KR20230095378A - 배터리 장치, 배터리 관리 시스템 및 진단 방법 - Google Patents

배터리 장치, 배터리 관리 시스템 및 진단 방법 Download PDF

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KR20230095378A
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Abstract

복수의 배터리 팩은 설정된 팩 식별자에 기초해서 복수의 통신 채널 중에서 사용할 통신 채널을 설정하고, 설정한 통신 채널을 통해 자신의 생산 정보를 주기적으로 전송한다. 마스터 배터리 관리 시스템은 복수의 배터리 팩으로부터 전송되는 생산 정보에 기초해서 팩 식별자 설정 오류를 진단한다.

Description

배터리 장치, 배터리 관리 시스템 및 진단 방법{BATTERY APPARATUS, BATTERY MANAGEMENT SYSTEM AND DIAGNOSIS METHOD}
본 발명은 배터리 장치, 배터리 관리 시스템 및 진단 방법에 관한 것이다.
전기 자동차는 주로 배터리를 전원으로 이용하여 모터를 구동함으로써 동력을 얻는 자동차로서, 내연 자동차의 공해 및 에너지 문제를 해결할 수 있는 대안이라는 점에서 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 충전이 가능한 배터리는 전기 자동차 이외에 다양한 외부 장치에서 사용되고 있다.
최근, 높은 출력과 큰 충전 용량을 가지는 배터리가 요구됨에 따라 복수의 배터리 팩이 병렬로 연결된 배터리 장치가 사용되고 있다. 이 경우, 각 배터리 팩을 관리하기 위한 배터리 관리 시스템이 해당 배터리 팩에 제공되며, 배터리 팩의 배터리 관리 시스템으로부터의 데이터를 수집하고 배터리 팩의 배터리 관리 시스템을 제어하며, 차량과 통신하는 마스터 배터리 관리 시스템이 제공된다.
복수의 배터리 팩의 식별을 위해 각 배터리 팩에는 식별자가 설정된다. 배터리 팩의 식별자 설정에 오류가 발생하는 경우, 서로 다른 배터리 팩이 중복된 식별자로 마스터 배터리 관리 시스템과 통신하여, 마스터 배터리 관리 시스템과 해당 배터리 팩의 배터리 관리 시스템이 정상적으로 동작하지 못할 수 있다.
본 발명의 어떤 실시예는 배터리 팩 식별자의 설정 오류를 진단할 수 있는 배터리 장치, 배터리 관리 시스템 및 진단 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 복수의 배터리 팩, 마스터 배터리 관리 시스템 및 복수의 배선을 포함하는 배터리 장치가 제공될 수 있다. 상기 복수의 배터리 팩은 설정된 팩 식별자에 기초해서 복수의 통신 채널 중에서 사용할 통신 채널을 설정하고, 상기 설정한 통신 채널을 통해 자신의 생산 정보를 주기적으로 전송할 수 있다. 상기 마스터 배터리 관리 시스템은 상기 복수의 배터리 팩으로부터 전송되는 상기 생산 정보에 기초해서 팩 식별자 설정 오류를 진단할 수 있다. 상기 복수의 배선은 상기 복수의 배터리 팩과 상기 마스터 배터리 관리 시스템을 각각 연결할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 마스터 배터리 관리 시스템은, 상기 복수의 배터리 팩 중에서, 상기 복수의 통신 채널 중 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널에 대응하는 배터리 팩을 상기 팩 식별자 설정 오류로 진단할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 마스터 배터리 관리 시스템은 상기 복수의 배터리 팩 중에서 상기 팩 식별자 설정 오류로 진단된 배터리 팩을 제외한 배터리 팩으로 상기 배터리 장치를 운영할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널은 상기 복수의 통신 채널 중에서 상기 생산 정보가 변경되는 통신 채널을 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널은 상기 복수의 통신 채널 중에서 상기 생산 정보가 전송되지 않는 통신 채널을 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 각 배터리 팩은 상기 복수의 배선 중 대응하는 배선으로부터 상기 팩 식별자를 읽을 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 생산 정보는 생산 일자 또는 로트(lot) 번호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 배터리 팩을 관리하는 마스터 배터리 관리 시스템의 진단 방법이 제공될 수 있다. 