KR20220070719A - Battery pack control and management system using short-ranged wireless communication - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a battery pack control and management system using short-range wireless communication, capable of performing communication between a device of an electric vehicle and a battery pack thereof and control and management actions for the battery pack therethrough based on short-range wireless communication, thereby preventing or minimizing various problems such as an increase in production costs caused by the use of various communication cables and connectors for communication and control/management between the device and the battery pack, frequent abnormality and malfunction occurrence, and work difficulty caused by directivity during battery pack replacement. In accordance with the present invention, the battery pack control and management system using short-range wireless communication includes: a first wireless communication module installed on a battery pack, having functions of receiving a control signal from the outside and transmitting data for the battery pack management to the outside, and employing a short-range wireless communication scheme; a second wireless communication module installed in a device with the battery pack mounted thereon, and communicating with the first wireless communication module through the short-range wireless communication scheme; and a battery control module installed on the device to communicate with each of an electronic control unit (ECU) of the device and the second wireless communication module.

Description

근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템{Battery pack control and management system using short-ranged wireless communication}Battery pack control and management system using short-ranged wireless communication

본 발명은 전기 자동차 등의 장치 및 그 배터리팩 간의 통신 그리고 이를 통한 배터리팩의 제어 및 관리 작용이 근거리 무선 통신을 기반으로 이루어짐에 따라, 장치 및 배터리팩 간의 통신 및 제어/관리를 위해 여러 통신케이블과 커넥터가 사용되는데 따른 생산비용 상승, 잦은 이상 및 고장 발생, 배터리팩 교환 시 방향성으로 인한 작업상의 번거로움 등 여러 난점이 방지 내지 최소화될 수 있도록 한 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템에 관한 것이다.According to the present invention, communication between a device such as an electric vehicle and its battery pack, and control and management of the battery pack through this is made based on short-range wireless communication, and various communication cables for communication and control/management between the device and the battery pack. Battery pack control and management system using short-distance wireless communication to prevent or minimize various difficulties such as increased production cost due to the use of connectors and connectors, frequent abnormalities and failures, and troublesome work due to directionality when replacing battery packs. it's about

일반적으로 전기 자동차(Electric Vehicle; EV)는 화석 연료와 엔진을 사용하지 않고 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말한다.In general, an electric vehicle (EV) refers to a vehicle that uses a battery and an electric motor without using fossil fuels and engines.

따라서 전기 자동차에 적용되는 고출력 배터리 팩을 얻기 위해 복수의 단위 이차전지 셀(cell)을 직병렬 연결하여 배터리 팩을 구성한다. 다시 말해 복수의 단위 이차전지 셀(이하 “배터리 셀”이라 함)을 안전하고 효율적으로 관리하기 위해 ‘모듈’ 및 ‘팩’의 형태를 거쳐 전기 자동차에 탑재하게 된다. 즉, 상기 셀, 모듈, 팩은 배터리를 모으는 단위로 생각하면 되며, 배터리 셀을 여러 개 묶어서 배터리 모듈을 만들고, 이러한 배터리 모듈을 여러 개 묶어서 배터리 팩(이하 ‘배터리팩’으로 기재함)을 만든다. 이때, 여러 개의 배터리 모듈을 묶고, 여기에 BMS(Battery Management System) 및 냉각장치 등을 추가하여 배터리팩을 구성한다. 그리고 전기 자동차에는 최종적으로 배터리가 배터리팩의 형태로 장착된다. Accordingly, in order to obtain a high-output battery pack applied to an electric vehicle, a plurality of unit secondary battery cells are connected in series and parallel to form a battery pack. In other words, in order to safely and efficiently manage a plurality of unit secondary battery cells (hereinafter referred to as “battery cells”), they are installed in an electric vehicle through the form of ‘modules’ and ‘packs’. That is, the cells, modules, and packs can be considered as a unit for collecting batteries, and a plurality of battery cells are bundled to make a battery module, and a plurality of these battery modules are bundled to make a battery pack (hereinafter referred to as a 'battery pack'). . At this time, several battery modules are bundled, and a battery management system (BMS) and a cooling device are added thereto to configure a battery pack. And finally, the battery is mounted in the form of a battery pack in the electric vehicle.

