서 "제1", "제2", 등의 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 이러한　용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이러한　용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

본 발명의 실시 예들에 대한 다음의 설명에서, 단수 형태의 용어는 문맥에 달리 명시되지 않는 한 복수 형태를 포함할 수 있다.

"포함한다", "구성된다", "포함하는", "구성하는" 등의 용어들은 특성, 영역, 고정 수, 단계, 프로세스, 요소, 소자, 부품, 성분, 및 이들의 조합을 특정하는 것으로，다른 특성, 영역, 고정 수, 프로세스, 요소, 소자, 부품, 성분, 및 그들의 조합을 배제하지는　않는　것으로　이해될　것이다．

또한, 필름(film), 영역(region) 또는 엘리먼트(element)가 다른 필름, 영역 또는 엘리먼트 "위에" 또는 "상에"있는 것으로 언급되는 경우, 다른 필름, 영역 또는 엘리먼트 상에 직접 있을 수 있거나, 또는 이들 사이에 개재되는 또 다른 필름, 영역 또는 엘리먼트가 존재할 수도 있다.

여기서 "상부" 및 "하부"라는 용어는 z축을 기준으로 정의된다. 예를 들어, 상부 커버는 z축 상의 상부에 위치하고 하부 커버는 z축 상의 하부에 위치한다. 도면에서 엘리먼트들의 사이즈들은 명확성을 위해 과장될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 각 엘리먼트의 크기 또는 두께는 예시를 위해 임의로 도시될 수 있으므로, 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.

본 발명의 기술적인 특징들 및 이를 달성하기 위한 방법들은 이하의 실시 예들에 대한 상세한 설명 및 첨부된 도면들을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다. 이하, 첨부된 도면들을 참조하여 예시적인 실시 예를 보다 상세하게 설명하며, 여기서 동일한 참조 번호는 전체에 걸쳐 동일한 구성요소를 지칭한다.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구체화될 수 있으며 여기에서 예시된 실시 예에 한정되지 않는다. 오히려, 이러한 실시 예는 본 개시가 철저하고 완전하고 당업자에게 본 발명의 양태 및 특징을 완전히 전달할 수 있도록 예로서 제공된다. 따라서, 본 발명의 양태 및 특징의 완전한 이해를 위해 당업자에게 필요하지 않은 프로세스, 요소 및 기술은 설명되지 않을 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "실질적으로", "약"및 유사한 용어는 정도의 용어가 아니라 근사값의 용어로 사용되며, 이들에 의해 인식될 측정 또는 계산된 값의 고유 한 편차를 설명하기위한 것입니다. 당업자의. 또한, "실질적으로"라는 용어가 숫자 값으로 표현될 수 있는 특징과 결합하여 사용되는 경우, "실질적으로"라는 용어는 값을 중심으로 한 값의/-5 % 범위를 의미한다.

달리 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술 및/또는 본 명세서의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야하며, 여기에 명시적으로 정의되지 않는 한 이상화되거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다.

도 1은 일 실시 예에 따른 시스템의 개략적인 하이-레벨 개요를 도시한다. 여기서, 시스템은 배터리 시스템으로, 예를 들어 공통 하우징 내에 위치하는 복수의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩의 일부일 수 있다.

배터리 시스템은 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 적어도 하나의 배터리 모듈(111, 112, 113)을 포함하며, 각각의 배터리 모듈(111, 112, 113)은 적어도 하나의 배터리 셀의 상태를 모니터링하기 위한 배터리 모듈 모니터(BMM: battery module monitor)(133)를 포함할 수 있다. 여기서, 상태 모니터링은, 예를 들어 배터리 셀들의 전압, 및/또는 온도를 측정하고 기록함으로써 수행될 수 있다.

또한, 배터리 시스템은 배터리 시스템 모니터(BSM: battery system monitor)(121)를 갖는 관리 모듈(101)을 포함할 수 있다. BSM(121)은 충전식 배터리(배터리 셀 또는 배터리 팩)를 관리하는 전자 시스템이다.

BSM(121)은 고전압 커넥터(123)와 같은 배터리 커넥터와 차량 커넥터(122)와 같은 출력 커넥터를 포함하는 모듈에 통합될 수 있다. 이러한 경우 차량은 전기 또는 하이브리드 차량일 수 있다.

도 1의 배터리 시스템은 적어도 두 개의 통신 경로(P1, P2)를 통해 BMM들(131, 132, 133)을 BSM(121)에 개별적으로 연결하도록 구성된 광 통신 시스템(OCS: optical communication system)을 더 포함할 수 있다.

OCS는 각 BMM(133) 및 BSM(121)을 위한 광 송신기 및 광 수신기를 포함할 수 있다. 예를 들어, BSM(121)은 광 송신기(OCS Tx, 125) 및 광 수신기(OCS Rx, 124)를 포함하고, 각 BMM(133)은 광 송신기(OCS Tx, 141) 및 광 수신기(OCS Rx, 142)를 포함할 수 있다.

OCS는 통신 경로들의 차별을 가능하게 하기 위해 적어도 두 개의 서로 다른 파장의 광(light)을 사용하도록 구성될 수 있다. 본 문서에서, '차별(differentiation)'은 둘 이상의 대상을 차이를 두어서 구별하는 것을 의미한다. OCS에 대한 자세한 내용은 이하 도면들을 참조하여 설명된다.

도 2a 내지 도 2b는 도 1의 배터리 시스템의 제1 통신 실시 예의 개략적인 개요를 도시한다. 이 경우, BSM(121)은 미리 정의된 파장 또는 파장 범위(WL_1)를 갖는 광 신호들을 각각의 BMM(131, 132, 133)으로 송신하도록 구성된 송신기(Tx)를 포함할 수 있다. BSM(121)은 각각의 BMM(131, 132, 133)으로부터 미리 정의된 파장 또는 파장 범위(WL_2)를 갖는 광 신호들을 수신하도록 구성된 수신기(Rx)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 적어도 두 개의 통신 경로가 전술한 파장 또는 파장 범위(WL_1, WL_2)에서 생성된다.

