KR20230055202A - 배터리 상태를 관리하기 위한 배터리 제어 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 문서에 개시된 복수의 배터리를 포함하는 배터리 제어 시스템의 동작 방법은, 외부 장치의 작동 오프를 감지하는 동작, 상기 복수의 배터리 각각의 잔존 SOC를 확인하는 동작, 및 잔존 SOC가 임계값 초과인 적어도 하나의 배터리에 대해 지정된 레벨까지 셀 밸런싱을 수행하는 동작을 포함될 수 있다.
Description
본 문서에 개시된 실시예들은 배터리 상태를 관리하기 위한 배터리 제어 시스템 및 그 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 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 전지는 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 전지는 소형, 경량으로 제작할 수 있어서, 이동 기기의 전원으로 사용된다. 또한, 리튬 이온 전지는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.
배터리가 탑재된 장치 예컨대 차량의 경우, 배터리 제어 시스템은 장치의 작동이 오프(off)되면 사용자가 배터리를 임의로 사용할 수 없게 하기 위하여 릴레이를 오프(off)로 제어한다. 그러나 배터리의 SOC(state of charge)가 높은 상태에서 릴레이가 오프되면, 충돌과 같은 외부적 요인이나 단락과 같은 내부적 요인으로 인하여 배터리 셀이 발화하는 문제가 발생할 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 문서에 개시된 복수의 배터리를 포함하는 배터리 제어 시스템의 동작 방법은, 외부 장치의 작동 오프를 감지하는 동작, 상기 복수의 배터리 각각의 잔존 SOC를 확인하는 동작, 및 잔존 SOC가 임계값 초과인 적어도 하나의 배터리에 대해 지정된 레벨까지 셀 밸런싱을 수행하는 동작을 포함될 수 있다.
본 문서에 개시된 배터리 제어 시스템은, 복수의 배터리 팩, 상기 복수의 배터리 팩 각각을 관리하는 복수의 배터리 관리 시스템, 및 마스터 배터리 관리 시스템을 포함하고, 상기 마스터 배터리 관리 시스템은, 외부 장치의 작동 오프를 감지하고, 상기 복수의 배터리 관리 시스템을 통해 상기 복수의 배터리 팩 각각의 잔존 SOC를 확인하고, 및 잔존 SOC가 임계값 초과인 배터리 팩에 대해 상기 배터리 팩에 대응하는 배터리 관리 시스템을 이용하여 지정된 레벨까지 셀 밸런싱을 수행하도록 설정될 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 제어 시스템은 배터리가 탑재된 전자 장치의 작동이 오프 된 동안에 발생할 수 있는 발화의 위험을 줄일 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 일반적인 배터리 팩의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 배터리 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 마스터 배터리 관리 시스템과 배터리 관리 시스템 간 신호 흐름도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따라 배터리 에너지를 소비하는 동작 흐름도를 도시한다.
도 5는 다양한 실시예들에 따라 배터리 에너지를 소비하는 동작 흐름도를 도시한다.
도 6은 다양한 실시예들에 따라 배터리 에너지를 소비하는 동작 흐름도를 도시한다.
도 7은 다양한 실시예들에 따라 배터리 에너지를 소비하는 동작 흐름도를 도시한다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 배터리 관리 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 배터리 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 마스터 배터리 관리 시스템과 배터리 관리 시스템 간 신호 흐름도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따라 배터리 에너지를 소비하는 동작 흐름도를 도시한다.
도 5는 다양한 실시예들에 따라 배터리 에너지를 소비하는 동작 흐름도를 도시한다.
도 6은 다양한 실시예들에 따라 배터리 에너지를 소비하는 동작 흐름도를 도시한다.
도 7은 다양한 실시예들에 따라 배터리 에너지를 소비하는 동작 흐름도를 도시한다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 배터리 관리 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 대해 상세히 설명하고자 한다. 본 문서에서 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 문서에 개시되어 있는 다양한 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 문서에 개시된 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 문서에 개시된 실시예의 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 문서에 개시된 실시예들의 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 문서에 개시된 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 일반적인 배터리 팩의 구성을 나타내는 블록도이다.