상기 BMS는 전압과 전류, 온도 등 배터리의 상태를 관리 및 모니터링하고, 이를 기반으로 배터리를 최적의 상태로 유지시킨다. 즉, BMS는 전기 자동차의 배터리를 효율적으로 관리하여 해당 전기 자동차가 안정적인 주행을 할 수 있도록 하고, 배터리 교체 시기를 예측하며, 배터리의 이상 상황을 사전에 발견하여 자동차 사고가 억제되도록 제어한다.The BMS manages and monitors the state of the battery, such as voltage, current, and temperature, and maintains the battery in an optimal state based on this. In other words, the BMS efficiently manages the battery of the electric vehicle so that the electric vehicle can drive stably, predicts the battery replacement time, and detects abnormal conditions in the battery in advance to control the vehicle accident to be suppressed.

또한, 전기 자동차의 배터리팩은 크게 고정형 및 교환형으로 구분할 수 있으며, 고정형의 경우 통상 플러그인(plug-in)을 통해 배터리팩에 전력을 충전하므로, 충전 시간 동안의 비교적 긴 대기 시간이 요구되면서 사용자의 불편함이 초래되는 동시에 충전시설 운영자의 입장에서는 긴 대시 시간에 따른 경제성 저하가 초래되는 것이었다. 이러한 이유 등으로 해서 최근에는 사전에 충전한 배터리팩을 전기 자동차의 방전된 배터리팩과 교환하는 방식의 교환형 배터리팩의 사용이 늘고 있다.In addition, the battery pack of an electric vehicle can be largely divided into a fixed type and an exchange type, and in the case of the fixed type, since power is usually charged to the battery pack through a plug-in, a relatively long standby time during the charging time is required. At the same time, from the point of view of the charging facility operator, the economic feasibility was reduced due to the long dash time. For these reasons and the like, the use of interchangeable battery packs in which a previously charged battery pack is exchanged with a discharged battery pack of an electric vehicle is increasing in recent years.

한편, 전기 자동차는 복수의 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit; ECU)들을 통해 제동, 가속, 조향, 충전 등의 각종 제어를 수행한다.Meanwhile, an electric vehicle performs various controls such as braking, acceleration, steering, and charging through a plurality of electronic control units (ECUs).

CAN(Controller Area Network)은 이러한 ECU들 간 통신을 위한 통신 프로토콜로써, 현재 대부분의 자동차들이 적용하고 있는 차량 내부 통신 기술이다. 부연 설명하면, ECU들은 CAN 통신 버스에 연결되고, 브로드캐스트 방식으로 통신한다. 즉, 데이터를 전송코자 하는 ECU가 CAN 데이터 규격에 수신 ECU의 ID 및 전송코자 하는 정보를 포함하여 CAN 버스에 브로드캐스트(broadcast)하면, CAN 버스에 연결된 모든 ECU가 이를 수신하고, CAN 데이터 규격에 포함된 수신 ECU의 ID에 해당되는 ECU만 수신 데이터를 처리하는 방식이다.CAN (Controller Area Network) is a communication protocol for communication between these ECUs, and is an in-vehicle communication technology currently applied by most automobiles. To elaborate, ECUs are connected to a CAN communication bus and communicate in a broadcast manner. That is, when the ECU that wants to transmit data broadcasts the data to the CAN bus including the ID of the receiving ECU and the information to be transmitted in the CAN data standard, all ECUs connected to the CAN bus receive it and conform to the CAN data standard. In this method, only the ECU corresponding to the included receiving ECU ID processes the received data.