이에 대응하여, 각 BMM(131, 132, 133)은 미리 정의된 파장 또는 파장 범위(WL_2)를 갖는 광 신호들을 송신하도록 구성된 송신기(Tx)를 포함하며, 각 BMM(131, 132, 133)은 미리 정의된 파장 또는 파장 범위(WL_1)를 갖는 광 신호들을 수신하도록 구성된 수신기(Rx)를 포함할 수 있다.

이러한 경우, BMM들에서 BSM으로의 통신이 동시에 또는 거의 동시에 수행되면 BSM(121)에 의해 수신된 통신들이 중첩되고 판독 불가능해질 수 있기 때문에, BMM들(131, 132, 133)이 동일한 파장(WL_2)을 통해 송신할 수 없게 되므로, 통신이 동시에 또는 거의 동시에 수행되지 않을 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 첫 번째 솔루션은, BMM들과 BSM 사이의 통신에서 마스터-슬레이브 설정을 사용하는 것이며, 여기서 슬레이브인 BMM은 마스터인 BSM이 요청한 경우에만 응답할 수 있다. 여기서, 마스터-슬레이브 설정에 의해 작동하기 위해서는, BSM이 BMM들의 개별 식별자를 인식해야 한다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 또 다른 솔루션은 시분할 다중화(TDM: time division multiplexing) 방식을 사용하는 것으로서, 이는 동일한 주파수 대역 내에서 서로 다른 시간 슬롯들의 할당을 통해 업 링크(BMM이 송신기로 작동)가 각 다운 링크(BMM 중 하나가 송신기로 작동)로부터 분리되는 다중 통신 방식이다. 이러한 TDM 기술은 특정 형태의 다중화(multiplex) 또는 이중화(duplex) 기술로서, IEEE 802.16 WiMAX, 3G TD-SCDMA 및 4G TDD LTE 등에서 사용된다. 배터리 시스템에서 TDM은 시간 상에서 중첩되지 않는 송신 슬롯들을 사용하도록 BMM들(131, 132, 133)을 구성하거나, BSM으로부터 수신되는 공통 설정 신호로부터 서로 중첩되지 않는 송신 슬롯(시간 슬롯)을 도출하기 위한 수단들을 가지도록 BMM들(131, 132, 133)을 구성함으로써 구현될 수 있다.

일 실시 예에서, 배터리 시스템에서 광 신호를 이용한 TDM의 구성은, BSM(121)이 설정 신호(예를 들어 PWM과 같은 정해진 패턴의 신호)를 광 신호로 송신하고, BMM들이 내부 설정 파라미터에 기초하여, 자신과 BSM(121)과의 통신을 위해 필요한 개별 식별자를 BSM(121)에 전달하기 위한 TDM의 시간 윈도우(TDM 슬롯)를 BSM(121)으로부터 수신한 설정 신호로부터 도출하여 구성될 수 있다. 여기서, 내부 설정 파라미터는 BSM(121)으로부터 수신된 신호의 파라미터들일 수 있다. 이 경우, 각 BMM(131, 132, 133)마다 BSM(121)으로부터 수신된 신호의 파라미터들이 다를 수 있어, 이로부터 도출되는 타겟 시간 윈도우 또한 달라지며, 따라서 적절한 차별화 프로세스가 보장될 수 있다. 다른 내부 설정 파라미터들은 앞서 언급한 이산 회로(discrete circuit)의 파라미터일 수 있다.

도 2b를 예로 들면, TDM 방식으로 작동하는 경우 BSM(121)은 T0 및 T4 시점에서 BMM들(131, 132, 133)에 송신하는 반면, BSM1(131)은 T1 및 T5에서 송신하고, BSM2(132)는 T2 및 T6에서 송신하고, BSM3(133)는 T3 및 T7 시점에서 송신할 수 있다. 이에 따라, 두 개의 파장들(WL_1과 WL_2)을 사용하는 두 통신 경로만 사용하더라도, BSM(121)과 BMM들(131, 132, 133) 사이의 통신들이 겹치지 않을 수 있다. 이와 같이, TDD 방식으로 송신이 이루어지는 실시 예에서는, 수신기가 항상 활성화될 필요가 없다.

도 3a 내지 3c는 도 1의 배터리 시스템의 제2 통신 실시 예의 개략적인 개요를 도시한다. 이 경우, BSM(121)은 미리 정의된 각 BMM(131, 132, 133)별 파장 또는 파장 범위(WL_1, WL_2, WL_3)를 갖는 광 신호들을 송신하도록 구성된 송신기(Tx)를 포함할 수 있다. BSM(121)은 또한 미리 정의된 각 BMM(131, 132, 133)별 파장 또는 파장 범위(WL_1, WL_2, WL_3)를 갖는 광 신호들을 수신하도록 구성된 수신기(Rx)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 적어도 두 개의 통신 경로들이 서로 상이한 파장 또는 파장 범위(WL_1, WL_2, WL_3)를 사용하도록 구성될 수 있다. 구체적으로 BSM(121)과 BMM들(131, 132, 133) 사이에는 서로 상이한 파장 또는 파장 범위(WL_1, WL_2, WL_3)를 사용하는 3개의 통신 경로가 존재할 수 있다.

