KR20210155291A - 무선 통신을 이용하는 불량 배터리 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

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이상훈
박재동
황지원
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권정현
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Abstract

본 발명은 무선 통신을 이용하는 불량 배터리 감지 시스템을 제공한다. 불량 배터리 감지 시스템은 제 1 센서들 및 제 1 마스터 장치를 포함한다. 제 1 센서들은 제 1 배터리 모듈들과 일대일 매칭되어 제 1 배터리 모듈들을 모니터링한다. 제 1 마스터 장치는 제 1 센서들과 통신한다. 제 1 센서들 각각은 모니터링 모드에서, 일대일 매칭된 제 1 배터리 모듈에 관한 제 1 데이터를 수집하는 제 1 모니터링 회로, 및 통신 모드에서, 제 1 데이터를 제 1 마스터 장치로 출력하는 제 1 통신 회로를 포함한다. 제 1 모니터링 회로는 통신 모드에서 턴-오프된다. 제 1 통신 회로는 모니터링 모드에서 턴-오프된다.

Description

무선 통신을 이용하는 불량 배터리 감지 시스템 및 방법{BAD BATTERY DETECTION SYSTEM AND METHOD USING WIRELESS COMMUNICATION}
본 발명은 불량 배터리 감지 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 제조 단계 이후에서 불량 배터리 모듈을 감지하기 위한 시스템 및 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 포함한다. 이차 전지 중 리튬 이온 전지는 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다. 리튬 이온 전지는 소형, 경량으로 제작할 수 있어서, 이동 기기의 전원으로 사용된다. 특히, 리튬 이온 전지는 전기 자동차의 전원으로 사용될 수 있어, 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.
이차 전지는 일반적으로 복수 개의 배터리 셀들이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 모듈 단위로 사용된다. 제조 단계 이후에, 배터리 모듈들은 팔레트에 보관되어 모니터링 된다. 모니터링을 통해 배터리 모듈들 중 불량 배터리 모듈이 선별되고, 모니터링 기간이 길어질수록 선별 정확도가 높아진다. 다만, 종래에는, 모니터링 기간에 따라 증가하는 전력 및 비용 문제로 인해, 배터리 모듈들이 짧은 기간 동안에만 모니터링 될 수 있었다. 또한, 종래 방법에 따르면, 팔레트에 포함된 다수의 배터리 모듈들 중 불량 배터리 모듈의 위치를 파악하기 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 상술된 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 무선 통신을 이용하는 불량 배터리 감지 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 불량 배터리 감지 시스템은 제 1 센서들 및 제 1 마스터 장치를 포함할 수 있다. 제 1 센서들은 제 1 배터리 모듈들과 일대일 매칭되어 제 1 배터리 모듈들을 모니터링할 수 있다. 제 1 마스터 장치는 제 1 센서들과 통신할 수 있다. 제 1 센서들 각각은 모니터링 모드에서, 일대일 매칭된 제 1 배터리 모듈에 관한 제 1 데이터를 수집하는 제 1 모니터링 회로, 및 통신 모드에서, 제 1 데이터를 제 1 마스터 장치로 출력하는 제 1 통신 회로를 포함할 수 있다. 제 1 모니터링 회로는 통신 모드에서 턴-오프될 수 있다. 제 1 통신 회로는 모니터링 모드에서 턴-오프될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 불량 배터리 감지 방법은 제 1 센서들의 제 1 모니터링 회로들에 의해, 모니터링 구간에서, 제 1 센서들과 일대일 매칭된 제 1 배터리 모듈들 각각의 제 1 데이터를 수집하는 단계, 제 2 센서들의 제 2 모니터링 회로들에 의해, 모니터링 구간에서, 제 2 센서들과 일대일 매칭된 제 2 배터리 모듈들 각각의 제 2 데이터를 수집하는 단계, 통신 구간에서, 제 1 센서들의 제 1 통신 회로들과 통신하는 제 1 마스터 장치를 통해, 제 1 데이터를 서버로 출력하는 단계, 통신 구간에서, 제 2 센서들의 제 2 통신 회로들과 통신하는 제 2 마스터 장치를 통해, 제 2 데이터를 서버로 출력하는 단계, 및 서버에 의해, 제 1 데이터 및 제 2 데이터에 기초하여, 제 1 배터리 모듈들 및 제 2 배터리 모듈들 중 불량인 것으로 의심되는 의심 배터리 모듈을 선별하는 단계를 포함할 수 있다. 모니터링 구간에서, 제 1 통신 회로들 및 제 2 통신 회로들 각각으로 입력되는 구동 전원이 차단될 수 있다. 통신 구간에서, 제 1 모니터링 회로들 및 제 2 모니터링 회로들 각각으로 입력되는 구동 전원이 차단될 수 있다.