따라서 전기 자동차의 배터리팩 및 해당 ECU 간의 전자적 제어 및 이를 위한 통신 역시 CAN 통신을 기반으로 이루어지고 있으나, 이는 배터리팩 및 ECU 간의 통신케이블 및 커넥터의 사용 개수 증가와 그에 따른 전기 자동차의 생산비용 상승을 초래하고, 배터리팩 및 ECU 간 전자적 제어 및 통신 구성에서의 잦은 이상 및 고장의 원인이 될 수 있다. 예를 들어 배터리팩 및 ECU를 연결하는 통신케이블 및 커넥터의 개수가 증가되는 만큼 그 방수에 어려움이 따르는 것이었다.Therefore, electronic control and communication between the battery pack of an electric vehicle and the corresponding ECU are also made based on CAN communication, but this is due to the increase in the number of communication cables and connectors between the battery pack and the ECU and the consequent increase in the production cost of the electric vehicle. It can cause frequent abnormalities and failures in the electronic control and communication configuration between the battery pack and ECU. For example, as the number of communication cables and connectors connecting the battery pack and ECU increases, the waterproofing becomes difficult.

또한, 교환형 배터리팩을 사용하는 전기 자동차의 경우, 배터리팩 및 ECU 간의 커넥터를 통한 접속을 위해 배터리팩이 소정의 방향성을 가지면서 전기 자동차에 장착되어야 하고, 이에 따라 전기 자동차의 배터리팩 교환 작업이 비교적 번거롭게 되는 것이었다.In addition, in the case of an electric vehicle using an interchangeable battery pack, the battery pack has to be mounted in the electric vehicle with a predetermined direction for connection through a connector between the battery pack and the ECU, and accordingly, the battery pack exchange operation of the electric vehicle This was relatively cumbersome.

한국 공개특허 제10-2018-0047896호(2018.05.10.공개), “전기차량 구동용 외장 배터리 팩 및 이의 사용방법”Korean Patent Laid-Open Patent No. 10-2018-0047896 (published on May 10, 2018), “External battery pack for driving electric vehicle and method of use thereof” 한국 등록특허 제10-1718552호(2017.03.22.공고), “전기자동차의 배터리 관리 시스템 및 그 방법”Korean Patent Registration No. 10-1718552 (2017.03.22. Announcement), “Electric vehicle battery management system and method” 한국 등록특허 제10-1657899호(2016.09.30.공고), “RF 에너지 하비스팅에 기반한 전기 자동차 충전 시스템 및 RF 에너지 하비스팅에 기반한 전기 자동차 충전 방법”Korean Patent Registration No. 10-1657899 (2016.09.30. Announcement), “Electric vehicle charging system based on RF energy harvesting and electric vehicle charging method based on RF energy harvesting”

본 발명의 실시 예는 전기 자동차 등의 장치 및 그 배터리팩 간의 통신 그리고 이를 통한 배터리팩의 제어 및 관리 작용이 근거리 무선 통신을 기반으로 이루어짐에 따라, 장치 및 배터리팩 간의 통신 및 제어/관리를 위해 여러 통신케이블과 커넥터가 사용되는데 따른 생산비용 상승, 잦은 이상 및 고장 발생, 배터리팩 교환 시 방향성으로 인한 작업상의 번거로움 등 여러 난점이 방지 내지 최소화될 수 있도록 한 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, communication between a device such as an electric vehicle and its battery pack, and control and management of the battery pack through this is made based on short-range wireless communication, for communication and control/management between the device and the battery pack. Battery pack control using short-distance wireless communication and management system is provided.

본 발명의 실시 예에 따른 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템은, 배터리팩에 설치되고, 상기 배터리팩에 대한 외부로부터의 제어신호 수신 및 상기 배터리팩 관리를 위한 데이터들의 외부 전송 기능을 가지며, 근거리 무선 통신 방식의 제1 무선통신 모듈과, 상기 배터리팩이 탑재되는 장치에 설치되며, 상기 제1 무선통신 모듈과 근거리 무선 통신 방식을 통해 통신하는 제2 무선통신 모듈과, 상기 장치의 ECU(Electronic Control Unit) 및 상기 제2 무선통신 모듈과 각각 통신하도록 상기 장치에 설치되는 배터리 제어모듈을 포함할 수 있다.A battery pack control and management system using short-range wireless communication according to an embodiment of the present invention is installed in a battery pack, and functions to receive a control signal from the outside for the battery pack and external transmission of data for managing the battery pack. a first wireless communication module of a short-range wireless communication method, a second wireless communication module installed in a device on which the battery pack is mounted, and communicating with the first wireless communication module through a short-range wireless communication method; and a battery control module installed in the device to communicate with an Electronic Control Unit (ECU) and the second wireless communication module, respectively.

