KR20230073963A - Battery management system and battery pack with duplicated communication structure, and electric vehicle having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은, 각각이 복수의 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하는 복수의 셀 모니터링 유닛(CMU, Cell Monitoring Unit); 및
상기 복수의 CMU와 통신하여, 상기 배터리 셀의 상태 정보를 수신하거나, 배터리 셀과 관련된 제어 정보를 송신하여 상기 배터리 셀을 관리하는 배터리 모니터링 유닛(BMU, Battery Monitoring Unit)을 포함하고, 상기 복수의 CMU 각각과 BMU는, 상기 복수의 CMU 각각과 BMU 사이에 마련되는 제1 통신 경로를 통한 제1 통신방식과, 상기 복수의 CMU 각각과 BMU 사이에 마련되는 제2 통신 경로를 통한 제2 통신방식을 포함하여 이중화된 갈바닉 절연 통신방식을 포함한 통신방식으로 통신하되, 상기 제1 통신 경로 및 제2 통신 경로는, 각각 제1 광 통신 경로 및 제2 광 통신 경로이고, 상기 제1 통신방식 및 제2 통신방식은, 각각 제1 광 통신방식과 제2 광 통신방식인 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은 이중화된 통신방식을 취하기 때문에 CMU와 BMU 간의 통신에 안정성을 높일 수 있게 된다.A battery management system according to the present invention includes a plurality of cell monitoring units (CMUs, Cell Monitoring Units) each measuring or monitoring states of a plurality of battery cells; and
A battery monitoring unit (BMU) configured to communicate with the plurality of CMUs, receive state information of the battery cells, or transmit control information related to the battery cells to manage the battery cells; Each of the CMUs and the BMU is a first communication method through a first communication path provided between each of the plurality of CMUs and the BMU, and a second communication method through a second communication path provided between each of the plurality of CMUs and the BMU. Communicate by a communication method including a redundant galvanic isolation communication method including, wherein the first communication path and the second communication path are a first optical communication path and a second optical communication path, respectively, and the first communication path and the second communication path are respectively The two communication systems are characterized by being a first optical communication system and a second optical communication system, respectively. As described above, since the battery management system according to the present invention adopts a redundant communication method, it is possible to increase stability in communication between the CMU and the BMU.

Description

통신 이중화 구조의 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 및 이를 구비한 전기 자동차{Battery management system and battery pack with duplicated communication structure, and electric vehicle having the same}Battery management system with duplicated communication structure, battery pack, and electric vehicle having the same {Battery management system and battery pack with duplicated communication structure, and electric vehicle having the same}

본 발명은 배터리의 상태 정보를 모니터링하고, 그 모니터링한 배터리의 상태 정보를 배터리 모니터링 유닛으로 통신을 이중화하여 송수신하는 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 이를 구비한 전기 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery management system that monitors battery state information and transmits and receives the monitored battery state information through a battery monitoring unit through redundant communication, a battery pack, and an electric vehicle equipped with the same.

전기 차량(EV, HEV, PHEV, BEV 등) 및 ESS(Energy Storage System)은 전기를 저장하여 에너지원으로 사용할 수 있도록 배터리가 탑재되어 있다. 또한, 전기 차량 및 ESS 내에는 배터리의 제어 및 배터리의 안정적인 사용을 위하여 배터리 관리 시스템 역시 탑재되어 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 배터리가 전기 차량에 탑재된 경우를 예시적으로 설명하기로 한다.Electric vehicles (EV, HEV, PHEV, BEV, etc.) and ESS (Energy Storage System) are equipped with batteries to store electricity and use it as an energy source. In addition, a battery management system is also installed in the electric vehicle and the ESS for battery control and stable use of the battery. Hereinafter, for convenience of description, a case in which a battery is mounted in an electric vehicle will be described as an example.

일반적으로 배터리 관리 시스템은 배터리의 전압, 배터리에 흐르는 전류, 배터리의 온도, 배터리의 SOC(State Of Charge) 또는 배터리의 SOH(State Of Health)와 같은 배터리의 상태 정보를 모니터링하는 셀 모니터링 회로부를 포함하는 복수의 셀 모니터링 유닛(CMU, Cell Monitoring Unit)을 구비하고 있다. 이러한 셀 모니터링 회로부에 의해 모니터링되는 배터리의 상태 정보는 CMU의 외부에 위치하는 배터리 모니터링 유닛(BMU, Battery Monitoring Unit)으로 송신된다.In general, a battery management system includes a cell monitoring circuit that monitors battery state information such as battery voltage, current flowing through the battery, battery temperature, battery SOC (State Of Charge), or battery SOH (State Of Health). A plurality of cell monitoring units (CMUs, Cell Monitoring Units) are provided. State information of the battery monitored by the cell monitoring circuit unit is transmitted to a battery monitoring unit (BMU) located outside the CMU.

한편, BMU는 배터리와 관련된 제어 정보를 셀 모니터링 회로부로 송신한다. 여기서, 배터리와 관련된 제어 정보라 함은, 배터리의 상태 정보를 모니터링하라는 취지의 제어 정보, 또는 배터리를 구성하고 있는 배터리 셀들의 전압 밸런싱을 수행하라는 취지의 제어 정보와 같이, 배터리의 상태 모니터링 또는 배터리의 동작 제어와 관련된 제어가 포함되어 있는 정보를 의미한다. BMU가 셀 모니터링 회로부로 배터리와 관련된 제어 정보를 송신할 경우, 셀 모니터링 회로부는 상기 배터리와 관련된 제어 정보에 따라 배터리의 상태 정보를 모니터링하거나, 배터리 셀들의 전압 밸런싱을 수행하여 그 결과를 BMU로 전송한다.Meanwhile, the BMU transmits battery-related control information to the cell monitoring circuit. Here, the control information related to the battery refers to control information to the effect of monitoring the state information of the battery or control information to the effect of performing voltage balancing of battery cells constituting the battery, such as monitoring the state of the battery or battery It means information that includes control related to the operation control of When the BMU transmits battery-related control information to the cell monitoring circuit, the cell monitoring circuit monitors battery state information or performs voltage balancing of battery cells according to the battery-related control information and transmits the result to the BMU do.

도 1은 종래의 배터리 관리 시스템에 관한 일 예시도이다. 도 1에 나타낸 종래의 CMU(200)는 셀 모니터링 회로부(210), 제1 커넥터(260), 제2 커넥터(270) 및 아이솔레이터(280)를 포함한다.1 is an exemplary diagram of a conventional battery management system. A conventional CMU 200 shown in FIG. 1 includes a cell monitoring circuit 210 , a first connector 260 , a second connector 270 and an isolator 280 .

배터리는 복수의 배터리 셀(10)이 복수의 배터리 셀 스택(100)으로 그룹화되어 구성될 수 있다. 배터리 셀 스택(100)에는 복수의 배터리 셀(10)이 포함될 수 있으며, 셀 모니터링 회로부(210)는 이러한 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 모니터링한다. 셀 모니터링 회로부(210)는 모니터링한 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 BMU(300)로 송신한다. 또한, 셀 모니터링 회로부(210)는 BMU(300)로부터 송신되는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신하고, 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보에 따라 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 모니터링하거나, 배터리 셀(10)들의 전압 밸런싱을 수행한다.A battery may be configured by grouping a plurality of battery cells 10 into a plurality of battery cell stacks 100 . The battery cell stack 100 may include a plurality of battery cells 10 , and the cell monitoring circuit 210 monitors state information of the battery cell stack 100 . The cell monitoring circuit unit 210 transmits state information of the monitored battery cell stack 100 to the BMU 300 . In addition, the cell monitoring circuit unit 210 receives control information related to the battery cell stack 100 transmitted from the BMU 300, and controls the battery cell stack 100 according to the control information related to the battery cell stack 100. Status information is monitored or voltage balancing of the battery cells 10 is performed.

제1 커넥터(260)는 셀 모니터링 회로부(210)와 배터리 셀 스택(100)을 전기적 연결하며, 제2 커넥터(270)는 셀 모니터링 회로부(210)와 컨트롤러(310)를 전기적 연결 또는 통신 연결한다. 아이솔레이터(280)는 셀 모니터링 회로부(210)와 제2 커넥터(270) 간 전기적 절연을 위해 구비된다.The first connector 260 electrically connects the cell monitoring circuit 210 and the battery cell stack 100, and the second connector 270 electrically or communicatively connects the cell monitoring circuit 210 and the controller 310. . The isolator 280 is provided for electrical insulation between the cell monitoring circuit unit 210 and the second connector 270 .

BMU(300)는 컨트롤러(310), 외부 커넥터(370) 및 외부 아이솔레이터(380)를 포함한다.The BMU 300 includes a controller 310 , an external connector 370 and an external isolator 380 .

컨트롤러(310)는 셀 모니터링 회로부(210)로부터 송신되는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 수신한다. 또한, 컨트롤러(310)는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 생성하고, 그 생성한 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 셀 모니터링 회로부(210)로 송신한다.The controller 310 receives state information of the battery cell stack 100 transmitted from the cell monitoring circuit 210 . In addition, the controller 310 generates control information related to the battery cell stack 100 and transmits the generated control information related to the battery cell stack 100 to the cell monitoring circuit unit 210 .

외부 커넥터(370)는 컨트롤러(310)와 셀 모니터링 회로부(210)를 전기적 연결 또는 통신 연결하며, 외부 아이솔레이터(380)는 컨트롤러(310)와 외부 커넥터(370) 간 전기적 절연을 위해 구비된다.The external connector 370 electrically or communicatively connects the controller 310 and the cell monitoring circuit 210, and the external isolator 380 is provided for electrical insulation between the controller 310 and the external connector 370.

CMU(200)는 배터리 셀 스택(100)마다 마련될 수 있으며, 이에 따라 BMU(300)는 둘 이상의 CMU(200)와 통신 연결될 수 있다. 이때 둘 이상의 CMU(200) 사이에는 도 1에 나타낸 바와 같이 유선 아이솔레이티드 데이지 체인(wired isolated daisy chain) 방식에 의해 통신 연결될 수 있으며, BMU(300)와 둘 이상의 CMU(200) 사이에도 유선 아이솔레이티드 데이지 체인에 의해 통신 연결될 수 있다. 이와 같은 통신 연결을 통해, 어느 하나의 셀 모니터링 회로부(210)에서 모니터링되는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보는 컨트롤러(310)로 송신될 수 있고, 컨트롤러(310)에서 생성되는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보는 각각의 셀 모니터링 회로부(210)로 송신될 수 있게 된다.The CMU 200 may be provided for each battery cell stack 100, and thus the BMU 300 may be communicatively connected to two or more CMUs 200. At this time, communication may be connected between the two or more CMUs 200 by a wired isolated daisy chain method as shown in FIG. Communication can be connected by a solated daisy chain. Through such a communication connection, status information of the battery cell stack 100 monitored by any one cell monitoring circuit unit 210 may be transmitted to the controller 310, and the battery cell stack generated by the controller 310 ( Control information related to 100) can be transmitted to each cell monitoring circuit unit 210.

다만, 도 1에 나타낸 통신 연결은 CMU(200)와 BMU(300) 간 클럭(clock)을 정교하게 매칭시키기 어렵다. 이에 따라, 도 1에 나타낸 CMU(200)는 BMU(300)와 통신을 수행함에 있어서, 그 통신 속도에 한계가 있다는 문제점이 있다(즉, 유선 아이솔레이티드 데이지 체인에 의한 통신 연결은 통신 거리가 멀 경우 1Mbps 이상의 속도를 얻을 수 없음).However, the communication connection shown in FIG. 1 is difficult to precisely match clocks between the CMU (200) and the BMU (300). Accordingly, when the CMU 200 shown in FIG. 1 communicates with the BMU 300, there is a problem that the communication speed is limited (that is, the communication connection by wired isolated daisy chain has a communication distance If you are far away, you won't be able to get speeds above 1Mbps).

도 2는 종래의 배터리 관리 시스템에 관한 다른 예시도이다. 도 2에 나타낸 종래의 CMU(400)는 셀 모니터링 회로부(410), RF(Radio Frequency) 통신부(430) 및 커넥터(460)를 포함한다.2 is another exemplary view of a conventional battery management system. The conventional CMU 400 shown in FIG. 2 includes a cell monitoring circuit 410, a radio frequency (RF) communication unit 430, and a connector 460.

배터리는 복수의 배터리 셀(10)이 복수의 배터리 셀 스택(100)으로 그룹화되어 구성될 수 있다. 배터리 셀 스택(100)에는 복수의 배터리 셀(10)이 포함될 수 있으며, 셀 모니터링 회로부(410)는 이러한 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 모니터링한다. 셀 모니터링 회로부(410)는 모니터링한 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 BMU(500)로 송신한다. 또한, 셀 모니터링 회로부(410)는 BMU(500)로부터 송신되는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신하고, 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보에 따라 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 모니터링하거나, 배터리 셀(10)들의 전압 밸런싱을 수행한다.A battery may be configured by grouping a plurality of battery cells 10 into a plurality of battery cell stacks 100 . The battery cell stack 100 may include a plurality of battery cells 10 , and the cell monitoring circuit 410 monitors state information of the battery cell stack 100 . The cell monitoring circuit unit 410 transmits state information of the monitored battery cell stack 100 to the BMU 500 . In addition, the cell monitoring circuit unit 410 receives control information related to the battery cell stack 100 transmitted from the BMU 500, and controls the battery cell stack 100 according to the control information related to the battery cell stack 100. Status information is monitored or voltage balancing of the battery cells 10 is performed.

RF 통신부(430)는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를, 셀 모니터링 회로부(410)와 BMU(500)(보다 구체적으로는, 메인 RF 통신부(530)) 사이에 마련되는 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 BMU(500)(보다 구체적으로는, 컨트롤러(510))로 송신한다. 또한, RF 통신부(430)는 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 송신되는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 BMU(500)(보다 구체적으로는, 메인 RF 통신부(530))로부터 수신하고, 그 수신한 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 셀 모니터링 회로부(410)로 송신한다.The RF communication unit 430 transmits state information of the battery cell stack 100 to a first RF communication path provided between the cell monitoring circuit unit 410 and the BMU 500 (more specifically, the main RF communication unit 530). (P RF1 ) to the BMU 500 (more specifically, the controller 510). In addition, the RF communication unit 430 transmits control information related to the battery cell stack 100 transmitted through the first RF communication path P RF1 from the BMU 500 (more specifically, the main RF communication unit 530). and transmits control information related to the received battery cell stack 100 to the cell monitoring circuit unit 410 .

커넥터(460)는 셀 모니터링 회로부(410)와 배터리 셀 스택(100)을 전기적 연결 또는 통신 연결한다.The connector 460 electrically or communicatively connects the cell monitoring circuit 410 and the battery cell stack 100 .

BMU(500)는 컨트롤러(510) 및 메인 RF 통신부(530)를 포함한다.The BMU 500 includes a controller 510 and a main RF communication unit 530 .

컨트롤러(510)는 셀 모니터링 회로부(410)로부터 송신되는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 수신한다. 또한, 컨트롤러(510)는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 기반으로 배터리 셀 스택(100)을 제어하기 위한 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 셀 모니터링 회로부(410)로 송신한다.The controller 510 receives state information of the battery cell stack 100 transmitted from the cell monitoring circuit 410 . In addition, the controller 510 transmits control information related to the battery cell stack 100 for controlling the battery cell stack 100 to the cell monitoring circuit unit 410 based on state information of the battery cell stack 100 .

메인 RF 통신부(530)는 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 상기 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 수신하고, 그 수신한 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 컨트롤러(510)로 송신한다. 또한, 메인 RF 통신부(530)는 컨트롤러(510)로부터 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신하고, 그 수신한 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 셀 모니터링 회로부(410)(보다 구체적으로는, RF 통신부(430))로 송신한다.The main RF communication unit 530 receives state information of the battery cell stack 100 through a first RF communication path P RF1 , and transmits the received state information of the battery cell stack 100 to the controller 510 . transmit In addition, the main RF communication unit 530 receives control information related to the battery cell stack 100 from the controller 510 and transmits the received control information related to the battery cell stack 100 to a first RF communication path (P). RF1 ) is transmitted to the cell monitoring circuit unit 410 (more specifically, the RF communication unit 430).

이와 같이 도 2에 나타낸 종래의 CMU(400)는, RF 통신을 통해 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 BMU(500)로 송신하고, BMU(500)로부터 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신한다. 다만, 도 2에 나타낸 종래의 CMU(400)는 BMU(500)와 RF 통신에만 의존하기 때문에, RF 통신에 장애가 발생할 경우, BMU(500)와 송수신하는 정보의 속도가 크게 떨어질 수 있다. 또는, CMU(400)와 BMU(500) 사이에 RF 통신 장애가 심할 경우, BMU(500)로 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 송신하는 것이 불가능해지고, BMU(500)로부터 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신하는 것 역시 불가능해진다. 그리고 이와 같이 CMU(400)와 BMU(500) 사이에 정보의 송수신 속도가 떨어지거나, 정보의 송수신이 불가능해지게 되면, 배터리 셀 스택(100)의 배터리 셀(10) 상태를 모니터링하거나 제어하는 것이 어려워져 CMU(400)가 통제 불가능한 상태가 되므로 전기 차량 또는 ESS의 안전에 커다란 위험을 가져올 수 있다.As such, the conventional CMU 400 shown in FIG. 2 transmits state information of the battery cell stack 100 to the BMU 500 through RF communication, and controls related to the battery cell stack 100 from the BMU 500. Receive information. However, since the conventional CMU 400 shown in FIG. 2 relies only on the BMU 500 and RF communication, when a failure occurs in RF communication, the speed of information transmitted and received with the BMU 500 may decrease significantly. Alternatively, if there is severe RF communication failure between the CMU 400 and the BMU 500, it becomes impossible to transmit state information of the battery cell stack 100 to the BMU 500, and the battery cell stack 100 from the BMU 500 ) It also becomes impossible to receive control information related to. In this way, when the speed of transmission and reception of information between the CMU 400 and the BMU 500 decreases or transmission and reception of information becomes impossible, monitoring or controlling the state of the battery cell 10 of the battery cell stack 100 Since it becomes difficult and the CMU 400 becomes uncontrollable, it may bring a great risk to the safety of the electric vehicle or ESS.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 마련된 것으로서, 셀 모니터링 회로부와 BMU 사이에 이루어지는 통신에 안정성을 높일 수 있는 배터리 관리 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 BMU와의 통신 속도를 향상시킬 수 있는 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 이를 구비한 전기 자동차를 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention has been prepared to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery management system capable of increasing stability in communication between a cell monitoring circuit unit and a BMU. In addition, an object of the present invention is to provide a battery management system capable of improving communication speed with a BMU, a battery pack, and an electric vehicle having the same.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제만으로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.

본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은, 각각이 복수의 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하는 복수의 셀 모니터링 유닛(CMU, Cell Monitoring Unit); 및 상기 복수의 CMU와 통신하여, 상기 배터리 셀의 상태 정보를 수신하거나, 배터리 셀과 관련된 제어 정보를 송신하여 상기 배터리 셀을 관리하는 배터리 모니터링 유닛(BMU, Battery Monitoring Unit)을 포함하고, 상기 복수의 CMU 각각과 BMU는, 상기 복수의 CMU 각각과 BMU 사이에 마련되는 제1 통신 경로를 통한 제1 통신방식과, 상기 복수의 CMU 각각과 BMU 사이에 마련되는 제2 통신 경로를 통한 제2 통신방식을 포함하여 이중화된 갈바닉 절연 통신방식을 포함한 통신방식으로 통신하되, 상기 제1 통신 경로 및 제2 통신 경로는, 각각 제1 광 통신 경로 및 제2 광 통신 경로이고, 상기 제1 통신방식 및 제2 통신방식은, 각각 제1 광 통신방식과 제2 광 통신방식인 것을 특징으로 한다.A battery management system according to the present invention includes a plurality of cell monitoring units (CMUs, Cell Monitoring Units) each measuring or monitoring states of a plurality of battery cells; and a Battery Monitoring Unit (BMU) configured to communicate with the plurality of CMUs to receive status information of the battery cells or transmit control information related to the battery cells to manage the battery cells. Each of the CMUs and the BMU of the first communication method through the first communication path provided between each of the plurality of CMUs and the BMU, and the second communication through the second communication path provided between each of the plurality of CMUs and the BMU Communicate in a communication method including a redundant galvanic isolation communication method including a method, wherein the first communication path and the second communication path are a first optical communication path and a second optical communication path, respectively, and the first communication path and The second communication method is characterized by being a first optical communication method and a second optical communication method, respectively.

상기 CMU와 BMU는, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생한 경우에, 다른 하나의 통신방식을 이용하여 통신할 수 있다.The CMU and BMU may communicate using the other communication method when a failure occurs in any one of the first and second communication methods.

상기 CMU에서 BMU로의 송신은, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 이루어지고, 상기 BMU에서 CMU로의 송신은, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 다른 하나의 통신방식으로 이루어질 수 있다.Transmission from the CMU to the BMU is performed using one of the first and second communication methods, and transmission from the BMU to the CMU is performed using the other of the first and second communication methods. can

상기 CMU와 BMU는, 제1 및 제2 통신방식의 기설정된 역할에 기반하여 통신하되, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생한 경우에, 다른 하나의 통신방식으로 전환하여 통신하고, 상기 장애가 해소된 경우에는 상기 제1 및 제2 통신방식이 상기 기설정된 역할로 복귀하여 통신을 수행할 수 있다.The CMU and BMU communicate based on the preset roles of the first and second communication methods, but switch to the other communication method when a failure occurs in either one of the first and second communication methods. and communication, and when the failure is resolved, the first and second communication methods return to the preset role to perform communication.

상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 송신되고, 상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 다른 하나의 광 통신방식으로 송신되되, 상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호와 상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 시분할 다중화 방식으로 송신될 수 있다.A transmission signal from the CMU to the BMU is transmitted in one of the first and second optical communication schemes, and a transmission signal from the BMU to the CMU is transmitted in the other one of the first and second optical communications schemes. Although transmitted in an optical communication method, the transmission signal from the CMU to the BMU and the transmission signal from the BMU to the CMU may be transmitted in a time division multiplexing method.

상기 제1 및 제2 통신 경로는 동일한 통신 경로 구간을 포함하고, 상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 송신되고, 상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 다른 하나의 광 통신방식으로 송신되되, 상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호와 상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 코드분할 다중화 방식으로 송신되고, 상기 동일한 통신 경로 구간를 통하여 동시간대에 송신될 수 있다.The first and second communication paths include the same communication path section, and the transmission signal from the CMU to the BMU is transmitted in one of the first and second optical communication methods, and the BMU to CMU transmits a signal. The transmission signal is transmitted by another optical communication method among the first and second optical communication methods, and the transmission signal from the CMU to the BMU and the transmission signal from the BMU to the CMU are transmitted by code division multiplexing. It can be transmitted at the same time through the same communication path section.

상기 BMU는, 상기 CMU와 광 통신방식으로 통신하는 복수의 광 통신수단을 포함할 수 있다.The BMU may include a plurality of optical communication means communicating with the CMU in an optical communication method.

본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은, 상기 CMU와 BMU 사이의 통신을 중계하는 서브 배터리 모니터링 유닛(서브 BMU, Sub-Battery Monitoring Unit)을 더 포함하고, 상기 CMU와 서브 BMU, 및 상기 서브 BMU와 BMU 중 적어도 하나의 사이에서 상기 이중화된 갈바닉 절연 통신방식으로 통신이 이루어질 수 있다.The battery management system according to the present invention further includes a sub-battery monitoring unit (sub-BMU, Sub-Battery Monitoring Unit) that relays communication between the CMU and BMU, the CMU and sub-BMU, and the sub-BMU and BMU. Communication may be made between at least one of the redundant galvanic isolation communication method.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성된 복수의 배터리 셀 스택; 및 배터리 관리 시스템을 포함하고, 상기 배터리 관리 시스템의 복수의 셀 모니터링 유닛 각각은, 상기 복수의 배터리 셀 스택 각각에 대응되어 상기 복수의 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하도록 구성되고, 상기 CMU와 BMU는, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생한 경우에, 다른 하나의 통신방식을 이용하여 통신하는 것을 특징으로 한다.A battery pack according to the present invention includes a plurality of battery cell stacks including a plurality of battery cells; And a battery management system, wherein each of the plurality of cell monitoring units of the battery management system is configured to correspond to each of the plurality of battery cell stacks to measure or monitor states of the plurality of battery cells, and the CMU and BMU is characterized in that, when a failure occurs in any one of the first and second communication methods, communication is performed using the other communication method.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 병렬 연결된 하나 이상의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀에 전기적으로 연결되어 상기 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하는 셀 모니터링 유닛(CMU, Cell Monitoring Unit)을 포함하는 복수의 배터리 유닛; 상기 복수의 배터리 유닛과 통신하는 하나 이상의 서브 배터리 모니터링 유닛(서브 BMU, Sub-Battery Monitoring Unit); 및 상기 서브 BMU와 통신하여, 상기 배터리 셀의 상태 정보를 수신하거나, 배터리 셀과 관련된 제어 정보를 송신하여 상기 배터리 셀을 관리하는 배터리 모니터링 유닛(BMU, Battery Monitoring Unit)을 포함하고, 상기 하나 이상의 서브 서브 BMU 각각과 BMU는, 상기 하나 이상의 서브 BMU 각각과 BMU 사이에 마련되는 제1 통신 경로를 통한 제1 통신방식과, 상기 하나 이상의 서브 BMU 각각과 BMU 사이에 마련되는 제2 통신 경로를 통한 제2 통신방식을 포함하여 이중화된 갈바닉 절연 통신방식으로 통신하되, 상기 제1 통신 경로 및 제2 통신 경로는, 각각 제1 광 통신 경로 및 제2 광 통신 경로이고, 상기 제1 통신방식 및 제2 통신방식은, 각각 제1 광 통신방식과 제2 광 통신방식인 것을 특징으로 한다.A battery pack according to the present invention includes a plurality of batteries including one or more battery cells connected in parallel and a cell monitoring unit (CMU) electrically connected to the battery cells to measure or monitor states of the battery cells. unit; one or more sub-battery monitoring units (sub BMUs) communicating with the plurality of battery units; and a battery monitoring unit (BMU) configured to communicate with the sub-BMU to receive state information of the battery cell or transmit control information related to the battery cell to manage the battery cell, Each of the sub-BMUs and the BMU may be connected through a first communication method through a first communication path provided between each of the one or more sub-BMUs and the BMU, and a second communication path provided between each of the one or more sub-BMUs and the BMU. Communicate in a dualized galvanic isolation communication method including a second communication method, wherein the first communication path and the second communication path are a first optical communication path and a second optical communication path, respectively, and the first communication path and the second communication path are respectively The two communication systems are characterized by being a first optical communication system and a second optical communication system, respectively.

상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 송신되고, 상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 다른 하나의 광 통신방식으로 송신되되, 상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호와 상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 시분할 다중화 방식으로 송신될 수 있다.A transmission signal from the CMU to the BMU is transmitted in one of the first and second optical communication schemes, and a transmission signal from the BMU to the CMU is transmitted in the other one of the first and second optical communications schemes. Although transmitted in an optical communication method, the transmission signal from the CMU to the BMU and the transmission signal from the BMU to the CMU may be transmitted in a time division multiplexing method.

상기 제1 및 제2 통신 경로는 동일한 통신 경로 구간을 포함하고, 상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 송신되고, 상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 다른 하나의 광 통신방식으로 송신되되, 상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호와 상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 코드분할 다중화 방식으로 송신되고, 상기 동일한 통신 경로 구간를 통하여 동시간대에 송신될 수 있다.The first and second communication paths include the same communication path section, and the transmission signal from the CMU to the BMU is transmitted in one of the first and second optical communication methods, and the BMU to CMU transmits a signal. The transmission signal is transmitted by another optical communication method among the first and second optical communication methods, and the transmission signal from the CMU to the BMU and the transmission signal from the BMU to the CMU are transmitted by code division multiplexing. It can be transmitted at the same time through the same communication path section.

상기 BMU는, 상기 서브 BMU와 광 통신방식으로 통신하는 복수의 광 통신수단을 포함할 수 있다.The BMU may include a plurality of optical communication means communicating with the sub-BMU in an optical communication method.

상기 서브 BMU에서 BMU로의 송신은, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 이루어지고, 상기 BMU에서 서브 BMU로의 송신은, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 다른 하나의 통신방식으로 이루어질 수 있다.Transmission from the sub-BMU to the BMU is performed using one of the first and second communication methods, and transmission from the BMU to the sub-BMU is performed using the other of the first and second communication methods. can be made with

본 발명에 따른 전기 자동차는, 배터리 팩과, 모터와, 상기 배터리 팩으로부터 공급되는 전력을 변환하여 상기 모터를 구동하도록 제어되는 인버터를 포함하는 전기 자동차에 있어서, 상기 배터리 팩은, 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성된 복수의 배터리 셀 스택; 및 본 발명의 배터리 관리 시스템을 포함하고, 상기 배터리 관리 시스템의 복수의 셀 모니터링 유닛 각각은, 상기 복수의 배터리 셀 스택 각각에 대응되어 상기 복수의 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하도록 구성되고, 상기 CMU와 BMU는, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생한 경우에, 다른 하나의 통신방식을 이용하여 통신하는 것을 특징으로 한다.An electric vehicle according to the present invention includes a battery pack, a motor, and an inverter controlled to drive the motor by converting power supplied from the battery pack, wherein the battery pack includes a plurality of battery cells. A plurality of battery cell stacks configured to include; And a battery management system of the present invention, wherein each of the plurality of cell monitoring units of the battery management system is configured to correspond to each of the plurality of battery cell stacks to measure or monitor a state of the plurality of battery cells, wherein the The CMU and the BMU are characterized in that they communicate using the other communication method when a failure occurs in any one of the first and second communication methods.

본 발명에 따른 전기 자동차는, 배터리 팩과, 모터와, 상기 배터리 팩으로부터 공급되는 전력을 변환하여 상기 모터를 구동하도록 제어되는 인버터를 포함하는 전기 자동차에 있어서, 상기 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 팩인 것을 특징으로 한다.An electric vehicle according to the present invention includes a battery pack, a motor, and an inverter controlled to drive the motor by converting power supplied from the battery pack, wherein the battery pack, according to the present invention Characterized in that it is a battery pack.

본 발명에 따른 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 이를 구비한 전기 자동차는, 제1 통신 경로를 통한 제1 통신방식과 제2 통신 경로를 통한 제2 통신방식으로 이중화된 통신 구조를 구비하고 있기 때문에, 제1 통신방식과 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 의한 통신에 장애가 발생한 경우에는 다른 통신 경로와 통신방식을 통해서 CMU와 BMU 간 통신을 수행하면 된다. 이러한 본 발명에 의하면, CMU와 BMU 사이에 이루어지는 통신에 안정성을 높일 수 있으며, 나아가 배터리 관리 시스템이 탑재되는 전기 차량의 안전을 크게 도모할 수 있게 된다.Since the battery management system according to the present invention, the battery pack, and the electric vehicle equipped with the same have a dual communication structure with a first communication method through a first communication path and a second communication method through a second communication path, If a failure occurs in communication by any one of the first communication method and the second communication method, communication between the CMU and the BMU may be performed through another communication path and communication method. According to the present invention, the stability of communication between the CMU and the BMU can be improved, and furthermore, the safety of the electric vehicle equipped with the battery management system can be significantly promoted.

또한, 본 발명에 의하면, 제1 통신방식과 제2 통신방식에 의한 통신을 동시에 수행할 수 있기 때문에, CMU와 BMU 간 이루어지는 통신의 속도를 향상시킬 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, since communication by the first communication method and the second communication method can be performed simultaneously, it is possible to improve the speed of communication between the CMU and the BMU.

또한, 본 발명은, CMU와 BMU 간의 통신을 중계하는 서브 BMU가 BMU와 통신함에 있어서, 제1 통신 경로를 통한 제1 통신방식과 제2 통신 경로를 통한 제2 통신방식으로 이중화된 통신 구조를 취하고 있기 때문에, 서브 BMU와 BMU 사이에 이루어지는 통신에 안정성을 높일 수 있으며, 나아가 배터리 관리 시스템이 탑재되는 전기 차량의 안전을 크게 도모할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention provides a duplexed communication structure with a first communication method through a first communication path and a second communication method through a second communication path when a sub-BMU relaying communication between a CMU and a BMU communicates with the BMU. Since it is taken, it is possible to increase the stability of communication between the sub-BMU and the BMU, and furthermore, there is an effect of greatly promoting the safety of the electric vehicle equipped with the battery management system.

또한, 본 발명은, 제1 통신방식과 제2 통신방식에 의한 통신을 동시에 수행할 수 있기 때문에, 서브 BMU와 BMU 간 이루어지는 통신의 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention can simultaneously perform communication by the first communication method and the second communication method, there is an effect of improving the speed of communication between the sub-BMU and the BMU.

도 1은 종래의 배터리 관리 시스템에 관한 일 예시도이다.
도 2는 종래의 배터리 관리 시스템에 관한 다른 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 광 통신방식과 RF 통신방식에 의한 통신 이중화 구조를 갖는 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 나타낸 CMU 및 BMU를 세부적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 제1 광 통신방식과 제2 광 통신방식에 의한 통신 이중화 구조를 갖는 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에서 광 통신방식과 RF 통신방식에 의한 통신 이중화 구조를 갖는 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에서 제1 광 통신방식과 제2 광 통신방식에 의한 통신 이중화 구조를 갖는 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩을 나타낸 도면이다.1 is an exemplary diagram of a conventional battery management system.
2 is another exemplary view of a conventional battery management system.
3 is a diagram illustrating a battery management system and a battery pack having a communication redundancy structure by an optical communication method and an RF communication method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing the CMU and BMU shown in FIG. 3 in detail.
5 is a diagram illustrating a battery management system and a battery pack having a communication redundancy structure using a first optical communication method and a second optical communication method according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a battery management system and a battery pack having a communication redundancy structure using an optical communication method and an RF communication method according to another embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a battery management system and a battery pack having a communication redundancy structure using a first optical communication method and a second optical communication method according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 관리 시스템에 대해 상세하게 설명한다. 첨부한 도면들은 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 어디까지나 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명은 이하 제시되는 도면들로 한정되지 않고 다른 형태로 얼마든지 구체화될 수 있다.Hereinafter, a battery management system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings are provided by way of example in order to sufficiently convey the technical spirit of the present invention to those skilled in the art, and the present invention is not limited to the drawings presented below and can be embodied in any number of other forms. there is.

본 발명과 관련한 용어를 다음과 같이 정의하기로 한다.Terms related to the present invention will be defined as follows.

갈바닉 절연(Galvanic Isolation)은, 둘 이상의 전기 회로가 통신은 하되, 원치않는 DC 전류는 블로킹하는 회로 기법을 말한다. 구체적으로는, 자기 유도, 정전 용량, 광학 신호, 전자기파, 또는 음향 신호를 이용하여 구현될 수 있다. 이를 이용하여 기준 전위가 다른 시스템 간에 통신 경로를 형성하거나, 그라운드를 공유하는 시스템 간에 그라운드 루프에 의하여 원하지 않는 전류가 흐르는 것을 방지하는 효과가 있다.Galvanic Isolation is a circuit technique that allows two or more electrical circuits to communicate, but blocks unwanted DC current. Specifically, it may be implemented using magnetic induction, capacitance, optical signals, electromagnetic waves, or acoustic signals. Using this, there is an effect of forming a communication path between systems having different reference potentials or preventing an unwanted current from flowing between systems sharing a ground due to a ground loop.

멀티-셀 배터리 모니터링 회로(MCBMC, Multi-Cell Battery Monitoring Circuit)은, 복수의 배터리 셀들에 전기적으로 직접 연결되어 해당 셀들의 상태 측정/모니터/방전 기능, 및 외부유닛과의 통신 기능을 수행할 수 있는 회로이다. 이 구성의 적어도 일부는 멀티-셀 배터리 모니터링 IC(MCBMIC)로 구현될 수 있다.The multi-cell battery monitoring circuit (MCBMC, Multi-Cell Battery Monitoring Circuit) is electrically directly connected to a plurality of battery cells to perform functions of measuring/monitoring/discharging the state of the cells and communicating with an external unit. It is a circuit in At least part of this configuration may be implemented with a multi-cell battery monitoring IC (MCBMIC).

멀티-셀 배터리 모니터링 IC(MCBMIC, Multi-Cell Battery Monitoring Integrated Circuit)는, 멀티-셀 배터리 모니터링 회로의 적어도 일부가 집적회로로 구현된 IC이다. 복수의 배터리 셀에 대하여 요구되는 기능에 필요한 IC 내부의 회로 블록을 공유할 수 있는 장점이 있으나, 고전압 공정을 사용해야 하는 단점이 있다.A multi-cell battery monitoring IC (MCBMIC, Multi-Cell Battery Monitoring Integrated Circuit) is an IC in which at least a part of the multi-cell battery monitoring circuit is implemented as an integrated circuit. Although there is an advantage of being able to share circuit blocks inside an IC necessary for functions required for a plurality of battery cells, there is a disadvantage in that a high voltage process must be used.

싱글-셀 배터리 모니터링 회로(SCBMC, Single-Cell Battery Monitoring Circuit)는, 병렬 연결된 하나 이상의 배터리 셀에 전기적으로 직접 연결되고, 해당 셀의 상태 측정/모니터/방전 기능, 및 외부유닛과의 통신 기능을 수행할 수 있는 회로이다. 이 구성의 적어도 일부는 싱글-셀 배터리 모니터링 IC(SCBMIC)로 구현될 수 있다.Single-cell battery monitoring circuit (SCBMC, Single-Cell Battery Monitoring Circuit) is electrically directly connected to one or more battery cells connected in parallel, and functions to measure/monitor/discharge the state of the cell and communicate with an external unit. circuit that can be performed. At least part of this configuration may be implemented with a single-cell battery monitoring IC (SCBMIC).

싱글-셀 배터리 모니터링 IC(SCBMIC, Single-Cell Battery Monitoring Integrated Circuit)는, 싱글-셀 배터리 모니터링 회로의 적어도 일부가 집적회로로 구현된 IC이다. 복수의 배터리 셀에 대하여 요구되는 기능에 필요한 IC 내부의 회로 블록을 공유할 수 없는 단점이 있으나, 일반 공정을 사용할 수 있는 장점이 있다.A single-cell battery monitoring IC (SCBMIC, Single-Cell Battery Monitoring Integrated Circuit) is an IC in which at least a part of a single-cell battery monitoring circuit is implemented as an integrated circuit. Although there is a disadvantage of not being able to share a circuit block inside an IC required for a function required for a plurality of battery cells, there is an advantage that a general process can be used.

셀 모니터링 유닛(CMU, Cell Monitoring Unit)은, 배터리 셀과 직접 연결되어 셀의 상태를 측정/모니터하고 외부유닛과 통신하는 기능을 모두 포함한 구성요소이다. 멀티-셀에 대하여 멀티-셀 배터리 모니터링 회로를 구비하거나, 싱글-셀에 대하여 싱글-셀 배터리 모니터링 회로를 구비하여 구성될 수 있다. 통상적으로 EV 및 ESS에는 복수의 CMU가 존재한다.A cell monitoring unit (CMU) is a component that is directly connected to a battery cell, measures/monitors the state of the cell, and includes all functions of communicating with an external unit. A multi-cell battery monitoring circuit may be provided for multi-cells, or a single-cell battery monitoring circuit may be provided for single-cells. Typically, a plurality of CMUs exist in EVs and ESSs.

배터리 모니터링 유닛(BMU, Battery Monitoring Unit)은, CMU와 통신하여 셀 데이터를 취합하고, 연결된 CMU에 필요한 제어 명령을 송신하는 기능을 하고, 배터리 팩 전체를 관리하는 회로의 집합으로서, 배터리 시스템의 구성에 따라 CMU와 분리되어 지칭되거나, CMU를 포함하여 지칭될 수 있다. EV에서는 통상 1개의 BMU가 존재하나, 대용량의 ESS에서는 다수의 BMU가 존재할 수 있다.The battery monitoring unit (BMU) is a set of circuits that communicates with the CMU to collect cell data, transmits necessary control commands to the connected CMU, and manages the entire battery pack. Depending on, it may be referred to separately from the CMU or may be referred to including the CMU. In an EV, there is usually one BMU, but in a large-capacity ESS, multiple BMUs may exist.

배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)은, 배터리 팩 내부의 모든 셀 데이터에 대한 취합/분석을 통하여 배터리 셀 상태, SOH(State of Health), SOC(State of Charge) 등에 대한 판단과 셀 밸런싱 및 방전 등의 제어를 수행하는 기능, 회로, PCB 및 S/W 프로그램을 통칭한다.The battery management system (BMS, Battery Management System) determines the battery cell state, SOH (State of Health), SOC (State of Charge), etc. through collection/analysis of all cell data inside the battery pack, cell balancing and It collectively refers to functions, circuits, PCBs, and S/W programs that control discharge, etc.

배터리 유닛(Battery Unit)은, 병렬 연결된 하나 이상의 배터리 셀 상태를 측정/모니터하고 해당 셀의 상태를 제어하고 외부유닛과 통신할 수 있는 회로를 포함한 구성요소이다. 구체적으로는 병렬 연결된 하나 이상의 배터리 셀에 싱글-셀 배터리 모니터링 회로, 또는 싱글-셀 배터리 모니터링 회로를 구비한 셀 모니터링 유닛이 결합된 구조이다. 여기에서, 배터리 셀은 병렬 연결된 하나 이상의 단위 배터리 셀을 포함하는 개념이다.A battery unit is a component including a circuit capable of measuring/monitoring the state of one or more battery cells connected in parallel, controlling the state of the corresponding cell, and communicating with an external unit. Specifically, it has a structure in which a single-cell battery monitoring circuit or a cell monitoring unit having a single-cell battery monitoring circuit is coupled to one or more battery cells connected in parallel. Here, the battery cell is a concept including one or more unit battery cells connected in parallel.

배터리 모듈(Battery Module)은, 복수의 배터리 셀들을 측정/모니터 및 밸런싱을 수행할 수 있는 회로를 포함하여 구성된 물리적 단위로서, 복수의 배터리 셀과 이에 대응하는 셀 모니터링 유닛을 포함하되, 셀 모니터링 유닛은 멀티-셀 배터리 모니터링 회로를 포함하거나 싱글-셀 배터리 모니터링 회로를 포함하여 구성될 수 있다. 셀 모니터링 유닛이 싱글-셀 배터리 모니터링 회로를 포함하여 구성되는 경우에 배터리 모듈은 복수의 배터리 유닛을 포함한 구성일 수 있다.A battery module is a physical unit including a circuit capable of measuring/monitoring and balancing a plurality of battery cells, including a plurality of battery cells and a cell monitoring unit corresponding to the plurality of battery cells, the cell monitoring unit may include a multi-cell battery monitoring circuit or may include a single-cell battery monitoring circuit. When the cell monitoring unit includes a single-cell battery monitoring circuit, the battery module may include a plurality of battery units.

배터리 팩(Battery Pack)은, EV에서 주로 사용하는 용어이며, 배터리 셀과 전자 및 전기 장치와 필요한 모든 배선을 모두 포함한다. 복수의 배터리 모듈, BMS 및 각종 통신배선을 포함하는 구성이거나, 복수의 배터리 모듈 대신에 복수의 배터리 유닛을 포함하는 구성일 수 있다.A battery pack is a term mainly used in EVs, and includes battery cells, electronic and electrical devices, and all necessary wiring. It may be a configuration including a plurality of battery modules, a BMS, and various communication wires, or a configuration including a plurality of battery units instead of a plurality of battery modules.

서브 BMU(Sub-BMU)는, CMU로서 SCBMC를 적용한 복수의 배터리 유닛이 포함된 배터리 팩에서 CMU와 BMU와의 통신 가교 역할을 하기위해 필요한 구성요소이다. 배터리 팩의 규모가 크지 않을 경우 CMU-to-BMU로 직접 통신 연결이 가능하나, 배터리 팩의 규모가 큰 경우 통신 중계를 위하여 구비될 수 있다. CMU에 MCBMIC를 적용한 종래의 배터리 팩에서는 통상적으로 서브 BMU가 요구되지 않는다.A sub-BMU is a component required to act as a communication bridge between a CMU and a BMU in a battery pack including a plurality of battery units to which SCBMC is applied as a CMU. If the size of the battery pack is not large, direct communication connection to the CMU-to-BMU is possible, but if the size of the battery pack is large, it may be provided for communication relay. In a conventional battery pack in which MCBMIC is applied to a CMU, a sub-BMU is not normally required.

IR-PHY(Infrared Physical layer)는, 적외선용 RX/TX 프론트엔드의 구동 및 수신과, 송수신 광신호의 전기적 변환을 함에 있어서 필요한 증폭, 구동 및 비교 기능 등을 포함한 구성요소로서, Data I/F의 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 하나의 실시예로서 하나의 반도체 패키지로 형성될 수 있다.IR-PHY (Infrared Physical Layer) is a component including amplification, driving, and comparison functions necessary for driving and receiving the RX/TX front end for infrared rays and electrical conversion of the transmission and reception optical signals. It can perform at least some of the functions of. As an example, it may be formed as a single semiconductor package.

셀 측정배선(WCM, Wire Harness for Cell Measurement)은, 배터리 셀의 전압 및 온도 등을 측정/모니터하기 위해 CMU와 배터리 셀 사이를 전기적으로 연결한 전도성 wire의 집합이다.The cell measurement wiring (WCM, Wire Harness for Cell Measurement) is a set of conductive wires electrically connected between the CMU and the battery cell to measure/monitor the voltage and temperature of the battery cell.

본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은, 각각이 복수의 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하는 복수의 셀 모니터링 유닛(CMU, Cell Monitoring Unit)과, 복수의 CMU와 통신하고, 배터리 셀의 상태 정보를 수신하거나, 배터리 셀과 관련된 제어 정보를 송신하여 배터리 셀을 관리하는 배터리 모니터링 유닛(BMU, Battery Monitoring Unit)을 포함하여 구성될 수 있다.The battery management system according to the present invention communicates with a plurality of cell monitoring units (CMUs, Cell Monitoring Units) each measuring or monitoring the states of a plurality of battery cells, communicates with the plurality of CMUs, and receives state information of the battery cells. Alternatively, it may be configured to include a battery monitoring unit (BMU) that manages the battery cells by transmitting control information related to the battery cells.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성된 복수의 배터리 셀 스택과, 각각이 배터리 셀 스택 각각의 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하는 CMU와, 복수의 CMU와 통신하고, 배터리 셀의 상태 정보를 수신하거나, 배터리 셀과 관련된 제어 정보를 송신하여 배터리 셀을 관리하는 배터리 모니터링 유닛(BMU, Battery Monitoring Unit)을 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the battery pack according to the present invention communicates with a plurality of battery cell stacks including a plurality of battery cells, a CMU that measures or monitors the state of each battery cell of the battery cell stack, and a plurality of CMUs, , It may be configured to include a battery monitoring unit (BMU, Battery Monitoring Unit) that manages the battery cell by receiving state information of the battery cell or transmitting control information related to the battery cell.

여기에서, 본 발명에 따른 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩에서 CMU와 BMU는, 제1 통신 경로를 통한 제1 통신방식과, 제2 통신 경로를 통한 제2 통신방식을 포함하여 이중화된 갈바닉 절연 통신방식을 포함하는 통신방식으로 통신하는 것을 특징으로 한다. 즉, CMU와 BMU는 직접 통신할 수 있으나, 그 사이에 서브 배터리 모니터링 유닛(서브 BMU, Sub-Battery Monitoring Unit)이 개재되어 CMU와 BMU 사이의 통신을 중계하도록 구성하는 것도 가능하다. 이때, CMU와 서브 BMU 및/또는 서브 BMU와 BMU는 이중화된 갈바닉 절연 통신방식으로 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 갈바닉 절연 통신방식은, 자기 유도, 정전 용량, 광 신호, 또는 전자기파를 이용한 통신방식일 수 있다.Here, in the battery management system and battery pack according to the present invention, the CMU and the BMU are a dualized galvanic isolation communication method including a first communication method through a first communication path and a second communication method through a second communication path. It is characterized by communicating in a communication method including. That is, the CMU and the BMU can communicate directly, but it is also possible to configure a sub-battery monitoring unit (sub-Battery Monitoring Unit) to relay communication between the CMU and the BMU. In this case, the CMU and the sub-BMU and/or the sub-BMU and the BMU may be configured to perform communication in a redundant galvanic isolation communication method. Here, the galvanic isolation communication method may be a communication method using magnetic induction, capacitance, optical signals, or electromagnetic waves.

특히, CMU와 BMU는, 제1 및 제2 통신 경로 중 적어도 하나를 이용하여 통신하되, 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생한 경우에는 다른 하나의 통신방식을 이용하여 통신하는 것을 특징으로 한다.더욱 상세하게는, CMU에서 BMU로의 송신은, 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 이루어지고, BMU에서 CMU로의 수신은 제1 및 제2 통신방식 중 다른 하나의 통신방식으로 이루어지고, 만약, 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생한 경우에, 다른 하나의 통신방식으로 배터리 셀의 상태 정보와 제어 정보를 송수신할 수 있다.In particular, the CMU and the BMU communicate using at least one of the first and second communication paths, but communicate using the other communication method when a failure occurs in one of the first and second communication methods. In more detail, transmission from the CMU to the BMU is performed in one of the first and second communication methods, and reception from the BMU to the CMU is performed in another of the first and second communication methods. It is made of one communication method, and if a failure occurs in any one of the first and second communication methods, it is possible to transmit and receive state information and control information of the battery cell through the other communication method.

또한 CMU와 BMU는, 제1 및 제2 통신방식의 기설정된 역할에 기반하여 통신하되, 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생한 경우에, 다른 하나의 통신방식으로 전환하여 통신하고, 장애가 해소된 경우에는 제1 및 제2 통신방식의 기설정된 역할로 복귀하여 통신을 수행하도록 구성될 수 있다.In addition, the CMU and BMU communicate based on the preset roles of the first and second communication methods, but switch to the other communication method when a failure occurs in either one of the first and second communication methods. communication, and when the failure is resolved, it may be configured to perform communication by returning to a predetermined role of the first and second communication methods.

예컨대, 제1 및 제2 통신방식이 각각 주 통신과 비상 통신방식으로 설정된 상태에서 초기에 CMU와 BMU는 제1 통신방식으로 데이터를 송수신하다가 만약 제1 통신방식에 장애가 발생한 상황에서는 비상 통신방식으로 설정되었던 제2 통신방식이 제1 통신방식을 대신하여 통신을 수행하고, 제1 통신방식의 장애가 해소되면 원래 설정상태로 복귀하여 다시 주 통신인 제1 통신방식으로 복귀하여 통신을 할 수 있다.For example, in a state in which the first and second communication methods are set to the main communication method and the emergency communication method, respectively, the CMU and the BMU initially transmit and receive data in the first communication method, and if a failure occurs in the first communication method, the emergency communication method is used. The set second communication method performs communication instead of the first communication method, and when the failure of the first communication method is resolved, it returns to the original setting state and returns to the first communication method, which is the main communication, to perform communication.

또 다른 예로서, 제1 및 제2 통신방식이 각각 주 통신과 보조 통신방식으로 설정된 상태에서 초기에 제1 및 제2 통신방식이 각자 설정된 역할로 데이터를 송수신하다가 만약 둘 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생하면 다른 하나의 통신방식이 장애가 발생한 통신방식의 몫까지 대신하여 통신을 수행하고, 통신 장애가 해소되면 제1 및 제2 통신방식 원래 설정상태로 복귀하여 주 통신 및 보조 통신으로서 통신을 수행할 수 있다.As another example, in a state in which the first and second communication methods are set to the primary and secondary communication methods, respectively, the first and second communication methods initially transmit and receive data with their respective roles set, and if any one of the two communication methods When a failure occurs, another communication method performs communication on behalf of the failure communication method, and when the communication failure is resolved, the first and second communication methods are returned to the original setting state to perform communication as primary and secondary communication. can do.

제1 통신방식은, 제1 통신 경로로서 제1 광 통신 경로를 통하여 이루어지는 제1 광 통신방식이고, 제2 통신방식은, 제2 통신 경로로서 제1 RF 통신 경로를 통하여 이루어지는 제1 RF(Radio Frequency) 통신방식일 수 있다.The first communication method is a first optical communication method performed through a first optical communication path as a first communication path, and the second communication method is a first RF (Radio Frequency) communication method.

또한, 제1 통신방식은, 제1 통신 경로로서 제1 광 통신 경로를 통하여 이루어지는 제1 광 통신방식이고, 제2 통신방식은, 제2 통신 경로로서 제2 광 통신 경로를 통하여 이루어지는 제2 광 통신방식일 수 있다.In addition, the first communication method is a first optical communication method performed through a first optical communication path as a first communication path, and the second communication method is a second optical communication method performed through a second optical communication path as a second communication path. It can be a communication method.

이 구성에서, 제1 및 제2 통신방식은 각각이 기설정된 역할에 따라 각각이 데이터의 송신 및 수신을 수행할 수 있으나, 필요에 따라 CMU에서 BMU로의 송신 신호는 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 송신되고, BMU에서 CMU로의 송신 신호는 제1 및 제2 통신방식 중 다른 하나의 광 통신방식으로 송신되도록 구성될 수 있다.In this configuration, the first and second communication modes may each perform data transmission and reception according to a predetermined role, but the transmission signal from the CMU to the BMU is transmitted as needed from the first and second communication modes. It is transmitted in one communication method, and the transmission signal from the BMU to the CMU may be configured to be transmitted in another optical communication method among the first and second communication methods.

특히, 제1 및 제2 광 통신방식은 각각이 기설정된 역할에 따라 각각이 데이터의 송신 및 수신을 수행할 수 있으나, 필요에 따라 CMU에서 BMU로의 송신 신호는 제1 및 제2 광 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 송신되고, BMU에서 CMU로의 송신 신호는 제1 및 제2 광 통신방식 중 다른 하나의 광 통신방식으로 송신되도록 구성될 수도 있다.In particular, each of the first and second optical communication schemes may transmit and receive data according to a predetermined role, but the transmission signal from the CMU to the BMU may transmit a signal from the first and second optical communication schemes as needed. It is transmitted in one communication method, and the transmission signal from the BMU to the CMU may be configured to be transmitted in another optical communication method among the first and second optical communication methods.

이때, CMU에서 BMU로의 송신과 BMU에서 CMU로의 송신은, 시분할 다중화(TDM, Time Division Multiplexing) 방식, 코드분할 다중화(CDM, Code Division Multiplexing) 방식, FDM(Frequency Division Multiplexing) 방식, 또는 그 방식을 조합하여 수행될 수 있다.At this time, the transmission from the CMU to the BMU and the transmission from the BMU to the CMU are performed using a Time Division Multiplexing (TDM) method, a Code Division Multiplexing (CDM) method, a Frequency Division Multiplexing (FDM) method, or the method. can be performed in combination.

특히, 제1 및 제2 통신방식이 각각 제1 및 제2 광 통신방식일 때, CMU에서 BMU로의 송신과 BMU에서 CMU로의 송신은, CDM 방식, TDM 방식, 또는 그 방식을 조합하여 수행될 수 있다.In particular, when the first and second communication methods are the first and second optical communication methods, respectively, transmission from the CMU to the BMU and from the BMU to the CMU may be performed using the CDM method, the TDM method, or a combination thereof. there is.

예를 들어, CMU과 BMU, 또는 서브 BMU와 BMU가 에어(air)를 전송매체로 하여 통신하거나, 전송매체로서 FOC 또는 광 가이드 부재의 일부를 공유하게 되는 것과 같이, 제1 및 제2 통신 경로가 동일한 통신 경로 구간을 포함하고 있을 때, CMU에서 BMU로의 송신은, 제1 및 제2 광 통신방식 중 어느 하나의 광 통신방식으로 수행되고, BMU에서 CMU로의 송신은, 제1 및 제2 광 통신방식 중 다른 광 통신방식으로 송신되되, TDM 다중화 방식으로 송신되거나, CDM 다중화 방식으로 동일한 통신 경로 구간를 통하여 동시간대에 송신될 수 있다.For example, CMU and BMU, or sub-BMU and BMU communicate using air as a transmission medium, or share a part of FOC or light guide member as a transmission medium, first and second communication paths When includes the same communication path section, transmission from the CMU to the BMU is performed by any one of the first and second optical communication schemes, and transmission from the BMU to the CMU is performed by the first and second optical communication schemes. Among the communication methods, it is transmitted in another optical communication method, but it can be transmitted in the TDM multiplexing method or in the same time zone through the same communication path section in the CDM multiplexing method.

BMU는, CMU 또는 서브 BMU와 이중화 통신을 하도록 구성되고 CMU 또는 서브 BMU와 광 통신하는 광 통신수단을 구비할 수 있다. 또한, BMU는 통신의 속도 및/또는 신뢰성을 더욱 증대시키기 위하여 CMU 또는 서브 BMU와 광 통신방식으로 통신하는 광 통신수단을 복수 개로 구성할 수 있다.The BMU may be configured to perform redundant communication with the CMU or sub-BMU and may include an optical communication means for optical communication with the CMU or sub-BMU. In addition, the BMU may include a plurality of optical communication means for communicating with the CMU or the sub-BMU in an optical communication method in order to further increase communication speed and/or reliability.

다시 말하면, BMU의 광 통신수단은, CMU 또는 서브 BMU와 통신을 이중화하거나, 복수의 CMU 또는 서브 BMU를 복수의 그룹으로 그룹화하여 통신하거나, CMU 또는 서브 BMU와의 통신에 장애가 발생하는 비상상황을 대비할 수 있도록 복수 개로 구성될 수 있다.In other words, the optical communication means of the BMU can double communication with the CMU or sub-BMU, group a plurality of CMUs or sub-BMUs into a plurality of groups for communication, or prepare for an emergency situation in which communication with the CMU or sub-BMU fails. It may consist of a plurality of pieces so that it can be.

이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 제1 통신방식은 제1 광 통신 경로를 통하여 이루어지는 광 통신방식이고, 제2 통신방식은, 제1 RF 통신 경로를 통하여 이루어지는 RF 통신방식인 경우를 예로 들어 설명하나, 주요 구성 및 동작은 제1 및 제2 통신방식이 각각 광 통신방식인 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.Hereinafter, for convenience of explanation, the case in which the first communication method is an optical communication method performed through a first optical communication path and the second communication method is an RF communication method performed through a first RF communication path will be described as an example. However, the main configuration and operation may be equally applied even when the first and second communication methods are each an optical communication method.

도 3은 본 발명의 일 실시예에서 광 통신방식과 RF 통신방식에 의한 통신 이중화 구조를 갖는 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 나타낸 CMU 및 BMU를 세부적으로 나타낸 도면이다.3 is a diagram showing a battery management system and a battery pack having a communication redundancy structure by an optical communication method and an RF communication method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the CMU and BMU shown in FIG. 3 in detail. am.

도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMU(1000)는 셀 모니터링 회로부(1210), 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230)를 포함할 수 있다. 또한, 배터리는 복수의 배터리 셀(10)이 복수의 배터리 셀 스택(100)으로 그룹화되어 구성될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , the CMU 1000 according to an embodiment of the present invention may include a cell monitoring circuit unit 1210, a first optical communication unit 1220, and a first RF communication unit 1230. Also, the battery may be configured by grouping a plurality of battery cells 10 into a plurality of battery cell stacks 100 .

셀 모니터링 회로부(1210)는 커넥터(1260)를 통해 배터리 셀 스택(100)의 배터리 셀(10)에 전기적 연결되어, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 모니터링한다. 여기서, 배터리 셀 스택(100)은 복수의 배터리 셀(10)을 포함할 수 있다. 배터리 셀 스택(100)이 둘 이상의 배터리 셀(10)을 포함하고 있을 경우, 그 둘 이상의 배터리 셀(10)은 서로 직렬로 연결되거나, 병렬로 연결되거나, 직병렬 혼합으로 연결될 수 있다.The cell monitoring circuit unit 1210 is electrically connected to the battery cell 10 of the battery cell stack 100 through a connector 1260 and monitors state information of the battery cell stack 100 . Here, the battery cell stack 100 may include a plurality of battery cells 10 . When the battery cell stack 100 includes two or more battery cells 10, the two or more battery cells 10 may be connected in series, in parallel, or in a combination of series and parallel.

셀 모니터링 회로부(1210)에 의해 모니터링되는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보는, 배터리 셀(10)의 전압, 배터리 셀(10)에 흐르는 전류, 배터리 셀(10)의 온도, 배터리 셀(10)의 SOC 또는 배터리 셀(10)의 SOH와 같이 배터리 셀(10)의 상태를 나타내는 정보를 의미한다. 셀 모니터링 회로부(1210)는 각종 센서에 전기적 연결 또는 통신 연결됨에 따라, 배터리 셀(10)의 전압, 배터리 셀(10)에 흐르는 전류 또는 배터리 셀(10)의 온도를 모니터링할 수 있다. 또한, 셀 모니터링 회로부(1210)는 배터리 셀(10)의 전압, 배터리 셀(10)에 흐르는 전류 또는 배터리 셀(10)의 온도와 같은 정보를 이용하여, 배터리 셀(10)의 SOC 또는 배터리 셀(10)의 SOH를 모니터링할 수 있다.The state information of the battery cell stack 100 monitored by the cell monitoring circuit 1210 includes the voltage of the battery cell 10, the current flowing through the battery cell 10, the temperature of the battery cell 10, and the battery cell 10 It means information indicating the state of the battery cell 10, such as SOC of ) or SOH of the battery cell 10. As the cell monitoring circuit unit 1210 is electrically or communicatively connected to various sensors, it can monitor the voltage of the battery cell 10, the current flowing through the battery cell 10, or the temperature of the battery cell 10. In addition, the cell monitoring circuit unit 1210 uses information such as the voltage of the battery cell 10, the current flowing through the battery cell 10, or the temperature of the battery cell 10 to determine the SOC of the battery cell 10 or the battery cell 10. The SOH of (10) can be monitored.

셀 모니터링 회로부(1210)는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 모니터링하기 위하여, 멀티-셀을 측정하기 위하여 멀티 채널(Multi-channel)을 갖는 멀티-셀 배터리 모니터링 IC(Multi-Cell Battery Monitoring Integrated Circuit; MCBMIC)로 이루어지거나, 이를 포함해서 이루어질 수 있다. The cell monitoring circuit unit 1210 is a multi-cell battery monitoring IC (Multi-Cell Battery Monitoring Integrated Circuit) having a multi-channel to measure multi-cells in order to monitor state information of the battery cell stack 100. Circuit; MCBMIC), or may include it.

셀 모니터링 회로부(1210)는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 모니터링한 뒤, 후술하는 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230) 중 적어도 하나를 제어하여, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보가 셀 모니터링 회로부(1210)와 BMU(2000) 사이에 마련되는 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1) 중 적어도 하나를 통해 BMU(2000)로 송신되도록 한다.The cell monitoring circuit unit 1210 monitors state information of the battery cell stack 100 and then controls at least one of a first optical communication unit 1220 and a first RF communication unit 1230 to be described below, so that the battery cell stack 100 The state information of ) is transmitted to the BMU (2000) through at least one of the first optical communication path (P OP1 ) and the first RF communication path (P RF1 ) provided between the cell monitoring circuit unit 1210 and the BMU (2000). Let it be.

또한, 셀 모니터링 회로부(1210)는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1) 중 적어도 하나를 통해 BMU(2000)로부터 수신한다. 여기서, 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보라 함은, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 모니터링하라는 취지의 제어 정보, 또는 배터리 셀 스택(100)을 구성하고 있는 배터리 셀(10)들의 전압 밸런싱을 수행하라는 취지의 제어 정보와 같이, 배터리 셀 스택(100)의 상태 모니터링 또는 배터리 셀 스택(100)의 동작 제어와 관련된 제어가 포함되어 있는 정보를 의미한다.In addition, the cell monitoring circuit unit 1210 receives control information related to the battery cell stack 100 from the BMU 2000 through at least one of the first optical communication path P OP1 and the first RF communication path P RF1 . do. Here, the control information related to the battery cell stack 100 refers to control information for monitoring state information of the battery cell stack 100 or information regarding battery cells 10 constituting the battery cell stack 100 . This refers to information including control related to state monitoring of the battery cell stack 100 or operation control of the battery cell stack 100, such as control information to perform voltage balancing.

BMU(2000)는 컨트롤러(2210), 제1 메인 광 통신부(2220) 및 제1 메인 RF 통신부(2230)를 포함할 수 있다.The BMU 2000 may include a controller 2210 , a first main optical communication unit 2220 and a first main RF communication unit 2230 .

컨트롤러(2210)는 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1) 중 적어도 하나를 통해, 셀 모니터링 회로부(1210)로부터 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 수신한다.The controller 2210 receives state information of the battery cell stack 100 from the cell monitoring circuit 1210 through at least one of the first optical communication path P OP1 and the first RF communication path P RF1 .

또한, 컨트롤러(2210)는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 생성하고, 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보가 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1) 중 적어도 하나를 통해 셀 모니터링 회로부(1210)로 송신되도록 한다. 셀 모니터링 회로부(1210)가 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신할 경우, 셀 모니터링 회로부(1210)는 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보에 따라 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 모니터링하거나, 배터리 셀(10)들의 전압 밸런싱을 수행한다.In addition, the controller 2210 generates control information related to the battery cell stack 100, and the control information related to the battery cell stack 100 includes a first optical communication path P OP1 and a first RF communication path P RF1 ) to be transmitted to the cell monitoring circuit 1210 through at least one of them. When the cell monitoring circuit 1210 receives control information related to the battery cell stack 100, the cell monitoring circuit 1210 controls the battery cell stack 100 according to the control information related to the battery cell stack 100. Status information is monitored or voltage balancing of the battery cells 10 is performed.

제1 메인 광 통신부(2220)는, BMU가 CMU 또는 서브 BMU와 광 통신하기 위한 광 통신수단으로서, 제1 광 통신부(1220)와 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해 광 통신을 수행하고, 제1 메인 RF 통신부(2230)는 제1 RF 통신부(1230)와 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 RF 통신을 수행한다.The first main optical communication unit 2220 is an optical communication means for optical communication between the BMU and the CMU or the sub-BMU, and performs optical communication with the first optical communication unit 1220 through a first optical communication path P OP1 , , The first main RF communication unit 2230 performs RF communication with the first RF communication unit 1230 through the first RF communication path P RF1 .

상술한 바와 같이, 제1 메인 광 통신부(2220)는, CMU 또는 서브 BMU와 통신을 이중화하거나, 복수의 CMU 또는 서브 BMU를 복수의 그룹으로 그룹화하여 통신하거나, CMU 또는 서브 BMU와의 통신에 장애가 발생하는 비상상황을 대비할 수 있도록 복수 개로 구비될 수 있다.As described above, the first main optical communication unit 2220 duplicates communication with the CMU or sub-BMU, groups a plurality of CMUs or sub-BMUs into a plurality of groups for communication, or fails in communication with the CMU or sub-BMU. It may be provided with a plurality of pieces to prepare for an emergency situation.

본 발명에 따른 CMU(1000)는 셀 모니터링 회로부(1210)가 BMU(2000)(보다 구체적으로는, 컨트롤러(2210))와 서로 광 통신을 통해 정보를 송수신할 수 있도록 하기 위하여 제1 광 통신부(1220)를 포함할 수 있다.The CMU 1000 according to the present invention has a first optical communication unit (a first optical communication unit) to allow the cell monitoring circuit unit 1210 to transmit and receive information with the BMU 2000 (more specifically, the controller 2210) through optical communication. 1220) may be included.

제1 광 통신부(1220)는 CMU(1000) 내에 마련되는 광 통신부로서, 셀 모니터링 회로부(1210)에 의해 모니터링되는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를, 셀 모니터링 회로부(1210)와 BMU(2000) 사이에 마련되는 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해 BMU(2000)로 송신 가능하다. 또한, 제1 광 통신부(1220)는 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해 송신되는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 BMU(2000)(보다 구체적으로는, 제1 메인 광 통신부(2220)로부터 수신하고, 그 수신한 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 셀 모니터링 회로부(1210)로 송신 가능하다.The first optical communication unit 1220 is an optical communication unit provided in the CMU 1000, and transmits state information of the battery cell stack 100 monitored by the cell monitoring circuit unit 1210 to the cell monitoring circuit unit 1210 and the BMU 2000. ) It is possible to transmit to the BMU (2000) through the first optical communication path (P OP1 ) provided between. In addition, the first optical communication unit 1220 transmits control information related to the battery cell stack 100 transmitted through the first optical communication path P OP1 to the BMU 2000 (more specifically, the first main optical communication unit ( 2220, and control information related to the received battery cell stack 100 may be transmitted to the cell monitoring circuit unit 1210.

여기서, 제1 광 통신 경로(POP1)는 셀 모니터링 회로부(1210)와 BMU(2000) 사이에 광 통신을 위해 마련되는 경로로서, 에어(air), FOC(Fiber Optic Cable) 또는 광 가이드(light guide)로 이루어질 수 있다. 이를 위하여, 제1 광 통신 경로(POP1)를 통한 제1 광 통신방식은 CDM 방식, TDM 방식, 또는 그 방식을 조합하여 수행될 수 있다.Here, the first optical communication path P OP1 is a path provided for optical communication between the cell monitoring circuit unit 1210 and the BMU 2000, and is an air, FOC (Fiber Optic Cable) or light guide (light). guide) can be made. To this end, the first optical communication method through the first optical communication path P OP1 may be performed using a CDM method, a TDM method, or a combination thereof.

제1 메인 광 통신부(2220)는 BMU(2000) 내에 마련되는 광 통신부로서, 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해 송신되는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 수신하고, 그 수신한 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 컨트롤러(2210)로 송신 가능하다. 또한, 제1 메인 광 통신부(2220)는 컨트롤러(2210)에 의해 생성되는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를, 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해 셀 모니터링 회로부(1210)로 송신 가능하다.The first main optical communication unit 2220 is an optical communication unit provided in the BMU 2000, and receives state information of the battery cell stack 100 transmitted through the first optical communication path P OP1 , and receives the received battery information. State information of the cell stack 100 may be transmitted to the controller 2210 . In addition, the first main optical communication unit 2220 transmits control information related to the battery cell stack 100 generated by the controller 2210 to the cell monitoring circuit unit 1210 through the first optical communication path P OP1 . possible.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 광 통신부(1220)의 개수가 n개인 경우, 제1 메인 광 통신부(2220)의 개수는 1개일 수 있다. 다만, 반드시 이와 같은 실시예만으로 한정되는 것은 아니며, 제1 메인 광 통신부(2220)는 복수 개로 구비될 수 있다. 제1 광 통신부(1220)의 개수가 n개인 경우, 제1 메인 광 통신부(2220)의 개수는 n보다 작은 복수 개, 또는 n개일 수 있다. 제1 메인 광 통신부(2220)가 n개인 경우는 제1 광 통신부(1220)와 제1 메인 광 통신부(2220)는 서로 1:1로 대응되어 광 통신을 수행할 수도 있다.As shown in FIGS. 3 and 4 , when the number of first optical communication units 1220 is n, the number of first main optical communication units 2220 may be one. However, it is not necessarily limited only to this embodiment, and the first main optical communication unit 2220 may be provided in plurality. When the number of first optical communication units 1220 is n, the number of first main optical communication units 2220 may be a plurality smaller than n or n. When the number of first main optical communication units 2220 is n, the first optical communication unit 1220 and the first main optical communication unit 2220 may perform optical communication in a 1:1 correspondence with each other.

나아가, 도면에 도시되지는 아니하였으나, 제1 메인 광 통신부(2220)가 복수 개인 경우에 제1 메인 광 통신부(2220)와 컨트롤러(2210) 사이에는 신호 다중화 수단, 즉 멀티플렉서(MUX; 미도시)가 구비될 수 있다. 이때 상기 멀티플렉서는 적어도 하나의 제1 메인 광 통신부(2220)로부터 신호(예를 들어, 배터리의 상태 정보가 포함되어 있는 신호)를 받아 이를 컨트롤러(2210)에 전달하거나, 컨트롤러(2210)로부터 송신되는 신호(예를 들어, 배터리와 관련된 제어 정보가 포함되어 있는 신호)를 받아 이를 적어도 하나의 제1 메인 광 통신부(2220)에 전달할 수 있다.Furthermore, although not shown in the drawing, when there are a plurality of first main optical communication units 2220, a signal multiplexing means, that is, a multiplexer (MUX; not shown) is provided between the first main optical communication unit 2220 and the controller 2210. may be provided. At this time, the multiplexer receives a signal (eg, a signal including battery state information) from at least one first main optical communication unit 2220 and transmits it to the controller 2210 or is transmitted from the controller 2210. A signal (eg, a signal including battery-related control information) may be received and transmitted to the at least one first main optical communication unit 2220 .

또한, 제1 메인 광 통신부(2220)의 개수가 복수 개인 경우에는 그 중에 일부가 주 광 통신수단으로 사용되고, 나머지는 주 광 통신수단에 장애가 발생하였을 때 이를 대체하여 광 통신을 수행하하는 보조 또는 비상용 광 통신수단으로 사용될 수 있다.In addition, when the number of first main optical communication units 2220 is plural, some of them are used as main optical communication means, and the rest are auxiliary or auxiliary devices that perform optical communication by replacing them when a failure occurs in the main optical communication means. It can be used as an emergency optical communication means.

제1 광 통신부(1220)는 셀 모니터링 회로부(1210)와 디지털 통신을 수행하고, 제1 메인 광 통신부(2220)는 컨트롤러(2210)와 디지털 통신을 수행하며, 제1 광 통신부(1220)와 제1 메인 광 통신부(2220)는 서로 광 통신을 수행할 수 있다.The first optical communication unit 1220 performs digital communication with the cell monitoring circuit unit 1210, the first main optical communication unit 2220 performs digital communication with the controller 2210, and performs digital communication with the first optical communication unit 1220. 1 main optical communication unit 2220 may perform optical communication with each other.

도 4를 참고하면, 제1 광 통신부(1220)는 제1 광 트랜시버(1221), 제1 광 방출 소자(1222) 및 제1 광 검출 소자(1223)를 포함할 수 있다. 예시적으로 제1 광 통신부(1220)는 제1 광 트랜시버(1221), 제1 광 방출 소자(1222) 및 제1 광 검출 소자(1223)를 포함하여 구성되는 IR-PHY(Infrared Physical layer) 소자일 수 있다.Referring to FIG. 4 , the first optical communication unit 1220 may include a first optical transceiver 1221 , a first light emitting element 1222 and a first light detecting element 1223 . Illustratively, the first optical communication unit 1220 includes a first optical transceiver 1221, a first light emitting device 1222, and a first light detecting device 1223, and an IR-PHY (Infrared Physical Layer) device. can be

셀 모니터링 회로부(1210)는 모니터링한 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 제1 광 통신부(1220)에 디지털 신호(TXD1)로 전달할 수 있다. 이때 제1 광 통신부(1220)의 제1 광 트랜시버(1221)는 상기 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보가 포함된 전기 신호를 제1 광 방출 소자(1222)로 전달할 수 있다.The cell monitoring circuit unit 1210 may transfer status information of the monitored battery cell stack 100 to the first optical communication unit 1220 as a digital signal TXD1. In this case, the first optical transceiver 1221 of the first optical communication unit 1220 may transfer an electrical signal including state information of the battery cell stack 100 to the first light emitting device 1222 .

제1 광 방출 소자(1222)는 LED(Light Emitting Device)로 이루어지거나 이를 포함해서 이루어질 수 있다. 제1 광 방출 소자(1222)는 상기 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 광 신호로 변환하고, 그 변환된 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해 BMU(2000)로 송신한다.The first light emitting device 1222 may be made of or include a light emitting device (LED). The first light emitting device 1222 converts the state information of the battery cell stack 100 into an optical signal, and converts the converted state information of the battery cell stack 100 through a first optical communication path P OP1 . Transmit to BMU (2000).

BMU(2000)의 제1 메인 광 통신부(2220)는 제1 메인 광 트랜시버, 제1 메인 광 검출 소자(2222) 및 제1 메인 광 방출 소자를 포함할 수 있다. 예시적으로 제1 메인 광 통신부(2220)는 제1 메인 광 트랜시버, 제1 메인 광 검출 소자(2222) 및 제1 메인 광 방출 소자를 포함하여 구성되는 IR-PHY 소자일 수 있다.The first main optical communication unit 2220 of the BMU 2000 may include a first main optical transceiver, a first main light detecting element 2222 and a first main light emitting element. For example, the first main optical communication unit 2220 includes a first main optical transceiver, a first main light detecting element 2222 and a first main light emitting element. It may be an IR-PHY element configured to include.

제1 메인 광 검출 소자(2222)는 LDD(Light Detecting Device)로 이루어지거나 이를 포함해서 이루어질 수 있고, LDD는 포토 디텍터일 수 있다. 제1 메인 광 검출 소자(2222)는 제1 광 방출 소자(1222)에서 송신하는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 수신하고, 상기 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 전기 신호로 변환해서 제1 메인 광 트랜시버로 전달할 수 있다. 이때 제1 메인 광 트랜시버는 상기 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 컨트롤러(2210)에 디지털 신호(RXD1)로 전달할 수 있다.The first main light detection device 2222 may include or include a Light Detecting Device (LDD), and the LDD may be a photo detector. The first main light detection element 2222 receives the state information of the battery cell stack 100 transmitted from the first light emitting element 1222 and converts the state information of the battery cell stack 100 into an electrical signal. It may be transmitted to the first main optical transceiver. In this case, the first main optical transceiver may transfer state information of the battery cell stack 100 to the controller 2210 as a digital signal RXD1.

컨트롤러(2210)는 상기 RXD1으로부터 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 획득할 수 있다. 이때 컨트롤러(2210)는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 계속해서 모니터링하라는 취지의 제어 정보, 또는 배터리 셀 스택(100)을 구성하고 있는 배터리 셀(10)들의 전압 밸런싱을 수행하라는 취지의 제어 정보 등 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 생성해서 CMU(1000)의 셀 모니터링 회로부(1210)로 송신할 수 있다.The controller 2210 may obtain state information of the battery cell stack 100 from RXD1. At this time, the controller 2210 provides control information to continuously monitor the state information of the battery cell stack 100, or control to perform voltage balancing of the battery cells 10 constituting the battery cell stack 100. Control information related to the battery cell stack 100 , such as information, may be generated and transmitted to the cell monitoring circuit unit 1210 of the CMU 1000 .

구체적으로, 컨트롤러(2210)는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 생성하고, 그 생성한 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 제1 메인 광 통신부(2220)에 디지털 신호(TXD2)로 전달할 수 있다. 이때 제1 메인 광 통신부(2220)의 제1 메인 광 트랜시버는 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보가 포함된 전기 신호를 제1 메인 광 방출 소자로 전달할 수 있다.Specifically, the controller 2210 generates control information related to the battery cell stack 100, and transmits the generated control information related to the battery cell stack 100 to the first main optical communication unit 2220 as a digital signal TXD2. can be forwarded to At this time, the first main optical transceiver of the first main optical communication unit 2220 An electrical signal including control information related to the battery cell stack 100 may be transmitted to the first main light emitting device.

제1 메인 광 방출 소자는 LED로 이루어지거나 이를 포함해서 이루어질 수 있다. 제1 메인 광 방출 소자는 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 광 신호로 변환하고, 그 변환된 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해 CMU(1000)로 송신한다.The first main light emitting device may include or include LEDs. The first main light emitting device converts control information related to the battery cell stack 100 into an optical signal, and transmits the converted control information related to the battery cell stack 100 through a first optical communication path P OP1 . Transmit to CMU (1000).

이 경우 CMU(1000)의 제1 광 통신부(1220), 보다 구체적으로 제1 광 검출 소자(1223)는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신할 수 있다. 제1 광 검출 소자(1223)는 LDD로 이루어지거나 이를 포함해서 이루어질 수 있다. 제1 광 검출 소자(1223)는 제1 메인 광 방출 소자에서 송신하는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신하고, 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 전기 신호로 변환해서 제1 광 트랜시버(1221)로 전달할 수 있다.In this case, the first optical communication unit 1220 of the CMU 1000 , more specifically, the first photodetector 1223 may receive control information related to the battery cell stack 100 . The first photodetection element 1223 may be formed of LDD or may include LDD. The first light detection element 1223 receives control information related to the battery cell stack 100 transmitted from the first main light emitting element, converts the control information related to the battery cell stack 100 into an electrical signal, and outputs the control information. 1 optical transceiver 1221.

이때 제1 광 트랜시버(1221)는 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 셀 모니터링 회로부(1210)에 디지털 신호(RXD2)로 전달할 수 있으며, 셀 모니터링 회로부(1210)는 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보에 따라, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 계속해서 모니터링하거나, 배터리 셀 스택(100)을 구성하고 있는 배터리 셀(10)들의 전압 밸런싱을 수행한다.At this time, the first optical transceiver 1221 may transfer control information related to the battery cell stack 100 to the cell monitoring circuit 1210 as a digital signal RXD2, and the cell monitoring circuit 1210 may transmit control information related to the battery cell stack ( According to control information related to 100), state information of the battery cell stack 100 is continuously monitored or voltage balancing of the battery cells 10 constituting the battery cell stack 100 is performed.

본 발명에 따른 CMU(1000)는 셀 모니터링 회로부(1210)가 BMU(2000)(보다 구체적으로는, 컨트롤러(2210))와 서로 RF 통신을 통해 정보를 송수신할 수 있도록 하기 위하여 제1 RF 통신부(1230)를 포함할 수 있다.The CMU 1000 according to the present invention has a first RF communication unit (1210) to transmit and receive information with the BMU 2000 (more specifically, the controller 2210) through RF communication with each other. 1230) may be included.

제1 RF 통신부(1230)는 CMU(1000) 내에 마련되는 RF 통신부로서, 셀 모니터링 회로부(1210)에 의해 모니터링되는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를, 셀 모니터링 회로부(1210)와 BMU(2000) 사이에 마련되는 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 BMU(2000)로 송신 가능하다. 또한, 제1 RF 통신부(1230)는 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 송신되는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신하고, 그 수신한 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 셀 모니터링 회로부(1210)로 송신 가능하다.The first RF communication unit 1230 is an RF communication unit provided in the CMU 1000, and transmits state information of the battery cell stack 100 monitored by the cell monitoring circuit unit 1210 to the cell monitoring circuit unit 1210 and the BMU 2000. ) It is possible to transmit to the BMU (2000) through the first RF communication path (P RF1 ) provided between. In addition, the first RF communication unit 1230 receives control information related to the battery cell stack 100 transmitted through the first RF communication path P RF1 , and receives the received control information related to the battery cell stack 100. It is possible to transmit to the cell monitoring circuit unit 1210.

여기서, 제1 RF 통신 경로(PRF1)는 제1 광 통신부(1220)와 제1 메인 광 통신부(2220) 사이에 RF 통신을 위해 마련되는 경로로서, 에어(air)로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통한 제1 RF 통신방식은 TDM 방식, CDM 방식, FDM 방식, 또는 그 방식을 조합하여 수행될 수 있다.Here, the first RF communication path P RF1 is a path provided for RF communication between the first optical communication unit 1220 and the first main optical communication unit 2220, and may be formed of air. In this case, the first RF communication method through the first RF communication path (P RF1 ) may be performed using a TDM method, a CDM method, an FDM method, or a combination thereof.

제1 메인 RF 통신부(2230)는 BMU(2000) 내에 마련되는 RF 통신부로서, 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 송신되는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 수신하고, 그 수신한 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 컨트롤러(2210)로 송신 가능하다. 또한, 제1 메인 RF 통신부(2230)는 컨트롤러(2210)에 의해 생성되는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를, 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 셀 모니터링 회로부(1210)로 송신 가능하다.The first main RF communication unit 2230 is an RF communication unit provided in the BMU 2000 and receives state information of the battery cell stack 100 transmitted through the first RF communication path P RF1 , and receives the received battery information. State information of the cell stack 100 may be transmitted to the controller 2210 . In addition, the first main RF communication unit 2230 transmits control information related to the battery cell stack 100 generated by the controller 2210 to the cell monitoring circuit unit 1210 through the first RF communication path P RF1 . possible.

제1 RF 통신부(1230)는 셀 모니터링 회로부(1210)와 디지털 통신을 수행하고, 제1 메인 RF 통신부(2230)는 컨트롤러(2210)와 디지털 통신을 수행하며, 제1 RF 통신부(1230)와 제1 메인 RF 통신부(2230)는 서로 RF 통신을 수행할 수 있다.The first RF communication unit 1230 performs digital communication with the cell monitoring circuit unit 1210, and the first main RF communication unit 2230 performs digital communication with the controller 2210. 1 main RF communication unit 2230 may perform RF communication with each other.

도 4를 참고하면, 제1 RF 통신부(1230)는 제1 RF 트랜시버(1231) 및 제1 RF 안테나(1232)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the first RF communication unit 1230 may include a first RF transceiver 1231 and a first RF antenna 1232 .

셀 모니터링 회로부(1210)는 모니터링한 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 제1 RF 통신부(1230)에 디지털 신호로 전달할 수 있다. 이 경우 제1 RF 통신부(1230)의 제1 RF 트랜시버(1231)는 제1 RF 안테나(1232)를 통해 상기 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 BMU(2000)로 송신한다.The cell monitoring circuit unit 1210 may transfer status information of the monitored battery cell stack 100 to the first RF communication unit 1230 as a digital signal. In this case, the first RF transceiver 1231 of the first RF communication unit 1230 transmits state information of the battery cell stack 100 to the BMU 2000 through the first RF antenna 1232 .

BMU(2000)의 제1 메인 RF 통신부(2230)는 제1 메인 RF 트랜시버(2231) 및 제1 메인 RF 안테나(2232)를 포함할 수 있다. 제1 메인 RF 안테나(2232)는 제1 RF 안테나(1232)를 통해 송신되는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 수신하며, 이 경우 제1 메인 RF 트랜시버(2231)는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 컨트롤러(2210)에 디지털 신호로 전달할 수 있다.The first main RF communication unit 2230 of the BMU 2000 may include a first main RF transceiver 2231 and a first main RF antenna 2232 . The first main RF antenna 2232 receives state information of the battery cell stack 100 transmitted through the first RF antenna 1232, and in this case, the first main RF transceiver 2231 transmits the battery cell stack 100 The state information of may be transmitted to the controller 2210 as a digital signal.

컨트롤러(2210)는 제1 메인 RF 트랜시버(2231)가 전달하는 디지털 신호로부터 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 획득할 수 있다. 이때 컨트롤러(2210)는 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 계속해서 모니터링하라는 취지의 제어 정보, 또는 배터리 셀 스택(100)을 구성하고 있는 배터리 셀(10)들의 전압 밸런싱을 수행하라는 취지의 제어 정보 등 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 생성하고, 그 생성한 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 CMU(1000)의 셀 모니터링 회로부(1210)로 송신할 수 있다.The controller 2210 may obtain state information of the battery cell stack 100 from a digital signal transmitted by the first main RF transceiver 2231 . At this time, the controller 2210 provides control information to continuously monitor the state information of the battery cell stack 100, or control to perform voltage balancing of the battery cells 10 constituting the battery cell stack 100. Control information related to the battery cell stack 100 , such as information, may be generated, and the generated control information related to the battery cell stack 100 may be transmitted to the cell monitoring circuit unit 1210 of the CMU 1000 .

구체적으로, 컨트롤러(2210)는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 생성해서, 이를 제1 메인 RF 통신부(2230)에 디지털 신호로 전달할 수 있다. 이 경우 제1 메인 RF 통신부(2230)의 제1 메인 RF 트랜시버(2231)는 제1 메인 RF 안테나(2232)를 통해 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 CMU(1000)로 송신한다.Specifically, the controller 2210 may generate control information related to the battery cell stack 100 and transmit it to the first main RF communication unit 2230 as a digital signal. In this case, the first main RF transceiver 2231 of the first main RF communication unit 2230 transmits control information related to the battery cell stack 100 to the CMU 1000 through the first main RF antenna 2232.

이 경우 CMU(1000)의 제1 RF 통신부(1230), 보다 구체적으로 제1 RF 안테나(1232)는 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신할 수 있다. 제1 RF 안테나(1232)가 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신할 경우, 제1 RF 트랜시버(1231)는 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 셀 모니터링 회로부(1210)에 디지털 신호로 전달할 수 있다.In this case, the first RF communication unit 1230 of the CMU 1000, more specifically, the first RF antenna 1232 may receive control information related to the battery cell stack 100. When the first RF antenna 1232 receives control information related to the battery cell stack 100, the first RF transceiver 1231 transmits the control information related to the battery cell stack 100 to the cell monitoring circuit 1210. It can be transmitted as a digital signal.

이때 셀 모니터링 회로부(1210)는 상기 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보에 따라, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 계속해서 모니터링하거나, 배터리 셀 스택(100)을 구성하고 있는 배터리 셀(10)들의 전압 밸런싱을 수행한다.At this time, the cell monitoring circuit unit 1210 continuously monitors state information of the battery cell stack 100 according to control information related to the battery cell stack 100, or battery cells constituting the battery cell stack 100 ( 10) perform voltage balancing.

한편, 셀 모니터링 회로부(1210)는 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230) 중 적어도 하나를 제어하여, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보가 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1) 중 적어도 하나를 통해 BMU(2000)로 송신되도록 할 수 있다. 즉, 셀 모니터링 회로부(1210)는 제1 광 통신부(1220)를 제어하여, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보가 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해서만 BMU(2000)로 송신되도록 하거나, 제1 RF 통신부(1230)를 제어하여, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보가 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해서만 BMU(2000)로 송신되도록 할 수 있다. 또는, 셀 모니터링 회로부(1210)는 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230)를 모두 제어하여, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보가 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1) 모두를 통해 BMU(2000)로 송신되도록 할 수 있다.Meanwhile, the cell monitoring circuit unit 1210 controls at least one of the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit 1230 so that state information of the battery cell stack 100 is transmitted to the first optical communication path P OP1 . And it can be transmitted to the BMU (2000) through at least one of the first RF communication path (P RF1 ). That is, the cell monitoring circuit unit 1210 controls the first optical communication unit 1220 so that the state information of the battery cell stack 100 is transmitted to the BMU 2000 only through the first optical communication path P OP1 , The state information of the battery cell stack 100 may be transmitted to the BMU 2000 only through the first RF communication path P RF1 by controlling the first RF communication unit 1230 . Alternatively, the cell monitoring circuit unit 1210 controls both the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit 1230 so that the state information of the battery cell stack 100 is obtained from the first optical communication path P OP1 and the first RF communication unit 1230 . 1 RF communication path (P RF1 ) can be transmitted to the BMU (2000) through all.

여기서, 셀 모니터링 회로부(1210)에 의해 이루어지는 제어는, 셀 모니터링 회로부(1210)가 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230) 중 적어도 하나에 디지털 신호를 전달하는 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230)는 셀 모니터링 회로부(1210)로부터 디지털 신호를 전달받는 경우에 한하여 동작이 이루어질 수 있다. 또는, 셀 모니터링 회로부(1210)에 의해 이루어지는 제어는, 셀 모니터링 회로부(1210)가 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230) 중 적어도 하나에 파워를 공급하는 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230)는 셀 모니터링 회로부(1210)로부터 파워를 공급받는 경우에 한하여 동작이 이루어질 수 있다.Here, the control performed by the cell monitoring circuit unit 1210 may be performed in a form in which the cell monitoring circuit unit 1210 transmits a digital signal to at least one of the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit 1230. . That is, the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit 1230 may operate only when receiving a digital signal from the cell monitoring circuit unit 1210 . Alternatively, the control performed by the cell monitoring circuit 1210 may be performed in a form in which the cell monitoring circuit 1210 supplies power to at least one of the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit 1230. That is, the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit 1230 may operate only when power is supplied from the cell monitoring circuit unit 1210 .

셀 모니터링 회로부(1210)는 제1 광 통신부(1220)를 제어하여, 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 BMU(2000)로 송신할 수 있다. 이때 제1 광 통신부(1220)에 의한 통신에 장애가 발생하지 않았을 경우에는, 제1 광 통신부(1220)와 제1 메인 광 통신부(2220) 사이에 원활한 광 통신이 이루어지기 때문에, 셀 모니터링 회로부(1210)는 컨트롤러(2210)에서 송신하는 응답 신호를 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해 수신할 수 있다.The cell monitoring circuit unit 1210 may control the first optical communication unit 1220 to transmit state information of the battery cell stack 100 to the BMU 2000 through the first optical communication path P OP1 . At this time, when there is no communication failure by the first optical communication unit 1220, since smooth optical communication is made between the first optical communication unit 1220 and the first main optical communication unit 2220, the cell monitoring circuit unit 1210 ) may receive a response signal transmitted from the controller 2210 through the first optical communication path P OP1 .

하지만, 제1 광 통신부(1220)에 의한 통신에 장애가 발생하였을 경우, 셀 모니터링 회로부(1210)는 컨트롤러(2210)로부터 응답 신호를 수신할 수 없거나, 상기 응답 신호를 예정보다 오랜 시간이 지난 뒤에야 비로소 수신하게 된다. 여기서, 제1 광 통신부(1220)에 의한 통신에 장애가 발생하였다는 것은, 셀 모니터링 회로부(1210)와 제1 광 통신부(1220) 사이의 통신에 장애가 발생한 경우, 제1 광 통신부(1220)와 제1 메인 광 통신부(2220) 사이의 통신에 장애가 발생한 경우, 또는 제1 메인 광 통신부(2220)와 컨트롤러(2210) 사이의 통신에 장애가 발생한 경우를 말한다.However, when a failure occurs in communication by the first optical communication unit 1220, the cell monitoring circuit unit 1210 cannot receive a response signal from the controller 2210 or the response signal is received after a longer time than expected. will receive Here, failure in communication by the first optical communication unit 1220 means that when a communication failure occurs between the cell monitoring circuit unit 1210 and the first optical communication unit 1220, the first optical communication unit 1220 and the first optical communication unit 1220 1 refers to a case where a communication failure occurs between the main optical communication units 2220 or a communication failure between the first main optical communication unit 2220 and the controller 2210.

셀 모니터링 회로부(1210)가 제1 광 통신부(1220)를 제어하여 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 송신하였음에도 불구하고, 컨트롤러(2210)로부터 응답 신호를 수신할 수 없거나, 상기 응답 신호를 예정보다 오랜 시간이 지난 뒤에야 비로소 수신한 경우, 셀 모니터링 회로부(1210)는 광 통신 경로에 장애가 발생하였음을 인지할 수 있다.Even though the cell monitoring circuit 1210 controls the first optical communication unit 1220 to transmit state information of the battery cell stack 100 through the first optical communication path P OP1 , a response signal from the controller 2210 If it cannot receive or the response signal is received only after a longer time than expected, the cell monitoring circuit 1210 may recognize that a failure has occurred in the optical communication path.

이와 같이 셀 모니터링 회로부(1210)가 광 통신 경로에 장애가 발생하였음을 인지한 경우, 셀 모니터링 회로부(1210)는 제1 광 통신부(1220) 대신 제1 RF 통신부(1230)를 제어하여, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보가 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해서만 BMU(2000)로 송신되도록 할 수 있다.As such, when the cell monitoring circuit 1210 recognizes that a failure has occurred in the optical communication path, the cell monitoring circuit 1210 controls the first RF communication unit 1230 instead of the first optical communication unit 1220 to stack the battery cells. The state information of (100) may be transmitted to the BMU (2000) only through the first RF communication path (P RF1 ).

CMU(1000)가 제1 광 통신부(1220)만을 포함하고 있을 경우에 제1 광 통신부(1220)에 의한 통신에 장애가 발생하게 되면, 셀 모니터링 회로부(1210)와 컨트롤러(2210) 간 정보의 송수신이 불가능해지거나 지연되어, CMU(1000)가 탑재되는 전기 차량에 커다란 위험을 가져오게 된다. 하지만, 본 발명에 따른 CMU(1000)는 제1 광 통신부(1220) 이외에 제1 RF 통신부(1230)를 구비하고 있기 때문에, 제1 광 통신부(1220)에 의한 통신에 장애가 발생한 경우, 셀 모니터링 회로부(1210)와 컨트롤러(2210) 간 정보의 송수신을 제1 RF 통신부(1230)에서 수행하도록 하면 된다. 따라서, 본 발명에 의하면, CMU(1000)가 탑재되는 전기 차량의 안전을 크게 도모할 수 있게 된다.When the CMU 1000 includes only the first optical communication unit 1220 and a communication failure occurs through the first optical communication unit 1220, transmission and reception of information between the cell monitoring circuit unit 1210 and the controller 2210 occurs. Impossible or delayed, it brings a great danger to the electric vehicle on which the CMU (1000) is mounted. However, since the CMU 1000 according to the present invention includes the first RF communication unit 1230 in addition to the first optical communication unit 1220, when a communication failure occurs through the first optical communication unit 1220, the cell monitoring circuit unit The transmission and reception of information between the 1210 and the controller 2210 may be performed by the first RF communication unit 1230 . Therefore, according to the present invention, the safety of the electric vehicle in which the CMU (1000) is mounted can be greatly promoted.

셀 모니터링 회로부(1210)는 제1 RF 통신부(1230)를 제어하여, 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 BMU(2000)로 송신할 수 있다. 이때 제1 RF 통신부(1230)에 의한 통신에 장애가 발생하지 않았을 경우에는, 제1 RF 통신부(1230)와 제1 메인 RF 통신부(2230) 사이에 원활한 RF 통신이 이루어지기 때문에, 셀 모니터링 회로부(1210)는 컨트롤러(2210)에서 송신하는 응답 신호를 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 수신할 수 있다.The cell monitoring circuit unit 1210 may control the first RF communication unit 1230 to transmit state information of the battery cell stack 100 to the BMU 2000 through the first RF communication path P RF1 . At this time, when there is no communication failure by the first RF communication unit 1230, since smooth RF communication is made between the first RF communication unit 1230 and the first main RF communication unit 2230, the cell monitoring circuit unit 1210 ) may receive a response signal transmitted from the controller 2210 through the first RF communication path P RF1 .

하지만, 제1 RF 통신부(1230)에 의한 통신에 장애가 발생하였을 경우, 셀 모니터링 회로부(1210)는 컨트롤러(2210)로부터 응답 신호를 수신할 수 없거나, 상기 응답 신호를 예정보다 오랜 시간이 지난 뒤에야 비로소 수신하게 된다. 여기서, 제1 RF 통신부(1230)에 의한 통신에 장애가 발생하였다는 것은, 셀 모니터링 회로부(1210)와 제1 RF 통신부(1230) 사이의 통신에 장애가 발생한 경우, 제1 RF 통신부(1230)와 제1 메인 RF 통신부(2230) 사이의 통신에 장애가 발생한 경우, 또는 제1 메인 RF 통신부(2230)와 컨트롤러(2210) 사이의 통신에 장애가 발생한 경우를 말한다.However, when a failure occurs in communication by the first RF communication unit 1230, the cell monitoring circuit unit 1210 cannot receive a response signal from the controller 2210, or the response signal is received after a longer time than expected. will receive Here, failure in communication by the first RF communication unit 1230 means that when a communication failure occurs between the cell monitoring circuit unit 1210 and the first RF communication unit 1230, the first RF communication unit 1230 and the first RF communication unit 1230 1 refers to a case in which a communication failure occurs between the main RF communication unit 2230 or a communication failure between the first main RF communication unit 2230 and the controller 2210.

셀 모니터링 회로부(1210)가 제1 RF 통신부(1230)를 제어하여 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 송신하였음에도 불구하고, 컨트롤러(2210)로부터 응답 신호를 수신할 수 없거나, 상기 응답 신호를 예정보다 오랜 시간이 지난 뒤에야 비로소 수신한 경우, 셀 모니터링 회로부(1210)는 RF 통신 경로에 장애가 발생하였음을 인지할 수 있다.Even though the cell monitoring circuit 1210 controls the first RF communication unit 1230 to transmit the state information of the battery cell stack 100 through the first RF communication path P RF1 , a response signal from the controller 2210 cannot be received or when the response signal is received only after a longer time than expected, the cell monitoring circuit 1210 may recognize that a failure has occurred in the RF communication path.

이와 같이 셀 모니터링 회로부(1210)가 RF 통신 경로에 장애가 발생하였음을 인지한 경우, 셀 모니터링 회로부(1210)는 제1 RF 통신부(1230) 대신 제1 광 통신부(1220)를 제어하여, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보가 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해서만 BMU(2000)로 송신되도록 할 수 있다.As such, when the cell monitoring circuit unit 1210 recognizes that a failure has occurred in the RF communication path, the cell monitoring circuit unit 1210 controls the first optical communication unit 1220 instead of the first RF communication unit 1230 to stack the battery cells. The state information of (100) may be transmitted to the BMU (2000) only through the first optical communication path (P OP1 ).

CMU(1000)가 제1 RF 통신부(1230)만을 포함하고 있을 경우에 제1 RF 통신부(1230)에 의한 통신에 장애가 발생하게 되면, 셀 모니터링 회로부(1210)와 컨트롤러(2210) 간 정보의 송수신이 불가능해지거나 지연되어, CMU(1000)가 탑재되는 전기 차량에 커다란 위험을 가져오게 된다. 하지만, 본 발명에 따른 CMU(1000)는 제1 RF 통신부(1230) 이외에 제1 광 통신부(1220)를 구비하고 있기 때문에, 제1 RF 통신부(1230)에 의한 통신에 장애가 발생한 경우, 셀 모니터링 회로부(1210)와 컨트롤러(2210) 간 정보의 송수신을 제1 광 통신부(1220)에서 수행하도록 하면 된다. 따라서, 본 발명에 의하면, CMU(1000)가 탑재되는 전기 차량의 안전을 크게 도모할 수 있게 된다.When the CMU 1000 includes only the first RF communication unit 1230 and a communication failure occurs through the first RF communication unit 1230, transmission and reception of information between the cell monitoring circuit unit 1210 and the controller 2210 occurs. Impossible or delayed, it brings a great danger to the electric vehicle on which the CMU (1000) is mounted. However, since the CMU 1000 according to the present invention includes the first optical communication unit 1220 in addition to the first RF communication unit 1230, when a communication failure occurs through the first RF communication unit 1230, the cell monitoring circuit unit The transmission and reception of information between the 1210 and the controller 2210 may be performed by the first optical communication unit 1220 . Therefore, according to the present invention, the safety of the electric vehicle in which the CMU (1000) is mounted can be greatly promoted.

한편, 셀 모니터링 회로부(1210)는 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230)를 모두 제어하여, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보가 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1) 모두를 통해 BMU(2000)로 송신되도록 할 수 있다.Meanwhile, the cell monitoring circuit unit 1210 controls both the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit 1230 so that the state information of the battery cell stack 100 is obtained from the first optical communication path P OP1 and the first RF communication unit 1230 . 1 RF communication path (P RF1 ) can be transmitted to the BMU (2000) through all.

즉, 앞선 경우와 달리, 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230)에 의한 통신에 모두 장애가 발생하지 않은 경우에는, 제1 광 통신부(1220)와 제1 메인 광 통신부(2220) 사이에 원활한 광 통신이 이루어지고, 제1 RF 통신부(1230) 및 제1 메인 RF 통신부(2230) 사이에 원활한 RF 통신이 이루어질 수 있게 된다. 이때 셀 모니터링 회로부(1210)는 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1) 모두를 통해 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보가 BMU(2000)로 송신되도록 함으로써, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보가 BMU(2000)로 송신되는 속도를 한층 더 향상시킬 수 있고, 나아가 셀 모니터링 회로부(1210)가 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신하는 속도 역시 한층 더 향상시킬 수 있다.That is, unlike the previous case, when no failure occurs in communication by the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit 1230, the first optical communication unit 1220 and the first main optical communication unit 2220 Smooth optical communication is achieved between the first RF communication unit 1230 and the first main RF communication unit 2230, and smooth RF communication can be achieved. At this time, the cell monitoring circuit unit 1210 transmits the state information of the battery cell stack 100 to the BMU 2000 through both the first optical communication path P OP1 and the first RF communication path P RF1 , so that the battery The speed at which the status information of the cell stack 100 is transmitted to the BMU 2000 can be further improved, and the speed at which the cell monitoring circuit 1210 receives control information related to the battery cell stack 100 is also further increased. can improve

이 경우라도, 제1 광 통신부(1220)와 제1 메인 광 통신부(2220) 사이, 또는, 제1 RF 통신부(1230)와 제1 메인 RF 통신부(2230) 사이 중에서 어느 하나의 통신 경로에 통신 장애가 발생할 경우에는 장애가 발생하지 않은 다른 하나의 통신 경로와 통신방식으로 통신을 수행할 수 있다.Even in this case, a communication failure occurs in any one of the communication paths between the first optical communication unit 1220 and the first main optical communication unit 2220 or between the first RF communication unit 1230 and the first main RF communication unit 2230. When this occurs, communication can be performed with another communication path and communication method in which failure has not occurred.

이와 같이 셀 모니터링 회로부(1210)는 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 상호보완적으로 이용하거나 병렬적으로 이용하여 BMU(2000)와 통신을 수행할 수 있다.As such, the cell monitoring circuit unit 1210 may perform communication with the BMU 2000 by using the first optical communication path P OP1 and the first RF communication path P RF1 complementary or in parallel. there is.

여기서, 셀 모니터링 회로부(1210)가 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 상호보완적으로 이용할 수 있다는 것은, 제1 광 통신부(1220)에 의한 통신에 장애가 발생하여 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해 정보(즉, 배터리의 상태 정보 및 배터리와 관련된 제어 정보)를 송수신하는 것이 CMU(1000)가 탑재되는 전기 차량에 커다란 위험으로 작용할 경우에는, 이에 대한 보완책으로서 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 정보를 주고받을 수 있다는 것을 의미한다.Here, the fact that the cell monitoring circuit unit 1210 can complementarily use the first optical communication path P OP1 and the first RF communication path P RF1 means that communication by the first optical communication unit 1220 is not an obstacle. When the transmission and reception of information (that is, battery status information and battery-related control information) through the first optical communication path P OP1 is a great danger to an electric vehicle in which the CMU 1000 is mounted, this As a supplementary measure for this, it means that information can be exchanged through the first RF communication path (P RF1 ).

또한, 셀 모니터링 회로부(1210)가 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 상호보완적으로 이용할 수 있다는 것은, 제1 RF 통신부(1230)에 의한 통신에 장애가 발생하여 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해 정보(즉, 배터리의 상태 정보 및 배터리와 관련된 제어 정보)를 송수신하는 것이 CMU(1000)가 탑재되는 전기 차량에 커다란 위험으로 작용할 경우에는, 이에 대한 보완책으로서 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해 정보를 주고받을 수 있다는 것을 의미한다.In addition, the fact that the cell monitoring circuit unit 1210 can complementarily use the first optical communication path P OP1 and the first RF communication path P RF1 prevents communication by the first RF communication unit 1230 from being an obstacle. When the transmission and reception of information (that is, battery status information and battery-related control information) through the first RF communication path (P RF1 ) acts as a great risk to an electric vehicle in which the CMU (1000) is mounted, this As a supplementary measure for this, it means that information can be exchanged through the first optical communication path P OP1 .

셀 모니터링 회로부(1210)가 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 병렬적으로 이용할 수 있다는 것은, 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230)에 의한 통신에 모두 장애가 발생하지 않은 경우에, 셀 모니터링 회로부(1210)와 BMU(2000)(보다 구체적으로는, 컨트롤러(2210)) 사이에 정보(즉, 배터리의 상태 정보 및 배터리와 관련된 제어 정보)를 송수신하는 속도를 향상시키기 위하여, 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1) 모두를 이용하고, 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230)에 의한 통신 중 어느 하나에 장애가 발생한 경우에는 나머지 하나에 의한 통신 경로를 이용하여 정보를 주고받을 수 있다는 것을 의미한다.The fact that the cell monitoring circuit unit 1210 can use the first optical communication path P OP1 and the first RF communication path P RF1 in parallel means that the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit 1230 When no failures occur in communication by the cell monitoring circuit 1210 and the BMU 2000 (more specifically, the controller 2210) information (that is, battery status information and battery-related control information) ), both the first optical communication path (P OP1 ) and the first RF communication path (P RF1 ) are used, and the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit 1230 This means that when a failure occurs in one of the communication channels, information can be exchanged using the other communication path.

이와 같은 상호보완적 또는 병렬적 이용은 각 통신의 특성과도 관련이 있다. 즉, 광 통신은 제1 광 통신 경로(POP1)에 유형의 장애물이 존재할 경우 통신 성능이 현저히 떨어지지만, 전자기파에 의한 간섭은 받지 않는다. 이에 반해, RF 통신은 제1 RF 통신 경로(PRF1)에 전자기파 간섭이 존재할 경우 통신 성능이 현저히 떨어지지만, 제1 RF 통신 경로(PRF1)에 유형의 장애물이 존재하더라도 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 완전히 차폐시키는 것만 아니라면 통신 성능에 큰 영향을 받지 않는다.Such complementary or parallel use is also related to the characteristics of each communication. That is, in the case of optical communication, when there is a tangible obstacle in the first optical communication path P OP1 , communication performance is remarkably deteriorated, but interference by electromagnetic waves is not received. In contrast, in RF communication, communication performance is significantly degraded when electromagnetic interference exists in the first RF communication path (P RF1 ), but even if a tangible obstacle exists in the first RF communication path (P RF1 ), the first RF communication path ( As long as P RF1 ) is not completely shielded, the communication performance is not greatly affected.

이에 본 발명은 제1 광 통신 경로(POP1) 및 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 상호보완적으로 이용하거나 병렬적으로 이용하기 위하여, 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230)를 구비하고 있다. 이러한 본 발명에 의하면, 제1 광 통신부(1220)와 제1 RF 통신부(1230) 중 어느 하나의 통신부에 의한 통신에 장애가 발생한다 하더라도, 다른 통신부를 통해서 셀 모니터링 회로부(1210)와 BMU(2000) 간 통신을 수행하면 되기 때문에, CMU(1000)가 탑재되는 전기 차량의 안전을 크게 도모할 수 있게 된다. 게다가, 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230)에 의한 통신이 동시에 이루어지도록 함으로써, 셀 모니터링 회로부(1210)와 BMU(2000) 간 이루어지는 통신의 속도를 향상시킬 수 있게 된다.Accordingly, the present invention provides a first optical communication path (P OP1 ) and a first RF communication path (P RF1 ) in order to complement each other or use them in parallel, the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit ( 1230) is provided. According to the present invention, even if a failure occurs in communication by any one of the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit 1230, the cell monitoring circuit unit 1210 and the BMU 2000 through the other communication unit Since it is sufficient to perform inter-communication, the safety of the electric vehicle in which the CMU (1000) is mounted can be greatly promoted. In addition, by allowing the first optical communication unit 1220 and the first RF communication unit 1230 to communicate simultaneously, the speed of communication between the cell monitoring circuit unit 1210 and the BMU 2000 can be improved.

앞에서는 제1 광 통신부(1220)가 BMU(2000)로 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 송신하고, 또한 제1 광 통신부(1220)가 BMU(2000)로부터 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신하는 것으로 설명하였으나, 반드시 이와 같은 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.Previously, the first optical communication unit 1220 transmits state information of the battery cell stack 100 to the BMU 2000, and the first optical communication unit 1220 transmits information related to the battery cell stack 100 from the BMU 2000. Although it has been described as receiving control information, it is not necessarily limited to such an embodiment.

즉, 셀 모니터링 회로부(1210)는 BMU(2000)로 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 송신할 경우에, 제1 광 통신부(1220)를 제어하여, 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보가 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해서 BMU(2000)로 송신되도록 할 수 있다. 그리고 셀 모니터링 회로부(1210)가 BMU(2000)로부터 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신할 경우에는, 제1 RF 통신부(1230)를 제어하여, 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보가 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통해서 수신되도록 할 수 있다.That is, when the cell monitoring circuit unit 1210 transmits the state information of the battery cell stack 100 to the BMU 2000, the first optical communication unit 1220 controls the state information of the battery cell stack 100. It may be transmitted to the BMU 2000 through the first optical communication path P OP1 . Also, when the cell monitoring circuit unit 1210 receives control information related to the battery cell stack 100 from the BMU 2000, it controls the first RF communication unit 1230 to control information related to the battery cell stack 100. may be received through the first RF communication path (P RF1 ).

이 경우에는 제1 광 통신부(1220)에 제1 광 검출 소자(1223)를 구비시킬 필요가 없으며, 제1 광 트랜시버(1221)에서 수신 기능을 생략할 수 있고, 제1 RF 트랜시버(1231)에서 송신 기능을 생략할 수 있기 때문에, CMU(1000)의 구조 간소화 및 제작 비용 절감을 기대할 수 있다. 게다가, 제1 RF 트랜시버(1231)에서 송신 기능을 생략할 경우에는, 제1 RF 트랜시버(1231)에서 송신하는 RF 신호의 주파수를 셀 모니터링 회로부(1210)의 개수만큼 다르게 정할 필요도 없기 때문에, 주파수 간섭이나 제어의 복잡성이 훨씬 완화될 수 있다.In this case, it is not necessary to provide the first photodetection element 1223 in the first optical communication unit 1220, and the receiving function can be omitted in the first optical transceiver 1221, and in the first RF transceiver 1231 Since the transmission function can be omitted, simplification of the structure of the CMU (1000) and reduction of manufacturing cost can be expected. In addition, when the transmission function is omitted from the first RF transceiver 1231, there is no need to set the frequency of the RF signal transmitted from the first RF transceiver 1231 as different as the number of cell monitoring circuit units 1210. Interference or complexity of control can be greatly alleviated.

이와 반대로, 셀 모니터링 회로부(1210)가 BMU(2000)로 배터리 셀 스택(100)의 상태 정보를 송신할 경우에는 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 이용하여 BMU(2000)로 송신하고, BMU(2000)로부터 배터리 셀 스택(100)과 관련된 제어 정보를 수신할 경우에는, 제1 광 통신 경로(POP1)를 통해서 수신되도록 하는 것도 가능하다.Conversely, when the cell monitoring circuit unit 1210 transmits state information of the battery cell stack 100 to the BMU 2000, the first RF communication path P RF1 is used to transmit the state information to the BMU 2000, and the BMU When receiving control information related to the battery cell stack 100 from (2000), it is also possible to receive it through the first optical communication path (P OP1 ).

더 나아가, CMU(1000)에서 BMU(2000)로의 송신은, 상술한 광 통신방식과 RF 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 이루어지고, BMU(2000)에서 CMU(1000)로의 수신은, 광 통신방식과 RF 통신방식 중 다른 하나의 통신방식으로 이루어지되, 광 통신방식과 RF 통신방식 중에 장애가 발생하면, 장애가 발생하지 않은 통신방식에 의하여 송수신이 모두 이루어지게 하는 것도 가능하다.Furthermore, transmission from the CMU (1000) to the BMU (2000) is performed by any one of the above-described optical communication method and RF communication method, and reception from the BMU (2000) to the CMU (1000) is optical communication. However, if an error occurs between the optical communication method and the RF communication method, both transmission and reception may be performed by the communication method in which the failure does not occur.

또한, 본 발명에 따른 배터리 관리 시스템에서, CMU(1000)와 BMU(2000)는, 광 통신방식과 RF 통신방식 중 어느 하나의 통신방식을 주 통신방식으로 선택하여 통신을 수행하고, 다른 통신방식은 비상 통신방식으로서 대기할 수 있다. 이때, 만약 주 통신방식으로 사용 중인 통신방식에 장애가 발생한 경우에는, 다른 하나의 통신방식인 비상 통신방식으로 전환하여 통신을 수행하도록 제어될 수 있다.In addition, in the battery management system according to the present invention, the CMU (1000) and the BMU (2000) perform communication by selecting one of the optical communication method and the RF communication method as the main communication method, and performing communication with the other communication method. can stand by as an emergency communication method. At this time, if a failure occurs in the communication method being used as the main communication method, it may be controlled to perform communication by switching to an emergency communication method, which is another communication method.

또한, CMU(1000)와 BMU(2000)는, 이와 같이 비상 통신방식으로 전환된 경우라도 주 통신방식의 통신 장애가 해소되게 되면 원래의 주 통신방식으로 다시 전환하여 통신을 수행하도록 제어될 수 있다.In addition, the CMU (1000) and the BMU (2000) can be controlled to perform communication by switching back to the original main communication method when the communication failure of the main communication method is resolved even when the emergency communication method is switched in this way.

또 다른 예로서, CMU(1000)와 BMU(2000)는, 제1 및 제2 통신방식을 각각 주 통신과 보조 통신방식으로 설정하여 각자 설정된 역할의 제1 및 제2 통신방식으로 통신을 수행하다가 만약 둘 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생하면 다른 하나의 통신방식이 장애가 발생한 통신방식의 몫까지 대신하여 통신을 수행하고, 통신 장애가 해소되면 제1 및 제2 통신방식 원래 설정상태로 복귀하여 각각 주 통신 및 보조 통신으로서 통신을 수행하도록 구성할 수 있다.As another example, the CMU (1000) and the BMU (2000) set the first and second communication methods to the primary and secondary communication methods, respectively, and perform communication in the first and second communication methods of their respective roles. If a failure occurs in one of the two communication methods, the other communication method performs communication on behalf of the failed communication method, and when the communication failure is resolved, the original settings of the first and second communication methods are restored, respectively. It can be configured to perform communication as primary communication and secondary communication.

이상에서는, 제1 통신방식은 제1 광 통신 경로(POP1)를 통하여 이루어지는 제1 광 통신방식이고, 제2 통신방식은 제1 RF 통신 경로(PRF1)를 통하여 이루어지는 제1 RF 통신방식인 경우를 예로 들어 설명하였으나, 제1 및 제2 통신방식이 광 통신방식으로 구성되는 것도 가능하다.In the above, the first communication method is the first optical communication method performed through the first optical communication path P OP1 , and the second communication method is the first RF communication method performed through the first RF communication path P RF1 . Although the case has been described as an example, it is also possible that the first and second communication methods are optical communication methods.

도 5는 본 발명의 일 실시예에서 제1 광 통신방식과 제2 광 통신방식에 의한 통신 이중화 구조를 갖는 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a battery management system and a battery pack having a communication redundancy structure using a first optical communication method and a second optical communication method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은, 각각이 셀 측정배선(WCM)을 통하여 복수의 배터리에 전기적으로 연결되어 복수의 배터리 셀(즉, 배터리 셀 스택(100))의 상태를 측정 또는 모니터링하는 CMU(1000)를 포함하고, CMU(1000)와 BMU(2000) 사이에 이중화된 제1 및 제2 통신방식이 모두 광 통신방식으로만 이루어지고, CMU(1000)는 제1 광 통신방식과 제2 광 통신방식을 수행하기 위하여 제1 광 통신부(1220) 및 제2 광 통신부(1240)를 구비한다. 또한, BMU(2000)는, 제1 광 통신부(1220) 및 제2 광 통신부(1240)에 각각 대응하여 광 통신을 수행하는 제1 메인 광 통신부(2220) 및 제2 메인 광 통신부(2240)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5 , the battery management system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells (ie, the battery cell stack 100) each electrically connected to a plurality of batteries through a cell measurement line (WCM). ) including a CMU (1000) that measures or monitors the state of the CMU (1000) and the dualized first and second communication methods between the BMU (2000) are made only by optical communication, and the CMU (1000) is provided with a first optical communication unit 1220 and a second optical communication unit 1240 to perform the first optical communication method and the second optical communication method. In addition, the BMU 2000 includes a first main optical communication unit 2220 and a second main optical communication unit 2240 that perform optical communication corresponding to the first optical communication unit 1220 and the second optical communication unit 1240, respectively. composed of

이는, 도 5의 실시예는, 앞의 실시예에서 제1 RF 통신부(1230) 및 제1 메인 RF 통신부(2230)가 제2 광 통신부(1240) 및 제2 메인 광 통신부(2240)로 대체된 점에서 차이가 있을 뿐, 제1 및 제2 통신방식의 동작 및 제어 원리는 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.5, the first RF communication unit 1230 and the first main RF communication unit 2230 in the previous embodiment are replaced by the second optical communication unit 1240 and the second main optical communication unit 2240. There is only a difference in this point, but since the operation and control principles of the first and second communication methods are the same, a detailed description thereof will be omitted.

도면에 도시하지는 아니하였으나, 도 3 내지 도 5를 통하여 설명한 본 발명의 일 실시예는 에너지 저장 시스템에 구비되는 배터리 팩, 배터리 랙 또는 배터리 뱅크를 포함하는 배터리 시스템에 적용될 수 있다.Although not shown in the drawings, one embodiment of the present invention described through FIGS. 3 to 5 may be applied to a battery system including a battery pack, battery rack, or battery bank provided in an energy storage system.

또한, 도면에 도시하지는 아니하였으나, 상술한 본 발명의 일 실시예는 전기 자동차에 구비되는 배터리 팩을 포함하는 배터리 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 전기 자동차는, 배터리 팩과, 모터와, 배터리 팩으로부터 공급되는 전력을 변환하여 모터를 구동하도록 제어되는 인버터를 포함하는 전기 자동차이고, 배터리 팩은, 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성된 복수의 배터리 셀 스택(100)과, 본 발명의 배터리 관리 시스템을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, although not shown in the drawings, one embodiment of the present invention described above may be applied to a battery system including a battery pack included in an electric vehicle. For example, an electric vehicle according to the present invention includes a battery pack, a motor, and an inverter controlled to drive the motor by converting power supplied from the battery pack, and the battery pack includes a plurality of battery cells. It is characterized in that it is configured to include a plurality of battery cell stacks 100 configured to include, and the battery management system of the present invention.

이상에서는 본 발명의 일 실시예로서, CMU(1000)가 복수의 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하기 위하여 멀티-셀 배터리 모니터링 IC(또는 MCBMIC)를 구비한 구성에 있어서 CMU(1000)와 BMU(2000) 간의 통신 이중화 구조에 관하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정된 것이 아니며, CMU(1000)가 싱글 배터리 셀에 각각 대응되어, 해당 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하기 위한 구조에도 적용이 가능하다.In the above, as an embodiment of the present invention, in the configuration in which the CMU (1000) has a multi-cell battery monitoring IC (or MCBMIC) to measure or monitor the state of a plurality of battery cells, the CMU (1000) and the BMU ( 2000) has been described, but the present invention is not limited thereto, and the CMU 1000 corresponds to a single battery cell, and can be applied to a structure for measuring or monitoring the state of the corresponding battery cell.

도 6은 본 발명의 다른 실시예로서 광 통신방식과 RF 통신방식에 의한 통신 이중화 구조를 갖는 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예로서 제1 광 통신방식과 제2 광 통신방식에 의한 통신 이중화 구조를 갖는 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩을 나타낸 도면이다.6 is a diagram showing a battery management system and a battery pack having a communication redundant structure by optical communication and RF communication as another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a first optical communication method as another embodiment of the present invention. and a diagram showing a battery management system and a battery pack having a communication redundancy structure by the second optical communication method.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩은, 병렬 연결된 하나 이상의 배터리 셀과, 배터리 셀의 일 측면에 장착되고 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하는 CMU(1000)를 포함하는 복수의 배터리 유닛을 포함하여 구성된 배터리 셀 스택(100)과, 복수의 배터리 유닛과 통신하는 하나 이상의 서브 BMU(3000) 및 서브 BMU(3000)와 통신하고, 배터리 셀의 상태 정보를 수신하거나, 배터리 셀과 관련된 제어 정보를 송신하여 배터리 셀을 관리하는 BMU(2000)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 6 , a battery management system and a battery pack according to another embodiment of the present invention include one or more battery cells connected in parallel and a CMU (1000) mounted on one side of the battery cell and measuring or monitoring the state of the battery cell. The battery cell stack 100 configured to include a plurality of battery units including a ), one or more sub-BMUs 3000 communicating with the plurality of battery units, and communication with the sub-BMUs 3000, and state information of the battery cells. It is configured to include a BMU (2000) that manages the battery cell by receiving or transmitting control information related to the battery cell.

여기에서, 서브 BMU(3000)와 BMU(2000)는, 제1 통신 경로를 통한 제1 통신방식과, 제2 통신 경로를 통한 제2 통신방식을 포함하여 이중화된 갈바닉 절연 통신방식으로 통신하되 제1 및 제2 통신방식은 각각 광 통신방식과 RF 통신방식이고, 광 통신방식과 RF 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생한 경우에, 다른 하나의 통신방식을 이용하여 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.Here, the sub-BMU (3000) and the BMU (2000) communicate in a redundant galvanic isolation communication method including a first communication method through a first communication path and a second communication method through a second communication path. The first and second communication methods are an optical communication method and an RF communication method, respectively, and when a failure occurs in one of the optical and RF communication methods, communication is performed using the other communication method. to be

이를 위하여, 서브 BMU(3000)는, 광 통신 및 RF 통신을 위하여 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230)를 구비하고, BMU(2000)는 제1 광 통신부(1220) 및 제1 RF 통신부(1230)에 대응하여 제1 메인 광 통신부(2220)와 제1 메인 RF 통신부(2230)를 구비할 수 있다.To this end, the sub BMU 3000 includes a first optical communication unit 1220 and a first RF communication unit 1230 for optical communication and RF communication, and the BMU 2000 includes the first optical communication unit 1220 and the first optical communication unit 1220. Corresponding to 1 RF communication unit 1230, a first main optical communication unit 2220 and a first main RF communication unit 2230 may be provided.

본 발명의 다른 실시예에서 CMU(1000)는 병렬 연결된 하나 이상의 배터리 셀에 장착되는 구성으로서, 배터리 셀에 전기적으로 직접 연결되어 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하는 싱글-셀 배터리 모니터링 회로(SCBMC) 또는 싱글-셀 배터리 모니터링 IC(SCBMIC)가 구비된 셀 모니터링 회로부를 포함하여 구성된다. 이때, CMU(1000)는 BMU(2000)와 직접 통신하도록 구성될 수도 있으나, BMU(2000)와의 통신 중계를 위하여 설치된 서브 BMU(3000)와 통신하는 구성도 가능하며, BMU(2000) 또는 서브 BMU(3000)와의 통신은 갈바닉 절연 방식, 특히 광 통신방식으로 수행될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the CMU (1000) is a component mounted on one or more battery cells connected in parallel, and is electrically directly connected to the battery cell to measure or monitor the state of the single-cell battery monitoring circuit (SCBMC) or a cell monitoring circuit unit equipped with a single-cell battery monitoring IC (SCBMIC). At this time, the CMU (1000) may be configured to directly communicate with the BMU (2000), but it is also possible to communicate with the sub-BMU (3000) installed for relaying communication with the BMU (2000), and the BMU (2000) or the sub-BMU Communication with (3000) may be performed in a galvanic isolation method, in particular, an optical communication method.

도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시예는, 도 3 및 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 대비하여, CMU(1000)가 배터리 셀에 직접 장착되어 병렬 연결된 하나 이상의 배터리 셀을 측정 또는 모니터한다는 점에서 차이가 있을 뿐, 서브 BMU(3000) 및 BMU(2000) 간의 제1 및 제2 통신방식은 도 3, 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에서 CMU(1000)와 BMU(2000) 간의 통신방식과 그 동작 및 제어 원리가 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 6, in contrast to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 and 4, the CMU 1000 is directly mounted on a battery cell to measure or measure one or more battery cells connected in parallel. There is only a difference in monitoring, and the first and second communication methods between the sub BMU (3000) and the BMU (2000) are CMU (1000) and BMU (2000) in an embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 and 4. ) Since the communication method and its operation and control principle are the same, a detailed description thereof will be omitted.

도 7을 참조하면, 서브 BMU(3000)와 BMU(2000) 사이에 이중화된 제1 및 제2 통신방식은 각각이 광 통신방식과 RF 통신방식으로 구성된 도 6의 실시예와 달리 모두 광 통신방식으로만 구성되고, 서브 BMU(3000)는 제1 광 통신방식과 제2 광 통신방식을 수행하기 위하여 제1 광 통신부(1220) 및 제2 광 통신부(1240)를 구비할 수 있다. 또한, BMU(2000)는, 서브 BMU(3000)의 제1 광 통신부(1220) 및 제2 광 통신부(1240)에 각각 대응하여 광 통신을 수행하는 제1 메인 광 통신부(2220) 및 제2 메인 광 통신부(2240)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 7 , the first and second communication methods dualized between the sub-BMU 3000 and the BMU 2000 are all optical communication methods, unlike the embodiment of FIG. 6 configured of an optical communication method and an RF communication method, respectively. , and the sub-BMU 3000 may include a first optical communication unit 1220 and a second optical communication unit 1240 to perform the first optical communication method and the second optical communication method. In addition, the BMU 2000 includes a first main optical communication unit 2220 and a second main optical communication unit 2220 that perform optical communication corresponding to the first optical communication unit 1220 and the second optical communication unit 1240 of the sub-BMU 3000, respectively. It is configured to include an optical communication unit 2240.

이는, 도 7의 실시예는, 도 6의 실시예에서 서브 BMU(3000)의 제1 RF 통신부(1230)와 BMU(2000)의 제1 메인 RF 통신부(2230)가 각각 제2 광 통신부(1240) 및 제2 메인 광 통신부(2240)로 대체된 점에서 차이가 있을 뿐, 제1 및 제2 통신방식의 동작 및 제어 원리는 본 발명의 일 실시예 및 도 6의 다른 실시예와 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.7, in the embodiment of FIG. 6, the first RF communication unit 1230 of the sub-BMU 3000 and the first main RF communication unit 2230 of the BMU 2000 each have a second optical communication unit 1240. ) and the second main optical communication unit 2240, but the operation and control principles of the first and second communication methods are the same as those of one embodiment of the present invention and the other embodiment of FIG. A detailed description thereof will be omitted.

도면에 도시하지는 아니하였으나, 도 6 및 도 7을 통하여 설명한 본 발명의 다른 실시예는 에너지 저장 시스템에 구비되는 배터리 팩, 배터리 랙 또는 배터리 뱅크를 포함하는 배터리 시스템에 적용될 수 있다.Although not shown in the drawings, another embodiment of the present invention described through FIGS. 6 and 7 can be applied to a battery system including a battery pack, battery rack, or battery bank provided in an energy storage system.

또한, 도면에 도시하지는 아니하였으나, 상술한 본 발명의 다른 실시예는 전기 자동차에 구비되는 배터리 팩을 포함하는 배터리 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 전기 자동차는, 배터리 팩과, 모터와, 배터리 팩으로부터 공급되는 전력을 변환하여 모터를 구동하도록 제어되는 인버터를 포함하는 전기 자동차이고, 배터리 팩은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩인 것을 특징으로 한다.In addition, although not shown in the drawings, another embodiment of the present invention described above may be applied to a battery system including a battery pack included in an electric vehicle. For example, an electric vehicle according to the present invention is an electric vehicle including a battery pack, a motor, and an inverter controlled to convert electric power supplied from the battery pack to drive the motor, and the battery pack may include other components of the present invention. It is characterized in that the battery pack according to the embodiment.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주 안에 속한다고 할 것이다.As described above, although the present invention has been described by the limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art in the field to which the present invention belongs can make various modifications and transformation is possible Therefore, the technical spirit of the present invention should be grasped only by the claims, and all equivalent or equivalent modifications thereof will be said to fall within the scope of the technical spirit of the present invention.

10: 배터리 셀 100: 배터리 셀 스택
1000: CMU
1210: 셀 모니터링 회로부 1220: 제1 광 통신부
1221: 제1 광 트랜시버 1222: 제1 광 방출 소자
1223: 제1 광 검출 소자 1230: 제1 RF 통신부
1231: 제1 RF 트랜시버 1232: 제1 RF 안테나
1240: 제2 광 통신부 2000: BMU
2210: 컨트롤러 2220: 제1 메인 광 통신부
2221: 제1 메인 광 트랜시버 2222: 제1 메인 광 검출 소자
2223: 제1 메인 광 방출 소자 2230: 제1 메인 RF 통신부
2231: 제1 메인 RF 트랜시버 2232: 제1 메인 RF 안테나
2240: 제2 메인 광 통신부
3000: 서브 BMU10: battery cell 100: battery cell stack
1000: CMU
1210: cell monitoring circuit unit 1220: first optical communication unit
1221: first light transceiver 1222: first light emitting element
1223: first light detection element 1230: first RF communication unit
1231: first RF transceiver 1232: first RF antenna
1240: second optical communication unit 2000: BMU
2210: controller 2220: first main optical communication unit
2221: first main optical transceiver 2222: first main optical detection element
2223: first main light emitting element 2230: first main RF communication unit
2231: first main RF transceiver 2232: first main RF antenna
2240: second main optical communication unit
3000: Sub BMU

Claims (16)

각각이 복수의 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하는 복수의 셀 모니터링 유닛(CMU, Cell Monitoring Unit); 및
상기 복수의 CMU와 통신하여, 상기 배터리 셀의 상태 정보를 수신하거나, 배터리 셀과 관련된 제어 정보를 송신하여 상기 배터리 셀을 관리하는 배터리 모니터링 유닛(BMU, Battery Monitoring Unit)을 포함하고,
상기 복수의 CMU 각각과 BMU는, 상기 복수의 CMU 각각과 BMU 사이에 마련되는 제1 통신 경로를 통한 제1 통신방식과, 상기 복수의 CMU 각각과 BMU 사이에 마련되는 제2 통신 경로를 통한 제2 통신방식을 포함하여 이중화된 갈바닉 절연 통신방식을 포함한 통신방식으로 통신하되,
상기 제1 통신 경로 및 제2 통신 경로는, 각각 제1 광 통신 경로 및 제2 광 통신 경로이고,
상기 제1 통신방식 및 제2 통신방식은, 각각 제1 광 통신방식과 제2 광 통신방식인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
A plurality of cell monitoring units (CMU, Cell Monitoring Unit) each measuring or monitoring the state of a plurality of battery cells; and
A battery monitoring unit (BMU) configured to communicate with the plurality of CMUs, receive state information of the battery cells, or transmit control information related to the battery cells to manage the battery cells;
Each of the plurality of CMUs and the BMU is configured by a first communication method through a first communication path provided between each of the plurality of CMUs and the BMU, and a second communication method through a second communication path provided between each of the plurality of CMUs and the BMU. 2 Communicate with a communication method including a redundant galvanic isolation communication method including a communication method,
The first communication path and the second communication path are a first optical communication path and a second optical communication path, respectively;
The battery management system, characterized in that the first communication method and the second communication method are a first optical communication method and a second optical communication method, respectively.
 제1항에 있어서,
상기 CMU와 BMU는, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생한 경우에, 다른 하나의 통신방식을 이용하여 통신하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
According to claim 1,
The battery management system, characterized in that the CMU and BMU communicate using another communication method when a failure occurs in any one of the first and second communication methods.
 제1항에 있어서,
상기 CMU에서 BMU로의 송신은, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 이루어지고,
상기 BMU에서 CMU로의 송신은, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 다른 하나의 통신방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
According to claim 1,
Transmission from the CMU to the BMU is performed in one of the first and second communication methods,
The battery management system, characterized in that the transmission from the BMU to the CMU is performed by another communication method among the first and second communication methods.
 제1항에 있어서,
상기 CMU와 BMU는,
제1 및 제2 통신방식의 기설정된 역할에 기반하여 통신하되,
상기 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생한 경우에, 다른 하나의 통신방식으로 전환하여 통신하고,
상기 장애가 해소된 경우에는 상기 제1 및 제2 통신방식이 상기 기설정된 역할로 복귀하여 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
According to claim 1,
The CMU and BMU,
Communicate based on the preset roles of the first and second communication methods,
When a failure occurs in any one of the first and second communication methods, switching to the other communication method and communicating;
When the failure is resolved, the first and second communication methods return to the preset roles to perform communication.
 제1항에 있어서,
상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 송신되고,
상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 다른 하나의 광 통신방식으로 송신되되,
상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호와 상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 시분할 다중화 방식으로 송신되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
According to claim 1,
The transmission signal from the CMU to the BMU is transmitted in one of the first and second optical communication methods,
The transmission signal from the BMU to the CMU is transmitted in the other optical communication method among the first and second optical communication methods,
The battery management system, characterized in that the transmission signal from the CMU to the BMU and the transmission signal from the BMU to the CMU are transmitted in a time division multiplexing method.
 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 통신 경로는 동일한 통신 경로 구간을 포함하고,
상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 송신되고,
상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 다른 하나의 광 통신방식으로 송신되되,
상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호와 상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 코드분할 다중화 방식으로 송신되고, 상기 동일한 통신 경로 구간를 통하여 동시간대에 송신되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
According to claim 1,
The first and second communication paths include the same communication path section,
The transmission signal from the CMU to the BMU is transmitted in one of the first and second optical communication methods,
The transmission signal from the BMU to the CMU is transmitted in the other optical communication method among the first and second optical communication methods,
The battery management system, characterized in that the transmission signal from the CMU to the BMU and the transmission signal from the BMU to the CMU are transmitted in a code division multiplexing method and transmitted at the same time through the same communication path section.
 제1항에 있어서,
상기 BMU는, 상기 CMU와 광 통신방식으로 통신하는 복수의 광 통신수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
According to claim 1,
The battery management system, characterized in that the BMU includes a plurality of optical communication means for communicating with the CMU in an optical communication method.
 제1항에 있어서,
상기 CMU와 BMU 사이의 통신을 중계하는 서브 배터리 모니터링 유닛(서브 BMU, Sub-Battery Monitoring Unit)을 더 포함하고,
상기 CMU와 서브 BMU, 및 상기 서브 BMU와 BMU 중 적어도 하나의 사이에서 상기 이중화된 갈바닉 절연 통신방식으로 통신이 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
According to claim 1,
Further comprising a sub battery monitoring unit (sub BMU, Sub-Battery Monitoring Unit) relaying communication between the CMU and BMU,
The battery management system, characterized in that communication is made between the CMU and the sub-BMU, and at least one of the sub-BMU and the BMU by the redundant galvanic isolation communication method.
 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성된 복수의 배터리 셀 스택; 및
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 배터리 관리 시스템을 포함하고,
상기 배터리 관리 시스템의 복수의 셀 모니터링 유닛 각각은, 상기 복수의 배터리 셀 스택 각각에 대응되어 상기 복수의 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하도록 구성되고,
상기 CMU와 BMU는, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생한 경우에, 다른 하나의 통신방식을 이용하여 통신하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
a plurality of battery cell stacks including a plurality of battery cells; and
Including the battery management system according to any one of claims 1 to 8,
Each of the plurality of cell monitoring units of the battery management system is configured to measure or monitor a state of the plurality of battery cells in correspondence with each of the plurality of battery cell stacks,
The battery pack, characterized in that the CMU and BMU communicate using another communication method when a failure occurs in one of the first and second communication methods.
 병렬 연결된 하나 이상의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀에 전기적으로 연결되어 상기 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하는 셀 모니터링 유닛(CMU, Cell Monitoring Unit)을 포함하는 복수의 배터리 유닛;
상기 복수의 배터리 유닛과 통신하는 하나 이상의 서브 배터리 모니터링 유닛(서브 BMU, Sub-Battery Monitoring Unit); 및
상기 서브 BMU와 통신하여, 상기 배터리 셀의 상태 정보를 수신하거나, 배터리 셀과 관련된 제어 정보를 송신하여 상기 배터리 셀을 관리하는 배터리 모니터링 유닛(BMU, Battery Monitoring Unit)을 포함하고,
상기 하나 이상의 서브 서브 BMU 각각과 BMU는, 상기 하나 이상의 서브 BMU 각각과 BMU 사이에 마련되는 제1 통신 경로를 통한 제1 통신방식과, 상기 하나 이상의 서브 BMU 각각과 BMU 사이에 마련되는 제2 통신 경로를 통한 제2 통신방식을 포함하여 이중화된 갈바닉 절연 통신방식으로 통신하되,
상기 제1 통신 경로 및 제2 통신 경로는, 각각 제1 광 통신 경로 및 제2 광 통신 경로이고,
상기 제1 통신방식 및 제2 통신방식은, 각각 제1 광 통신방식과 제2 광 통신방식인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
A plurality of battery units including one or more battery cells connected in parallel and a cell monitoring unit (CMU) electrically connected to the battery cells to measure or monitor states of the battery cells;
one or more sub-battery monitoring units (sub BMUs) communicating with the plurality of battery units; and
A battery monitoring unit (BMU) configured to communicate with the sub BMU to receive state information of the battery cell or transmit control information related to the battery cell to manage the battery cell;
Each of the one or more sub-BMUs and the BMU may perform a first communication method through a first communication path provided between each of the one or more sub-BMUs and the BMU, and a second communication provided between each of the one or more sub-BMUs and the BMU. Communicate in a redundant galvanic isolation communication method including a second communication method through a path,
The first communication path and the second communication path are a first optical communication path and a second optical communication path, respectively;
The battery pack, characterized in that the first communication method and the second communication method are a first optical communication method and a second optical communication method, respectively.
 제10항에 있어서,
상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 송신되고,
상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 다른 하나의 광 통신방식으로 송신되되,
상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호와 상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 시분할 다중화 방식으로 송신되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
According to claim 10,
The transmission signal from the CMU to the BMU is transmitted in one of the first and second optical communication methods,
The transmission signal from the BMU to the CMU is transmitted in the other optical communication method among the first and second optical communication methods,
The battery pack, characterized in that the transmission signal from the CMU to the BMU and the transmission signal from the BMU to the CMU are transmitted in a time division multiplexing method.
 제10항에 있어서,
상기 제1 및 제2 통신 경로는 동일한 통신 경로 구간을 포함하고,
상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 송신되고,
상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 상기 제1 및 제2 광 통신방식 중 다른 하나의 광 통신방식으로 송신되되,
상기 CMU에서 BMU로의 송신 신호와 상기 BMU에서 CMU로의 송신 신호는, 코드분할 다중화 방식으로 송신되고, 상기 동일한 통신 경로 구간을 통하여 동시간대에 송신되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
According to claim 10,
The first and second communication paths include the same communication path section,
The transmission signal from the CMU to the BMU is transmitted in one of the first and second optical communication methods,
The transmission signal from the BMU to the CMU is transmitted in the other optical communication method among the first and second optical communication methods,
The battery pack, characterized in that the transmission signal from the CMU to the BMU and the transmission signal from the BMU to the CMU are transmitted in a code division multiplexing method and transmitted at the same time through the same communication path section.
 제10항에 있어서,
상기 BMU는, 상기 서브 BMU와 광 통신방식으로 통신하는 복수의 광 통신수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
According to claim 10,
The battery pack, characterized in that the BMU includes a plurality of optical communication means for communicating with the sub-BMU in an optical communication method.
 제10항에 있어서,
상기 서브 BMU에서 BMU로의 송신은, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식으로 이루어지고,
상기 BMU에서 서브 BMU로의 송신은, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 다른 하나의 통신방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
According to claim 10,
Transmission from the sub-BMU to the BMU is performed in one of the first and second communication methods,
The battery pack, characterized in that the transmission from the BMU to the sub-BMU is performed by another communication method among the first and second communication methods.
 배터리 팩과, 모터와, 상기 배터리 팩으로부터 공급되는 전력을 변환하여 상기 모터를 구동하도록 제어되는 인버터를 포함하는 전기 자동차에 있어서,
상기 배터리 팩은,
복수의 배터리 셀을 포함하여 구성된 복수의 배터리 셀 스택; 및
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 배터리 관리 시스템을 포함하고,
상기 배터리 관리 시스템의 복수의 셀 모니터링 유닛 각각은, 상기 복수의 배터리 셀 스택 각각에 대응되어 상기 복수의 배터리 셀의 상태를 측정 또는 모니터링하도록 구성되고,
상기 CMU와 BMU는, 상기 제1 및 제2 통신방식 중 어느 하나의 통신방식에 장애가 발생한 경우에, 다른 하나의 통신방식을 이용하여 통신하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.
An electric vehicle comprising a battery pack, a motor, and an inverter controlled to drive the motor by converting power supplied from the battery pack,
The battery pack,
a plurality of battery cell stacks including a plurality of battery cells; and
Including the battery management system according to any one of claims 1 to 8,
Each of the plurality of cell monitoring units of the battery management system is configured to measure or monitor a state of the plurality of battery cells in correspondence with each of the plurality of battery cell stacks,
The electric vehicle, characterized in that the CMU and BMU communicate using another communication method when a failure occurs in one of the first and second communication methods.
 배터리 팩과, 모터와, 상기 배터리 팩으로부터 공급되는 전력을 변환하여 상기 모터를 구동하도록 제어되는 인버터를 포함하는 전기 자동차에 있어서,
상기 배터리 팩은, 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 배터리 팩인 것을 특징으로 하는 전기 자동차.An electric vehicle comprising a battery pack, a motor, and an inverter controlled to drive the motor by converting power supplied from the battery pack,
The electric vehicle characterized in that the battery pack is the battery pack according to any one of claims 10 to 14.
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