구체적으로, 도 1은 본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 팩(10)과 상위 시스템에 포함되어 있는 상위 제어기(20)를 포함하는 배터리 제어 시스템(1)을 개략적으로 보여준다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(10)은 복수의 배터리 모듈(12), 센서(14), 스위칭부(16) 및 배터리 관리 시스템(100)을 포함할 수 있다. 이 때, 배터리 팩(10)에는 배터리 모듈(12), 센서(14), 스위칭부(16) 및 배터리 관리 시스템(100)이 복수 개 구비될 수 있다.
복수의 배터리 모듈(12)은 충방전 가능한 적어도 하나의 배터리 셀들을 포함할 수 있다. 이 때, 복수의 배터리 모듈(12)은 직렬 또는 병렬로 연결되어 있을 수 있다.
센서(14)는 배터리 팩(10)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 이 때, 검출 신호는 배터리 관리 시스템(100)으로 전달될 수 있다.
스위칭부(16)는 배터리 모듈(12)의 (+) 단자 측 또는 (-) 단자 측에 직렬로 연결되어 배터리 모듈(12)의 충방전 전류 흐름을 제어할 수 있다. 예를 들면, 스위칭부(16)는 배터리 팩(10)의 사양에 따라서 적어도 하나의 릴레이, 마그네틱 접촉기 등이 이용될 수 있다.
배터리 관리 시스템(100)은 배터리 팩(10)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여, 과충전 및 과방전 등을 방지하도록 제어 관리할 수 있으며, 예를 들면, RBMS를 포함할 수 있다.
배터리 관리 시스템(100)은 상술한 각종 파라미터를 측정한 값을 입력받는 인터페이스로서, 복수의 단자와, 이들 단자와 연결되어 입력받은 값들의 처리를 수행하는 회로 등을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템(100)은, 스위칭부(16) 예를 들어, 릴레이 또는 접촉기 등의 ON/OFF를 제어할 수도 있으며, 배터리 모듈(12)에 연결되어 배터리 모듈(12) 각각의 상태를 감시할 수 있다.
상위 제어기(20)는 배터리 모듈(12)을 제어하기 위한 제어 신호를 배터리 관리 시스템(100)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 배터리 관리 시스템(100)은 상위 제어기(20)로부터 인가되는 제어 신호에 기초하여 동작이 제어될 수 있다. 또한, 배터리 모듈(12)은 ESS(Energy Storage System)에 포함된 구성일 수 있다. 이러한 경우, 상위 제어기(20)는 복수의 배터리 팩(10)을 포함하는 배터리 뱅크의 제어기(BBMS) 또는 복수의 뱅크를 포함하는 ESS 전체를 제어하는 ESS 제어기일 수 있을 것이다. 다만, 배터리 팩(10)은 이러한 용도에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 배터리 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 배터리 제어 시스템(1)은 복수의 배터리 팩(예: 210-1 내지 210-5), 복수의 배터리 팩 각각의 연결을 위한 릴레이(p1 내지 p5), 및 마스터 배터리 관리 시스템(220)을 포함할 수 있다. 복수의 배터리 팩 및 릴레이의 개수는 도 2에 도시된 예로 제한되는 것은 아니다. 실시예에 따라서 배터리 제어 시스템(1)은 전류 측정을 위한 전류 센서를 더 포함할 수 있다. 이 때, 마스터 배터리 관리 시스템(220)과 연결되는 전류 센서 외에도 각 복수의 배터리 팩 마다 전류를 측정할 수 있는 전류 센서가 존재할 수 있다. 도 2에는 도시되지 않았지만, 복수의 배터리 팩 각각은 도 1에 도시된 구성들을 포함할 수 있다.
배터리 제어 시스템(1)은 외부 장치(230)로부터 수신된 신호에 기반하여 외부 장치(230)의 작동 ON/OFF를 결정할 수 있다. 외부 장치(230)는 예를 들어 차량의 인버터나 모터와 같이 차량 운행을 위하여 이용되는 구성일 수 있다. 이 경우, 마스터 배터리 관리 시스템(220)은 외부 장치(230)를 통해 차량의 시동 ON/OFF를 감지할 수 있다. 차량이 시동 ON인 경우, 마스터 배터리 관리 시스템(220)은 외부 장치(230)로 전력을 공급하기 위하여 릴레이(p1 내지 p5)를 통해 복수의 배터리 팩을 연결할 수 있다. 차량이 시동 OFF인 경우, 마스터 배터리 관리 시스템(220)은 사용자가 배터리 팩을 임의로 사용할 수 없도록 릴레이(p1 내지 p5)의 연결을 끊을 수 있다.
릴레이가 OFF 상태이더라도 충돌이나 단락과 같은 요인으로 인하여 복수의 배터리 팩(210-1 내지 210-5) 각각에 포함된 배터리 셀이 발화할 수 있으므로, 실시예들에 따른 배터리 제어 시스템(1)은 외부 장치(230)의 작동이 OFF인 상태에서 복수의 배터리 팩(210-1 내지 210-5) 각각의 팩 상태에 기반하여 일부의 에너지 밀도를 낮출 수 있다. 이를 통해, 배터리 제어 시스템(1)은 차량 시동 OFF 상태에서 발생할 수 있는 발화 위험을 줄일 수 있다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 마스터 배터리 관리 시스템과 배터리 관리 시스템 간 신호 흐름도이다. 도 2에 도시된 배터리 관리 시스템(#1, #2) 각각은 도 1에 도시된 배터리 관리 시스템(100)의 기능을 수행할 수 있으며, 이들 배터리 관리 시스템(#1, #2) 각각은 도 2에 도시된 복수의 배터리 팩(210-1 내지 210-5) 중 일부에 포함될 수 있다.
도 3을 참조하면, 마스터 배터리 관리 시스템(220)은 외부 장치(230)로부터 수신된 신호(예: 작동 ON/OFF 신호)에 기반하여 배터리 관리 시스템(#1, #2)에게 작동 ON/OFF 신호를 전송할 수 있다.
배터리 관리 시스템(#1, #2) 각각은 배터리 팩 상태 정보를 마스터 배터리 관리 시스템(220)에게 전송할 수 있다. 팩 상태 정보는 예를 들어 각 배터리 팩에 포함된 배터리 셀들의 잔존 SOC를 나타낼 수 있다. 다른 예를 들어, 팩 상태 정보는 각 배터리 팩의 배터리 진단 이력 정보를 나타낼 수 있다. 배터리 진단 이력 정보는 예를 들어 OV(over voltage), UV(under voltage), OC(over current), 또는 OT(over temperature)와 같이 배터리 안전 진단과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
마스터 배터리 관리 시스템(220)은 수신된 배터리 팩 상태 정보에 기반하여 릴레이를 연결하기 위한 배터리 팩과 에너지 밀도를 낮추기 위한 배터리 팩을 결정할 수 있다. 예를 들어, 마스터 배터리 관리 시스템(220)은 외부 장치(230)의 작동 OFF에서 잔존 SOC가 임계값(예: 10%) 초과인 셀이 하나 이상 존재하는 배터리 팩을 에너지 밀도를 낮출 필요가 있는 배터리 팩으로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 마스터 배터리 관리 시스템(220)은 배터리 이상 감지 이력, 예컨대 OV, UV, OC, 또는 OT 중 적어도 하나가 감지된 이력이 존재하는 배터리 팩을 에너지 밀도를 낮출 필요가 있는 배터리 팩으로 결정할 수 있다. 반대로 마스터 배터리 관리 시스템(220)은 잔존 SOC가 임계값 이하이고 배터리 이상 감지 이력이 없는 배터리 팩을 이용 가능한 배터리 팩인 것으로 결정할 수 있다. 이용 가능한 팩은 이후 외부 장치(230)(예: 차량)의 작동 시 릴레이 연결을 통해 전력을 제공하는 팩을 의미할 수 있다.
마스터 배터리 관리 시스템(220)은 에너지 밀도를 낮출 필요가 있는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(예: #2)에게 셀 밸런싱을 명령할 수 있다. 배터리 관리 시스템(#2)은 셀 밸런싱을 통해 잔존 SOC가 임계값 초과인 배터리 셀의 에너지를 강제로 낮출 수 있다.
도 3에 도시된 예 외에도, 배터리 관리 시스템(#2)은 배터리 셀의 에너지 밀도를 낮추기 위한 다른 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 시스템(#2)은 MCU(예: 도 8의 32)의 PLL(phase-locked loop) 주파수를 최대값으로 설정할 수 있다. MCU PLL의 주파수가 최대값으로 설정되면 MCU의 소비 전류가 증가하게 되므로 해당 배터리 셀의 에너지 소모량이 증가할 수 있다. 예컨대, PLL 주파수가 30Mhz에서 120Mhz로 변경되면 MCU의 소비전류는 4배 증가할 수 있다. 다른 예를 들어, 배터리 관리 시스템(#2)은 배터리 팩에 포함되는 IC(integrated circuit)의 동작 모드를 저소비 모드에서 고소비 모드로 변경할 수 있다. 예컨대, 배터리 팩 내에 CAN 통신을 위한 IC의 경우 기존에는 전력 소모 방지를 위하여 저소비 모드로 동작할 수 있지만, 배터리 관리 시스템(#2)은 배터리 셀의 에너지 소비를 늘리기 위하여 CAN 통신을 위한 IC의 동작 모드를 고소비 모드로 변경할 수 있다.
실시예에 따라서, 잔존 SOC 또는 배터리 진단 이력에 따른 배터리 팩 이용 가능 여부는 마스터 배터리 관리 시스템(220)이 아닌 배터리 관리 시스템(#1 또는 #2)에 의하여 결정될 수 있다. 이 경우, 배터리 관리 시스템(#1 또는 #2)은 결정된 결과를 마스터 배터리 관리 시스템(220)에게 통지하거나, 마스터 배터리 관리 시스템(220)의 명령 없이 에너지 밀도를 낮추기 위한 동작을 수행할 수 있다. 배터리 팩 이용이 불가능한 경우, 배터리 관리 시스템(예: #2)은 이용 가능 여부를 나타내는 신호를 전송하지 않고 마스터 배터리 관리 시스템(220)은 이용 가능 여부를 나타내는 신호가 수신되지 않은 배터리 팩을 병렬 연결에서 제외할 수 있다.
실시예에서, 잔존 SOC가 임계값 초과이거나 배터리 이상 감지 이력이 존재하는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(#2)은 슬립 모드(sleep mode)로 동작함으로써 해당 배터리 팩의 사용을 방지할 수 있다.
실시예에서, 마스터 배터리 관리 시스템(220)은 배터리 제어 시스템(1)이 충전 또는 방전 모드인 경우에는 안전을 위하여 에너지를 강제로 낮추는 동작을 수행하지 않을 수 있다.
도 4 내지 도 7은 다양한 실시예들에 따라 배터리 에너지를 소비하는 동작 흐름도를 도시한다. 이하의 설명에서, 동작 흐름도에 포함된 각 동작들은 배터리 제어 시스템(1)에 의하여 구현되거나 또는 배터리 제어 시스템(1)의 구성요소(예: 마스터 배터리 관리 시스템(220) 또는 배터리 관리 시스템(100))에 의하여 구현될 수 있다.
도 4를 참조하면, 동작 410에서, 배터리 제어 시스템(1)은 외부 장치(230)의 작동 오프(예: 차량 시동 OFF)를 감지할 수 있다.
동작 420에서, 배터리 제어 시스템(1)은 복수의 배터리 각각의 잔존 SOC를 확인할 수 있다. 여기서 '배터리'는 '배터리 팩' 뿐만 아니라 배터리 팩을 구성하는 세부 단위(예: 배터리 셀)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 배터리 팩(예: 210-1 내지 210-5) 각각의 배터리 관리 시스템은 배터리 셀 마다 잔존 SOC를 확인할 수 있다. 이 경우, 배터리 관리 시스템은 마스터 배터리 관리 시스템(220)에게 확인된 잔존 SOC 정보를 알려줄 수 있다.
동작 430에서, 배터리 제어 시스템(1)은 잔존 SOC가 임계값 초과인 적어도 하나의 배터리에 대해 지정된 레벨까지 셀 밸런싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩에 잔존 SOC가 10%를 초과하는 셀이 적어도 하나 존재하는 경우, 해당 배터리 팩의 배터리 관리 시스템은 해당 셀의 SOC가 10% 이하가 될 때까지 셀 밸런싱을 수행할 수 있다.
도 5 내지 7은 배터리의 에너지 밀도를 낮추는 다른 실시예에 대한 동작 흐름도를 도시한다. 도 5 내지 7에 도시된 동작들은 도 4의 동작 410 이후에 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 동작 510에서 배터리 제어 시스템(1)은 복수의 배터리 각각의 잔존 SOC를 확인할 수 있다(예: 도 4의 동작 420). 추가적으로, 동작 520에서 배터리 제어 시스템(1)은 복수의 배터리 각각의 배터리 진단 이력을 확인할 수 있다. 배터리 진단 이력은 예를 들어, OV, UV, OC, 또는 OT와 같이 배터리 안전과 관련된 사항일 수 있다. 이 경우, 동작 510 및 동작 520의 구현 순서는 도 5에 도시된 예로 제한되지 않는다.
동작 530에서, 배터리 제어 시스템(1)은 복수의 배터리 중에서 잔존 SOC가 임계값 초과이거나 또는 배터리 이상 감지 이력이 존재하는 배터리가 있는지를 확인할 수 있다. 모든 배터리의 잔존 SOC가 임계값 이하이고 배터리 이상 감지 이력이 존재하지 않는 경우, 배터리 제어 시스템(1)은 알고리즘을 종료할 수 있다.
잔존 SOC가 임계값 초과이거나 또는 배터리 이상 감지 이력이 존재하는 배터리가 있는 경우, 동작 540에서 배터리 제어 시스템(1)은 해당 배터리에 대응하는 MCU PLL의 주파수를 최대값으로 설정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 동작 610 내지 동작 630은 도 5의 동작들과 동일하거나 유사하므로 이하의 설명은 생략한다. 동작 630에 따라서 잔존 SOC가 임계값 초과이거나 또는 배터리 이상 감지 이력이 존재하는 배터리가 있는 경우, 동작 640에서 배터리 제어 시스템(1)은 해당 배터리의 IC 동작 모드를 저소비 모드에서 고소비 모드로 변경할 수 있다.
도 7을 참조하면, 동작 710 내지 동작 730은 도 5의 동작들과 동일하거나 유사하므로 이하의 설명은 생략한다. 동작 730에 따라서 잔존 SOC가 임계값 초과이거나 또는 배터리 이상 감지 이력이 존재하는 배터리가 있는 경우, 동작 740에서 배터리 제어 시스템(1)은 배터리 제어 시스템(1)이 충전 또는 방전 모드인지를 확인할 수 있다. 배터리 제어 시스템(1)이 충전 또는 방전 모드인 경우, 강제적인 에너지 밀도 저하로 인한 안전성 저하를 방지하기 위하여 배터리 제어 시스템(1)은 동작 750을 수행하지 않고 충전 또는 방전 모드의 종료시까지 대기할 수 있다. 충전 또는 방전 모드가 종료하면, 배터리 제어 시스템(1)은 충/방전으로 인하여 변경된 SOC를 반영하기 위해 동작 710 내지 동작 730을 반복할 수 있다.
배터리 제어 시스템(1)이 충전 및 방전 모드가 아니면, 동작 750에서 배터리 제어 시스템(1)은 도 4내지 6에서 전술한 바와 같이 셀 밸런싱, MCU PLL의 주파수 변경, 또는 IC 동작 모드 변경 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
동작 760에서, 배터리 제어 시스템(1)은 잔존 SOC가 임계값 초과이거나 또는 배터리 이상 감지 이력이 존재하는 배터리의 배터리 관리 시스템을 슬립 모드로 변경함으로써 사용자의 임의적인 배터리 사용을 방지할 수 있다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 배터리 관리 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템(30)은 MCU(32), 메모리(34), 입출력 I/F(36) 및 통신 I/F(38)를 포함할 수 있다.
MCU(32)는 메모리(34)에 저장되어 있는 각종 프로그램(예를 들면, 특성값 산출 프로그램, 클래스 분류 및 수명 추정 프로그램 등)을 실행시키고, 이러한 프로그램들을 통해 배터리 셀의 전압, 전류 등을 포함한 각종 데이터를 처리하며, 전술한 도 1 내지 7에 나타낸 배터리 관리 장치의 기능들을 수행하도록 하는 프로세서일 수 있다.
메모리(34)는 배터리 셀의 특성값 산출, 클래스 분류 및 수명 추정에 관한 각종 프로그램을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(34)는 배터리 셀 각각의 전압, 전류, 특성값 데이터 등 각종 데이터를 저장할 수 있다.
이러한 메모리(34)는 필요에 따라서 복수 개 마련될 수도 있을 것이다. 메모리(34)는 휘발성 메모리일 수도 있으며 비휘발성 메모리일 수 있다. 휘발성 메모리로서의 메모리(34)는 RAM, DRAM, SRAM 등이 사용될 수 있다. 비휘발성 메모리로서의 메모리(34)는 ROM, PROM, EAROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등이 사용될 수 있다. 상기 열거한 메모리(34)들의 예를 단지 예시일 뿐이며 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
입출력 I/F(36)는, 키보드, 마우스, 터치 패널 등의 입력 장치(미도시)와 디스플레이(미도시) 등의 출력 장치와 MCU(32) 사이를 연결하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
통신 I/F(340)는 서버와 각종 데이터를 송수신할 수 있는 구성으로서, 유선 또는 무선 통신을 지원할 수 있는 각종 장치일 수 있다. 예를 들면, 통신 I/F(38)를 통해 별도로 마련된 외부 서버로부터 배터리 셀의 특성값 산출, 클래스 분류 및 수명 추정을 위한 프로그램이나 각종 데이터 등을 송수신할 수 있다.
이와 같이, 본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 컴퓨터 프로그램은 메모리(34)에 기록되고, MCU(32)에 의해 처리됨으로써, 예를 들면 도 1 또는 도 2에서 도시한 각 기능들을 수행하는 모듈로서 구현될 수도 있다.