상기 진단 방법은, 복수의 통신 채널 중에서 각 배터리 팩이 자신의 팩 식별자에 기초해서 설정한 통신 채널을 통해, 해당 배터리 팩의 생산 정보를 주기적으로 수신하는 단계, 상기 복수의 통신 채널에서 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되는지를 모니터링하는 단계, 그리고 상기 복수의 통신 채널에서 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널이 존재하는 경우, 팩 식별자 설정 오류를 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 팩 식별자 설정 오류를 진단하는 단계는, 상기 복수의 배터리 팩 중에서, 상기 복수의 통신 채널 중 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널에 대응하는 배터리 팩을 상기 팩 식별자 설정 오류로 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 진단 방법은, 상기 복수의 배터리 팩 중에서 상기 팩 식별자 설정 오류로 진단된 배터리 팩을 제외한 배터리 팩으로 배터리 장치를 운영하는 단계를 더 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널은 상기 복수의 통신 채널 중에서 상기 생산 정보가 변경되는 통신 채널을 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널은 상기 복수의 통신 채널 중에서 상기 생산 정보가 전송되지 않는 통신 채널을 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 진단 방법은, 각 배터리 팩이 해당 배터리 팩과 상기 마스터 배터리 관리 시스템을 연결하는 배선으로부터 상기 팩 식별자를 읽는 단계를 더 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 상기 생산 정보는 생산 일자 또는 로트(lot) 번호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 복수의 배터리 팩을 관리하는 배터리 관리 시스템이 제공될 수 있다. 상기 배터리 관리 시스템은 통신 모듈과 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 통신 모듈은 복수의 통신 채널 중에서 각 배터리 팩이 자신의 팩 식별자에 기초해서 설정한 통신 채널을 통해, 해당 배터리 팩의 생산 정보를 주기적으로 수신할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 복수의 통신 채널에서 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되는지를 모니터링하고, 상기 복수의 통신 채널에서 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널이 존재하는 경우, 팩 식별자 설정 오류를 진단할 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 통신 채널을 통해 수신되는 정보에 기초해서 배터리 팩 식별자의 설정 오류를 진단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치에서 배터리 팩의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치에서 마스터 배터리 관리 시스템의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 팩 ID 설정 오류 진단 방법의 한 예를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치에서 팩 ID 설정 오류가 없는 경우의 생산 정보 전송의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치에서 팩 ID 설정 오류가 있는 경우의 생산 정보 전송의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 장치의 팩 ID 설정 오류 진단 방법의 한 예를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
아래 설명에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다.
도면을 참고하여 설명한 흐름도에서, 동작 순서는 변경될 수 있고, 여러 동작들이 병합되거나, 어느 동작이 분할될 수 있고, 특정 동작은 수행되지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 한 예를 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치에서 배터리 팩의 한 예를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치에서 마스터 배터리 관리 시스템의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 배터리 장치(100)는 복수의 배터리 팩(110, 120, 130) 및 정션 박스(140)를 포함한다. 설명의 편의상 배터리 장치(100)가 세 개의 배터리 팩(110, 120, 130)을 포함하는 것으로 도시하였지만, 배터리 장치(100)에 포함되는 배터리 팩의 개수는 이에 한정되지 않는다. 복수의 배터리 팩(110, 120, 130)은 정션 박스(140)에 병렬로 연결될 수 있다.
각 배터리 팩(110, 120, 130)은 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS)(111, 121, 131)을 포함하며, 정션 박스(140)도 배터리 관리 시스템(141)을 포함한다. 앞으로, 각 배터리 팩(110, 120, 130)의 배터리 관리 시스템(111, 121, 131)을 "팩 배터리 관리 시스템(PBMS)"이라 하고, 정션 박스(140)의 배터리 관리 시스템(141)을 "마스터 배터리 관리 시스템(MBMS)"이라 한다.