이에 대응하여, 각각의 BMM(131, 132, 133)은 미리 정의된 파장 또는 파장 범위(예를 들어, BMM(131)을 위한 WL_1, BMM(132)을 위한 WL_2, 및 BMM(133)을 위한 WL_3)를 갖는 광 신호들을 송신하도록 구성된 송신기(Tx)를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 BMM(131, 132, 133)은 미리 정의된 파장 또는 파장 범위(예를 들어, BMM(131)을 위한 WL_1, BMM(132)을 위한 WL_2, 및 BMM(133)을 위한 WL_3)를 갖는 광 신호들을 수신하도록 구성된 수신기(Rx)를 포함할 수 있다.

이와 같이 모든 통신 경로가 서로 다른 파장 또는 파장 범위의 사용에 의해 분리된 경우에는, 도 3c에서 보여지는 바와 같이 통신들이 시간 상(예를 들어, 시간 인스턴트 T1-T2, T3 또는 T5에서) 겹칠 수 있더라도, TDM을 필요로 하지 않을 수 있다. 즉, 통신들의 완전한 분리가 달성될 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, BSM(121)은 서로 다른 파장들(WL_1, WL_2, WL_3)을 사용하여 BMM들(131, 132, 133)에 동시에 송신할 수 있다. BSM(121)은 또한 T3에서 보여지는 바와 같이 WL_2를 통해 BSM(2)만을 어드레싱하여 선택적으로 송신할 수도 있다.

그러나, BSM(121)의 광 송신기(Tx) 또는 광 수신기(Rx)가 모든 BMM들(131, 132, 133)에 대해 공통의 파장 또는 파장 범위를 사용하는 경우도 가능하다. 이러한 경우에는, 예를 들어, 도 3b와 같이 적어도 설정 단계(setup phase) 동안에는 BMM들(131, 132, 133)의 개별 식별자들을 BSM(121)에 전달하기 위해 도 2b를 참조하여 설명한 바와 같은 TDM 방식이 적용될 수 있다. 도 3b의 경우에, BSM(121)은 모든 BMM들(131, 132, 133)에 공통 신호를 송신하는 공통 송신 기능을 사용할 수 있고, 이에 따라 BMM들은 BSM(121)로부터 공통 신호를 수신하는 공통 수신 기능을 사용할 수 있다. 따라서, BSM(121)은 T0에서 BMM들(131, 132, 133)에 개별 식별자를 요청하는 공통 신호를 송신하고, 이러한 공통 신호를 수신한 BMM들(131, 132, 133)은 T1 내지 T3에서 자신의 개별 식별자들을 TDM 방식으로 BSM(121)에 송신할 수 있다. 그런 다음에는 계속해서, BSM(121)은 T4 및 T6에서와 같이, 특정 BMM(131, 132, 133)으로부터 데이터를 요청하기 위해 해당 BMM의 개별 식별자를 사용할 수 있다.

도 4a 내지 도 4b는 도 1의 배터리 시스템의 제3 통신 실시 예의 개요를 도시한다. 이 경우, BSM(121)은 미리 정의된 각 BMM(131, 132, 133) 별 파장 또는 파장 범위(WL_1, WL_2, WL_3)를 갖는 광 신호들을 송신하도록 구성된 송신기(Tx)를 포함할 수 있다. 또한, BSM(121)은 미리 정의된 각 BMM(131, 132, 133) 별 파장 또는 파장 범위(WL_4, WL_5, WL_6)를 갖는 광 신호들을 수신하도록 구성된 수신기(Rx)를 포함할 수 있다. 따라서, 적어도 두 개의 통신 경로들이 서로 다른 파장 또는 파장 범위(WL_1-WL_6)를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, BSM(121)과 BMM들(131, 132, 133) 사이에는 서로 다른 6개의 파장 또는 파장 범위(WL_1-WL_6)를 사용하는 6개의 통신 경로가 있다.

이에 대응하여, 각각의 BMM(131, 132, 133)은 미리 정의된 파장 또는 파장 범위(예를 들어, BMM(131)의 경우 WL_4, BMM(132)의 경우 WL_5 및 BMM(133)의 경우 WL_6)를 갖는 광 신호를 송신하도록 구성된 송신기(Tx)를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 BMM(131, 132, 133)은 미리 정의된 파장 또는 파장 범위(예를 들어, BMM(131)을 위한 WL_1, BMM(132)을 위한 WL_2 및 BMM(133)을 위한 WL_3)를 갖는 광 신호들을 수신하도록 구성된 수신기(Rx)를 포함할 수 있다.

도 3a에 도시된 바와 같이 BSM(121)과 BMM들(131, 132, 133) 사이의 모든 통신 경로가 분리된 경우, 즉 BSM(121)과 BMM들(131, 132, 133) 사이의 각 통신 경로가 WL_1 내지 WL_6의 구별되는 파장들을 사용하는 경우에는, 예를 들어, 도 4b에서 보여지는 바와 같이 T1-T2, T3 및 T5 시간 인스턴트들에서 통신들이 시간적으로 서로 중첩될 수 있더라도, TDM 방식을 필요로 하지 않을 수 있다. 그러나, 하나의 통신이 다른 통신에 영향을 미치지 않기 위해 각 통신은 시간 상에서 분리될 수도 있다.

도 5a 내지 5b는 도 1의 배터리 시스템의 제4 통신 실시 예의 개요를 도시한다. 도 5a 및 도 5b는, 전술한 도 2a 및 2b의 실시 예를 기반으로 할 수 있다. 즉, 도 5a 및 도 5b에서, 각 BMM(131, 132, 133)은 미리 정의된 파장 또는 파장 범위(WL_2)를 갖는 광 신호들을 송신하도록 구성된 송신기(Tx)를 포함하며, 각 BMM(131, 132, 133)은 미리 정의된 파장 또는 파장 범위(WL_1)를 갖는 광 신호들을 수신하도록 구성된 수신기(Rx)를 포함할 수 있다.