본 발명은 센서, 마스터 장치, 서버를 이용하여 배터리 모듈들을 광범위하게 관리할 수 있으며, 불량 배터리 모듈의 위치를 보다 간편하고 정확하게 파악할 수 있다. 또한, 본 발명의 센서는 동작 모드에 따라 일부 회로들을 턴-오프 시킴으로써, 배터리 모듈을 모니터링하는데 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 불량 배터리 감지 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 불량 배터리 감지 시스템이 불량 배터리 모듈을 감지하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 도 1의 불량 배터리 감지 시스템이 불량 배터리 모듈을 감지하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 1의 센서의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 1의 센서의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 대해 상세히 설명하고자 한다. 본 문서에서 도면 상의 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 본 발명의 불량 배터리 감지 시스템을 보여주는 블록도이다.
불량 배터리 감지 시스템(1)은 n개의 배터리 모듈들(100-1~100-n), n개의 센서들(200-1~200-n), 제 1 마스터 장치(20), m개의 배터리 모듈들(100a-1~100a-m), m개의 센서들(200a-1~200a-m), 제 2 마스터 장치(20a), 컴퓨팅 장치(30) 및 서버(40)를 포함할 수 있다. n개의 배터리 모듈들(100-1~100-n)은 제조된 후 제 1 팔레트(10)에 보관되거나, 제 1 팔레트(10)에 담겨 수송될 수 있다. m개의 배터리 모듈들(100a-1~100a-m) 또한, 제조된 후 제 2 팔레트(10a)에 보관되거나, 제 2 팔레트(10a)에 담겨 수송될 수 있다. 'n', 'm'은 자연수이다.
배터리 모듈들(100-1~100-n) 및 배터리 모듈들(100a-1~100a-m)이 제조된 이후부터 출하되기 전까지, 불량 배터리 감지 시스템(1)은 배터리 모듈들(100-1~100-n) 및 배터리 모듈들(100a-1~100a-m)을 모니터링하여 불량 배터리 모듈을 선별할 수 있다. 여기에서, 배터리 모듈들이 제조된 이후부터 출하되기 전까지의 기간은 배터리 모듈들이 팔레트에 보관되는 기간일 수 있다. 이하 설명들에서, 불량 배터리 모듈은 배터리 모듈의 개방 전압(OCV, Open Circuit Voltage)이 기준 전압보다 낮은 배터리 모듈을 의미한다. 기준 전압은 제조 직후의 배터리 모듈의 전압과 배터리 모듈의 통상적인 자가 방전율에 기초하여 설정된 전압일 수 있다. 또한, 기준 전압은 사용자에 의해 설정된 값이거나 실험 결과에 따라 설정된 값일 수도 있다.
배터리 모듈들(100-1~100-n) 및 센서들(200-1~200-n)은 제 1 팔레트(10)에 담겨 보관될 수 있다. 배터리 모듈들(100-1~100-n) 각각은 직렬 또는 병렬로 연결된 배터리 셀들을 포함할 수 있다. 센서들(200-1~200-n)은 각각 배터리 모듈들(100-1~100-n)과 일대일 매칭될 수 있다. 센서들(200-1~200-n) 각각은 일대일 매칭된 배터리 모듈에 부착되어, 일대일 매칭된 배터리 모듈을 모니터링할 수 있다. 예로서, 센서(200-1)가 배터리 모듈(100-1)에 일대일 매칭되는 경우, 센서(200-1)는 배터리 모듈(100-1)에 부착되어 배터리 모듈(100-1)을 모니터링 할 수 있다.
이하 설명들에서, 설명의 편의를 위해, 센서(200-1)와 배터리 모듈(100-1) 사이에서 수행되는 동작이 집중적으로 설명된다. 나머지 센서들(200-2~200-n, 200a-1~200a-m)과 나머지 배터리 모듈들(100-2~100-n, 100a-1~100a-m) 사이에서 수행되는 동작들은 센서(200-1)와 배터리 모듈(100-1) 사이에서 수행되는 동작에 대응된다.
