KR20230015829A - Wake-up apparatus of battery management system - Google Patents

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KR20230015829A
KR20230015829A KR1020220004853A KR20220004853A KR20230015829A KR 20230015829 A KR20230015829 A KR 20230015829A KR 1020220004853 A KR1020220004853 A KR 1020220004853A KR 20220004853 A KR20220004853 A KR 20220004853A KR 20230015829 A KR20230015829 A KR 20230015829A
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battery
battery management
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김상수
이민우
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주식회사유비씨에스
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Abstract

Disclosed is a battery management system for performing wake-up by charge detection. The battery management system comprises: a charge/discharge switch for performing a switching operation for charging or discharging a battery; a power supply unit for providing operating power by using the power stored in the battery; an analog front end (AFE) unit for monitoring voltage, current, and temperature of the battery; a micro controller unit (MCU) for controlling operations of the power supply unit and the AFE unit; and a charge detection unit for detecting the power supplied from a charger through the charge/discharge switch. According to the battery management system for performing wake-up by charge detection, since a photocoupler is configured to sense the charging current whenever the charger is connected to the battery when the battery management system is in a BMS sleep mode, the connection of the charger may be immediately checked even in the BMS sleep mode, and accordingly, charging may be started in a BMS normal mode by immediately performing the wake-up on the battery management system. Meanwhile, since the charge/discharge switch is turned off at a predetermined period to sense the current through the photo coupler even during charging, the disconnection of the charger may be frequently checked and the battery management system may be immediately switched to the sleep mode. That is, unlike the existing wake-up process, the connection or disconnection of the charger may be simply and accurately detected without a complicated device or operation.

Description

충전 검출에 의한 웨이크업을 수행하는 배터리 관리 시스템{WAKE-UP APPARATUS OF BATTERY MANAGEMENT SYSTEM} Battery management system performing wake-up by charge detection

본 발명은 배터리 관리 시스템(battery management system)에 관한 것으로서, 구체적으로는 충전 검출에 의한 웨이크업을 수행하는 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a battery management system, and more particularly, to a battery management system that wakes up by detecting charge.

배터리 관리 시스템(battery management system)은 배터리의 충/방전을 관리하는 장치이다.A battery management system is a device that manages charging/discharging of a battery.

그런데, 배터리 관리 시스템은 배터리의 전압/전류 관리 및 충/방전 관리를 하기 때문에 그 자체로서도 많은 전력 소모를 하게 된다. 이에, 배터리 충/방전의 효율성 제고를 위해서 배터리가 사용되지 않을 때에는 배터리 관리 시스템이 슬립 모드(sleep mode)로 운용되도록 구성되는 경우가 많다.However, since the battery management system manages voltage/current and charge/discharge of the battery, it itself consumes a lot of power. Accordingly, in order to improve the efficiency of battery charging/discharging, the battery management system is often configured to operate in a sleep mode when the battery is not in use.

하지만, 언제든지 충전기가 배터리 팩(battery pack)에 연결되면 배터리 관리 시스템이 즉시 웨이크업(wake-up)되어 일반 동작 모드에서 충전을 개시해야 한다. 하지만, 충전기의 연결을 즉시 감지하기 위해서는 매우 복잡한 알고리즘과 장치가 이용되는 경우가 많다.However, whenever a charger is connected to a battery pack, the battery management system must immediately wake-up and start charging in normal operating mode. However, very complex algorithms and devices are often used to instantly detect the connection of a charger.

일례로 공개특허공보 10-2015-0124693은 슬립(sleep)과 비슬립(non-sleep)의 결정을 위한 시간과 웨이크업(wake-up) 시간 사이의 슬립 가능 시간을 산출하고 최소 슬립 가능 시간을 임계값과 비교하여 슬립 모드로 동작하도록 구성된다. 이는 정확성이 떨어질 뿐만 아니라 동작 모드 전환에 상당히 복잡한 연산과 동작 그리고 이를 위한 장치나 회로가 요구된다는 문제점이 있다.As an example, Patent Publication No. 10-2015-0124693 calculates the possible sleep time between the time for determining sleep and non-sleep and the wake-up time, and calculates the minimum possible sleep time. compared to a threshold and configured to operate in a sleep mode. This has a problem in that accuracy is not only low, but also very complicated calculations and operations for switching operation modes and devices or circuits for this are required.