이 실시 예에서는, BMM들(131, 132, 133)은 BSM(121)으로부터 수신된 신호의 신호 강도를 측정하도록 구성되며, BSM(121)의 송신기는 미리 정의된 알파 각도 범위(140)(BSM(121)의 송신기(Tx)의 광 방출 각도 범위)로 신호를 송신할 수 있다. 따라서 BMM(131)은 수신된 신호로부터 신호 강도 1(SStr1)을 측정하고, BMM(132)은 수신된 신호로부터 신호 강도 2(SStr2)를 측정하고, BMM(133)은 수신된 신호로부터 신호 강도 3(SStr3)을 측정할 수 있다.

이러한 배열에서는, 적어도 하나의 배터리 모듈(111, 112, 113) 각각이 동일한 구성의 BMM(131, 132, 133)을 포함하면서도, BMM들(131, 132, 133)을 BSM(121)에 개별적으로 연결할 수 있도록 하기 위해, 각 BMM(131, 132, 133)은 각 BMM(131, 132, 133)에 의해 수신된 신호의 신호 강도에 기초하여 개별 식별자를 도출하고, BSM(121)과 통신에서 이 개별 식별자를 사용하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 신호 강도 레벨은 배터리 시스템 내에서 각각의 BMM(131, 132, 133)의 상대적인 배치에 의해 달라질 수 있다. 배터리 시스템 내에서 BSM(121)에 대한 상대적인 위치가 둘 이상의 BMM에서 동일하거나 유사할 경우, 이 BMM들에서는 동일하거나 유사한 신호 강도가 보고될 수 있다. 이러한 경우, BMM들은 수신된 신호의 신호 강도를 조정(예를 들어, 감쇠 또는 증폭)하기 위해 서로 다른 필터들을 적용할 수 있다. 이러한 필터들은 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현될 수 있다.

BSM(121)은 각 BMM에 주어진 개별 식별자를 각각의 BMM(131, 132, 133)으로부터 수신된 데이터와 연관시킬 수 있다.

이 실시 예에서, BMM들(131, 132, 133)의 송신기들이 동일한 송신 파장 또는 파장 범위(WL_2)를 사용하여 송신하므로, TDM 방식(도 5b 참조)이 사용될 수 있다. 그러나, BSM(121)은 신호 강도에 기초하여 결정된 BMM들(131, 132, 133)의 개별 식별자를 사용하여 특정 BMM(131, 132, 133)으로 어드레싱함으로써 언제든지 송신할 수 있다. 이 때, 도 5b에 도시된 TDM 방식의 통신은, 예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 설정 단계에서만 실행되도록 구성될 수 있다.

도 6은 도 1의 배터리 시스템의 제5 통신 실시 예의 개요를 도시한다. 이 경우, 도 6의 실시 예는 도 2a의 실시 예를 기반으로 사용할 수 있다. 즉, 도 6에서, 각 BMM(131, 132, 133)은 미리 정의된 파장 또는 파장 범위(WL_2)를 갖는 광 신호들을 송신하도록 구성된 송신기(Tx)를 포함하며, 각 BMM(131, 132, 133)은 미리 정의된 파장 또는 파장 범위(WL_1)를 갖는 광 신호들을 수신하도록 구성된 수신기(Rx)를 포함할 수 있다.

이 실시 예에서, 각 통신 링크들은 빔포밍(beamforming)(또는 방향성 송신/수신 기술)의 적용을 통해 형성되어, 공통 파장(WL_1, WL_2)을 사용하면서도, 서로 다른 각도들(α1, α2 및 β1, β2)에서의 빔포밍을 통해 BMM들(131, 132) 사이의 통신 경로 구별이 가능할 수 있다. 이를 위해, BSM(121)의 송신기는 동일한 파장 또는 파장 범위(WL_1)를 방출하지만, 서로 다른 각도 위치(예를 들어, α2 및 β2)에 위치한 서로 다른 수신기들(즉, 각각의 BMM(131) 및 BMM(132))을 향해 방향성 광 신호를 방출하는 복수의 광원들(예를 들어, BMM들의 개수와 동일한 개수의 광원들)을 포함할 수 있다. 그 대안으로, BSM(121)가 단일 광 방출기(light emitter)(송신기)를 필터링 시스템과 함께 포함하여, 광 방출기로부터 방출되는 광의 방향이 필터링 시스템에 의해 조정되어 서로 다른 BMM들과 방향성으로 통신할 수도 있다. 또 다른 실시 예에서는, BSM(121)가 동일한 파장 또는 파장 범위를 방출하도록 구성된 광 방출기들을 갖는 하나 이상의 송신기를 포함할 수 있는데, 이는 방향성 통신이 송신 각도들에 기초하여 통신 경로들을 구별할 수 있도록 하기 때문이다.

이와 같은 경우에, BSM(121)과 각 BMM 사이에 동시 송신이 가능한 반면에, BMM을 개별적으로 식별하는 목적으로 광신호의 방출 각도가 사용되기 때문에 각각의 BMM이 특별한 개별 식별자를 가질 필요는 없다.

도 7은 전술한 배터리 시스템의 작동 방법을 도시한다. 배터리 시스템의 작동 방법은, 701 단계에서, 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈을 제공하는 것으로 시작하며, 여기서 배터리 모듈은 각각의 배터리 셀들의 상태를 모니터링하기 위한 배터리 모듈 모니터(BMM)를 포함할 수 있다.

다음으로, 배터리 시스템의 작동 방법은 배터리 시스템 모니터(BSM)를 제공(702)하는 것으로 계속되고, 이어서 적어도 두 개의 통신 경로를 통해 BMM들과 BSM을 연결하도록 구성된 광 통신 시스템(OCS)을 제공(703)할 수 있다.

