KR20230074879A - 노이즈 차단 회로 및 이를 포함하는 배터리 관리 장치 - Google Patents

노이즈 차단 회로 및 이를 포함하는 배터리 관리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230074879A
KR20230074879A KR1020210160925A KR20210160925A KR20230074879A KR 20230074879 A KR20230074879 A KR 20230074879A KR 1020210160925 A KR1020210160925 A KR 1020210160925A KR 20210160925 A KR20210160925 A KR 20210160925A KR 20230074879 A KR20230074879 A KR 20230074879A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
controller
variable capacitor
noise
digital variable
Prior art date
Application number
KR1020210160925A
Other languages
English (en)
Inventor
김태훈
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020210160925A priority Critical patent/KR20230074879A/ko
Publication of KR20230074879A publication Critical patent/KR20230074879A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
    • G01R23/165—Spectrum analysis; Fourier analysis using filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 노이즈 차단 장치는, 배터리 시스템에 포함된 전압 관련 회로 블록; 가변 저항소자 및 가변 콘덴서를 포함하여, 상기 전압 관련 회로 블록이 출력하는 전압에서 노이즈 주파수를 필터링하는 필터 회로; 및 타겟 컷오프 주파수에 따라 상기 가변 저항소자의 저항값 및 상기 가변 콘덴서의 커패시턴스 값을 결정하고, 결정된 저항값 및 커패시턴스 값에 대한 정보를 상기 필터 회로에 전송하는, 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

노이즈 차단 회로 및 이를 포함하는 배터리 관리 장치{NOISE BLOCKING CURCUIT AND BATTERY MANAGEMENT APPARATUS INCLUDING SAME}
본 발명은 노이즈 차단 회로 및 이를 포함하는 배터리 관리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 가변저항 및 가변콘덴서를 포함하는 노이즈 차단 회로 및 이를 포함하는 배터리 관리 장치에 관한 것이다.
사용 후 충전하여 재사용이 가능한 전지인 2차 전지는 디바이스가 요구하는 출력 용량에 따라 다수 개의 배터리 셀들을 직렬 연결하여 이루어진 배터리 모듈 또는 배터리 팩으로 제작되어, 각종 디바이스의 전원 공급원으로서 사용된다. 이와 같은 배터리는 스마트 폰 등의 소형 첨단 전자기기 분야뿐만 아니라 전기 자전거, 전기 자동차, 에너지저장시스템(ESS)에 이르기까지 다양한 분야에 사용되고 있다.
배터리 모듈 또는 배터리 팩은 다수 개의 배터리 셀들이 조합된 구조체로서, 일부 배터리 셀에서 과전압, 과전류, 과발열 등이 되는 경우에는 배터리 모듈 또는 배터리 팩의 안전성과 작동 효율에 문제가 발생하므로, 이들을 검출하기 위한 수단이 필수적이다. 따라서, 배터리 모듈 또는 배터리 팩에는 각 배터리 셀들의 전압 값을 측정하고, 측정된 값을 바탕으로 배터리 셀들의 전압 상태를 모니터링하며 제어하는 BMS(Battery Management System)가 장착되어 있다.
이때, 배터리 셀의 전압 값을 정확하게 산출하기 위해서는 주변 회로로부터 유입되는 노이즈를 제거할 필요가 있다. 가장 일반적으로 RC 회로를 이용해 주파수를 차단하는 방법이 사용되고 있다. 이 경우, R(저항소자) 및 C(콘덴서; 용랑 소자)를 특정값으로 타겟팅하여 차단주파수를 설정함으로써 목표로 하는 필터를 구성하여 사용하는 방식이 사용되고 있다.
하지만 이러한 방식은 타겟으로 하는 차단 주파수 이상의 모든 노이즈를 차단하므로 범용성이 떨어지고, 차단 주파수를 낮추는 경우 부품의 사이즈가 증가한다거나 응답속도의 지연이 초래되는 등의 부작용을 초래할 수 있다.