또 다른 예로서 공개특허공보 10-2020-0028194는 웨이크업 신호 수신단이나 시스템 핀의 전압을 측정하고 각각의 전압 유지 시간이나 임계치 비교 등을 통해 슬립 모드 또는 파워 모드로 전환하도록 구성된다. 이 역시 복잡한 연산과 과도한 장치가 요구된다는 문제점이 있다.As another example, Patent Publication No. 10-2020-0028194 measures the voltage of a wake-up signal receiver or a system pin, and converts to a sleep mode or a power mode through a voltage holding time or threshold comparison. This also has a problem in that complex calculations and excessive equipment are required.

이와 같이, 기존의 배터리 관리 시스템의 웨이크업에 관련된 장치는 모두 해당 동작에 비해 과도한 회로나 알고리즘을 요구하여 불필요한 전력 소모가 오히려 더 증가하고 제품의 단가 상승에도 악영향을 미치는 문제점이 있다.In this way, all devices related to the wake-up of the existing battery management system require excessive circuits or algorithms compared to the corresponding operation, which increases unnecessary power consumption and adversely affects the unit cost of the product.

이에, 기존 보다 간단하고 즉각적이며 정확도 높은 웨이크업을 할 수 있는 배터리 관리 시스템이 요구된다.Accordingly, there is a need for a battery management system capable of wake-up that is simpler, more immediate, and more accurate than before.

공개특허공보 10-2015-0124693Patent Publication No. 10-2015-0124693 공개특허공보 10-2020-0028194Publication of Patent Publication 10-2020-0028194

본 발명의 목적은 충전 검출에 의한 웨이크업을 수행하는 배터리 관리 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a battery management system that wakes up by charge detection.

상술한 본 발명의 목적에 따른 충전 검출에 의한 웨이크업을 수행하는 배터리 관리 시스템은, 배터리의 충전 또는 방전을 위한 스위칭 동작을 수행하는 충방전 스위치; 상기 배터리에 저장된 전원을 이용하여 동작 전원을 제공하는 전원부; 상기 배터리의 전압, 전류 및 온도를 모니터링하는 AFE(analog front end)부; 상기 전원부 및 상기 AFE부의 동작을 제어하는 MCU(micro controller unit)를 포함하도록 구성될 수 있다.A battery management system that wakes up by charge detection according to the object of the present invention described above includes a charge/discharge switch that performs a switching operation for charging or discharging a battery; a power supply unit providing operating power using the power stored in the battery; an analog front end (AFE) unit that monitors voltage, current, and temperature of the battery; It may be configured to include a micro controller unit (MCU) for controlling the operation of the power supply unit and the AFE unit.

여기서, 상기 충방전 스위치를 통해 상기 충전기로부터 공급되는 전원을 검출하는 충전 검출부를 더 포함하도록 구성될 수 있다.Here, it may be configured to further include a charge detector for detecting power supplied from the charger through the charge/discharge switch.

그리고 상기 MCU는, 상기 충전 검출부의 검출에 따라 상기 충방전 스위치의 스위칭 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.The MCU may be configured to control a switching operation of the charge/discharge switch according to the detection of the charge detector.

상술한 충전 검출에 의한 웨이크업을 수행하는 배터리 관리 시스템에 의하면, 배터리 관리 시스템이 BMS 슬립 모드에 있을 때 충전기가 배터리에 연결되자마다 포토 커플러가 충전 전류를 감지하도록 구성됨으로써, BMS 슬립 모드에서도 즉각적으로 충전기의 연결을 확인할 수 있으며, 이를 통해 배터리 관리 시스템을 즉시 웨이크업시켜 BMS 일반 모드에서 충전을 개시할 수 있는 효과가 있다.According to the battery management system that wakes up by detecting the charge described above, when the battery management system is in the BMS sleep mode, whenever the charger is connected to the battery, the photocoupler is configured to sense the charging current, so that even in the BMS sleep mode, the photo coupler is configured to detect the charging current immediately. It is possible to check the connection of the charger with this, and through this, the battery management system wakes up immediately to start charging in the BMS normal mode.