OCS는 통신 경로들의 구별을 가능하게 하기 위해 적어도 두 개의 서로 다른 파장의 광을 사용하도록 구성될 수 있다(704).

도 8은 다른 실시 예에 따른 배터리 시스템을 개략적으로 도시한 것으로서, 데이지 체인(daisy chain) 설정이 사용되는 배터리 시스템의 예를 나타낸다. 도 8에서 데이지 체인은 시작 모듈/구성요소(starting module/component)로서 하나의 BSM(121)을 포함하고, 직렬로 연결된 복수의 BMM(131, 132)을 더 포함할 수 있다. 시작 구성요소는 데이지 체인의 첫 번째 구성요소라고 할 수도 있다.

도 8은 데이지 체인이 2개의 BMM들(131, 132)을 포함하는 것으로 도시하지만, 더 많은 BMM들(131, 132, ??, BMMn(134))이 직렬로 연결되어 데이지 체인을 구성할 수 있음은 당업자에게 자명하다. BSM(121)는 두 개의 송신기와 두 개의 수신기를 포함함으로써, 데이지 체인을 위한 순환 배열(circular arrangement)이 가능할 수 있다. 즉, 데이지 체인의 마지막 BMM이 BSM(121)에 다시 연결될 수 있다. 이러한 경우, BSM(121)은 BMM(134)과 같은 체인의 마지막 BMM과 통신하기 위해, 추가적인 송신기-수신기(124B, 125B) 쌍을 포함할 수 있다.

이 실시 예에서 BMM(131, 132)은 두 쌍의 송신기-수신기(141A, 142A 및 143A, 144A)를 각각 포함하도록 구성될 수 있다. 각 BMM의 송신기-수신기(141A, 142A)의 제1 쌍은, 데이지 체인의 선행 구성요소(preceding component)(예를 들어, BSM(121) 또는 다른 BMM(131))와 통신하고, 반면에 송신기-수신기(143A, 144A)의 제2 쌍은, 데이지 체인의 후행 구성요소(following component)(예를 들어, BSM(121) 또는 다른 BMM(131, 132))와 통신할 수 있다. 여기서, 선행 구성요소는 현재 구성요소와 연결되는 구성요소들 중 데이지 체인의 계층 구조 상 최상위 구성요소(BSM(121)) 측에 연결되는 구성요소 또는 최상위 구성요소이고, 후행 구성요소는 현재 구성요소와 연결되는 구성요소들 중 데이지 체인의 계층 구조 상 마지막 구성요소 측에 연결되는 구성요소 또는 마지막 구성요소일 수 있다.

도 8을 예로 들면, BMM(131)의 경우 선행 구성요소는 BSM(121)이고, 후행 구성요소는 BMM(132)이다. BMM의 송신기-수신기의 각 쌍은 차광막(light barrier)을 통해 분리될 수 있어, 서로 다른 송신기-수신기 쌍들의 개별 통신들이 서로 영향을 주지 않는다. 도 8에 따르면, BSM(121)은 첫 번째 BMM(131)과 통신하며, 첫 번째 BMM(131)은 두 번째 BMM(132)과 추가로 통신할 수 있다.

두 번째 BMM(132)은 첫 번째 BMM(131)과 동일한 구성요소들을 가지며, 이의 송신기-수신기 쌍은 각각 141B, 142B 및 143B, 144B이다. 따라서, 통신 경로들(P3 및 P4)이 첫 번째 BMM(131)과 두 번째 BMM(132) 사이에 생성된다. 추가 BMM들(131-134)은 이와 동일한 방식으로 연결될 수 있다.

도 8로부터 명백해진 바와 같이, 이 실시 예에서는, 두 개의 구성요소들 사이, 예를 들어, BMM들(131, 132) 중 하나에서 BMM(131, 132) 중 다른 하나, 또는 BSM (121)에서 BMM들(131, 132) 중 하나로의, 통신만 있기 때문에, 위에서 설명한 TDM 또는 FDM과 같이, 동시 통신을 회피하는 것을 목표로 하는 차별화 메커니즘이 필요하지 않다. 이 실시 예에서, 한 쌍의 구성요소 사이의 통신은 다른 쌍의 구성요소의 통신에 의해 영향을 받지 않는다.

통신 중에, 각 구성요소는 BSM(121)으로부터 수신되는 모든 정보를 자신의 후행 구성요소(즉, 데이지 체인에서 아래로)로 전달하거나, 또는 수신된 정보에서 자신을 위한 것으로 식별된 정보를 제외하고 나머지 정보를 전달할 수 있다. 자신을 타겟으로 하는 정보의 식별은, 위에서 설명된 바와 같이 그리고 도 9를 참조하여, BMM의 개별 식별자들을 사용하여 암시적으로(이하 설명되는 바와 같이) 또는 명시적으로 수행될 수 있다. 이러한 BMM들의 개별 식별자들은 BSM(121)에 전달될 수 있다.

간단한 형태의 데이지 체인 설정에서는, BSM(121)이 현재 BMM들(131, 132)의 개별 식별자(ID)를 알아야 하며, BSM(121)은 모든 BMM들(131, 132)에 개별적이 아닌 방식으로 데이터를 요청할 수 있다. 예를 들어, BSM(121)이 BMM들(131, 132)에게 주기적인 보고만 요청할 수 있다. 이 경우, BMM들(131, 132)의 보고들이 항상 동일한 순서에 의해 연속적으로 정렬되어 BSM(121)에 전달될 수 있다. 따라서, BSM(121)은 특정 BMM들(131, 132)을 시간 내에 모니터링할 수는 있으나, 각 BMM(131, 132)의 데이터를 개별적으로 처리할 수는 없다.