배터리 장치(100)는 팩 배터리 관리 시스템(111, 121, 131)과 마스터 배터리 관리 시스템(141)을 연결하는 배선(112, 122, 132)을 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 배선(112, 122, 132)은 와이어 하네스(wire harness)일 수 있다. 어떤 실시예에서, 배선(112, 122, 132)은 CAN(controller area network) 메시지를 전달할 수 있다. 각 팩 배터리 관리 시스템(111, 121, 131)은 해당 배터리 팩(110, 120, 130)의 생산 정보를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 생산 정보는 생산 일자 또는 로트(lot) 번호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 각 배선(112, 122, 132)에는 식별자(identifier, ID)가 설정되어 있다. 예를 들면, 와이어 하네스의 핀을 통해 각 배선(112, 122, 132)에 ID가 고정될 수 있다. 따라서, 각 팩 배터리 관리 시스템(111, 121, 131)은 전원이 켜질 때 대응하는 배선(112, 122, 132)에 고정된 ID를 읽고, 읽은 ID를 자신의 팩 ID로 설정한다.
배터리 팩(110)의 양극 출력 단자(DC1+) 및 음극 출력 단자(DC1-)는 정션 박스(140)의 양극 입력 단자(IN+) 및 음극 입력 단자(IN-)와 각각 배선(예를 들면, 112)을 통해 연결될 수 있다. 배터리 팩(120)의 양극 출력 단자(DC2+) 및 음극 출력 단자(DC2-)는 정션 박스(140)의 양극 입력 단자(IN+) 및 음극 입력 단자(IN-)와 각각 배선(예를 들면, 122)을 통해 연결될 수 있다. 배터리 팩(130)의 양극 출력 단자(DC3+) 및 음극 출력 단자(DC3-)는 정션 박스(140)의 양극 입력 단자(IN+) 및 음극 입력 단자(IN-)와 각각 배선(예를 들면, 132)을 통해 연결될 수 있다. 어떤 실시예에서, 정션 박스에는 복수의 양극 입력 단자 및 복수의 음극 입력 단자가 제공될 수 있다. 이 경우, 각 배터리 팩의 양극 출력 단자와 음극 출력 단자는 하나 이상의 양극 입력 단자 및 하나 이상의 음극 입력 단자에 각각 연결될 수 있다.
어떤 실시예에서, 배터리 장치(100)는 외부 장치에 연결될 수 있는 구조를 가진다. 외부 장치가 부하인 경우, 배터리 장치(100)는 부하로 전력을 공급하는 전원으로 동작하여 방전된다. 부하로 동작하는 외부 장치는 예를 들면 전자 장치, 이동 수단 또는 에너지 저장 시스템(energy storage system, ESS)일 수 있으며, 이동 수단은 예를 들면 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 스마트 모빌리티(smart mobility) 등의 차량일 수 있다. 아래에서는 외부 장치가 차량인 것으로 설명한다.
어떤 실시예에서, 배터리 장치(100)가 차량에 연결되는 경우, 정션 박스(140)는 차량 제어 유닛(vehicle control unit, VCU)과 통신할 수 있다. 이 경우, 마스터 배터리 관리 시스템(141)은 차량 제어 유닛과 배선을 통해 연결될 수 있다. 배선에는 시스템 ID가 설정되어 있을 수 있다. 마스터 배터리 관리 시스템(141)은 전원이 켜질 때 대응하는 배선에 설정된 시스템 ID를 읽을 수 있다.
도 2를 참고하면, 각 배터리 팩(200)은 배터리 모듈(210) 및 팩 배터리 관리 시스템(220)을 포함할 수 있다. 또한 각 배터리 팩(200)은 배터리 팩(200)의 전력 공급을 제어하기 위한 스위치(231, 232)를 더 포함할 수 있다.
배터리 모듈(210)은 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 배터리 셀은 충전 가능한 2차 전지일 수 있다. 어떤 실시예에서, 배터리 팩(200)은 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리 모듈(210)을 포함할 수 있다.