또한, 상기 제1 무선통신 모듈 및 제2 무선통신 모듈은 NFC(Near Field Communication) 방식을 통해 상호 통신하는 것일 수 있다.Also, the first wireless communication module and the second wireless communication module may communicate with each other through a near field communication (NFC) method.

또한, 상기 제2 무선통신 모듈 및 배터리 제어모듈은 상기 배터리팩의 탑재를 위해 상기 장치에 장착되는 배터리 크래들에 설치될 수 있다.In addition, the second wireless communication module and the battery control module may be installed in a battery cradle mounted on the device for mounting the battery pack.

또한, 상기 배터리 제어모듈은 상기 ECU와 CAN(Controller Area Network) 통신을 기반으로 통신하는 것일 수 있다.In addition, the battery control module may communicate with the ECU based on CAN (Controller Area Network) communication.

또한, 상기 제1 무선통신 모듈은 상기 배터리팩의 BMS(Battery Management System)로부터 상기 배터리팩 관리용 데이터들을 수신하는 것일 수 있다.Also, the first wireless communication module may receive data for managing the battery pack from a battery management system (BMS) of the battery pack.

본 발명의 실시 예에 따르면, 전기 자동차 등의 장치 및 그 배터리팩 간의 통신 그리고 이를 통한 배터리팩의 제어 및 관리 작용이 근거리 무선 통신을 기반으로 이루어짐에 따라, 장치 및 배터리팩 간의 통신 및 제어/관리를 위해 여러 통신케이블과 커넥터가 사용되는데 따른 생산비용 상승, 잦은 이상 및 고장 발생, 배터리팩 교환 시 방향성으로 인한 작업상의 번거로움 등 여러 난점이 방지 내지 최소화될 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, as communication between a device such as an electric vehicle and its battery pack, and control and management of the battery pack through this is made based on short-range wireless communication, communication and control/management between the device and the battery pack For this purpose, various difficulties can be prevented or minimized, such as increased production cost due to the use of multiple communication cables and connectors, frequent abnormalities and breakdowns, and troublesome work due to directionality when replacing battery packs.

또한, 상술한 근거리 무선 통신이 NFC 기반으로 이루어짐에 따라, 블루투스와 같은 초기 인증 과정을 필요로 하지 않아 교환형 배터리팩을 충전소에서 교환 장착 시 그 작업 과정이 보다 용이하고 신속하게 진행될 수 있다.In addition, as the above-described short-range wireless communication is performed based on NFC, an initial authentication process such as Bluetooth is not required, so that when an exchangeable battery pack is exchanged and installed at a charging station, the work process can be performed more easily and quickly.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템을 개념적으로 예시한 블록 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템을 예시한 구성도1 is a block diagram conceptually illustrating a battery pack control and management system using short-range wireless communication according to an embodiment of the present invention;
2 is a configuration diagram illustrating a battery pack control and management system using short-range wireless communication according to an embodiment of the present invention;

이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description of the present invention is an embodiment in which the present invention may be practiced, and reference is made to the accompanying drawings shown by way of example of the embodiment. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it should be understood that the position or arrangement of individual components in each described embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention.

따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Accordingly, the detailed description set forth below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scopes equivalent to those claimed by the claims. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the various aspects.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”,　＂…모듈“ 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In the present invention, when a certain part "includes" a certain element in the whole, this means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, the “… wealth", "… The term “module” means a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템에 대해 설명한다.A battery pack control and management system using short-range wireless communication according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .

설명에 앞서, 본 실시 예에서는 배터리팩 및 이를 통해 전원 공급 및 동력을 발생시키는 장치가 전기 자동차인 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전기 자동차 이외에도 배터리팩을 통해 전원 공급 및 동력을 발생시키는 동시에 이동성을 갖는 장치들에 적용될 수 있다.Prior to the description, in the present embodiment, the battery pack and the device for supplying power and generating power through the battery pack are an example of an electric vehicle, but the present invention is not limited thereto. It can be applied to devices that generate and have mobility at the same time.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템을 개념적으로 예시한 블록 구성도이다.1 is a block diagram conceptually illustrating a battery pack control and management system using short-range wireless communication according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템은 제1 무선통신 모듈(100), 제2 무선통신 모듈(200) 및 배터리 제어모듈(300)을 포함하여 구성된다.As shown, the battery pack control and management system using short-range wireless communication according to an embodiment of the present invention includes a first wireless communication module 100 , a second wireless communication module 200 and a battery control module 300 . is composed by

제1 무선통신 모듈(100)은 배터리팩(10)에 설치되며, 배터리팩(10)에 대한 외부로부터의 제어신호 수신 및 배터리팩(10) 관리를 위한 데이터들의 외부 전송 기능을 가진다. 이때, 제1 무선통신 모듈(100)은 근거리 무선 통신 방식을 통해 외부와 통신한다.The first wireless communication module 100 is installed in the battery pack 10 , and has a function of receiving a control signal from the outside for the battery pack 10 and transmitting data for managing the battery pack 10 . At this time, the first wireless communication module 100 communicates with the outside through a short-range wireless communication method.

제2 무선통신 모듈(200)은 상술한 배터리팩(10)이 탑재되는 장치(20)에 설치되며, 배터리팩(10)의 제1 무선통신 모듈(100)과 근거리 무선 통신 방식을 통해 통신한다. 본 실시 예를 기준으로 설명하면, 제2 무선통신 모듈(200)은 배터리팩(10)이 탑재되는 전기 자동차의 차체에 설치되어 배터리팩(10)의 제1 무선통신 모듈(100)과 근거리 무선 통신 방식을 통해 통신한다.The second wireless communication module 200 is installed in the device 20 on which the above-described battery pack 10 is mounted, and communicates with the first wireless communication module 100 of the battery pack 10 through a short-range wireless communication method. . When described based on this embodiment, the second wireless communication module 200 is installed on the vehicle body of the electric vehicle on which the battery pack 10 is mounted, and is connected to the first wireless communication module 100 of the battery pack 10 and short-range wireless communication. communicate through a communication method.

배터리 제어모듈(300)은 상술한 장치(20)의 ECU(Electronic Control Unit, 21) 및 제2 무선통신 모듈(200)과 각각 통신하도록 장치(20)에 설치된다. 본 실시 예를 기준으로 설명하면, 배터리 제어모듈(300)은 전기 자동차의 차체에 설치되어 해당 전기 자동차의 ECU(21) 및 제2 무선통신 모듈(200)과 각각 통신한다. The battery control module 300 is installed in the device 20 to communicate with the electronic control unit (ECU) 21 and the second wireless communication module 200 of the device 20 described above, respectively. Referring to this embodiment, the battery control module 300 is installed in the vehicle body of the electric vehicle and communicates with the ECU 21 and the second wireless communication module 200 of the corresponding electric vehicle, respectively.

그리고 제1 무선통신 모듈(100) 및 제2 무선통신 모듈(200)은 NFC(Near Field Communication) 방식을 통해 상호 통신하는 것일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the first wireless communication module 100 and the second wireless communication module 200 may communicate with each other through Near Field Communication (NFC), but the present invention is not limited thereto.

상술한 구성에 의해서, 배터리팩(10) 및 장치(20)의 ECU(21) 간 통신 및 이를 통한 배터리팩(10) 제어 및 관리 작용이 제1 무선통신 모듈(100), 제2 무선통신 모듈(200), 배터리 제어모듈(300)을 통해 근거리 무선 통신을 기반으로 이루어짐에 따라, 기존의 전기 자동차에서 배터리팩 및 차량 ECU 간의 통신을 위해 여러 개의 통신케이블 및 커넥터가 사용되는데 따른 생산비용 상승, 잦은 이상 및 고장 발생, 배터리팩 교환 시 방향성으로 인한 작업상의 번거로움 등의 여러 난점이 방지 내지 억제될 수 있게 된다.By the above-described configuration, communication between the ECU 21 of the battery pack 10 and the device 20 and the control and management of the battery pack 10 through the first wireless communication module 100 and the second wireless communication module (200), as it is made based on short-range wireless communication through the battery control module 300, the production cost increases due to the use of several communication cables and connectors for communication between the battery pack and the vehicle ECU in an existing electric vehicle; It is possible to prevent or suppress various difficulties, such as frequent abnormalities and breakdowns, and troublesome work due to directionality when replacing the battery pack.