다른 실시 예에서는, 추론된/암시적인 어드레싱이 존재할 수 있다. 이를 위해, 각 BMM(131, 132)은 수신하는 데이터를 모니터링하여 데이지 체인에서 자신의 위치를 결정할 수 있다. 선행 구성요소로 송신된 각 메시지는 후행 구성요소로부터 수신된 모든 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 경우 마지막 구성요소는 응답 메시지를 생성하고, 이를 후진으로(back)(역방향으로) BSM에 보내는 프로세스를 시작할 수 있다.

예를 들어, 특정 BMM(131, 132)이 자신의 후행 구성요소로부터 2개의 후행 구성요소로부터의 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 경우, 이름이나 식별자와 상관없이 자신이 데이지 체인의 끝에서 세 번째 구성요소임을 이 메시지로부터 알 수 있다. 또한, BSM(121)이 데이지 체인에 포함된 BMM(131, 132)의 개수(예를 들어, 5개)를 알고 있는 경우, BSM(121)은 데이지 체인을 구성하는 각 구성요소(BMM)에 대해 상이한 내용(예를 들어, {빈(empty); 빈(empty); 리셋(reset); 빈(empty); 빈(empty)})을 포함하는 BSM 발신 메시지를 송신할 수 있다. 이러한 BSM 발신 메시지는 데이지 체인을 통해 BSM에서 데이지 체인의 마지막 구성요소까지 전파될 수 있다. 이러한 BSM 발신 메시지가 세 번째 구성요소에서 수신되면, 세 번째 구성요소는 리셋(reset)을 실행하고, 이 메시지를 수신하는 다른 구성요소들은 '빈(empty)'명령에 따라 아무 작업도 수행하지 않을 수 있다.

다른 실시 예에서, 데이지 체인에서 BSM(121)을 뒤따르는 각 구성요소(BMM)는 BSM 발신 메시지로부터 자신을 타겟으로 하는 명령을 제거할 수 있다. 따라서 데이지 체인에서 BSM(121)의 다음에 5 개의 구성요소가 있고 BSM(121)이 BSM 발신 메시지로 {빈(empty); 빈(empty); 리셋(reset); 빈(empty); 빈(empty)}를 발신한 경우, 첫 번째 및 두 번째 BMM은 각각 BSM 발신 메시지에서 자신에게 보내진 하나의 '빈(empty)'명령을 제거하고, 세 번째 BMM에 도달한 BSM 발신 메시지는 {리셋(reset); 빈(empty); 빈(empty)}만을 포함할 수 있다. 따라서, 세 번째 BMM은 자신에게 보내진 '리셋(reset)' 명령에 따라 작동하고, 이를('리셋(reset)') BSM 발신 메시지에서 제거한 후, 나머지 BSM 발신 메시지를 자신의 후행 BMM으로 전달할 것이다.

반면에, 데이지 체인에서 특정 어드레싱을 가지는 실시 예도 존재할 수 있다. 이는 BSM(121)의 명령으로 정해진 BMM(131, 132)만 프로그래밍되어야 하며 BMM들이 개별 식별자를 포함할 때 유용하다.

도 9는 전술한 데이지 체인 방식에서 BSM(121)에 의해 BMM들(131, 132)의 개별 식별자를 획득하는 방법을 도시한다. 이 경우, 주소 또는 식별자가 명시적으로 제공될 수 있다.

BSM(121)이 BMM들(131, 132)의 개별 식별자를 알고 있는 경우, BSM(121)은 임의의 BMM(131, 132)을 직접 그리고 선택적으로 어드레싱할 수 있다.

도 9의 방법은 하이 레벨(high level) 방법이며, 그 하위 단계들은 설명되는 바와 같이 BSM(121) 또는 BMM(131, 132, 133)에 의해 구현될 수 있다.

이 프로세스는 BSM(121)이 BMM들(131, 132, 133)의 식별자를 요청하는 메시지를 송신하는 단계(901)에서 시작된다. 이 메시지는 ID 요청 메시지(ID's request message)라고 할 수 있으며, 각 구성요소에서 그것의 후행 구성요소로 전달되는 방식으로 전파될 수 있다.

다음으로, 902 단계에서는, 데이지 체인에 포함된 BMM들 중 마지막 BMM이 정해질 수 있다. 이를 위해, 각 BMM은 자신들에 의해 전달되는 ID 요청 메시지에 대한 응답을 요청하는 응답 스레시홀드(response threshold)를 설정할 수 있다. 이러한 응답은 간단한 승인(ACK: acknowledgement) 메시지일 수 있으며, 완전한 응답이 후속으로 이어질 수도 있다. 선행 구성요소는 상대적으로 짧은 시간(예를 들어, 1초) 내에 후행 구성요소로부터의 ACK 응답을 기대할 수 있으므로, ACK 메시지는 상대적으로 짧은 임계 시간 설정을 가질 수 있다.

데이지 체인이 링 배열로 구성되지 않은 경우, 마지막 BMM(구성요소)은 BSM(121)에 통신적으로 연결되지 않으며, 마지막 구성요소는 주어진 스레시홀드에서 ACK를 수신하지 않음으로써 자신이 마지막 구성요소임을 인식할 수 있다.

링 통신 방식의 데이지 체인의 경우에는, 마지막 구성요소(BMM)에 BSM(통신 링 완결)으로부터 ACK가 도착하여, 마지막 BMM이 데이지 체인에서 자신이 마지막 구성요소임을 인식하게 한다.