한국등록특허 0402068 B1
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 노이즈 차단 회로를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 상기 노이즈 차단 회로를 포함하는 배터리 관리 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은 상기 노이즈 차단 회로를 이용한 노이즈 차단 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 차단 장치는, 배터리 시스템에 포함된 전압 관련 회로 블록; 가변 저항소자 및 가변 콘덴서를 포함하여, 상기 전압 관련 회로 블록이 출력하는 전압에서 노이즈 주파수를 필터링하는 필터 회로; 및 타겟 컷오프 주파수에 따라 상기 가변 저항소자의 저항값 및 상기 가변 콘덴서의 커패시턴스 값을 결정하고, 결정된 저항값 및 커패시턴스 값에 대한 정보를 상기 필터 회로에 전송하는, 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 전압 관련 회로 블록의 외부 노이즈 수준을 확인하여 상기 타겟 컷오프 주파수를 설정할 수 있다.
상기 가변 저항소자는 일단이 상기 전압 관련 회로 블록과 연결되고, 타단이 상기 가변 콘덴서 및 상기 컨트롤러과 연결될 수 있다.
상기 가변 콘덴서는, 상기 전압 관련 회로 블록 및 상기 컨트롤러와 병렬 연결될 수 있다.
상기 가변 저항소자는 디지털 가변저항이고, 상기 가변 콘덴서는 디지털 가변콘덴서일 수 있다.
상기 컨트롤러는, 타겟 컷오프 주파수에 따라 기 설정된 저항값을 나타내는 바이너리 정보를 상기 디지털 가변저항으로 제공하고, 상기 타겟 컷오프 주파수에 따라 기 설정된 용량값을 나타내는 바이너리 정보를 상기 디지털 가변콘덴서로 제공할 수 있다.
상기 컨트롤러 및 상기 가변 저항소자, 그리고 상기 컨트롤러 및 상기 가변 콘덴서는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식을 이용해 통신할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는, 배터리 시스템에 포함된 전압 관련 회로 블록; 디지털 가변저항 및 디지털 가변 콘덴서를 포함하여, 상기 전압 관련 회로 블록이 출력하는 전압에서 노이즈 주파수를 필터링하는 필터 회로; 및 타겟 컷오프 주파수에 따라 상기 디지털 가변저항의 저항값 및 상기 디지털 가변콘덴서의 커패시턴스 값을 결정하고, 결정된 저항값 및 커패시턴스 값에 대한 정보를 상기 필터 회로에 전달하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 전압 관련 회로 블록의 외부 노이즈 수준을 확인하여 상기 타겟 컷오프 주파수를 설정할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 타겟 컷오프 주파수에 따라 기 설정된 저항값을 나타내는 바이너리 정보를 상기 디지털 가변저항으로 제공하고, 상기 타겟 컷오프 주파수에 따라 기 설정된 용량값을 나타내는 바이너리 정보를 상기 디지털 가변콘덴서로 제공할 수 있다.
상기 전압 관련 회로 블록은, 셀 전압 또는 동작 전압을 출력하는 회로 블록일 수 있다.
상기 컨트롤러는, MCU(Micro Controller Unit) 또는 BMIC(Battery Monitoring Integrated Chip)에 포함될 수 있다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 차단 방법은, 디지털 가변저항 및 디지털 가변 콘덴서를 포함하는 필터 회로를 이용해 노이즈를 차단하는 방법으로서, 전압 블록에서 확인되는 외부 노이즈 수준을 고려하여 타겟 컷오프 주파수 설정하는 단계; 상기 설정된 타겟 컷오프 주파수에 따른 바이너리 값을 선택하는 단계: 및 상기 선택된 바이너리 값에 대한 정보를 상기 디지털 가변저항 및 상기 디지털 가변 콘덴서로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 노이즈 차단 방법은, 조정된 타겟 주파수를 갖는 상기 필터 회로의 출력 전압을 수신하는 단계; 상기 필터 회로로부터 수신한 출력 전압에 기초하여 상기 전압 블록에 대한 전압값을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러 및 상기 가변 저항소자, 그리고 상기 컨트롤러 및 상기 가변 콘덴서는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식을 이용해 통신할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 차단 회로에 따르면 다양한 노이즈 주파수 대역에 대응 가능하며, 노이즈 변화에 따른 응답속도의 지연을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 배터리 시스템의 구조를 나타낸다.