양극 스위치(231)는 배터리 모듈(210)의 양극 단자(PV+)와 배터리 팩(200)의 양극 출력 단자(DC+) 사이에 연결되어 있으며, 음극 스위치(232)는 배터리 모듈(210)의 음극 단자(PV-)와 배터리 팩(200)의 음극 출력 단자(DC-) 사이에 연결되어 있다. 스위치(231, 232)는 팩 배터리 관리 시스템(220)의 프로세서(도시하지 않음)에 의해 제어되어 배터리 팩(200)과 정션 박스(예를 들면, 도 1의 140) 사이의 전기적 연결을 제어할 수 있다. 어떤 실시예에서, 스위치(231, 232)는 각각 릴레이로 형성되는 컨택터(contactor)일 수 있다. 어떤 실시예에서, 스위치(231, 232)는 각각 트랜지스터 등의 전기적 스위치일 수 있다. 어떤 실시예에서, 배터리 팩(200)은 스위치(231, 232)를 각각 제어하는 구동 회로(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
팩 배터리 관리 시스템(220)은 복수의 배터리 셀에 대한 정보를 포함한 배터리 셀에 관한 다양한 정보를 취합 및 분석하여 배터리 셀의 충전 및 방전, 셀 밸런싱 동작 등을 제어할 수 있다. 이를 위해서, 배터리 관리 시스템은 프로세서(도시하지 않음)와 셀 감시 회로(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 프로세서는 예를 들면 마이크로 제어 장치(micro controller unit, MCU)일 수 있다. 또한, 팩 배터리 관리 시스템은 셀 밸런싱을 수행하기 위한 셀 밸런싱 회로(도시하지 않음) 또는 배터리 모듈(210)에서 출력되는 전력을 제어하기 위한 컨버터(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
팩 배터리 관리 시스템(220)(예를 들면, 팩 배터리 관리 시스템(220)의 프로세서)은 배터리 팩(200)과 관련된 데이터를 수집한다. 어떤 실시예에서, 팩 배터리 관리 시스템(220)은 각 배터리 셀에서 감지한 셀 데이터를 취합할 수 있다. 예를 들면, 셀 데이터는 배터리 셀의 전압에 관한 데이터를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 팩 배터리 관리 시스템(220)은 배터리 모듈(210)에서 감지한 데이터를 취합할 수 있다. 예를 들면, 이러한 데이터는 배터리 모듈(210)의 전류 또는 온도에 관한 데이터를 포함할 수 있다. 팩 배터리 관리 시스템(220)은 수집한 데이터를 대응하는 배선(예를 들면, 도 1의 112, 122, 132)을 통해 정션 박스의 마스터 배터리 관리 시스템(예를 들면, 도 1의 141)으로 전달한다.
다시 도 1을 참고하면, 정션 박스(140)는 차량으로의 전력 공급을 제어하기 위한 스위치(142, 143)를 더 포함할 수 있다. 양극 스위치(142)는 양극 입력 단자(IN+)와 외부 양극 링크 단자(DC0+) 사이에 연결될 수 있으며, 음극 스위치(143)는 음극 입력 단자(IN-)와 외부 음극 링크 단자(DC0+) 사이에 연결될 수 있다. 스위치(142, 143)는 마스터 배터리 관리 시스템(141)의 프로세서(도시하지 않음)에 의해 제어되어 배터리 팩(110, 120, 130)의 출력과 차량 사이의 전기적 연결을 제어할 수 있다. 어떤 실시예에서, 스위치(142, 143)는 각각 릴레이로 형성되는 컨택터일 수 있다. 어떤 실시예에서, 스위치(142, 143)는 각각 트랜지스터 등의 전기적 스위치일 수 있다. 어떤 실시예에서, 정션 박스(140)는 스위치(142, 143)를 각각 제어하는 구동 회로(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, 어떤 실시예에서, 마스터 배터리 관리 시스템(141)은 통신 모듈(또는 "통신 장치")(141a)과 프로세서(141b)를 포함할 수 있다. 통신 모듈(141a)은 배선(112, 122, 132)을 통해 복수의 배터리 팩(110, 120, 130)으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 어떤 실시예에서, 통신 모듈(141a)은 CAN 프로토콜에 따라 복수의 배터리 팩(110, 120, 130)으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 이 경우, 데이터는 CAN 메시지에 포함될 수 있다. 프로세서(141b)는 수신한 데이터를 기초로 배터리 팩(110, 120, 130)을 제어하고, 팩 ID 설정 오류를 진단할 수 있다. 프로세서(141b)는 예를 들면 마이크로 제어 장치일 수 있다. 또한, 마스터 배터리 관리 시스템(141)은 차량 제어 유닛과 통신할 수 있다.