모니터링 모드에서, 센서(200-1)는 배터리 모듈(100-1)의 상태에 관한 제 1 데이터를 수집할 수 있다. 구체적으로, 센서(200-1)는 배터리 모듈(100-1) 양 단의 전압을 측정할 수 있다. 제 1 데이터는 배터리 모듈(100-1) 양 단의 전압에 관한 정보를 포함할 수 있다. 배터리 모듈(100-1) 양 단의 전압은 배터리 모듈(100-1)에 포함된 모든 배터리 셀들의 전압들의 합을 의미할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 제 1 데이터는 배터리 모듈(100-1)의 전압, 전류 및 온도 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
통신 모드에서, 센서(200-1)는 제 1 마스터 장치(20)와 통신할 수 있다. 구체적으로, 센서(200-1)는 모니터링 모드에서 수집한 제 1 데이터를 제 1 마스터 장치(20)로 출력할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(100-1)이 불량 배터리 모듈인 경우, 센서(200-1)는 제 1 마스터 장치(20)로부터 알림 신호를 수신할 수 있다.
센서(200-1)는 모니터링 회로 및 통신 회로를 포함할 수 있다. 센서(200-1)는 모니터링 모드에서, 모니터링 회로를 이용하여 배터리 모듈(100-1)에 관한 제 1 데이터를 수집할 수 있다. 센서(200-1)는 통신 모드에서, 통신 회로를 이용하여 제 1 마스터 장치(20)와 통신할 수 있다. 센서(200-1)는 모니터링 모드에서 모니터링 회로를 턴-온(turn-on) 시키고, 통신 회로를 턴-오프(turn-off) 시킬 수 있다. 센서(200-1)는 통신 모드에서 통신 회로를 턴-온 시키고, 모니터링 회로를 턴-오프 시킬 수 있다. 센서(200-1)는 이러한 동작을 통해, 배터리 모듈(100-1)을 모니터링 하는데 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다. 이하 설명들에서, 회로를 턴-오프 시킨다는 것은 회로로 입력되는 구동 전원을 차단시킨다는 것을 의미하고, 회로를 턴-온 시킨다는 것은 회로로 구동 전원을 입력시킨다는 것을 의미한다.
통신 모드에서, 센서들(200-1~200-n)은 배터리 모듈들(100-1~100-n)에 관한 제 1 데이터를 제 1 마스터 장치(20)로 출력할 수 있다. 센서들(200a-1~200a-m)은 배터리 모듈들(100a-1~100a-m)에 관한 제 2 데이터를 제 2 마스터 장치(20a)로 출력할 수 있다. 제 2 데이터는 배터리 모듈들(100a-1~100a-m)의 전압들에 대한 정보를 포함할 수 있다. 제 1 마스터 장치(20) 및 제 2 마스터 장치(20a)는 제 1 팔레트(10) 및 제 2 팔레트(10a)와 일대일 매칭될 수 있다. 제 1 마스터 장치(20) 및 제 2 마스터 장치(20a) 각각은 일대일 매칭된 팔레트에 부착되고, 일대일 매칭된 팔레트에 포함된 센서들과 통신할 수 있다. 센서들(200-1~200-n) 및 센서들(200a-1~200a-m)은 통신 프로토콜을 통해 각각 제 1 마스터 장치(20) 및 제 2 마스터 장치(20a)와 유선 통신 및/또는 무선 통신할 수 있다. 유선 통신 프로토콜은 I2C(inter integrated circuit) 인터페이스, SPI(serial peripheral interface), RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet, CAN(controller area network), CANFD(flexible data rate), LIN(local interconnect network), FlexRay, DeviceNet, Fieldbus, ieee1394(firewire), USB(universal serial bus) 등 일 수 있다. 무선 통신 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), LTE(Long Term Evolution) 등이 이용될 수 있다. 또한, 근거리 통신(short range communication)의 기술로는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, Infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.
제 1 마스터 장치(20)는 센서들(200-1~200-n)로부터 수신된 제 1 데이터를 컴퓨팅 장치(30)로 출력할 수 있다. 제 2 마스터 장치(20a)는 센서들(200a-1~200a-m)로부터 수신된 제 2 데이터를 컴퓨팅 장치(30)로 출력할 수 있다. 컴퓨팅 장치(30)는 데스크탑(Desktop), 노트북(Notebook), 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등 중 하나일 수 있다.
컴퓨팅 장치(30)는 제 1 데이터 및 제 2 데이터를 서버(40)로 출력할 수 있다. 서버(40)는 컴퓨팅 장치(30)보다 많은 양의 데이터를 저장하고 처리할 수 있는 장치일 수 있다. 서버(40)는 제 1 데이터 및 제 2 데이터에 기초하여, 배터리 모듈들(100-1~100-n, 100a-1~100a-m) 중 의심 배터리 모듈을 선별할 수 있다. 서버(40)는 기준 전압의 레벨보다 낮은 전압을 갖는 배터리 모듈을 선별하는 방법을 이용하여, 불량인 것으로 의심되는 의심 배터리 모듈을 선별할 수 있다. 도 1을 참조하여서는, 서버(40)가 배터리 모듈들(100-1~100-n, 100a-1~100a-m)에 대한 데이터를 한 번 수신한 후 의심 배터리 모듈을 선별하는 것으로 설명되나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 서버(40)는 배터리 모듈들(100-1~100-n, 100a-1~100a-m)에 대한 데이터를 여러 번 수신한 후, 데이터를 취합하여 의심 배터리 모듈을 선별할 수도 있다.