마지막 구성요소는 이러한 방식으로 자신을 식별할 수 있다. 마지막 BMM은 자신을 마지막 구성요소로 인식함에 따라, 자신을 현재 구성요소로 설정하고, 현재 구성요소의 개별 식별자 즉, 자신의 개별 식별자를 포함하는 ID 응답 메시지를 생성하여 ID 응답 메시지 피드백을 시작할 수 있다. 여기서, 현재 구성요소는 데이지 체인을 통해 전파 중인 메시지(예를 들어, ID 응답 메시지)를 소유하고 처리 중인 구성요소를 나타낼 수 있다. 그 다음 단계(903)에서, 현재 구성요소는 ID 응답 메시지를 선행 구성요소(즉, 자신에게 ID 요청 메시지를 전달한 구성요소)로 후진으로(back) 보내고, ID 응답 메시지는 데이지 체인에서 역방향으로 전파된다.

904 단계에서 ID 응답 메시지가 선행 구성요소에 의해 수신될 수 있다. 이를 수신한 선행 구성요소는 BSM(121) 또는 다른 BMM(131, 132)일 수 있으며, 이는 ID 응답 메시지를 수신한 구성요소 자신에 의해 확인(또는 알려지게) 된다.

905 단계에서는, 904 단계에서 ID 응답 메시지를 수신한 구성요소가 BSM(121)이면 프로세스가 906 단계로 진행하여 BSM(121)이 ID 응답 메시지로부터 모든 구성요소(BMM)들의 ID(개별 식별자)를 추출하고, 추출된 ID들을 메모리에 저장할 수 있다. 그 이후로, BSM(121)은 각각의 BMM을 개별적으로 어드레싱 할 수 있다.

905 단계에서는, 904 단계에서 ID 응답 메시지를 수신한 구성요소가 BSM(121)이 아닌 경우(즉, BMM(131, 132) 중 하나인 경우) 프로세스는 ID 응답 메시지를 수신한 선행 구성요소가 현재 구성요소로 설정되는 907 단계로 진행할 수 있다.

그 후, 908 단계에서 BMM(131, 132)(즉, 현재 구성요소)은 수신된 ID 응답 메시지에 자신의 ID를 추가할 수 있다. 이와 같이 ID 응답 메시지가 각 BMM(131, 132)으로 전달될 때마다, 이를 소유한 각 BMM(111, 112, 113)은 자신의 ID를 응답 메시지에 추가하므로, 응답 메시지에 포함된 ID들의 리스트는 BSM(121)이 전체 리스트를 수신할 때까지 사이즈가 점차 증가할 수 있다.

예를 들어, 데이지 체인이 BSM1, BMM1, BMM2 및 BMM3을 포함하는 경우, BMM3은 마지막 구성요소이고(902 단계), 그것이 생성하는 ID 응답 메시지는 BMM3의 ID만을 포함한다. 이후, ID 응답 메시지의 첫 번째 전달 후에는 ID 응답 메시지가 BMM2에 전달되어 ID 응답 메시지가 BMM2 및 BMM3의 ID들을 포함하게 되고, ID 응답 메시지의 두 번째 전달 후에는 ID 응답 메시지가 BMM1에 전달되어 ID 응답 메시지가 BMM1, BMM2, BMM3의 ID들을 포함할 수 있다. 그리고, ID 응답 메시지가 마지막으로 전달된 후에는, ID 응답 메시지가 데이지 체인의 최상위(top-level) 구성요소인 BSM(121)에 도달하게 된다.

ID 응답 메시지가 후진으로(역방향으로) 보내지는 동안, ID 응답 메시지를 전달한 모든 BMM들(131, 132)의 개별 식별자가 ID 응답 메시지에 직렬로 추가될 수 있으며, 이에 따라 BSM(121)은 데이지 체인에서 BMM들(131, 132, 133)에 대한 순서도 알 수 있다.

BSM(121)에 의해 각 BMM들(131, 132, 133)의 식별자들이 수집되면, BSM(121)은 선택된 BMM의 식별자를 사용하여 메시지를 생성하고 선택된 BMM에 이를 직접 송신할 수 있다. 이와 같이 특정 BMM을 도착지로 하는 개별 메시지를 수신하는 BMM들(131, 132)은 타겟 BMM(식별된 수신자)이 아니면, 자신이 메시지에 응답하는 후행 BMM이 없어 오류 신호를 보낼 수 있는 마지막 BMM인 경우를 제외하고는, 메시지를 후행 BMM으로 전달할 수 있다. BMM들(131, 132)은 차례로 이 개별 메시지를 수신하며, 자신이 해당 메시지의 타겟 BMM(의도된 수신자)인 경우, 메시지의 전달을 중지하고 자신의 개별 식별자를 포함하는 응답 메시지를 생성하며, 생성된 응답 메시지를 BSM(121)을 타겟 구성요소로 하여 선행 구성요소로 후진으로/역방향으로 보낼 수 있다. 데이지 체인 계층 구조의 모든 선행 구성요소들은 응답 메시지가 BSM(121)에 도달할 수 있도록 응답 메시지를 선행 구성요소로만 전달할 수 있다.

이 방법에 따르면, 배터리 시스템의 OCS는, 위에서 설명한 다양한 실시 예들 중 임의의 실시 예에 따라 구성될 수 있다.

본 명세서에 설명된 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 장치 또는 전기 장치, 및/또는 임의의 다른 관련 장치, 또는 구성요소들은, 임의의 적합한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, ASIC), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어, 및 하드웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 이들 장치의 다양한 구성요소는 하나의 집적 회로(IC) 칩 또는 개별 IC 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 이들 장치의 다양한 구성요소는 연성 인쇄 회로 필름, 테이프 캐리어 패키지(TCP), 인쇄 회로 기판(PCB), 또는 하나의 기판 상에 구현될 수 있다.