한편, 충전 중에도 소정 주기마다 충방전 스위치를 턴오프시켜 포토 커플러를 통한 전류를 감지하도록 구성됨으로써, 충전기의 연결 해제를 수시로 확인할 수 있으며, 배터리 관리 시스템을 즉시 슬립 모드로 전환시킬 수 있는 효과가 있다.On the other hand, since the charge/discharge switch is turned off at predetermined intervals during charging to sense the current through the photocoupler, disconnection of the charger can be checked at any time, and the battery management system can be immediately switched to sleep mode. .

즉, 기존의 웨이크업 프로세스와 달리 복잡한 장치나 연산없이도 간단하고 정확하게 충전기의 연결 또는 연결 해제를 감지할 수 있는 효과가 있다.That is, unlike the conventional wake-up process, connection or disconnection of the charger can be detected simply and accurately without complicated devices or calculations.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 검출에 의한 웨이크업을 수행하는 배터리 관리 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 스위치 및 충전 검출부의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 일반 모드의 충전 경로를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 슬립 모드의 충전 검출 경로를 나타내는 회로도이다.1 is a block diagram of a battery management system that wakes up by charging detection according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of a charge/discharge switch and a charge detection unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram showing a charging path in BMS normal mode according to an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram showing a charge detection path in BMS sleep mode according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in specific contents for practicing the invention. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. Terms are only used to distinguish one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 검출에 의한 웨이크업을 수행하는 배터리 관리 시스템의 블록 구성도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 스위치 및 충전 검출부의 회로도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 일반 모드의 충전 경로를 나타내는 회로도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 슬립 모드의 충전 검출 경로를 나타내는 회로도이다.1 is a block diagram of a battery management system that wakes up by charging detection according to an embodiment of the present invention. 2 is a circuit diagram of a charge/discharge switch and a charge detection unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a circuit diagram showing a charging path of a BMS normal mode according to an embodiment of the present invention, and FIG. A circuit diagram showing a charge detection path in BMS sleep mode according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 검출에 의한 웨이크업을 수행하는 배터리 관리 시스템(100)은 충방전 스위치(110), 전원부(120), AFE(analog front end)부(130), MCU(micro controller unit)(140), 충전 검출부(150), BMS 슬립 모드 전환부(160)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a battery management system 100 that wakes up by detecting charge according to an embodiment of the present invention includes a charge/discharge switch 110, a power supply unit 120, and an analog front end (AFE) unit ( 130), a micro controller unit (MCU) 140, a charge detection unit 150, and a BMS sleep mode switching unit 160.

여기서, 배터리 팩(10)은 배터리(11) 및 배터리(11)를 관리하는 배터리 관리 시스템(100)으로 구성되며, 충전기(20)의 전원 공급에 의해 배터리(11)에 전압이 충전되도록 구성될 수 있다.Here, the battery pack 10 is composed of a battery 11 and a battery management system 100 that manages the battery 11, and is configured to charge the battery 11 with a voltage by supplying power from the charger 20. can

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration will be described.

충방전 스위치(110)는 배터리(11)의 충전 또는 방전을 위한 스위칭 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.The charge/discharge switch 110 may be configured to perform a switching operation for charging or discharging the battery 11 .

충방전 스위치(110)는 도 2에서 보듯이 충전 MOSFET(111) 및 방전 MOSFET(112)을 포함하도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the charge/discharge switch 110 may include a charge MOSFET 111 and a discharge MOSFET 112 .

충전 MOSFET(111)은 제1 단이 배터리(11)의 B+ 단자에 연결되고 제2단이 방전 MOSFET(112)에 연결되도록 구성될 수 있다.The charge MOSFET 111 may be configured such that a first terminal is connected to the B+ terminal of the battery 11 and a second terminal is connected to the discharge MOSFET 112 .

방전 MOSFET(112)은 제1 단이 충전기(20)의 P+ 단자에 연결되고 제2단이 충전 MOSFET(111)의 제2단에 연결되도록 구성될 수 있다.The discharge MOSFET 112 may be configured such that a first terminal is connected to the P+ terminal of the charger 20 and a second terminal is connected to the second terminal of the charge MOSFET 111 .