의심 배터리 모듈을 선별한 후, 서버(40)는 제 1 알림 신호를 컴퓨팅 장치(30)로 출력할 수 있다. 제 1 알림 신호는 의심 배터리 모듈에 대한 정보를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(30)는 제 1 알림 신호를 의심 배터리 모듈이 포함된 팔레트에 대응하는 마스터 장치로 출력할 수 있다. 이하 설명들에서, 의심 배터리 모듈은 배터리 모듈(100-1)인 것으로 가정된다. 따라서, 컴퓨팅 장치(30)는 제 1 마스터 장치(20)로 제 1 알림 신호를 전달할 수 있다.
제 1 알림 신호에 기초하여, 제 1 마스터 장치(20)는 배터리 모듈(100-1)에 대응하는 센서(200-1)로 제 2 알림 신호를 출력할 수 있다. 제 2 알림 신호가 수신되는 경우, 센서(200-1)는 동작 모드를 전환할 수 있다. 제 2 알림 신호가 수신되는 경우, 센서(200-1)는 알람 모드로 동작할 수 있다. 알람 모드에서, 센서(200-1)는 배터리 모듈(100-1)의 위치 정보가 포함된 감지 신호를 제 1 마스터 장치(20)로 출력할 수 있다. 예로서, 감지 신호는 배터리 모듈(100-1)의 ID(Identification)를 나타낼 수 있다. 제 1 마스터 장치(20) 및/또는 서버(40)는 ID에 대응하는 배터리 모듈의 위치를 저장할 수 있다. 사용자는 제 1 마스터 장치(20) 및/또는 서버(40)에 저장된 위치 정보에 기초하여, 배터리 모듈(100-1)의 위치를 보다 쉽고 정확하게 파악할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 센서(200-1)는 빛, 소리 등을 출력하는 방식으로 자신의 위치를 나타낼 수도 있다. 센서(200-1)의 동작들은 도 4를 참조하여 자세하게 설명된다.
배터리 모듈(100-1)에 일대일 매칭된 센서(200-1)가 정상적으로 동작하는지 여부에 기초하여, 사용자 및/또는 서버(40)는 의심 배터리 모듈로 선별된 배터리 모듈(100-1)이 불량 배터리 모듈인지 여부를 판정할 수 있다.
도 2 및 도 3은 도 1의 불량 배터리 감지 시스템(1)이 불량 배터리 모듈을 감지하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 불량 배터리 감지 시스템(1)은 배터리 모듈들(100-1~100-n) 중 1차 의심 배터리 모듈을 선별하고, 1차 의심 배터리 모듈들 중 2차 의심 배터리 모듈을 선별할 수 있다. 불량 배터리 감지 시스템(1)은 2차 의심 배터리 모듈에 부착된 센서가 정상적으로 동작하는지 여부를 검사한 후, 최종적으로 불량 배터리 모듈을 선별할 수 있다.
도 2를 참조하여서는, 불량 배터리 감지 시스템(1)이 1차 의심 배터리 모듈을 선별하는 방법이 설명된다. 도 3을 참조하여서는 불량 배터리 감지 시스템(1)이 2차 의심 배터리 모듈을 선별하는 방법이 설명된다. 도 2 및 도 3을 참조하여서는, 불량 배터리 감지 시스템(1)이 두 번의 선별 과정을 거친 후 불량 배터리 모듈을 최종적으로 선별하는 방법이 설명되나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 불량 배터리 감지 시스템(1)은 적어도 한 번의 선별 과정을 거친 후 불량 배터리 모듈을 최종적으로 선별할 수 있다. 또한, 도 2 및 도 3을 참조하여서는, 배터리 모듈들(100-1~100-n)에 대한 검사를 수행하는 동작만이 설명되나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 불량 배터리 감지 시스템(1)은 서버(40)를 이용하여, 배터리 모듈들(100-1~100-n) 뿐만 아니라, 배터리 모듈들(100a-1~100a-m)에 대한 검사를 수행할 수 있다.
S110 동작에서, 배터리 모듈들(100-1~100-n)의 제조가 완료될 수 있다. 배터리 모듈들(100-1~100-n)은 제조된 후, 팔레트에 보관될 수 있다.
S115 동작에서, 센서들(200-1~200-n)은 각각 배터리 모듈들(100-1~100-n)에 부착될 수 있다.