또한, 제1 무선통신 모듈(100) 및 제2 무선통신 모듈(200) 간의 근거리 무선 통신이 NFC 기반으로 이루어짐에 따라, 블루투스와 같은 초기 인증 과정을 필요로 하지 않아 교환형 배터리팩을 충전소에서 교환 장착 시 그 작업 과정이 보다 용이하고 신속하게 진행될 수 있다.In addition, as short-distance wireless communication between the first wireless communication module 100 and the second wireless communication module 200 is performed based on NFC, an initial authentication process such as Bluetooth is not required, so the exchangeable battery pack is exchanged at the charging station. When installed, the work process can be carried out more easily and quickly.

다음은 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템에 대해 설명한다.Next, a battery pack control and management system using short-range wireless communication according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템을 예시한 구성도이다.2 is a configuration diagram illustrating a battery pack control and management system using short-range wireless communication according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템은 도 1을 참조한 실시 예의 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템과 마찬가지로 제1 무선통신 모듈(100), 제2 무선통신 모듈(200) 및 배터리 제어모듈(300)을 포함하며, 제2 무선통신 모듈(200) 및 배터리 제어모듈(300)의 설치 구조 그리고 제1 무선통신 모듈(100) 및 배터리 제어모듈(300)의 각 통신 방식 등에 차이점이 있는 것으로써, 이하 이러한 차이점을 중심으로 설명하며, 제1 무선통신 모듈(100), 제2 무선통신 모듈(200) 및 배터리 제어모듈(300)의 부호는 도 1을 참조한 실시 예와 동일한 부호를 사용하였다.As shown, the battery pack control and management system using short-range wireless communication according to this embodiment is the same as the battery pack control and management system using short-range wireless communication of the embodiment with reference to FIG. 1 , the first wireless communication module 100, It includes a second wireless communication module 200 and a battery control module 300, the installation structure of the second wireless communication module 200 and the battery control module 300, and the first wireless communication module 100 and the battery control module As there are differences in each communication method of 300, the following description will be focused on these differences, and the codes of the first wireless communication module 100, the second wireless communication module 200, and the battery control module 300 are The same reference numerals as in the embodiment with reference to FIG. 1 are used.

먼저, 제2 무선통신 모듈(200) 및 배터리 제어모듈(300)은 배터리팩(10)의 탑재를 위해 장치(20)에 장착되는 배터리 크래들(400)에 설치된다. First, the second wireless communication module 200 and the battery control module 300 are installed in the battery cradle 400 mounted on the device 20 for mounting the battery pack 10 .

그리고 배터리 제어모듈(300)은 장치(20)의 ECU(21)와 CAN(Controller Area Network) 통신을 기반으로 통신한다.And the battery control module 300 communicates with the ECU 21 of the device 20 based on CAN (Controller Area Network) communication.

또한, 제1 무선통신 모듈(100)은 배터리팩(10)의 BMS(Battery Management System, 11)로부터 배터리팩(10) 관리용 데이터들을 수신한다.Also, the first wireless communication module 100 receives data for managing the battery pack 10 from a battery management system (BMS, 11) of the battery pack 10 .

장치(20)가 전기 자동차인 것을 예로 부연 설명하면, 제2 무선통신 모듈(200) 및 배터리 제어모듈(300)은 전기 자동차의 차체에 장착되는 배터리 크래들(400)에 설치되며, 배터리 제어모듈(300)은 전기 자동차의 ECU(21)와 CAN 통신 방식으로 통신한다. 또한, 제1 무선통신 모듈(100)은 전기 자동차의 배터리 크래들(400)에 탑재되는 배터리팩(10)의 BMS(11)로부터 해당 배터리팩(10)에 대한 관리용 데이터들을 수신한다.If the device 20 is an example of an electric vehicle, the second wireless communication module 200 and the battery control module 300 are installed in the battery cradle 400 mounted on the body of the electric vehicle, and the battery control module ( 300) communicates with the ECU 21 of the electric vehicle in a CAN communication method. Also, the first wireless communication module 100 receives management data for the corresponding battery pack 10 from the BMS 11 of the battery pack 10 mounted on the battery cradle 400 of the electric vehicle.