즉, 충전 MOSFET(111) 및 방전 MOSFET(112)은 각각의 제2 단이 상호 연결될 수 있으며, 아울러 각각의 바디 다이오드(body diode)가 서로 역방향으로 형성되도록 구성될 수 있다.That is, each second terminal of the charge MOSFET 111 and the discharge MOSFET 112 may be connected to each other, and each body diode may be formed in opposite directions to each other.

여기서, 바디 다이오드는 MOSFET의 구조상 소스-드레인 단자 간의 PN 접합에 의해 형성되는 기생 다이오드 또는 내부 다이오드이다. 게이트 단자에 전압이 걸리지 않아도 기생 다이오드에 의한 전류가 형성된다. 충전 MOSFET(111)과 방전 MOSFET(112)은 상호 역방향의 바디 다이오드가 형성되어 충전 경로를 통한 전류의 흐름이 제한될 수 있다.Here, the body diode is a parasitic diode or an internal diode formed by a PN junction between the source and drain terminals in the structure of the MOSFET. Current is formed by the parasitic diode even when no voltage is applied to the gate terminal. Since the charge MOSFET 111 and the discharge MOSFET 112 form body diodes in opposite directions to each other, the flow of current through the charge path may be restricted.

전원부(120)는 배터리(11)에 저장된 전원을 이용하여 AFE부(13), MCU(140), BMS 슬립 모드 전환부(160)의 동작 전원을 제공하도록 구성될 수 있다.The power supply unit 120 may be configured to provide operating power for the AFE unit 13 , the MCU 140 , and the BMS sleep mode conversion unit 160 using power stored in the battery 11 .

AFE부(130)는 배터리(11)의 전압, 전류, 온도 및 충전율을 모니터링하도록 구성될 수 있다.The AFE unit 130 may be configured to monitor the voltage, current, temperature, and charge rate of the battery 11 .

MCU(140)는 전원부(120), AFE부(130) 및 충방전 스위치(110)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.The MCU 140 may be configured to control operations of the power supply unit 120 , the AFE unit 130 , and the charge/discharge switch 110 .

충전 검출부(150)는 충방전 스위치(110)를 통해 충전기(20)로부터 공급되는 전원을 검출하도록 구성될 수 있다. 한편으로는, 충전기(20)가 배터리 팩(10)에 연결되면 그 연결을 검출할 수 있다고 볼 수 있다.The charge detector 150 may be configured to detect power supplied from the charger 20 through the charge/discharge switch 110 . On the one hand, it can be seen that when the charger 20 is connected to the battery pack 10, the connection can be detected.

충전 검출부(150)는 도 2에서 보는 바와 같이 저항(151) 및 포토 커플러(152)를 포함하도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the charge detection unit 150 may include a resistor 151 and a photo coupler 152 .

저항(151)은 제1 단이 충전 MOSFE(111)의 제2 단 및 방전 MOSFET(112)의 제2 단에 연결되고, 제2 단이 포토 커플러(152)에 연결되도록 구성될 수 있다.The resistor 151 may be configured such that a first terminal is connected to a second terminal of the charging MOSFET 111 and a second terminal of the discharging MOSFET 112 and a second terminal is connected to the photo coupler 152 .

포토 커플러(152)는 저항(151)의 제2 단 및 충전 MOSFET(111)의 제1 단에 연결되어 배치되도록 구성될 수 있다.The photo coupler 152 may be configured to be connected to the second terminal of the resistor 151 and the first terminal of the charging MOSFET 111 .

한편, MCU(140)는 충전기(20)의 연결 또는 연결 해제에 따라 배터리 관리 시스템(100)을 BMS 일반 모드 또는 BMS 슬립 모드로 설정하도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the MCU 140 may be configured to set the battery management system 100 to a BMS normal mode or a BMS sleep mode according to connection or disconnection of the charger 20 .