S120 동작에서, 센서들(200-1~200-n)은 부착된 배터리 모듈들(100-1~100-n)에 대한 1차 데이터를 수집할 수 있다. 1차 데이터는 배터리 모듈들(100-1~100-n)의 전압들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
S125 동작에서, 센서들(200-1~200-n)은 수집된 1차 데이터를 제 1 마스터 장치(20)로 출력할 수 있다.
S130 동작에서, 제 1 마스터 장치(20)는 센서들(200-1~200-n)로부터 수신된 1차 데이터를 서버(40)로 출력할 수 있다.
S135 동작에서, 서버(40)는 1차 데이터에 기초하여, 배터리 모듈들(100-1~100-n) 중에서 1차 의심 배터리 모듈들을 선별할 수 있다.
S140 동작에서, 서버(40)는 1차 의심 배터리 모듈들에 대한 정보를 포함하는 제 1 알림 신호를 제 1 마스터 장치(20)로 출력할 수 있다.
S145 동작에서, 제 1 알림 신호에 포함된 정보에 기초하여, 제 1 마스터 장치(20)는 센서들(200-1~200-n) 중 1차 의심 배터리 모듈들에 대응하는 센서들로 제 2 알림 신호를 출력할 수 있다.
S150 동작에서, 제 2 알림 신호가 수신된 센서들은 동작 모드를 알람 모드로 전환할 수 있다. 알람 모드에서, 센서들은 감지 신호를 출력할 수 있다. 사용자 및/또는 제 1 마스터 장치(20)는 감지 신호에 기초하여, 1차 의심 배터리 모듈들의 위치를 파악할 수 있다.
S155 동작에서, 사용자는 1차 의심 배터리 모듈들을 선별하여 따로 적재할 수 있다.
도 3을 참조하여서는 S160 동작 내지 S197 동작이 설명된다. S160 동작 내지 S197 동작은 1차 의심 배터리 모듈들에 대해 수행되는 동작들이다. 도 3을 참조하는 설명에서, "센서들"은 1차 의심 배터리 모듈들에 부착된 센서들을 의미한다.
S160 동작에서, 센서들은 1차 의심 배터리 모듈들에 대한 2차 데이터를 수집할 수 있다. 2차 데이터는 1차 의심 배터리 모듈들의 전압들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
S165 동작에서, 센서들은 수집된 2차 데이터를 제 1 마스터 장치(20)로 출력할 수 있다.
S170 동작에서, 제 1 마스터 장치(20)는 센서들로부터 수신된 2차 데이터를 서버(40)로 출력할 수 있다.
S175 동작에서, 서버(40)는 2차 데이터에 기초하여, 1차 배터리 모듈들 중에서 2차 의심 배터리 모듈들을 선별할 수 있다.
S180 동작에서, 서버(40)는 2차 의심 배터리 모듈들에 대한 정보를 포함하는 제 3 알림 신호를 제 1 마스터 장치(20)로 출력할 수 있다.
S185 동작에서, 제 3 알림 신호에 포함된 정보에 기초하여, 제 1 마스터 장치(20)는 센서들 중 2차 의심 배터리 모듈들에 대응하는 센서들로 제 4 알림 신호를 출력할 수 있다.
S187 동작에서, 제 3 알림 신호가 수신된 센서들은 동작 모드를 알람 모드로 전환할 수 있다. 알람 모드에서, 센서들은 감지 신호를 출력할 수 있다. 사용자 및/또는 제 1 마스터 장치(20)는 감지 신호에 기초하여, 2차 의심 배터리 모듈들의 위치를 파악할 수 있다.
S190 동작에서, 사용자는 2차 의심 배터리 모듈들을 선별하여 분리할 수 있다.
S195 동작에서, 2차 의심 배터리 모듈들에 대응하는 센서들이 정상인지 여부가 검사될 수 있다. 상기 검사는 제 1 마스터 장치(20) 및/또는 사용자에 의해 수행되거나, 센서들에 의해 자체적으로 수행될 수 있다. 정상인 것으로 판별된 센서에 대응하는 2차 의심 배터리 모듈은 최종적으로 불량 배터리 모듈인 것으로 판별될 수 있다. 비정상인 것으로 판별된 센서에 대응하는 2차 의심 배터리 모듈에 대해서는 다시 검사가 수행될 수 있다. 검사 결과에 따라, 2차 의심 배터리 모듈이 불량인지 여부가 결정될 수 있다.
S197 동작에서, 정상으로 판별된 배터리 모듈들이 출하될 수 있다. 불량으로 판별된 배터리 모듈들은 폐기 처분될 수 있다.
