KR20230052674A - 배터리 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 배터리 장치는, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈, 그리고 배터리 모듈로부터 배터리 모듈이 수행하고 있는 동작에 대한 모드 정보와 작업 정보를 포함하는 동작 정보를 수신하며, 동작 정보에 기초하여 배터리 모듈에 대한 제어 신호를 생성하여 연결된 배터리 모듈에 전송하는 배터리 관리 시스템을 포함한다. 여기서, 하나의 모드는 순서가 미리 결정되어 있는 복수의 작업을 포함한다.

Description

배터리 장치 및 그 제어 방법{BATTERY APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 개시는 배터리 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
배터리 관리 시스템과 복수의 배터리 모듈은 유선을 통해 데이터를 송수신한다. 배터리 모듈은 배터리 관리 시스템의 명령에 대응하는 동작을 수행한다. 배터리 관리 시스템은 하나의 명령을 전송한 이후에는 다른 배터리 모듈의 제어를 위해 배터리 모듈과의 연결을 끊는 경우가 대부분이다.
다만, 배터리 관리 시스템과 배터리 모듈 간의 예측 불가한 연결 장애가 발생할 수 있다. 이 경우에, 배터리 관리 시스템과 배터리 모듈 간의 연결이 정상이 되더라도, 배터리 관리 시스템은 배터리 모듈이 어떤 동작을 수행 중이었는지 알 수 있는 방법이 없다.
실시예들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배터리 관리 시스템과 배터리 모듈의 연결이 끊기고 재연결되는 경우에도 배터리 모듈이 연속하여 동작할 수 있도록 제어할 수 있는 배터리 관리 시스템 및 배터리 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 배터리 장치는, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈, 그리고 배터리 모듈로부터 배터리 모듈이 수행하고 있는 동작에 대한 모드 정보와 작업 정보를 포함하는 동작 정보를 수신하며, 동작 정보에 기초하여 배터리 모듈에 대한 제어 신호를 생성하여 연결된 배터리 모듈에 전송하는 배터리 관리 시스템을 포함한다. 여기서, 하나의 모드는 순서가 미리 결정되어 있는 복수의 작업을 포함한다.
동작 정보는, 배터리 모듈의 각각의 배터리 셀의 온도 및 전압 중 적어도 하나에 대한 정보를 더 포함하고, 배터리 관리 시스템은, 모드 정보가 배터리 모듈이 수행하고 있는 동작이 없음을 나타내는 디폴트 모드를 지시하면, 각각의 배터리 셀의 온도 및 전압 중 적어도 하나에 대한 정보에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다.
배터리 관리 시스템은, 모드 정보에 대응하는 모드 내에 작업 정보에 대응하는 작업의 다음 작업이 있는 것으로 판단되면, 배터리 모듈이 다음 작업을 수행하도록 배터리 모듈을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
배터리 관리 시스템은, 모드 정보에 대응하는 모드 내에 작업 정보에 대응하는 작업의 다음 작업이 없는 것으로 판단되면, 배터리 모듈이 모드의 최초 작업을 수행하도록 배터리 모듈을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
모드는, 배터리 관리 시스템 초기화 모드, 배터리 모듈 초기화 모드, 측정 모드, 진단 모드, 셀 밸런싱 모드, 에러 모드, 및 디폴트 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 장치 제어 방법은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈이, 수행하고 있는 동작에 대한 동작 정보를 배터리 관리 시스템에 전송하는 단계 - 동작 정보는 모드 정보와 작업 정보를 포함하고, 하나의 모드는 순서가 미리 결정되어 있는 복수의 작업을 포함함 -, 배터리 관리 시스템이, 동작 정보에 기초하여 배터리 모듈에 대한 제어 신호를 생성하는 단계, 그리고 배터리 관리 시스템이, 제어 신호를 배터리 모듈에 전송하는 단계를 포함한다.