도 2는 일반적인 노이즈 차단 회로를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 차단 회로의 블록 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 가변저항 및 디지털 가변콘덴서가 2 비트 소자인 경우의 필터 구현예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 차단 방법의 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 배터리 시스템의 구조를 나타낸다.
도 1에서 배터리 팩 또는 배터리 모듈(Battery Module)은 직렬 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성될 수 있다. 배터리 셀 또는 모듈은 양극 단자 및 음극 단자를 통해부하와 연결되어 충/방전 동작할 수 있다.
이러한 배터리 모듈 또는 배터리 팩에는 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)이 설치될 수 있다. BMS는 자신이 관장하는 각 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도를 모니터링하고, 모니터링 결과에 근거하여 SOC(Status Of Charge)를 산출하고 충방전을 제어한다. 여기서, SOC(State of Charge; 충전율)은 배터리의 현재 충전된 상태를 비율[%]로 표현한 것이고, SOH(State of Health; 배터리 수명 상태)은 배터리의 현재 퇴화 상태를 비율[%]로 표현한 것이다.
BMS는 이러한 동작을 수행하기 위해 퓨즈, 전류센싱 소자, 서미스터, 스위치, 밸런서 등 다양한 구성요소들을 포함할 수 있는데, 이들과 연동하고 제어하기 위한 MCU(Micro Controller Unit) 또는 BMIC(Battery Monitoring Integrated Chip)를 추가로 포함하는 경우가 대부분이다. 여기서, BMIC는 BMS 내부에 위치하며 배터리 셀/모듈의 전압, 온도, 전류 등의 정보를 측정하는 IC 형태의 부품일 수 있다.
한편, BMS가 배터리 셀의 상태를 검출하고 이상 상황을 판단하기 위해서는 배터리 셀의 전압을 측정할 필요가 있다. 전압 측정시에는 모니터링된 아날로그 값에 대한 노이즈 주파수를 차단하고 이를 디지털 값으로 변환하는 과정이 수행될 수 있다.
도 2는 일반적인 노이즈 차단 회로를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 노이즈 차단을 수행하는 필터(20)는 전압 블록(10)과 IC(Integrated Circuit; 30) 사이에 위치하여 전압 블록(10)으로부터 수신되는 입력 전압에 대한 노이즈를 차단하여 IC(30)로 제공한다. 여기서, 전압 블록(10)은 셀 전압, 동작 전압 등을 출력하는 전압 관련 회로 블록이다. 전압 블록은 복수의 셀을 포함하는 배터리 모듈, 직병렬로 연결된 복수의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩일 수 있다. IC(30)는 BMS 내에서 제어를 수행하는 MCU(Micro Controller Unit) 또는 BMIC(Battery Monitoring Integrated Chip)일 수 있다.
일반적인 필터(20)는 저항소자(R) 및 커패시터(C)를 포함하여 구성될 수 있다. 전압 블록으로부터의 입력전압이 BMS에 인가될 때 입력 전압 측의 노이즈를 알 수 없어 임의의 컷오프 주파수를 타겟으로 정한 후 해당 주파수게 맞도록 저항소자 및 커패시터를 선정, 필터를 구성한다. 이를 통해 전압 블록으로부터 입력되는 전압(V1)이 필터를 거쳐 출력 전압(V2)이 되고 IC로 입력된다. IC는 ADC (Analog-Digital Converting) 연산 등의 과정을 통해 전압 블록의 전압을 산출할 수 있다.
예를 들어, 컷오프 주파수를 15.92KHz로 타겟팅한 경우, 아래 컷오프 주파수 계산식에 따라 RC = 10-5가 되며, 저항값 및 용량값의 적절한 조합에 따른 필터를 구성할 수 있다. 일 예로, 저항값 R = 1kΩ, C =10nF 로 구성하면 타겟 주파수를 갖는 필터를 구현할 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서 Fc는 차단 주파수를, R은 저항소자의 저항값을 C은 콘덴서의 용량 값을 나타낸다.