도 4는 도 1의 센서(200-1)의 구성을 보여주는 블록도이다.
센서(200-1)는 보조 배터리(210), 모니터링 회로(220), 통신 회로(230) 및 제어 회로(240)를 포함할 수 있다. 도 1에는 도시되지 않았지만, 센서(200-1)는 커넥터(300-1)를 통해 도 1의 배터리 모듈(100-1)과 연결될 수 있다.
센서(200-1)의 구성들(220, 230, 240)은 보조 배터리(210)로부터 구동 전원을 공급받을 수 있다. 센서(200-1)의 구성들(220, 230, 240)은 보조 배터리(210)로부터 공급되는 구동 전원에 기초하여, 동작할 수 있다.
제어 회로(240)는 센서(200-1)의 동작 모드에 따라, 모니터링 회로(220) 및/또는 통신 회로(230)를 턴-온 시키거나 턴-오프 시킬 수 있다. 제어 회로(240)는 모니터링 회로(220) 및/또는 통신 회로(230)를 턴-온 시키거나 턴-오프 시키기 위해, 보조 배터리(210)를 제어하거나 모니터링 회로(220) 및 통신 회로(230)와 보조 배터리(210) 사이의 스위치를 제어할 수 있다. 제어 회로(240)에 의해, 모니터링 회로(220) 및/또는 통신 회로(230)로 입력되는 전원이 차단되거나, 스위치가 턴-오프 될 수 있다. 또한, 제어 회로(240)에 의해, 모니터링 회로(220) 및/또는 통신 회로(230)로 전원이 공급되거나, 스위치가 턴-온 될 수 있다.
센서(200-1)를 사용하기 전에, 사용자는 센서(200-1)를 리셋시킬 수 있다. 리셋된 직후, 모니터링 회로(220) 및 통신 회로(230)는 턴-온된 상태일 수 있다. 센서(200-1)의 동작 모드가 모니터링 모드로 전환되는 경우, 제어 회로(240)는 통신 회로(230)를 턴-오프 시킬 수 있다. 모니터링 모드에서, 모니터링 회로(220)는 커넥터(300-1)를 통해 배터리 모듈(100-1)에 관한 데이터를 수집할 수 있다. 센서(200-1)는 수집된 데이터를 메모리(미도시)에 저장할 수 있다.
설정된 기간이 경과된 후, 센서(200-1)는 동작 모드를 모니터링 모드로부터 통신 모드로 전환할 수 있다. "설정된 기간"은 배터리 모듈(100-1)에 관한 데이터가 충분히 수집될 수 있도록 사용자가 설정해 놓은 기간을 의미한다. 센서(200-1)의 동작 모드가 통신 모드로 전환되는 경우, 제어 회로(240)는 통신 회로(230)를 턴-온 시키고, 모니터링 회로(220)를 턴-오프 시킬 수 있다. 통신 회로(230)는 모니터링 회로(220) 또는 통신 회로(230)는 메모리로부터 배터리 모듈(100-1)에 관한 데이터를 수신할 수 있다. 통신 회로(230)는 배터리 모듈(100-1)에 관한 데이터를 제 1 마스터 장치(20)로 출력할 수 있다.
배터리 모듈(100-1)에 관한 데이터가 출력된 후 제 1 마스터 장치(20)로부터 알림 신호가 수신되지 않는 경우, 센서(200-1)는 다시 모니터링 모드로 동작할 수 있다. 이 경우, 제어 회로(240)는 통신 회로(230)를 턴-오프 시키고, 모니터링 회로(220)를 턴-온 시킬 수 있다.
배터리 모듈(100-1)에 관한 데이터가 출력된 후 제 1 마스터 장치(20)로부터 알림 신호가 수신되는 경우, 센서(200-1)는 알람 모드로 동작할 수 있다. 알람 모드에서, 통신 회로(230)는 감지 신호를 출력할 수 있다. 센서(200-1)는 자신의 위치를 알리기 위해, 감지 신호 뿐만 아니라 빛 및/또는 소리를 출력할 수 있다. 센서(200-1)는 오디오 장치(미도시)를 통해 소리를 출력할 수 있다. 또한, 센서(200-1)는 LED(Light Emitting Diode)와 같은 발광 장치(미도시)를 통해 빛을 출력할 수 있다. 감지 신호가 출력된 후, 센서(200-1)는 다시 모니터링 모드로 동작할 수 있다.
도 5는 도 1의 센서(200-1)의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 5를 참조하여서는, 센서(200-1)가 S210 동작 전에, 통신 모드 또는 알람 모드로 동작 중인 것으로 가정된다.