상술한 구성에 의해서, 배터리팩(10)의 BMS(11)를 통한 해당 배터리팩(10)의 여러 상태 정보가 배터리팩(10)의 제1 무선통신 모듈(100) 및 배터리 크래들(400)의 제2 무선통신 모듈(200) 간 근거리 무선 통신을 통해 배터리 크래들(400)의 배터리 제어모듈(300)에 전송되고, 배터리 제어모듈(300)은 이렇게 전송되는 배터리팩(10)의 여러 상태 정보들을 장치(20) 내 ECU(21)에 CAN 통신을 통해 전송한다. 그리고 ECU(21)를 통해 출력되는 배터리팩(10)에 대한 여러 제어신호가 배터리 제어모듈(300)에 CAN 통신을 통해 전송되고, 이렇게 배터리 제어모듈(300)에 전송된 제어신호가 배터리 크래들(400)의 제2 무선통신 모듈(200)을 통해 배터리팩(10)의 제1 무선통신 모듈(100)에 근거리 무선 통신을 통해 전송되며, 제1 무선통신 모듈(100)은 수신한 제어신호를 배터리팩(10)의 BMS(11)에 전송한다.By the above-described configuration, various state information of the corresponding battery pack 10 through the BMS 11 of the battery pack 10 is transmitted to the first wireless communication module 100 of the battery pack 10 and the battery cradle 400 . It is transmitted to the battery control module 300 of the battery cradle 400 through short-range wireless communication between the second wireless communication modules 200, and the battery control module 300 transmits various state information of the battery pack 10 thus transmitted. It is transmitted via CAN communication to the ECU 21 in the device 20 . And various control signals for the battery pack 10 output through the ECU 21 are transmitted to the battery control module 300 through CAN communication, and the control signals transmitted to the battery control module 300 in this way are transmitted to the battery cradle ( 400) is transmitted through short-range wireless communication to the first wireless communication module 100 of the battery pack 10 through the second wireless communication module 200, and the first wireless communication module 100 transmits the received control signal. It is transmitted to the BMS (11) of the battery pack (10).

그리고 본 실시 예에 따른 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템의 작용은 도 1을 참조한 실시 예의 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템의 작용과 대동소이하므로, 본 실시 예에서 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.And since the operation of the battery pack control and management system using short-range wireless communication according to the present embodiment is substantially the same as the operation of the battery pack control and management system using the short-range wireless communication of the embodiment with reference to FIG. A detailed description will be omitted.

그리고 본 실시 예에 따른 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템의 작용에 대해 추가 설명하면, 제2 무선통신 모듈 및 배터리 제어모듈이 배터리 크래들에 설치됨에 따라, 배터리팩이 배터리 크래들에 탑재된 상태를 기준으로 제1 무선통신 모듈 및 제2 무선통신 모듈 간의 근거리 무선 통신이 보다 원활하게 진행될 수 있고, 제2 무선통신 모듈 및 배터리 제어모듈이 장치 내에서의 외부 노출을 최소화하면서 배터리 크래들에 안정적으로 설치될 수 있는 동시에 배터리 제어모듈이 이러한 안정적인 설치 상태를 토대로 장치 내의 ECU와 CAN 통신을 통해 통신할 수 있게 된다. 부연 설명하면, 제2 무선통신 모듈 및 배터리 제어모듈을 장치 내에 그대로 노출된 상태로 설치하거나, 제2 무선통신 모듈 및 배터리 제어모듈의 고정 설치를 위해 장치 내에 별도의 프레임 등을 추가로 설치하지 않아도 된다.And if the operation of the battery pack control and management system using short-range wireless communication according to the present embodiment is further described, as the second wireless communication module and the battery control module are installed in the battery cradle, the battery pack is mounted on the battery cradle. Based on the state, short-range wireless communication between the first wireless communication module and the second wireless communication module can proceed more smoothly, and the second wireless communication module and the battery control module are stable in the battery cradle while minimizing external exposure within the device. At the same time, the battery control module can communicate with the ECU in the device through CAN communication based on this stable installation state. In other words, it is not necessary to install the second wireless communication module and the battery control module in an exposed state in the device, or to install a separate frame in the device for fixed installation of the second wireless communication module and the battery control module. do.