이러한 필터 회로를 통해 전압 블록으로부터의 전압 V1에 대한 노이즈 성분이 제거되고, 필터 회로의 출력전압 V2가 IC로 입력될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 차단 회로의 블록 구성을 나타낸다.
도 3 참조하면, 노이즈 차단 회로(200)는 전압 블록(100)과 컨트롤러(300) 사이에 위치하여 전압 블록(10)으로부터 수신되는 입력 전압에 대한 노이즈를 차단하여 컨트롤러(300)로 제공한다. 여기서, 전압 블록(10)은 셀 전압, 동작 전압 등을 출력하는 전압 관련 회로 블록이다. 전압 블록은 복수의 셀을 포함하는 배터리 모듈, 직병렬로 연결된 복수의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩일 수 있다. 컨트롤러(300)는 BMS 내에서 제어를 수행하는 MCU(Micro Controller Unit) 또는 BMIC(Battery Monitoring Integrated Chip)일 수 있다.
도 3에 도시된 본 발명에 따른 노이즈 차단회로는, 디지털 가변저항 및 디지털 가변콘덴서를 포함할 수 있다. 디지털 가변저항은 디지털 신호를 인가해서 저항값을 변화시킬 수 있는 소자로, 컨트롤러(MCU)를 통해 저항값을 제어할 수 있다. 또한, 디지털 가변콘덴서는 디지털 신호를 인가해서 용량값(capacitance)을 변화시킬 수 있는 소자로, 컨트롤러(MCU)를 통해 저항값을 제어할 수 있다.
이를 위해 컨트롤러는 S1 통신 라인을 통해 디지털 가변저항과 통신하며, S2 통신 라인을 통해 디지털 가변콘덴서와 통신한다. 컨트롤러(MCU)는 통신 라인을 통해 목표로 하는 저항값 및 용량값에 대한 정보를 디지털 가변저항 및 디지털 가변콘덴서로 전달한다.
여기서, S1 및 S2는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식을 이용할 수 있다. SPI는 BMS 내부 통신에 적용될 수 있는 방식으로 IC간 SPI 라인만 연결하여 통신할 수 있는 방식이다. BMS 내에서 가변조사들과 컨트롤러 간의 통신이므로 외부 노이즈에 덜 취약하고, 노이즈에 강한 복잡한 회로구성의 통신 방식을 적용하지 않아 가격 절감 및 사이즈 절감의 효과 또한 기대할 수 있다.
한편, 가변저항은 목표 저항값에 따라 설정된 저항값을 갖게 되고, 가변콘덴서는 목표 용량값에 따라 설정된 용량값을 갖게 된다. 즉, 본 발명에 따른 노이즈 차단 회로는 컷오프 주파수에 따라 R, C값이 자동으로 조절되는 필터이다. 자동 필터는 전압 블록으로부터 입력되는 전압V1을 필터링하여 출력전압 V2를 출력한다. 출력된 전압 V2는 컨트롤러로 입력된다.
예를 들어, 전압 블록에서 확인되는 외부 노이즈 수준을 고려한 노이즈 주파수가 1.592MHz 수준이라고 가정한다. 또한, 디지털 가변저항 및 디지털 가변콘덴서는 2 비트 소자라고 가정한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 가변저항 및 디지털 가변콘덴서가 2 비트 소자인 경우의 필터 구현예를 나타낸다.
도 4의 표는 디지털 가변저항 및 디지털 가변콘덴서가 2 비트 소자인 경우의 구현할 수 있는 4가지 필터예에서의 저항값 및 용량값을 나타낸다. 도 4의 표에 포함된 저항값 및 용량값은 앞서 살펴보았던 수학식 1을 바탕으로 타겟 주파수에 따라 설정될 수 있는 값의 조합이다.