또한, 이러한 장치의 다양한 구성요소는 하나 이상의 프로세서에서 실행되고 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하고 여기에 설명된 다양한 기능을 수행하기 위해 다른 시스템 구성요소와 상호 작용하는 프로세스 또는 스레드 일 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은 예를 들어 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 표준 메모리 장치를 사용하여 컴퓨팅 장치에서 구현될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 예를 들어 CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 또한, 당업자는 다양한 컴퓨팅 장치의 기능이 단일 컴퓨팅 장치로 결합되거나 통합될 수 있거나 특정 컴퓨팅 장치의 기능이 이탈하지 않고 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치에 분산될 수 있음을 인식해야한다. 본 발명의 예시적인 실시 예의 범위.

101: 관리 모듈
111 ~ 113: 배터리 모듈
121: 배터리 시스템 모니터, BSM
123: 고전압 커넥터
122: 차량 커넥터
125, 141: 광 송신기, OCS Tx
141A, 141B:
144A, 144B:
124, 142: 광 수신기, OCS Rx
142A, 142B:
143A, 143B:
131, 132, 133: 배터리 모듈 모니터, BMM
140: 각도 범위
WL_1 ~ WL_6: 파장 또는 파장 범위
SStr1 ~ SStr3: 신호 강도
α1, α2, β1, β2: 빔포밍 각도
T0 ~ T7: 시간 인스턴트
P1, P2, P3, P4: 통신 경로

Claims

배터리 시스템으로서,
복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈,
배터리 시스템 모니터, 그리고
광 통신 시스템을 포함하며,
상기 복수의 배터리 모듈 각각은 배터리 셀의 상태를 모니터링하기 위한 배터리 모듈 모니터를 포함하고,
상기 광 통신 시스템은, 적어도 두 개의 통신 경로를 통해 상기 복수의 배터리 모듈의 상기 배터리 모듈 모니터들과 상기 배터리 시스템 모니터를 연결하도록 구성되며,
상기 광 통신 시스템은 상기 통신 경로의 구별을 가능하게 하기 위해 적어도 두 개의 서로 다른 파장의 광을 사용하도록 구성되는, 배터리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광 통신 시스템은 자유 공간 광 통신(FSO: free-space optical communication) 시스템인, 배터리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광 통신 시스템은, 상기 통신 경로의 구별을 위해 제1 방향의 통신 경로에 대해 제1 파장을 사용하고, 제2 방향의 통신 경로에 대해 상기 제1 파장과 다른 제2 파장을 사용하도록 구성되는, 배터리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광 통신 시스템은, 상기 통신 경로의 구별이 가능하도록 서로 다른 배터리 모듈 모니터와 상기 배터리 시스템 모니터의 통신을 위해 서로 다른 파장의 광 신호를 사용하도록 구성되는, 배터리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배터리 모듈 모니터들 각각은, 대응하는 배터리 모듈 모니터의 개별 식별자를 도출하기 위한 출력을 제공하도록 구성된 이산 회로(discrete circuit)를 포함하는, 배터리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 복수의 배터리 모듈 각각은, 상기 이산 회로로서 저항성 프린트를 포함하고,
상기 복수의 배터리 모듈의 상기 배터리 모듈 모니터들은 서로 동일하게 구성되는, 배터리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배터리 모듈 모니터들 각각은 상기 배터리 모듈 모니터들 각각에 의해 수신된 신호 강도에 기초하여 개별 식별자를 도출하고, 상기 배터리 시스템 모니터와의 통신을 위해 상기 개별 식별자를 사용하도록 구성된, 배터리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광 통신 시스템은, 상기 광 통신 시스템을 통해 상기 배터리 시스템 모니터와 통신하는 배터리 분리 유닛을 더 포함하며,
상기 배터리 모듈 모니터들 각각, 및 상기 배터리 분리 유닛은 광 송신기 및 광 수신기를 포함하는, 배터리 시스템.
제8항에 있어서,
상기 배터리 시스템 모니터는 적어도 하나의 광 송신기 및 적어도 하나의 광 수신기를 포함하는, 배터리 시스템.
제9항에 있어서,
상기 배터리 모듈 모니터들, 사이 배터리 분리 유닛, 및 상기 배터리 시스템 모니터에 포함된 적어도 하나의 광 송신기는 발광 다이오드인, 배터리 시스템.
제9항에 있어서,
상기 배터리 모듈 모니터들, 사이 배터리 분리 유닛, 및 상기 배터리 시스템 모니터에 포함된 적어도 하나의 광 수신기는 포토 다이오드, 또는 포토 트랜지스터인, 배터리 시스템.
제8항에 있어서,
상기 광 통신 시스템은,
서로 다른 파장의 광을 방출하도록 구성된 복수의 광 송신기, 또는
적어도 하나의 광 송신기에 의해 생성된 광의 상이한 파장들을 필터링하도록 구성된 복수의 서로 다른 광 필터를 포함하는, 배터리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 복수의 배터리 모듈은 데이지 체인 방식으로 상기 배터리 시스템 모니터에 연결되고,
상기 배터리 시스템 모니터는 상기 데이지 체인의 첫 번째 구성요소이고,
상기 복수의 배터리 모듈의 배터리 모듈 모니터들 각각은 상기 데이지 체인의 선행 구성요소와 통신하도록 구성된 제1 송신기-수신기 쌍, 및 상기 데이지 체인의 후행 구성요소와 통신하도록 구성된 제2 송신기-수신기 쌍을 포함하는, 배터리 시스템.
제13항에 있어서,
상기 제1 송신기-수신기 쌍과 상기 제2 송신기-수신기 쌍 사이에 차광막(light barrier)이 존재하는, 배터리 시스템.
제13항에 있어서,
상기 배터리 시스템 모니터는 상기 데이지 체인의 첫 번째 배터리 모듈 모니터와 통신하도록 구성된 제1 송신기-수신기 쌍, 및 상기 데이지 체인의 마지막 배터리 모듈 모니터와 통신하도록 구성된 제2 송신기-수신기 쌍을 포함하여, 통신 링을 형성하는, 배터리 시스템.