한편, 도면에서 미설명 부호 22는 배터리팩으로부터 공급되는 전원을 장치의 여러 부분으로 분배하는 전원분배장치(PDU: Power Distribution Unit)를 예시한 것이다.Meanwhile, in the drawings, reference numeral 22 exemplifies a power distribution unit (PDU) that distributes power supplied from the battery pack to various parts of the device.

이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in this description, specific matters such as specific components, etc., and limited embodiments and drawings have been described, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments No, various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정하여 저서는 안되며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be written, and not only the claims described below, but also all the modifications equivalent to or equivalent to the claims described below will fall within the scope of the spirit of the present invention.

10 : 배터리팩 11 : BMS
20 : 장치 21 : ECU
22 : PDU 100 : 제1 무선통신 모듈
200 : 제2 무선통신 모듈 300 : 배터리 제어모듈
400 : 배터리 크래들10: battery pack 11: BMS
20: device 21: ECU
22: PDU 100: first wireless communication module
200: second wireless communication module 300: battery control module
400 : battery cradle

Claims (5)

배터리팩에 설치되고, 상기 배터리팩에 대한 외부로부터의 제어신호 수신 및 상기 배터리팩 관리를 위한 데이터들의 외부 전송 기능을 가지며, 근거리 무선 통신 방식의 제1 무선통신 모듈;
상기 배터리팩이 탑재되는 장치에 설치되며, 상기 제1 무선통신 모듈과 근거리 무선 통신 방식을 통해 통신하는 제2 무선통신 모듈;
상기 장치의 ECU(Electronic Control Unit) 및 상기 제2 무선통신 모듈과 각각 통신하도록 상기 장치에 설치되는 배터리 제어모듈을 포함하는 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템.a first wireless communication module installed in the battery pack, having a function of receiving a control signal from the outside for the battery pack and transmitting data for managing the battery pack, the first wireless communication module of a short-range wireless communication method;
a second wireless communication module installed in the device on which the battery pack is mounted and communicating with the first wireless communication module through a short-range wireless communication method;
A battery pack control and management system using short-range wireless communication including a battery control module installed in the device to communicate with an Electronic Control Unit (ECU) of the device and the second wireless communication module, respectively. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 무선통신 모듈 및 제2 무선통신 모듈은 NFC(Near Field Communication) 방식을 통해 상호 통신하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템.The method of claim 1,
The first wireless communication module and the second wireless communication module is a battery pack control and management system using a short-range wireless communication, characterized in that mutual communication through the NFC (Near Field Communication) method. 제 1 항에 있어서,
상기 제2 무선통신 모듈 및 배터리 제어모듈은 상기 배터리팩의 탑재를 위해 상기 장치에 장착되는 배터리 크래들에 설치되는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템.The method of claim 1,
The second wireless communication module and the battery control module are battery pack control and management system using short-range wireless communication, characterized in that installed in a battery cradle mounted on the device for mounting the battery pack. 제 3 항에 있어서,
상기 배터리 제어모듈은 상기 ECU와 CAN(Controller Area Network) 통신을 기반으로 통신하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템.4. The method of claim 3,
The battery control module is a battery pack control and management system using short-range wireless communication, characterized in that the communication based on the ECU and CAN (Controller Area Network) communication. 제 3 항에 있어서,
상기 제1 무선통신 모듈은 상기 배터리팩의 BMS(Battery Management System)로부터 상기 배터리팩 관리용 데이터들을 수신하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 통신을 이용한 배터리팩 제어 및 관리 시스템.4. The method of claim 3,
The first wireless communication module is a battery pack control and management system using short-range wireless communication, characterized in that for receiving the battery pack management data from a BMS (Battery Management System) of the battery pack.
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