S210 동작에서, 센서(200-1)는 동작 모드를 모니터링 모드로 전환할 수 있다.
S220 동작에서, 센서(200-1)는 통신 회로(230)를 턴-오프 시키고, 모니터링 회로(220)를 턴-온 시킬 수 있다.
S225 동작에서, 센서(200-1)는 배터리 모듈(100-1)로부터 데이터를 수집할 수 있다.
S230 동작에서, 센서(200-1)는 설정된 기간이 경과하였는지 여부를 판단할 수 있다.
설정된 기간이 경과하지 않은 경우, 다시 S210 동작이 수행된다.
설정된 기간이 경과한 경우, S240 동작이 수행된다. S240 동작에서, 센서(200-1)는 통신 모드를 모니터링 모드로 전환할 수 있다.
S250 동작에서, 센서(200-1)는 통신 회로(230)를 턴-온 시키고, 모니터링 회로(220)를 턴-오프 시킬 수 있다.
S260 동작에서, 센서(200-1)는 수집된 데이터를 제 1 마스터 장치(20)로 출력할 수 있다.
S270 동작에서, 센서(200-1)는 제 1 마스터 장치(20)로부터 알람 신호가 수신되는지 여부에 따라, 동작 모드를 결정할 수 있다.
알람 신호가 수신되지 않는 경우, 다시 S210 동작이 수행된다.
알람 신호가 수신되는 경우, S280 동작이 수행된다. S280 동작에서, 센서(200-1)는 동작 모드를 알람 모드로 전환할 수 있다.
S290 동작에서, 센서(200-1)는 감지 신호를 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 배터리 진단 장치(800)는, 각종 처리 및 각 구성을 제어하는 마이크로컨트롤러(MCU; 810)와, 운영체제 프로그램 및 각종 프로그램(예로서, 배터리 진단 프로그램, 전압 근사식 산출 프로그램 등) 등이 기록되는 메모리(820)와, 배터리 셀 모듈 및/또는 반도체 스위칭 소자와의 사이에서 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 제공하는 입출력 인터페이스(830)와, 유무선 통신망을 통해 외부와 통신 가능한 통신 인터페이스(840)를 구비할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은 메모리(820)에 기록되고, 마이크로 컨트롤러(810)에 의해 처리됨으로써 예를 들면 도 2에서 도시한 각 기능 블록들을 수행하는 모듈로서 구현될 수 있다.
상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 제 1 배터리 모듈들과 일대일 매칭되어 상기 제 1 배터리 모듈들을 모니터링하는 제 1 센서들; 및
    상기 제 1 센서들과 통신하는 제 1 마스터 장치를 포함하되,
    상기 제 1 센서들 각각은:
    모니터링 모드에서, 일대일 매칭된 제 1 배터리 모듈에 관한 제 1 데이터를 수집하는 제 1 모니터링 회로; 및
    통신 모드에서, 상기 제 1 데이터를 상기 제 1 마스터 장치로 출력하는 제 1 통신 회로를 포함하고,
    상기 제 1 모니터링 회로는 상기 통신 모드에서 턴-오프(turn-off)되고,
    상기 제 1 통신 회로는 상기 모니터링 모드에서 턴-오프되는 불량 배터리 감지 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 센서들은 각각 상기 제 1 배터리 모듈들에 부착되고,
    상기 제 1 마스터 장치는 상기 제 1 배터리 모듈들이 포함된 제 1 팔레트에 부착된 불량 배터리 감지 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 센서들 각각은 상기 모니터링 모드에서 상기 제 1 모니터링 회로를 턴-온(turn-on) 시키고 상기 제 1 통신 회로를 턴-오프 시키고, 상기 통신 모드에서 상기 제 1 모니터링 회로를 턴-오프 시키고 상기 제 1 통신 회로를 턴-온 시키는 제 1 제어 회로를 더 포함하는 불량 배터리 감지 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 마스터 장치는 상기 모니터링 모드에서 상기 제 1 센서들 각각의 상기 제 1 모니터링 회로가 턴-온 되고 상기 제 1 통신 회로가 턴-오프 되고, 상기 통신 모드에서 상기 제 1 센서들 각각의 상기 제 1 모니터링 회로가 턴-오프 되고 상기 제 1 통신 회로가 턴-온 되도록, 상기 제 1 센서를 제어하는 불량 배터리 감지 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 센서들 각각은 상기 제 1 모니터링 회로 및 상기 제 1 통신 회로로 구동 전원을 공급하기 위한 보조 배터리를 더 포함하는 불량 배터리 감지 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제 2 배터리 모듈들과 일대일 매칭되어 상기 제 2 배터리 모듈들에 관한 제 2 데이터를 수집하는 제 2 센서들;
    상기 제 2 센서들과 통신하여 상기 제 2 데이터를 수신하는 제 2 마스터 장치; 및
    상기 제 1 마스터 장치로부터 수신되는 상기 제 1 데이터 및 상기 제 2 마스터 장치로부터 수신되는 상기 제 2 데이터에 기초하여, 상기 제 1 배터리 모듈들 및 상기 제 2 배터리 모듈들 중 불량 배터리 모듈을 선별하는 서버를 더 포함하고,
    상기 제 1 배터리 모듈과 상기 제 2 배터리 모듈은 각각 상이한 팔레트에 보관되는 불량 배터리 감지 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 데이터는 상기 제 1 배터리 모듈의 개방 전압을 나타내고,
    상기 제 2 데이터는 상기 제 2 배터리 모듈의 개방 전압을 나타내고,
    상기 불량 배터리 모듈은 배터리 모듈의 개방 전압이 기준 전압보다 낮은 배터리 모듈인 불량 배터리 감지 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 서버는 상기 제 1 배터리 모듈들에 상기 불량 배터리 모듈이 포함되는 경우, 상기 제 1 마스터 장치로 제 1 알림 신호를 출력하고,
    상기 제 1 마스터 장치는 상기 제 1 알림 신호에 기초하여, 상기 불량 배터리 모듈과 일대일 매칭되는 제 1 센서로 제 2 알림 신호를 출력하고,
    상기 불량 배터리 모듈과 일대일 매칭되는 상기 제 1 센서는 상기 제 2 알림 신호에 기초하여, 동작 모드를 알람 모드로 전환하는 불량 배터리 감지 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 불량 배터리 모듈과 일대일 매칭되는 상기 제 1 센서는 상기 알람 모드에서, 상기 불량 배터리 모듈의 위치 정보를 포함하는 감지 신호를 출력하는 불량 배터리 감지 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 감지 신호는 상기 불량 배터리 모듈의 ID(Identification)를 포함하는 불량 배터리 감지 시스템.
  11. 제 1 센서들의 제 1 모니터링 회로들에 의해, 모니터링 구간에서, 상기 제 1 센서들과 일대일 매칭된 제 1 배터리 모듈들 각각의 제 1 데이터를 수집하는 단계;
    제 2 센서들의 제 2 모니터링 회로들에 의해, 상기 모니터링 구간에서, 상기 제 2 센서들과 일대일 매칭된 제 2 배터리 모듈들 각각의 제 2 데이터를 수집하는 단계;
    통신 구간에서, 상기 제 1 센서들의 제 1 통신 회로들과 통신하는 제 1 마스터 장치를 통해, 상기 제 1 데이터를 서버로 출력하는 단계;
    상기 통신 구간에서, 상기 제 2 센서들의 제 2 통신 회로들과 통신하는 제 2 마스터 장치를 통해, 상기 제 2 데이터를 상기 서버로 출력하는 단계; 및
    상기 서버에 의해, 상기 제 1 데이터 및 상기 제 2 데이터에 기초하여, 상기 제 1 배터리 모듈들 및 상기 제 2 배터리 모듈들 중 불량인 것으로 의심되는 의심 배터리 모듈을 선별하는 단계를 포함하되,
    상기 모니터링 구간에서, 상기 제 1 통신 회로들 및 상기 제 2 통신 회로들 각각으로 입력되는 구동 전원이 차단되고,
    상기 통신 구간에서, 상기 제 1 모니터링 회로들 및 상기 제 2 모니터링 회로들 각각으로 입력되는 구동 전원이 차단되는 불량 배터리 감지 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 센서들 및 상기 제 2 센서들 중 상기 의심 배터리 모듈에 매칭된 센서로 알림 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 알림 신호에 기초하여, 상기 의심 배터리 모듈에 매칭된 상기 센서에 의해 감지 신호를 출력하는 단계를 더 포함하되,
    상기 감지 신호는 상기 의심 배터리 모듈에 매칭된 상기 센서의 ID를 포함하는 불량 배터리 감지 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 감지 신호에 기초하여 상기 의심 배터리 모듈에 매칭된 상기 센서의 위치를 파악하는 단계;
    상기 의심 배터리 모듈에 매칭된 상기 센서를 상기 의심 배터리 모듈로부터 탈착하여, 상기 센서가 정상인지 여부를 검사하는 단계;
    상기 센서가 정상인 경우 상기 의심 배터리 모듈을 불량 배터리 모듈인 것으로 결정하고, 상기 센서가 비정상인 경우 상기 의심 배터리 모듈에 대한 검사를 다시 수행하는 불량 배터리 감지 방법.

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