동작 정보는, 배터리 모듈의 각각의 배터리 셀의 온도 및 전압 중 적어도 하나에 대한 정보를 더 포함하고, 동작 정보를 배터리 관리 시스템에 전송하는 단계는, 배터리 모듈이, 배터리 모듈이 수행하고 있는 동작이 없음을 나타내는 디폴트 모드를 지시하는 모드 정보를 포함하는 동작 정보를 배터리 관리 시스템에 전송하는 단계를 포함하고, 제어 신호를 생성하는 단계는, 배터리 관리 시스템이, 모드 정보가 디폴트 모드를 지시하면, 각각의 배터리 셀의 온도 및 전압 중 적어도 하나에 대한 정보에 기초하여 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
제어 신호를 생성하는 단계는, 배터리 관리 시스템이, 모드 정보에 대응하는 모드 내에 작업 정보에 대응하는 작업의 다음 작업이 있는 것으로 판단하면, 배터리 모듈이 다음 작업을 수행하도록 배터리 모듈을 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
제어 신호를 생성하는 단계는, 배터리 관리 시스템이, 모드 정보에 대응하는 모드 내에 작업 정보에 대응하는 작업의 다음 작업이 없는 것으로 판단하면, 배터리 모듈이 모드의 최초 작업을 수행하도록 배터리 모듈을 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
모드는, 배터리 관리 시스템 초기화 모드, 배터리 모듈 초기화 모드, 측정 모드, 진단 모드, 셀 밸런싱 모드, 에러 모드, 및 디폴트 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 배터리 관리 시스템과 배터리 모듈 간의 연결이 끊기고 재연결되는 경우에 배터리 모듈이 연속하여 동작하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 하나의 배터리 관리 시스템으로 다수의 배터리 모듈을 제어할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 배터리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 배터리 장치의 배터리 모듈 및 배터리 관리 시스템을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 배터리 장치에서, 모드 및 이에 대응하는 작업을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시에 따른 배터리 장치에서, 배터리 관리 시스템이 배터리 모듈과 연결 시의 동작을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및/또는 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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.
본 출원에서, "포함한다" 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.
도 1은 본 개시에 따른 배터리 장치(1)를 나타내는 도면이다.
배터리 장치(1)는 배터리 관리 시스템(battery management system, 배터리 관리 시스템)(10) 및 복수의 배터리 모듈(20_1 내지 20_n)을 포함한다.
배터리 관리 시스템(10)과 복수의 배터리 모듈(20_1 내지 20_n)은 UART 또는 CAN 통신 등을 통해 데이터를 주고받을 수 있다.
예를 들어, 배터리 관리 시스템(10)은 복수의 배터리 모듈(20_1 내지 20_n) 중 하나의 배터리 모듈(20_i, i는 1부터 n까지의 자연수 중 하나)에 연결되어, 배터리 모듈(20_i)의 동작을 제어하는 제어 신호를 배터리 모듈(20_i)에 전송할 수 있다.
복수의 배터리 모듈(20_1 내지 20_n)은 직렬 연결되어 배터리 장치(1)의 연결 단자(101, 103)에 원하는 전력을 공급할 수 있다.
복수의 배터리 모듈(20_1 내지 20_n)은 각각의 배선을 통해 배터리 관리 시스템(10)에 연결될 수 있다. 도 1에서는, 제1 배터리 모듈(20_1)이 배터리 관리 시스템(10)에 연결된 경우가 도시되어 있다. 예를 들어, 배터리 관리 시스템(10)과 복수의 배터리 모듈(20_1 내지 20_n)은 데이지 체인(Daisy chain) 방식으로 연결될 수 있다.
또한, 각 배터리 모듈(20_i)은, 각 배터리 모듈(20_i)의 동작 상태에 대한 정보를 배터리 관리 시스템(10)에 전송할 수 있다.
도 2는 본 개시에 따른 배터리 장치(1)의 배터리 모듈(20_i) 및 배터리 관리 시스템(10)을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
배터리 모듈(20_i)은 복수의 배터리 셀(210_i) 및 배터리 모듈 관리자(battery module manager, BMM)(230_i)를 포함할 수 있다.
복수의 배터리 셀(210_i)은 충전 가능한 2차 전지일 수 있다. 복수의 배터리 셀(210_i)이 직렬 연결되어 배터리 모듈(20_i)을 구성할 수 있다.