다음 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 팩 ID 설정 오류 진단 방법에 대해서 도 4 내지 도 6을 참고로 하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 팩 ID 설정 오류 진단 방법의 한 예를 나타내는 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치에서 팩 ID 설정 오류가 없는 경우의 생산 정보 전송의 한 예를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치에서 팩 ID 설정 오류가 있는 경우의 생산 정보 전송의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참고하면, 각 배터리 팩(예를 들면, 배터리 팩의 팩 배터리 관리 시스템)은 전원이 켜지는 경우 배선에 고정된 팩 ID를 읽고, 읽은 팩 ID를 자신의 팩 ID로 설정한다(S410). 각 배터리 팩은 팩 ID에 기초해서 통신 채널을 설정한다(S420). 어떤 실시예에서, 통신 채널은 CAN 채널일 수 있다. 통신 채널과 팩 ID는 일대일로 설정될 수 있다. 예를 들면, ID #1이 팩 ID로 설정된 배터리 팩 #1은 ID #1에 대응하는 1번 채널(CH1)을 통신 채널로 설정하고, ID #2가 팩 ID로 설정된 배터리 팩 #2은 ID #2에 대응하는 2번 채널(CH2)을 통신 채널로 설정하고, ID #3이 팩 ID로 설정된 배터리 팩 #3은 ID #3에 대응하는 3번 채널(CH3)을 통신 채널로 설정할 수 있다.
각 배터리 팩(예를 들면, 배터리 팩의 팩 배터리 관리 시스템)은 자신의 생산 정보를 메모리로부터 읽고, 생산 정보를 설정한 통신 채널을 통해 마스터 배터리 관리 시스템으로 주기적으로 전송한다(S430). 어떤 실시예에서, 각 배터리 팩은 생산 정보를 CAN 메시지에 실어서 전송할 수 있다.
도 5에 도시한 것처럼, 각 배터리 팩에 팩 ID가 정상적으로 설정된 경우, 배터리 팩 #1은 통신 채널(CH1)을 통해 생산 정보를 보내고, 배터리 팩 #2은 통신 채널(CH2)을 통해 생산 정보를 보내고, 배터리 팩 #3은 통신 채널(CH3)을 통해 생산 정보를 보낼 수 있다. 어떤 실시예에서, ID #1이 설정된 CAN 메시지를 통해 배터리 팩 #1의 생산 정보가 송신되고, ID #2가 설정된 CAN 메시지를 통해 배터리 팩 #2의 생산 정보가 송신되고, ID #3이 설정된 CAN 메시지를 통해 배터리 팩 #3의 생산 정보가 송신될 수 있다.
팩 ID 설정에 오류가 발생한 경우, 서로 다른 배터리 팩에 동일한 ID가 설정될 수 있다. 어떤 실시예에서, 와이어 하네스에서 ID 설정을 위한 핀의 오류나 고장으로 인해 배선에 고정된 ID에 오류가 발생할 수 있다. 예를 들면, 배터리 팩 #1과 배터리 팩 #2가 팩 ID를 ID #2로 동일하게 설정할 수 있다. 이 경우, 배터리 팩 #1과 #2 모두 2번 채널(CH2)을 통신 채널로 설정할 수 있다. 따라서, 도 6에 도시한 것처럼, 배터리 팩 #1과 #2가 통신 채널(CH2)을 통해 생산 정보를 보내고, 배터리 팩 #3은 통신 채널(CH3)을 통해 생산 정보를 보낼 수 있다. 한편, 통신 채널(CH1)은 어떤 배터리 팩에 의해서도 설정되지 않았으므로, 통신 채널(CH1)을 통해서는 배터리 팩 #1의 상태 정보뿐만 아니라 생산 정보가 전송되지 않을 수 있다. 어떤 실시예에서, ID #2가 설정된 CAN 메시지를 통해 배터리 팩 #1과 #2의 생산 정보가 송신되고, ID #3이 설정된 CAN 메시지를 통해 배터리 팩 #3의 생산 정보가 송신될 수 있다.
정션 박스의 마스터 배터리 관리 시스템은 통신 채널(CH1, CH2, CH3)을 통해 전송되는 생산 정보를 모니터링한다(S440). 모니터링의 결과, 통신 채널(CH1, CH2, CH3) 중에서 생산 정보가 정상적으로 전송되지 않는 통신 채널이 존재하는 경우(S450), 마스터 배터리 관리 시스템은 해당 통신 채널에 대응하는 배터리 팩을 팩 ID 설정 오류로 진단한다(S460). 어떤 실시예에서, 도 6에 도시한 것처럼, 통신 채널(CH2)에서 배터리 팩 #1의 생산 정보와 배터리 팩 #2의 생산 정보가 번갈아 전송되므로, 마스터 배터리 관리 시스템은 생산 정보가 변경되는 통신 채널(CH2)을 생산 정보가 정상적으로 전송되지 않는 통신 채널로 판단할 수 있다. 즉, 마스터 배터리 관리 시스템은 통신 채널(CH2)을 통해 수신되는 생산 정보를 비교해서, 서로 다른 생산 정보가 수신되는 통신 채널을 생산 정보가 정상적으로 전송되지 않는 통신 채널로 판단할 수 있다. 따라서, 마스터 배터리 관리 시스템은 통신 채널(CH2)에 대응하는 배터리 팩 #2를 팩 ID 설정 오류로 진단할 수 있다. 어떤 실시예에서, 도 6에 도시한 것처럼, 통신 채널(CH1)에서 생산 정보가 전송되지 않으므로, 마스터 배터리 관리 시스템은 생산 정보가 전송되지 않는 통신 채널(CH1)을 생산 정보가 정상적으로 전송되지 않는 통신 채널로 판단할 수 있다. 따라서, 마스터 배터리 관리 시스템은 통신 채널(CH1)에 대응하는 배터리 팩 #1를 팩 ID 설정 오류로 진단할 수 있다. 어떤 실시예에서, 통신 채널(CH1)로 생산 정보뿐만 아니라 상태 정보가 전송되지 않으므로, 마스터 배터리 관리 시스템은 배터리 팩 #1을 타임아웃으로 진단할 수 있다.
어떤 실시예에서, 마스터 배터리 관리 시스템은 팩 ID 설정 오류를 진단하는 경우, 외부 장치(예를 들면, 차량)로 팩 ID 설정 오류를 알리는 경고 메시지를 전송할 수 있다(S470). 어떤 실시예에서, 마스터 배터리 관리 시스템은 복수의 배터리 팩 중에서 팩 ID 설정 오류로 진단된 배터리 팩을 제외한 배터리 팩으로 배터리 장치를 운영할 수 있다(S480). 즉, 마스터 배터리 관리 시스템은 복수의 배터리 팩 중에서 팩 ID 설정 오류로 진단된 배터리 팩을 제외한 배터리 팩으로 외부 장치로 전력을 공급할 수 있다(S480).
어떤 실시예에서, 모니터링의 결과, 통신 채널(CH1, CH2, CH3) 중에서 생산 정보가 정상적으로 전송되지 않는 통신 채널이 존재하지 않는 경우(S450), 마스터 배터리 관리 시스템은 복수의 배터리 팩을 사용해서 배터리 장치를 정상적으로 운영할 수 있다(S490).
이상에서 설명한 실시예에 따르면, 마스터 배터리 관리 시스템은 통신 채널을 통해 전송되는 배터리 팩의 생산 정보를 모니터링함으로써 팩 ID 설정 오류를 진단할 수 있다. 어떤 실시예에서, 팩 ID 설정 오류가 진단된 배터리 팩을 제외한 배터리 팩으로 전력을 공급함으로써, 전력 공급에 사용되는 배터리 팩이 잘못 진단되는 것을 방지할 수 있다.
다음, 도 7을 참고로 하여 팩 ID 설정 오류의 다양한 예에 대해서 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 장치의 팩 ID 설정 오류 진단 방법의 한 예를 나타내는 도면이다. 도 7에서는 설명의 편의상 배터리 장치가 다섯 개의 배터리 팩을 포함하는 것으로 가정한다. 또한, 배터리 팩 #1, #2, #3, #4, #5의 실제 팩 ID는 각각 ID #1, ID #2, ID #3, ID #4, ID #5인 것으로 가정하고, ID #1, ID #2, ID #3, ID #4, ID #5에 각각 통신 채널 CH1, CH2, CH3, CH4, CH5가 대응하는 것으로 가정한다.
도 7을 참고하면, 배터리 장치에서 하나의 배터리 팩이 팩 ID를 잘못 설정할 수 있다. 예를 들면, 배터리 팩 #3과 배터리 팩 #4의 팩 ID가 배터리 팩 #4의 팩 ID로 설정될 수 있다. 이 경우, 마스터 배터리 관리 시스템은 배터리 팩 #3의 실제 팩 ID에 대응하는 통신 채널(CH3)에서 배터리 팩 #3의 생산 정보를 수신하지 못하고, 배터리 팩 #4의 팩 ID에 대응하는 통신 채널(CH4)에서 배터리 팩 #3과 #4의 생산 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 배터리 팩 #3과 #4는 배터리 팩 #4의 팩 ID가 설정된 CAN 메시지를 통해 생산 정보를 송신할 수 있다. 이 경우, 마스터 배터리 관리 시스템은 배터리 팩 #3과 #4를 제외하고 세 개의 배터리 팩(배터리 팩 #1, #2, #5)으로 배터리 장치를 운영할 수 있다. 어떤 실시예에서, 마스터 배터리 관리 시스템은 팩 ID 설정 오류를 알리는 경고 메시지를 외부 장치(예를 들면, 차량)로 전송할 수 있다.
또한, 배터리 장치에서 둘 이상의 배터리 팩이 팩 ID를 잘못 설정할 수 있다. 예를 들면, 배터리 팩 #3, #4 및 #5의 팩 ID가 배터리 팩 #5의 팩 ID로 설정될 수 있다. 이 경우, 마스터 배터리 관리 시스템은 배터리 팩 #3과 #4의 실제 팩 ID에 대응하는 통신 채널(CH3, CH4)에서 배터리 팩 #3과 #4의 생산 정보를 수신하지 못하고, 배터리 팩 #5의 팩 ID에 대응하는 통신 채널(CH5)에서 배터리 팩 #3, #4 및 #5의 생산 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 배터리 팩 #3, #4 및 #5은 배터리 팩 #5의 팩 ID가 설정된 CAN 메시지를 통해 생산 정보를 송신할 수 있다. 이 경우, 마스터 배터리 관리 시스템은 배터리 팩 #3, #4 및 #5를 제외하고 두 개의 배터리 팩(배터리 팩 #1, #2)으로 배터리 장치를 운영할 수 있다. 어떤 실시예에서, 마스터 배터리 관리 시스템은 팩 ID 설정 오류를 알리는 경고 메시지를 외부 장치(예를 들면, 차량)로 전송할 수 있다.
다른 예로, 모든 배터리 팩의 팩 ID가 배터리 팩 #1의 팩 ID로 설정될 수 있다. 이 경우, 마스터 배터리 관리 시스템은 배터리 팩 #2, #3, #4 및 #5의 실제 팩 ID에 대응하는 통신 채널에서 배터리 팩 #2, #3, #4 및 #5의 생산 정보를 수신하지 못하고, 배터리 팩 #1의 팩 ID에 대응하는 통신 채널(CH1)에서 모든 배터리 팩의 생산 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 배터리 팩 #1, #2, #3, #4 및 #5 모두 배터리 팩 #1의 팩 ID가 설정된 CAN 메시지를 통해 생산 정보를 송신할 수 있다. 이 경우, 마스터 배터리 관리 시스템은 정상적으로 운영할 수 있는 배터리 팩이 없으므로 에러 모드를 설정할 수 있다. 어떤 실시예에서, 마스터 배터리 관리 시스템은 에러 모드를 알리는 경고 메시지를 외부 장치(예를 들면, 차량)로 전송할 수 있다. 에러 모드를 알리는 경고 메시지는 팩 ID 설정 오류를 알리는 경고 메시지보다 높은 단계의 경고 메시지일 수 있다.
이상에서 설명한 실시예에 따르면, 마스터 배터리 관리 시스템은 배터리 팩의 팩 ID 설정 오류를 진단할 수 있다. 어떤 실시예에서, 마스터 배터리 관리 시스템은 팩 ID 설정 오류가 진단된 배터리 팩을 제외한 나머지 배터리 팩으로 배터리 장치를 운영함으로써 안정적으로 배터리 장치를 관리할 수 있다. 어떤 실시예에서, 마스터 배터리 관리 시스템은 팩 ID 설정 오류가 진단되는 경우에 외부 장치로 경고 메시지를 송신함으로써 팩 ID 설정 오류를 알릴 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (15)

  1. 설정된 팩 식별자에 기초해서 복수의 통신 채널 중에서 사용할 통신 채널을 설정하고, 상기 설정한 통신 채널을 통해 자신의 생산 정보를 주기적으로 전송하는 복수의 배터리 팩,
    상기 복수의 배터리 팩으로부터 전송되는 상기 생산 정보에 기초해서 팩 식별자 설정 오류를 진단하는 마스터 배터리 관리 시스템, 그리고
    상기 복수의 배터리 팩과 상기 마스터 배터리 관리 시스템을 각각 연결하는 복수의 배선
    을 포함하는 배터리 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 마스터 배터리 관리 시스템은, 상기 복수의 배터리 팩 중에서, 상기 복수의 통신 채널 중 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널에 대응하는 배터리 팩을 상기 팩 식별자 설정 오류로 진단하는, 배터리 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 마스터 배터리 관리 시스템은 상기 복수의 배터리 팩 중에서 상기 팩 식별자 설정 오류로 진단된 배터리 팩을 제외한 배터리 팩으로 상기 배터리 장치를 운영하는, 배터리 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널은 상기 복수의 통신 채널 중에서 상기 생산 정보가 변경되는 통신 채널을 포함하는, 배터리 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널은 상기 복수의 통신 채널 중에서 상기 생산 정보가 전송되지 않는 통신 채널을 포함하는, 배터리 장치.
  6. 제1항에서,
    각 배터리 팩은 상기 복수의 배선 중 대응하는 배선으로부터 상기 팩 식별자를 읽는, 배터리 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 생산 정보는 생산 일자 또는 로트(lot) 번호 중 적어도 하나를 포함하는, 배터리 장치.
  8. 복수의 배터리 팩을 관리하는 마스터 배터리 관리 시스템의 진단 방법으로서,
    복수의 통신 채널 중에서 각 배터리 팩이 자신의 팩 식별자에 기초해서 설정한 통신 채널을 통해, 해당 배터리 팩의 생산 정보를 주기적으로 수신하는 단계,
    상기 복수의 통신 채널에서 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되는지를 모니터링하는 단계, 그리고
    상기 복수의 통신 채널에서 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널이 존재하는 경우, 팩 식별자 설정 오류를 진단하는 단계
    를 포함하는 진단 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 팩 식별자 설정 오류를 진단하는 단계는, 상기 복수의 배터리 팩 중에서, 상기 복수의 통신 채널 중 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널에 대응하는 배터리 팩을 상기 팩 식별자 설정 오류로 진단하는 단계를 포함하는 진단 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 복수의 배터리 팩 중에서 상기 팩 식별자 설정 오류로 진단된 배터리 팩을 제외한 배터리 팩으로 배터리 장치를 운영하는 단계를 더 포함하는 진단 방법.
  11. 제9항에서,
    상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널은 상기 복수의 통신 채널 중에서 상기 생산 정보가 변경되는 통신 채널을 포함하는, 진단 방법.
  12. 제9항에서,
    상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널은 상기 복수의 통신 채널 중에서 상기 생산 정보가 전송되지 않는 통신 채널을 포함하는, 진단 방법.
  13. 제8항에서,
    각 배터리 팩이 해당 배터리 팩과 상기 마스터 배터리 관리 시스템을 연결하는 배선으로부터 상기 팩 식별자를 읽는 단계를 더 포함하는 진단 방법.
  14. 제8항에서,
    상기 생산 정보는 생산 일자 또는 로트(lot) 번호 중 적어도 하나를 포함하는, 진단 방법.
  15. 복수의 배터리 팩을 관리하는 배터리 관리 시스템으로서,
    복수의 통신 채널 중에서 각 배터리 팩이 자신의 팩 식별자에 기초해서 설정한 통신 채널을 통해, 해당 배터리 팩의 생산 정보를 주기적으로 수신하는 통신 모듈, 그리고
    상기 복수의 통신 채널에서 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되는지를 모니터링하고, 상기 복수의 통신 채널에서 상기 생산 정보가 정상적으로 수신되지 않는 통신 채널이 존재하는 경우, 팩 식별자 설정 오류를 진단하는 프로세서
    를 포함하는 배터리 관리 시스템.
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