도 4를 참조하면 디지털 가변저항 및 디지털 가변콘덴서가 2비트 소자인 경우 각각 4가지의 서로 다른 저항값 및 콘덴서 값을 가지도록 설정할 수 있다. 이때, 통신 라인 S1, S2를 통해 주파수 1.592MHz 를 나타내는 바이너리 값 "11"이 디지털 가변저항 및 디지털 가변콘덴서로 전달된다. 도 4를 참조하면, 이 경우의 저항값은 0.1kΩ, 용량 값은 1nF이다.
추가로, 외부 노이즈 수준을 고려한 노이즈 주파수가 159.2Hz 수준이라고 하면, 해당 컷오프 주파수는 바이너리 값 "01" 이다. 컨트롤러는 통신 라인 S1, S2를 통해 주파수 159.2Hz 를 나타내는 바이너리 값 "01"을 디지털 가변저항 및 디지털 가변콘덴서로 전달한다. 이 값을 수신한 가변저항에 설정되는 저항값은 10kΩ이고 가변콘덴서에 설정되는 용량 값은 100nF이다
한편, 컨트롤러는 외부 노이즈 수준에 따라 컷오프 주파수를 설정하고, 해당 컷오프 주파수에 따라 기 설정된 저항값 및 용량값에 대한 정보를 디지털 가변저항 및 디지털 가변콘덴서로 전달한다.
노이즈 차단 회로(200) 및 컨트롤러(300)는 배터리 관리 장치(BMS) 내에 포함될 수 있다.
이 경우 배터리 관리 장치는 배터리 시스템에 포함된 전압 관련 회로 블록; 디지털 가변저항 및 디지털 가변 콘덴서를 포함하여, 상기 전압 관련 회로 블록이 출력하는 전압에서 노이즈 주파수를 필터링하는 필터 회로; 및 타겟 컷오프 주파수에 따라 상기 디지털 가변저항의 저항값 및 상기 디지털 가변콘덴서의 커패시턴스 값을 결정하고, 결정된 저항값 및 커패시턴스 값에 대한 정보를 상기 필터 회로에 전달하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 노이즈 주파수에 대한 정보는, 배터리 관리 장치(BMS)와 통신 가능한 노이즈 측정 장치로부터 수신될 수 있다. 여기서, 노이즈 측정 장치는 전압 관련 회로 블록(100)으로부터 출력되는 신호에 포함된 노이즈를 측정하기 위한 외부 장치로서, 배터리 관리 장치(BMS)는 유선 케이블을 통해 노이즈 측정 장치로부터 노이즈 주파수에 대한 정보를 수신하거나, 와이파이 모듈 등의 무선 통신 모듈을 통해 노이즈 측정 장치로부터 노이즈 주파수에 대한 정보를 수신할 수 있다.
또는, 배터리 관리 장치(BMS)는 노이즈 주파수 측정을 위한 주파수 측정 회로를 더 포함하고, 주파수 측정 회로를 통해 노이즈 주파수에 대한 정보를 획득할 수도 있다. 이를 위해, 주파수 측정 회로는 전압 관련 회로 블록(100)과 전기적으로 연결될 수도 있고, 전압 관련 회로 블록(100)으로부터 출력되는 신호에 포함된 노이즈의 주파수를 측정하고, 측정된 노이즈 주파수에 대한 정보를 컨트롤러(300)로 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 차단 방법의 순서도이다.
본 발명에 따른 노이즈 차단 방법은 BMS의 컨트롤러(MCU(Micro Controller Unit) 또는 BMIC(Battery Monitoring Integrated Chip))에 의해 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
컨트롤러는, 전압 블록에서 확인되는 외부 노이즈 수준을 고려하여 타겟 컷오프 주파수 설정한다(S510). 상기 컨트롤러는 또한 설정된 타겟 컷오프 주파수에 따른 바이너리 값을 선택한다(S520). 이때, 타겟 컷오프 주파수에 따른 바이너리 값별 저항값 및 용량값은 도 4에 도시된 바와 같은 표의 형태로 미리 설정, 저장되어 이용될 수 있다.