배터리 모듈 관리자(230_i)는 제어부(231_i), 배터리 셀(210_i)의 온도를 측정하는 센싱부(233_i), 배터리 셀(210_i) 각각의 전압을 측정하는 전압 측정부(235_i), 및 메모리부(237_i)를 포함할 수 있다.
제어부(231)는 배터리 관리 시스템(10)으로부터 수신한 제어 신호에 기초하여 제어 신호에 대응하는 동작을 수행하도록 배터리 모듈(20_i)의 구성요소를 전반적으로 제어할 수 있다.
센싱부(233_i)는 복수의 배터리 셀(210_i) 각각의 셀 온도를 측정할 수 있다. 센싱부(233_i)는 측정된 셀 온도를 지시하는 전압 신호 또는 전류 신호를 생성하여 제어부(231)에 전송할 수 있다.
전압 측정부(235_i)는 복수의 배터리 셀(210_i) 각각의 셀 전압을 측정할 수 있다. 전압 측정부(235_i)는 측정된 셀 전압을 지시하는 전압 신호 또는 전류 신호를 생성하여 제어부(231)에 전송할 수 있다.
메모리부(237_i)는 제어부(231)가 배터리 모듈(20_i)을 제어하는 데 필요한 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 메모리부(237_i)는 현재 배터리 모듈(20_i)이 수행하고 있는 동작 상태에 대한 동작 정보를 포함할 수 있다. 동작 정보는, 모드 정보 및 각 모드에서 배터리 모듈(20_i)이 수행해야 하거나 수행하고 있는 작업에 대한 작업 정보를 포함할 수 있다. 더 나아가, 동작 정보는 센싱부(233_i)가 측정한 셀 온도, 전압 측정부(235_i)가 측정한 셀 전압 등에 대한 정보를 포함할 수도 있다.
제어부(231)는 배터리 관리 시스템(10)의 요청에 따라 배터리 모듈(20_i)의 동작 정보를 배터리 관리 시스템(10)에 전송할 수 있다.
배터리 관리 시스템(10)은 배터리 모듈 관리자(230_i)로부터 수신한 동작 정보에 기초하여 배터리 모듈(20_i)을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 배터리 관리 시스템(10)은 동작 정보에 포함되어 있는 모드 정보 및 작업 정보, 셀 전압, 및 셀 온도 등에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다.
제어 신호는, 배터리 모듈(20_i)이 앞으로 수행해야 하는 모드와 그에 대응하는 작업에 대한 정보를 포함할 수 있다. 하나의 모드에는 순서가 미리 결정되어 있는 복수의 작업이 포함될 수 있다. 배터리 관리 시스템(10)은 동작 정보에 기초하여 배터리 모듈(20_i)에 필요한 동작을 판단하여 그에 대응하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 각각의 모드와 그에 대응하는 작업은 배터리 관리 시스템(10)에 미리 저장되어 있을 수 있다.
예를 들어, 배터리 관리 시스템(10)은 동작 정보에 포함되어 있는 복수의 셀 전압에 기초하여 셀 밸런싱이 필요한 셀을 검출할 수 있으며, 셀 밸런싱 동작을 수행하도록 하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일반적으로, 배터리 관리 시스템(10)은 각각의 배터리 모듈(20_i)이 어느 하나의 모드에 포함된 작업들을 수행하도록 각각의 작업에 대응하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템(10)은 각각의 배터리 모듈(20_i)에 대응하는 제어 신호를 전송할 수 있다.
배터리 모듈 관리자(230_i)가 배터리 관리 시스템(10)으로부터 대응하는 제어 신호를 수신하면, 상술한 바와 같이 배터리 모듈 관리자(230_i)는 제어 신호에 대응하는 작업을 수행하도록 배터리 모듈(20_i)을 제어할 수 있다.