여기서, MCU(140)는 배터리(11)의 충전 전압이 소정 임계치 이하로 낮아지는 경우, 배터리 관리 시스템(100)의 자체 소비 전력을 줄이기 위하여 배터리 관리 시스템(100)을 BMS 슬립 모드로 전환하고, 충전기(20)가 연결되어 충전이 개시되는 경우, 배터리 관리 시스템(100)을 BMS 일반 모드로 전환하도록 구성될 수도 있다.Here, the MCU 140 converts the battery management system 100 into a BMS sleep mode in order to reduce power consumption of the battery management system 100 when the charging voltage of the battery 11 is lowered below a predetermined threshold, When the charger 20 is connected and charging is started, the battery management system 100 may be configured to switch to the BMS normal mode.

한편, MCU(140)는 배터리 관리 시스템(100)을 BMS 슬립 모드로 전환하는 경우, 충전 MOSFET(111) 및 방전 MOSFET(112)을 각각 턴오프(turn off)시키고, 배터리 관리 시스템(100)을 BMS 일반 모드로 전환하는 경우, 충전 MOSFET(111) 및 방전 MOSFET(112)을 각각 턴온(turn on)시키도록 구성될 수 있다.Meanwhile, when the MCU 140 converts the battery management system 100 to the BMS sleep mode, the charge MOSFET 111 and the discharge MOSFET 112 are turned off, respectively, and the battery management system 100 is turned off. When switching to the BMS normal mode, it may be configured to turn on the charge MOSFET 111 and the discharge MOSFET 112, respectively.

포토 커플러(152)는 배터리 관리 시스템(100)이 BMS 슬립 모드일 때 방전 MOSFET(112) 및 저항(151)을 통해 유입되는 충전기(20)의 전원에 의해 동작하도록 구성될 수 있다. 즉, 도 4에서 보듯이 BMS 슬립 모드에서는 충전 MOSFET(111) 및 방전 MOSFET(112)이 모두 턴오프된 상태이므로 충전기(20)의 전원 전압은 충전 검출 경로를 따라 배터리(11)로 공급될 수 있다. 이에, 포터 커플러(152)로 전원이 유입되는 경우에는 포토 커플러(152)가 동작을 개시하게 되며, 이는 충전기(20)의 연결이 감지됨을 의미한다. 포토 커플러(152)가 동작을 개시하여 충전 검출 신호를 생성하여 MCU(140)로 입력하면, MCU(140)는 BMS 일반 모드로 즉시 전환하여 충전 MOSFET(111) 및 방전 MOSFET(112)을 턴온시킬 수 있다. 그리하면, 도 3의 충전 경로를 통해 충전기(20)의 전원 전압이 배터리(11)로 충전될 수 있다.The photo coupler 152 may be configured to operate by the power of the charger 20 introduced through the discharge MOSFET 112 and the resistor 151 when the battery management system 100 is in the BMS sleep mode. That is, as shown in FIG. 4, since both the charge MOSFET 111 and the discharge MOSFET 112 are turned off in the BMS sleep mode, the power supply voltage of the charger 20 can be supplied to the battery 11 along the charge detection path. there is. Accordingly, when power is supplied to the port coupler 152, the photo coupler 152 starts to operate, which means that the connection of the charger 20 is sensed. When the photo coupler 152 starts operation to generate a charge detection signal and input it to the MCU 140, the MCU 140 immediately switches to the BMS normal mode and turns on the charge MOSFET 111 and the discharge MOSFET 112. can Then, the power supply voltage of the charger 20 may be charged to the battery 11 through the charging path of FIG. 3 .

즉, MCU(140)는 포토 커플러(152)가 동작 개시하는 경우, 충전기(20)가 연결된 것으로 판단하여 배터리 관리 시스템(100)을 웨이크업(wake-up)시켜 BMS 슬립 모드에서 BMS 일반 모드로 전환하도록 구성될 수 있다.That is, when the photo coupler 152 starts operating, the MCU 140 determines that the charger 20 is connected and wakes up the battery management system 100 to switch from the BMS sleep mode to the BMS normal mode. It can be configured to convert.

위와 같은 일련의 동작에 의해 BMS 일반 모드는 충전기(20), 방전 MOSFET(112), 충전 MOSFET(111) 및 배터리(11)로 이어지는 충전 경로(charge path)를 형성할 수 있으며, BMS 슬립 모드는 충전기(20), 저항(151), 포토 커플러(152) 및 배터리(11)로 이어지는 충전 검출 경로(charge detecting path)를 형성할 수 있다.By the above series of operations, the BMS normal mode can form a charge path leading to the charger 20, the discharge MOSFET 112, the charge MOSFET 111, and the battery 11, and the BMS sleep mode A charge detecting path leading to the charger 20 , the resistor 151 , the photo coupler 152 and the battery 11 may be formed.

한편, BMS 슬립 모드 전환부(160)는 충전기(20)가 연결 해제되면, MCU(140)를 제어하여 배터리 관리 시스템(100)을 BMS 일반 모드에서 BMS 슬립 모드로 전환시키도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the BMS sleep mode switching unit 160 may be configured to switch the battery management system 100 from the BMS normal mode to the BMS sleep mode by controlling the MCU 140 when the charger 20 is disconnected.

구체적으로는 다음과 같다. 슬립 모드 전환부(160)는 배터리(11)의 충전 중 소정 주기마다 MCU(140)가 충전 MOSFET(111) 및 방전 MOSFET(112)을 각각 턴오프(turn off)시키도록 제어할 수 있다.Specifically, it is as follows. The sleep mode switching unit 160 may control the MCU 140 to turn off the charging MOSFET 111 and the discharging MOSFET 112 at predetermined intervals while the battery 11 is being charged.

그리고 슬립 모드 전환부(160)는 충전 MOSFET(111) 및 방전 MOSFET(112)의 턴오프 상태에서 포토 커플러(152)에서 충전 검출 신호가 생성되지 않는 경우 MCU(140)가 턴오프 상태를 유지시켜 배터리 관리 시스템(100)을 BMS 슬립 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.In addition, when the charge detection signal is not generated from the photo coupler 152 in the turn-off state of the charge MOSFET 111 and the discharge MOSFET 112, the sleep mode conversion unit 160 maintains the turn-off state of the MCU 140. The battery management system 100 may be controlled to switch to the BMS sleep mode.

즉, 충전기(20)가 언제 연결 해제될지 정확하게 파악하기 어렵기 때문에 30초 또는 1분 또는 2분 등의 정해진 시간마다 충전 MOSFET(111) 및 방전 MOSFET(112)을 턴오프시켜 충전기(20)의 연결 해제를 확인할 수 있다. 이를 통해 배터리 관리 시스템(100)의 동작 모드를 효율적으로 운용하고 전원 소모도 줄일 수 있다. 아울러 동작 모드 전환 시점에 대한 정확도도 높아지게 된다.That is, since it is difficult to know exactly when the charger 20 will be disconnected, the charging MOSFET 111 and the discharging MOSFET 112 are turned off every predetermined time, such as 30 seconds, 1 minute, or 2 minutes, so that the charger 20 You can confirm disconnection. Through this, the operation mode of the battery management system 100 can be efficiently operated and power consumption can be reduced. In addition, the accuracy of the operation mode switching time point is also increased.

다른 한편, MCU(140)는 배터리(11)의 효율성을 높이고 수명을 줄이지 않도록 하기 위해 충전율을 조정하도록 구성될 수 있다. 리튬이온 배터리의 경우 물리적 특성 상 충전율이 0% 또는 100%로 되는 것은 바람직하지 않고 60-80%의 충전율을 유지하는 것이 바람직하다.On the other hand, the MCU 140 may be configured to adjust the charging rate to increase the efficiency of the battery 11 and not reduce its lifespan. In the case of a lithium ion battery, it is not preferable to have a charge rate of 0% or 100% in terms of physical characteristics, and it is preferable to maintain a charge rate of 60-80%.

이에, MCU(140)는 AFE부(130)에서 모니터링되는 충전율을 참조하여 배터리(11)의 충전율이 60-80%를 유지하는 범위에서 상기 충방전 스위치의 스위칭 동작을 제어하여 BMS 일반 모드와 BMS 슬립 모드 간의 상호 전환이 자유롭게 수행되도록 구성될 수 있다. 충전율의 범위는 미리 설정되거나 가변 설정될 수 있다.Accordingly, the MCU 140 refers to the charging rate monitored by the AFE unit 130 and controls the switching operation of the charge/discharge switch within the range in which the charge rate of the battery 11 is maintained at 60-80%, thereby changing the BMS normal mode and the BMS. Mutual switching between sleep modes may be configured to be performed freely. The range of the filling rate may be preset or variably set.

위와 같이 다양한 알고리즘과 검출 동작에 의해 배터리 관리 시스템(100)은 BMS 일반 모드와 BMS 슬립 모드가 상호 전환되는데, 별도의 발향 모듈(미도시)을 더 구비하여 각 모드에서의 미리 정해진 향이 전환시마다 발향되도록 구성될 수 있다. 이를 통해 사용자는 모드 전환을 인식할 수 있고, 간접적으로 충전기(20) 또는 배터리 관리 시스템(100)의 정상 동작 여부를 확인할 수 있다. 즉, 충전율이 60% 또는 80%에서 모드 전환이 발생하지 않아 발향되지 않거나 또는 충전기(20)가 연결되거나 연결 해제되어도 모드 전환이 발생하지 않아 발향되지 않는 경우, 사용자는 충전기(20) 또는 배터리 관리 시스템(100)의 고장이나 오동작을 인지할 수 있다.As described above, the battery management system 100 switches between the BMS normal mode and the BMS sleep mode by various algorithms and detection operations, and a separate smell diffusing module (not shown) is further provided so that a predetermined scent in each mode is emitted every time it is switched. It can be configured so that Through this, the user can recognize the mode conversion and can indirectly check whether the charger 20 or the battery management system 100 is normally operating. That is, if the mode conversion does not occur at a charging rate of 60% or 80% and the smell is not emitted or if the charger 20 is connected or disconnected, the mode conversion does not occur and the scent is not diffused, the user manages the charger 20 or the battery. Failure or malfunction of the system 100 may be recognized.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the above embodiments, those skilled in the art can understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. There will be.

1: 배터리 팩
10: 배터리
20: 충전기
100: 배터리 관리 시스템
110: 충방전 스위치
111: 충전 MOSFET
112: 방전 MOSFET
120: 전원부
130: AFE부
140: MCU
150: 충전 검출부
151: 저항
152: 포토 커플러
160: BMS 슬립 모드 전환부
미도시: 발향 모듈1: battery pack
10: battery
20: charger
100: battery management system
110: charge/discharge switch
111: charge MOSFET
112 Discharge MOSFET
120: power supply
130: AFE unit
140: MCU
150: charge detection unit
151 resistance
152: photocoupler
160: BMS sleep mode switching unit
Not shown: scent diffusion module

Claims (3)

배터리의 충전 또는 방전을 위한 스위칭 동작을 수행하는 충방전 스위치;
상기 배터리에 저장된 전원을 이용하여 동작 전원을 제공하는 전원부;
상기 배터리의 전압, 전류 및 온도를 모니터링하는 AFE(analog front end)부;
상기 전원부 및 상기 AFE부의 동작을 제어하는 MCU(micro controller unit)를 포함하는 충전 검출에 의한 웨이크업(wake-up)을 수행하는 배터리 관리 시스템.
a charge/discharge switch that performs a switching operation for charging or discharging the battery;
a power supply unit providing operating power using the power stored in the battery;
an analog front end (AFE) unit that monitors voltage, current, and temperature of the battery;
A battery management system that wakes up by charge detection including a micro controller unit (MCU) for controlling the operation of the power supply unit and the AFE unit.
 제1항에 있어서,
상기 충방전 스위치를 통해 상기 충전기로부터 공급되는 전원을 검출하는 충전 검출부를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충전 검출에 의한 웨이크업을 수행하는 배터리 관리 시스템.
According to claim 1,
The battery management system performing wake-up by charge detection, characterized in that configured to further include a charge detector for detecting power supplied from the charger through the charge/discharge switch.
 제1항에 있어서, 상기 MCU는,
상기 충전 검출부의 검출에 따라 상기 충방전 스위치의 스위칭 동작을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충전 검출에 의한 웨이크업을 수행하는 배터리 관리 시스템.The method of claim 1, wherein the MCU,
A battery management system that wakes up by charge detection, characterized in that configured to control a switching operation of the charge/discharge switch according to the detection of the charge detector.
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