이상에서, 본 문서에 개시된 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 문서에 개시된 실시예들이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 문서에 개시된 실시예들의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 문서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 문서에 개시된 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 문서에 개시된 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 문서에 개시된 실시 예들은 본 문서에 개시된 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 문서에 개시된 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 문서에 개시되 기술사상의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 문서의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (10)
- 복수의 배터리를 포함하는 배터리 제어 시스템의 동작 방법에 있어서,
외부 장치의 작동 오프를 감지하는 동작;
상기 복수의 배터리 각각의 잔존 SOC(state of charge)를 확인하는 동작; 및
잔존 SOC가 임계값 초과인 적어도 하나의 배터리에 대해 지정된 레벨까지 셀 밸런싱을 수행하는 동작;을 포함하는, 배터리 제어 시스템의 동작 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 잔존 SOC가 상기 임계값 초과인 적어도 하나의 배터리에 대응하는 MCU(microcontroller unit) PLL(phase-locked loop)의 주파수를 최대값으로 설정하는 동작;을 더 포함하는, 배터리 제어 시스템의 동작 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 잔존 SOC가 상기 임계값 초과인 적어도 하나의 배터리에 대응하는 IC(integrated circuit)의 동작 모드를 저소비 모드에서 고소비 모드로 변경하는 동작;을 더 포함하는, 배터리 제어 시스템의 동작 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 배터리 각각의 배터리 진단 이력을 확인하는 동작; 및
상기 잔존 SOC가 상기 임계값 초과이거나 또는 배터리 이상 감지 이력이 존재하는 적어도 하나의 배터리에 대해 상기 셀 밸런싱을 수행하는 동작;을 더 포함하는, 배터리 제어 시스템의 동작 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 배터리 제어 시스템이 충전 또는 방전 모드인지를 확인하는 동작;
상기 배터리 제어 시스템이 충전 및 방전 모드가 아니면 상기 셀 밸런싱을 수행하고, 상기 배터리 제어 시스템이 충전 또는 방전 모드이면 상기 잔존 SOC가 상기 임계값 초과인 적어도 하나의 배터리의 배터리 관리 시스템을 슬립 모드(sleep mode)로 변경하는 동작;을 더 포함하는, 배터리 제어 시스템의 동작 방법. - 배터리 제어 시스템에 있어서,
복수의 배터리 팩;
상기 복수의 배터리 팩 각각을 관리하는 복수의 배터리 관리 시스템; 및
마스터 배터리 관리 시스템;을 포함하고, 상기 마스터 배터리 관리 시스템은,
외부 장치의 작동 오프를 감지하고,
상기 복수의 배터리 관리 시스템을 통해 상기 복수의 배터리 팩 각각의 잔존 SOC를 확인하고, 및
잔존 SOC가 임계값 초과인 배터리 팩에 대해 상기 배터리 팩에 대응하는 배터리 관리 시스템을 이용하여 지정된 레벨까지 셀 밸런싱을 수행하도록 설정된, 배터리 제어 시스템. - 청구항 6에 있어서, 상기 배터리 관리 시스템은,
상기 배터리 팩에 대응하는 MCU PLL의 주파수를 최대값으로 설정하도록 설정된, 배터리 제어 시스템. - 청구항 6에 있어서, 상기 배터리 관리 시스템은,
상기 배터리 팩에 대응하는 IC의 동작 모드를 저소비 모드에서 고소비 모드로 변경하도록 설정된, 배터리 제어 시스템. - 청구항 6에 있어서, 상기 마스터 배터리 관리 시스템은,
상기 복수의 배터리 관리 시스템을 통해 상기 복수의 배터리 팩 각각의 배터리 진단 이력을 확인하고,
상기 잔존 SOC가 상기 임계값 초과이거나 또는 배터리 이상 감지 이력이 존재하는 배터리 팩에 대해 상기 배터리 팩에 대응하는 배터리 관리 시스템을 이용하여 상기 셀 밸런싱을 수행하도록 설정된, 배터리 제어 시스템. - 청구항 8에 있어서, 상기 마스터 배터리 관리 시스템은,
상기 배터리 제어 시스템이 충전 또는 방전 모드인지를 확인하고,
상기 배터리 제어 시스템이 충전 및 방전 모드가 아니면 상기 셀 밸런싱을 수행하고, 상기 배터리 제어 시스템이 충전 또는 방전 모드이면 상기 잔존 SOC가 상기 임계값 초과인 배터리 팩의 배터리 관리 시스템을 슬립 모드(sleep mode)로 변경하도록 설정된, 배터리 제어 시스템.
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