배터리 모듈(20_i)이 제어 신호에 대응하는 모드에 포함된 작업을 수행하는 와중에 배터리 관리 시스템(10)과 배터리 모듈(20_i)의 연결이 끊길 수 있다. 배터리 모듈(20_i)이 해당 모드의 다음 작업으로 진행하기 위해서는 배터리 관리 시스템(10)으로부터 다음 작업에 대응하는 제어 신호를 수신해야만 한다. 그러나, 배터리 관리 시스템(10)과 배터리 모듈(20_i)의 연결이 끊겨, 배터리 모듈(20_i)은 배터리 관리 시스템(10)으로부터 새로운 제어 신호를 수신할 수 없으므로, 연결이 끊기기 직전에 수신한 제어 신호에 대응하는 작업을 계속하여 수행하게 된다.
이하에서는 도 3을 참조하여 동작 정보 내에 포함된 모드 정보와 작업 정보에 대해 설명한다.
도 3은 본 개시에 따른 배터리 장치(1)에서, 모드 및 이에 대응하는 작업을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 장치(1)는 복수의 모드로 동작할 수 있다. 복수의 모드는, 배터리 관리 시스템(10) 초기화 모드, 배터리 모듈 관리자(230_i) 초기화 모드, 측정 모드, 진단 모드, 셀 밸런싱 모드, 에러 모드, 디폴트 모드 등을 포함한다. 이외에도, 배터리 모듈 관리자(230_i)가, 10초간 배터리 셀(210_i)을 비상 방전을 하도록 하는 모드가 있을 수 있다.
그리고 각각의 모드는 각각의 모드를 수행하는 데 필요한 M개(M은 자연수)의 순차적인 작업을 포함할 수 있다.
배터리 관리 시스템(10) 초기화 모드는, 배터리 관리 시스템(10)에 저장되어 있는 모든 데이터를 초기화하는 작업, 이후 배터리 관리 시스템(10)과와 배터리 모듈 관리자(230_i)를 연결하는 작업을 포함할 수 있다. 일례로, 배터리 관리 시스템(10)에 전원이 연결되는 경우가 있을 수 있다.
배터리 모듈 관리자(230_i) 초기화 모드는, 배터리 모듈 관리자(230_i)에 저장되어 있는 모든 데이터를 초기화하는 작업을 포함할 수 있다. 이는 배터리 관리 시스템(10)이, 배터리 관리 시스템(10)에 저장되어 있는 모든 데이터를 초기화하는 작업 수행 중에 또는 임의의 동작 중에 수행될 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 시스템(10)이, 배터리 모듈 관리자(230_i)의 이상 동작을 감지한 경우에, 배터리 모듈 관리자(230_i) 초기화 모드를 포함하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
측정 모드는, 배터리 모듈 관리자(230_i)의 센싱부(233_i)가 셀 온도를 측정하는 작업 및 전압 측정부(235_i)가 셀 전압을 측정하는 작업 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
진단 모드는, 배터리 관리 시스템(10)이, 배터리 모듈 관리자(230_i)에 미리 설정된 특정 항목에 대해 이상이 없는지를 확인하는 작업을 포함할 수 있다. 예를 들어, 진단 모드는, 차징 펌프 확인 작업, 센싱부 확인 작업, 밸런싱 스위치 확인 작업, ADC 확인 작업, 및 통신 데이터 확인 작업 등을 포함할 수 있다.
셀 밸런싱 모드는, 배터리 모듈(20_i)의 셀 밸런싱에 필요한 일련의 작업들을 포함할 수 있다.
에러 모드는, 배터리 관리 시스템(10)이, 동작 중에 이상이 발견되었을 때 수행하는 작업을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 시스템(10)이, 배터리 모듈 관리자(230_i)로부터 수집한 데이터의 신뢰성 저하를 검출한 경우, 배터리 모듈 관리자(230_i)와의 통신에서 오류를 검출한 경우가 있을 수 있다.
배터리 관리 시스템(10)은 배터리 모듈(20_i)이 2번 모드의 1번 작업을 수행하도록 제어하는 제어 신호를 배터리 모듈(20_i)에 전송할 수 있다. 배터리 모듈(20_i)은, 수신한 제어 신호에 기초하여, 2번 모드의, 1번 작업에 해당하는 동작을 수행할 수 있다. 여기서 1번 작업에 해당하는 동작은 배터리 셀 온도를 측정하는 동작, 셀 전압을 측정하는 동작 등일 수 있다.
배터리 관리 시스템(10)은, 배터리 모듈(20_i)로부터 1번 작업의 완료를 리포팅받거나, 1번 작업의 개시 후로부터 소정 시간이 경과한 후에, 배터리 모듈(20_i)이 그 다음 작업을 수행하도록 제어할 수 있다. 즉, 배터리 관리 시스템(10)은 2번 모드의 2번 작업을 수행하도록 제어하는 제어 신호를 생성하여, 생성한 제어 신호를 배터리 모듈(20_i)에 전송할 수 있다. 배터리 모듈(20_i)은, 수신한 제어 신호에 기초하여, 2번 모드의 2번 작업에 해당하는 동작을 수행할 수 있다.
즉, 배터리 관리 시스템(10)이 배터리 모듈(20_i)을 2번 모드로 제어하는 경우, 배터리 모듈(20_i)이 2번 모드의 17번 작업에 해당하는 동작까지 수행하도록 17개의 제어 신호를 생성하여 배터리 모듈(20_i)에 전송할 수 있다.
배터리 관리 시스템(10)과 배터리 모듈(20_i) 간의 연결이 끊긴 경우, 배터리 모듈(20_i)은 배터리 관리 시스템(10)으로부터 마지막으로 수신한 제어 신호에 대응하는 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.
이 때 배터리 관리 시스템(10)과 배터리 모듈(20_i)이 다시 연결되면, 배터리 모듈(20_i)은 수행 중인 동작에 대응하는 작업 정보와 모드 정보를 포함하는 동작 정보를 배터리 관리 시스템(10)에 전송할 수 있다.
예를 들어, 배터리 관리 시스템(10)이 2번 모드와 2번 작업에 해당하는 동작을 수행하도록 제어하는 제어 신호를 배터리 모듈(20_i)에 전송한 후, 배터리 관리 시스템(10)과 배터리 모듈(20_i) 간의 연결이 끊기면, 배터리 모듈(20_i)은 2번 모드의 2번 작업에 해당하는 동작을 계속 수행할 수 있다. 이후, 배터리 관리 시스템(10)과 배터리 모듈(20_i)이 다시 연결되면, 배터리 모듈(20_i)은 현재 수행중인 동작에 대응하는 2번 모드 정보와 2번 작업 정보를 포함하는 동작 정보를 배터리 관리 시스템(10)에 전송할 수 있다.
배터리 관리 시스템(10)은, 배터리 모듈(20_i)의 동작 정보에 기초하여 배터리 모듈(20_i)이 2번 모드 정보와 2번 작업 정보에 대응하는 동작을 수행하는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 배터리 관리 시스템(10)은 배터리 모듈(20_i)이 2번 모드에서 2번 작업의 다음 단계인 3번 작업에 대응하는 동작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 배터리 모듈(20_i)의 동작의 연속성이 유지될 수 있다.
배터리 관리 시스템(10)이 2번 모드와 17번 작업을 수행하도록 제어하는 제어 신호를 배터리 모듈(20_i)에 전송한 후, 배터리 관리 시스템(10)과 배터리 모듈(20_i) 간의 연결이 끊기면, 배터리 모듈(20_i)은 2번 모드의 17번 작업에 해당하는 동작을 계속 수행할 수 있다. 이후, 배터리 관리 시스템(10)과 배터리 모듈(20_i)이 다시 연결되면, 배터리 모듈(20_i)은 2번 모드 정보와 17번 작업 정보를 포함하는 동작 정보를 배터리 관리 시스템(10)에 전송할 수 있다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이 2번 모드에서 17번 작업의 다음 작업은 없다. 따라서, 배터리 관리 시스템(10)은 수행 중인 동작의 다음 작업을 수행하도록 하는 제어 신호가 아니라, 해당 모드의 최초 작업인 0번 작업을 수행하도록 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 이후, 배터리 모듈(20_i)은 2번 모드의 0번 작업에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
배터리 모듈(20_i)이 어떠한 동작도 수행하고 있지 않은 경우, 배터리 모듈(20_i)은 배터리 모듈이 어떠한 모드 내에서도 동작하고 있지 않음을 나타내는 디폴트 모드(예를 들어 0번 모드)에 대한 모드 정보를 포함하는 동작 정보를 배터리 관리 시스템(10)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 배터리 관리 시스템(10)은 배터리 모듈(20_i)이 어떠한 동작도 수행하고 있지 않다고 판단하고, 배터리 모듈(20_i)에 필요한 동작을 판단하여 그에 대응하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 4는 본 개시에 따른 배터리 장치(1)에서, 배터리 관리 시스템(10)이 배터리 모듈(20_i)과 연결 시의 동작을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 배터리 관리 시스템(10)이 배터리 모듈(20_i)에 연결된다(S401).
배터리 관리 시스템(10)과 배터리 모듈(20_i)은 유선을 통해 연결될 수 있다. 배터리 관리 시스템(10)과 배터리 모듈(20_i)은 UART 통신 혹은 CAN 통신을 통해 데이터를 주고받을 수 있다.
배터리 관리 시스템(10)이, 연결된 배터리 모듈(20_i)로부터 배터리 모듈(20_i)의 동작 정보를 수신한다(S403).
동작 정보는, 배터리 모듈(20_i)이 수행하고 있는 동작 상태에 대한 정보로서, 모드 정보 및 각 모드에서 배터리 모듈(20_i)이 수행해야 하거나 수행하고 있는 작업에 대한 작업 정보를 포함할 수 있다. 더 나아가, 동작 정보는 배터리 모듈(20_i) 내 배터리 셀(210_i)의 온도, 배터리 셀(210_i) 전압 등에 대한 정보를 포함할 수도 있다. 하나의 모드는 순서가 미리 결정되어 있는 복수의 작업을 포함할 수 있다.
배터리 관리 시스템(10)이, 수신한 동작 정보에 기초하여 제어 신호를 생성한다(S405).
배터리 관리 시스템(10)은, 배터리 모듈(20_i)이 어떠한 동작을 수행하고 있는지 판단하고, 대응하는 모드에 포함된 작업들을 순차적으로 수행하도록 각각의 작업에 대응하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
또는, 배터리 관리 시스템(10)은, 모드 정보에 대응하는 모드 내에서, 배터리 모듈(20_i)이 수행해야 할 다음 작업이 없는 경우에, 해당 모드의 최초 작업을 수행하도록 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
배터리 관리 시스템(10)은, 배터리 모듈(20_i)로부터 0의 모드 정보를 포함하는 동작 정보를 수신한 경우에, 배터리 모듈(20_i)이 어떠한 동작도 수행하고 있지 않다고 판단할 수 있다. 그 다음, 배터리 관리 시스템(10)은, 배터리 모듈(20_i) 내 배터리 셀(210_i)의 온도, 배터리 셀(210_i) 전압 등에 대한 정보를 포함하는 동작 정보에 기초하여 배터리 모듈(20_i)에 필요한 작업을 판단하고, 그에 대응하는 작업을 수행하도록 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
배터리 관리 시스템(10)이 배터리 모듈(20_i)에 제어 신호를 전송한다(S407).
배터리 모듈(20_i)은, 수신한 제어 신호에 대응하는 동작을 수행한다(S409).
본 개시에 따른 배터리 장치에 따르면, 배터리 관리 시스템과 배터리 모듈 간의 예상치 못한 연결 장애의 경우에도 배터리 모듈이 동작을 연속하여 수행할 수 있도록 제어할 수 있다.
본 개시에 따른 배터리 장치에 따르면, 배터리 관리 시스템은 배터리 모듈에 필요한 제어 신호만을 전송하고, 연결을 끊고 다른 배터리 모듈을 제어하는 방식으로 구성될 수 있어서, 소수의 배터리 관리 시스템으로 다수의 배터리 모듈을 제어할 수 있다.
실시예들에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 이로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 다양한 수정, 조합 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈, 그리고
    상기 배터리 모듈로부터 상기 배터리 모듈이 수행하고 있는 동작에 대한 모드 정보와 작업 정보를 포함하는 동작 정보를 수신하며, 상기 동작 정보에 기초하여 상기 배터리 모듈에 대한 제어 신호를 생성하여 연결된 배터리 모듈에 전송하는 배터리 관리 시스템 - 하나의 모드는 순서가 미리 결정되어 있는 복수의 작업을 포함함 -
    를 포함하는 배터리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동작 정보는, 상기 배터리 모듈의 각각의 배터리 셀의 온도 및 전압 중 적어도 하나에 대한 정보를 더 포함하고,
    상기 배터리 관리 시스템은, 상기 모드 정보가 상기 배터리 모듈이 수행하고 있는 동작이 없음을 나타내는 디폴트 모드를 지시하면, 상기 각각의 배터리 셀의 온도 및 전압 중 적어도 하나에 대한 정보에 기초하여 제어 신호를 생성하는,
    배터리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은, 상기 모드 정보에 대응하는 모드 내에 상기 작업 정보에 대응하는 작업의 다음 작업이 있는 것으로 판단되면, 상기 배터리 모듈이 상기 다음 작업을 수행하도록 상기 배터리 모듈을 제어하는 제어 신호를 생성하는,
    배터리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은, 상기 모드 정보에 대응하는 모드 내에 상기 작업 정보에 대응하는 작업의 다음 작업이 없는 것으로 판단되면, 상기 배터리 모듈이 상기 모드의 최초 작업을 수행하도록 상기 배터리 모듈을 제어하는 제어 신호를 생성하는,
    배터리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모드는, 배터리 관리 시스템 초기화 모드, 배터리 모듈 초기화 모드, 측정 모드, 진단 모드, 셀 밸런싱 모드, 에러 모드, 및 디폴트 모드 중 적어도 하나를 포함하는,
    배터리 장치.
  6. 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈이, 수행하고 있는 동작에 대한 동작 정보를 배터리 관리 시스템에 전송하는 단계 - 상기 동작 정보는 모드 정보와 작업 정보를 포함하고, 하나의 모드는 순서가 미리 결정되어 있는 복수의 작업을 포함함 -,
    상기 배터리 관리 시스템이, 상기 동작 정보에 기초하여 상기 배터리 모듈에 대한 제어 신호를 생성하는 단계, 그리고
    상기 배터리 관리 시스템이, 상기 제어 신호를 상기 배터리 모듈에 전송하는 단계를 포함하는,
    배터리 장치 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 동작 정보는, 상기 배터리 모듈의 각각의 배터리 셀의 온도 및 전압 중 적어도 하나에 대한 정보를 더 포함하고,
    상기 동작 정보를 배터리 관리 시스템에 전송하는 단계는,
    상기 배터리 모듈이, 상기 배터리 모듈이 수행하고 있는 동작이 없음을 나타내는 디폴트 모드를 지시하는 모드 정보를 포함하는 동작 정보를 상기 배터리 관리 시스템에 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 배터리 관리 시스템이, 상기 모드 정보가 상기 디폴트 모드를 지시하면, 상기 각각의 배터리 셀의 온도 및 전압 중 적어도 하나에 대한 정보에 기초하여 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는,
    배터리 장치 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 배터리 관리 시스템이, 상기 모드 정보에 대응하는 모드 내에 상기 작업 정보에 대응하는 작업의 다음 작업이 있는 것으로 판단하면, 상기 배터리 모듈이 상기 다음 작업을 수행하도록 상기 배터리 모듈을 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는,
    배터리 장치 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 배터리 관리 시스템이, 상기 모드 정보에 대응하는 모드 내에 상기 작업 정보에 대응하는 작업의 다음 작업이 없는 것으로 판단하면, 상기 배터리 모듈이 상기 모드의 최초 작업을 수행하도록 상기 배터리 모듈을 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는,
    배터리 장치 제어 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모드는, 배터리 관리 시스템 초기화 모드, 배터리 모듈 초기화 모드, 측정 모드, 진단 모드, 셀 밸런싱 모드, 에러 모드, 및 디폴트 모드 중 적어도 하나를 포함하는,
    배터리 장치 제어 방법.
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