선택된 바이너리 정보는 디지털 가변저항 및 디지털 가변 콘덴서로 전달된다(S530). 디지털 가변저항의 저항값은 컨트롤러로부터 수신한 바이너리 정보에 따라 설정되고, 디지털 가변 콘덴서의 용량값 또한 컨트롤러로부터 수신한 바이너리 정보에 따라 설정된다.
이렇게 설정된 저항값 및 용량값을 갖는 소자들을 포함하는 필터 회로는, 전압 블록으로부터의 입력신호에서 대해 타겟 주파수를 필터링하여 차단시킨 신호를 출력한다. 필터 회로의 출력 전압을 수신한 컨트롤러는, 수신한 출력 전압으로부터 전압 블록에 대한 전압값을 산출한다(S540, S550).
본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 전압 블록 200: 필터 회로
300: 컨트롤러

Claims (15)

  1. 배터리 시스템에 포함된 전압 관련 회로 블록;
    가변 저항소자 및 가변 콘덴서를 포함하여, 상기 전압 관련 회로 블록이 출력하는 전압에서 노이즈 주파수를 필터링하는 필터 회로; 및
    타겟 컷오프 주파수에 따라 상기 가변 저항소자의 저항값 및 상기 가변 콘덴서의 커패시턴스 값을 결정하고, 결정된 저항값 및 커패시턴스 값에 대한 정보를 상기 필터 회로에 전송하는, 컨트롤러를 포함하는 노이즈 차단 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 전압 관련 회로 블록의 외부 노이즈 수준을 확인하여 상기 타겟 컷오프 주파수를 설정하는, 노이즈 차단 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가변 저항소자는 일단이 상기 전압 관련 회로 블록과 연결되고, 타단이 상기 가변 콘덴서 및 상기 컨트롤러과 연결되는, 노이즈 차단 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가변 콘덴서는,
    상기 전압 관련 회로 블록 및 상기 컨트롤러와 병렬 연결되는, 노이즈 차단 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가변 저항소자는 디지털 가변저항이고, 상기 가변 콘덴서는 디지털 가변콘덴서인, 노이즈 차단 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    타겟 컷오프 주파수에 따라 기 설정된 저항값을 나타내는 바이너리 정보를 상기 디지털 가변저항으로 제공하고, 상기 타겟 컷오프 주파수에 따라 기 설정된 용량값을 나타내는 바이너리 정보를 상기 디지털 가변콘덴서로 제공하는, 노이즈 차단 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤러 및 상기 가변 저항소자, 그리고 상기 컨트롤러 및 상기 가변 콘덴서는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식을 이용해 통신하는, 노이즈 차단 장치.
  8. 배터리 시스템에 포함된 전압 관련 회로 블록;
    디지털 가변저항 및 디지털 가변 콘덴서를 포함하여, 상기 전압 관련 회로 블록이 출력하는 전압에서 노이즈 주파수를 필터링하는 필터 회로; 및
    타겟 컷오프 주파수에 따라 상기 디지털 가변저항의 저항값 및 상기 디지털 가변콘덴서의 커패시턴스 값을 결정하고, 결정된 저항값 및 커패시턴스 값에 대한 정보를 상기 필터 회로에 전달하는 컨트롤러를 포함하는 배터리 관리 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 전압 관련 회로 블록의 외부 노이즈 수준을 확인하여 상기 타겟 컷오프 주파수를 설정하는, 배터리 관리 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    타겟 컷오프 주파수에 따라 기 설정된 저항값을 나타내는 바이너리 정보를 상기 디지털 가변저항으로 제공하고, 상기 타겟 컷오프 주파수에 따라 기 설정된 용량값을 나타내는 바이너리 정보를 상기 디지털 가변콘덴서로 제공하는, 배터리 관리 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 전압 관련 회로 블록은, 셀 전압 또는 동작 전압을 출력하는 회로 블록인, 배터리 관리 장치.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    MCU(Micro Controller Unit) 또는 BMIC(Battery Monitoring Integrated Chip)에 포함되는, 배터리 관리 장치.
  13. 디지털 가변저항 및 디지털 가변 콘덴서를 포함하는 필터 회로를 이용해 노이즈를 차단하는 방법으로서,
    전압 블록에서 확인되는 외부 노이즈 수준을 고려하여 타겟 컷오프 주파수 설정하는 단계;
    상기 설정된 타겟 컷오프 주파수에 따른 바이너리 값을 선택하는 단계: 및
    상기 선택된 바이너리 값에 대한 정보를 상기 디지털 가변저항 및 상기 디지털 가변 콘덴서로 전달하는 단계를 포함하는, 노이즈 차단 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    조정된 타겟 주파수를 갖는 상기 필터 회로의 출력 전압을 수신하는 단계;
    상기 필터 회로로부터 수신한 출력 전압에 기초하여 상기 전압 블록에 대한 전압값을 산출하는 단계를 더 포함하는, 노이즈 차단 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 노이즈 차단 방법을 수행하는 컨트롤러 및 상기 가변 저항소자, 그리고 상기 컨트롤러 및 상기 가변 콘덴서는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식을 이용해 통신하는, 노이즈 차단 방법.
KR1020210160925A 2021-11-22 2021-11-22 노이즈 차단 회로 및 이를 포함하는 배터리 관리 장치 KR20230074879A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210160925A KR20230074879A (ko) 2021-11-22 2021-11-22 노이즈 차단 회로 및 이를 포함하는 배터리 관리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210160925A KR20230074879A (ko) 2021-11-22 2021-11-22 노이즈 차단 회로 및 이를 포함하는 배터리 관리 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230074879A true KR20230074879A (ko) 2023-05-31

Family

ID=86543013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210160925A KR20230074879A (ko) 2021-11-22 2021-11-22 노이즈 차단 회로 및 이를 포함하는 배터리 관리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230074879A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100402068B1 (ko) 2001-05-11 2003-10-17 엘지이노텍 주식회사 필터 자동조정 시스템 및 그 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100402068B1 (ko) 2001-05-11 2003-10-17 엘지이노텍 주식회사 필터 자동조정 시스템 및 그 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110178261B (zh) 主电池管理单元和包括主电池管理单元的电池组
CN110192303B (zh) 电池管理单元和包括电池管理单元的电池组
CN106324508B (zh) 电池健康状态的检测装置及方法
US10044211B2 (en) Battery pack and method of controlling the same
US8232768B2 (en) System and method for balancing battery cells
EP3599694A1 (en) Battery control apparatus and method for detecting internal short of battery
US11038356B2 (en) Open cell detection method and open cell recovery detection method in a battery management system
US10802078B2 (en) Current monitoring circuit and coulomb counter circuit
KR102426428B1 (ko) 직렬 연결된 배터리 셀들을 위한 모니터링 시스템
KR101545306B1 (ko) 에너지를 재사용하는 배터리 밸런싱 시스템 및 배터리 밸런싱 방법
JP7101484B2 (ja) バッテリへの電力供給の制御
JP2003111295A (ja) 電池パック機能を利用した充電器
US20170179744A1 (en) Method for Identifying Type of Cable, Power Adapter and Cable
CN110015166B (zh) 电池均衡系统及车辆
JP2022528879A (ja) 電池パック内部短絡検出方法及び関連装置ならびに電動車両
KR102045047B1 (ko) 배터리 모듈의 soh 불균형을 고려한 최대용량 충전장치 및 그 제어방법
CN112104015B (zh) 电池充电方法、装置、终端设备及存储介质
CN117110913A (zh) 电池检测电路、电子设备和电池检测方法
Vincent et al. A smart cell monitoring system based on power line communication—optimization of instrumentation and acquisition for smart battery management
CN114567054A (zh) 控制方法、装置及电子设备
KR20230074879A (ko) 노이즈 차단 회로 및 이를 포함하는 배터리 관리 장치
RU2695646C1 (ru) Устройство автоматического мониторинга и выравнивания степени заряженности параллельно-последовательного соединения аккумуляторов блока
TWI543495B (zh) 電池管理方法
KR102266591B1 (ko) 배터리 제어 장치 및 배터리의 내부단락 검출 방법
CN113183828A (zh) 电池模组的均衡方法和均衡装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination