KR20230122936A - 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 화재 발생에 관한 정보를 생성하는 센서 및 충전기로부터 공급되는 배터리 충전을 위한 전원에 기초하여 상기 배터리의 충전을 제어하고, 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전기로부터 공급되는 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여, 상기 화재 발생에 관한 정보를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과를 기초로 화재 발생 여부를 판단하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법{BATTERY MANAGEMENT APPARATUS AND OPERATING METHOD OF THE SAME}
본 문서에 개시된 실시예들은 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 배터리, Ni/MH 배터리 등과 최근의 리튬 이온 배터리를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 배터리는 종래의 Ni/Cd 배터리, Ni/MH 배터리 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 배터리는 소형, 경량으로 제작할 수 있어 이동 기기의 전원으로 사용되며, 최근에는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.
차량에 포함된 배터리를 충전하는 경우, 사용자는 차량에 커넥터를 연결하고 자리를 비우는 경우가 다수 존재한다. 배터리 충전 완료 후 차량 내부의 모든 장치는 차량이 방전되는 것을 방지하기 위해 설정 시간 이후 슬립 모드에 진입하게 되어 이후 차량 내부에서 발화가 발생하는 경우 데이터를 수집하거나, 발화를 방지하기 위한 조치를 수행하는 것이 어려운 문제가 발생할 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 일 목적은 차량 충전 완료 후 차량 내부에서 발화가 발생한 경우, 발화를 감지하고 발화를 방지하는 동작을 수행할 수 있는 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 일 목적은 차량 충전 완료 후 충전 커넥터에서 최소한의 전원을 공급받아 차량 내부 발화 여부에 관하여 상시 모니터링이 가능하도록 하는 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 화재 발생에 관한 정보를 생성하는 센서 및 충전기로부터 공급되는 배터리 충전을 위한 전원에 기초하여 상기 배터리의 충전을 제어하고, 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전기로부터 공급되는 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여, 상기 화재 발생에 관한 정보를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과를 기초로 화재 발생 여부를 판단하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 화재 발생 여부에 기반하여 화재를 예방하기 위한 동작을 수행하도록 차량 내부의 다른 장치를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 화재가 발생한 것으로 판단한 경우 상기 화재에 관한 정보를 상기 충전기 또는 상기 배터리 관리 장치에 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 화재 발생 여부를 판단하기 위한 최소한의 전원을 상기 충전기로부터 공급받을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 충전기와의 연결 해제 여부를 확인하고, 상기 충전기와의 연결이 해제되지 않은 것으로 확인되면, 상기 충전기로 상기 화재 모니터링을 위한 전원 공급을 요청하고, 상기 충전기로부터 상기 화재 모니터링을 위한 전원을 공급받을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 충전기와 연결이 해제된 것으로 확인되면, 슬립 모드로 전환할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 화재 모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 위한 사용자 명령을 수신하고, 제1 사용자 명령에 따라 상기 화재 모니터링 기능이 활성화 되어 있는 동안 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전 완료 이후 상기 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여 상기 화재 발생에 관한 정보를 모니터링하고, 제2 사용자 명령에 따라 상기 화재 모니터링 기능이 비활성화 되어 있는 동안 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전 완료 이후 슬립 모드로 전환할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법은, 화재 발생에 관한 정보를 생성하는 단계, 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전기로부터 공급되는 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여, 상기 화재 발생에 관한 정보를 모니터링하는 단계 및 상기 모니터링 결과를 기초로 화재 발생 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화재 발생 여부에 기반하여 화재를 예방하기 위한 동작을 수행하도록 차량 내부의 다른 장치를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화재가 발생한 것으로 판단한 경우 상기 화재에 관한 정보를 상기 충전기 또는 상기 배터리 관리 장치에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 충전기와의 연결 해제 여부를 확인하는 단계, 및 상기 충전기와의 연결이 해제되지 않은 것으로 확인되면, 상기 충전기로 상기 화재 모니터링을 위한 전원 공급을 요청하고, 상기 충전기로부터 상기 화재 모니터링을 위한 전원을 공급받거나, 상기 충전기와 연결이 해제된 것으로 확인되면 슬립 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화재 모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 위한 사용자 명령을 수신하는 단계, 제1 사용자 명령에 따라 상기 화재 모니터링 기능이 활성화 되어 있는 동안 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전 완료 이후 상기 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여 상기 화재 발생에 관한 정보를 모니터링하거나, 제2 사용자 명령에 따라 상기 화재 모니터링 기능이 비활성화 되어 있는 동안 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전 완료 이후 슬립 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법은, 차량의 충전이 완료된 경우에도 슬립 모드로 진입하지 않아 차량 내부의 발화를 감지하고 필요한 동작을 수행할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법은 차량 충전 완료 후 차량의 상태를 상시 모니터링하여 차량 내부의 발화가 발생하는 경우 해당 데이터를 수집하여 발화 원인을 보다 근본적으로 분석하도록 할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법은, 차량 충전 완료 후 충전기로부터 최소한의 전원을 공급받아 슬립 모드로 진입하지 않고 동작 모드를 유지하여 차량 내부 발화 요인을 사전에 감지하고 조치할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법은, 차량 충전 완료 후 슬립 모드로 진입할 것인지 동작 모드로 유지할 것인지 여부를 선택할 수 있는 사용자 인터페이스를 사용자에게 제공하여 사용자가 선택하도록 할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일반적인 배터리 팩의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치가 포함된 차량을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 디스플레이의 예시를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6 내지 도 8은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 구체적으로 보여주는 흐름도이다.
도 9는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 수행하기 위한 컴퓨팅 시스템의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 본 문서에 개시된 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 문서에 개시된 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 문서에 개시된 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 문서에 개시된 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 일반적인 배터리 팩의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(1)과 상위 시스템에 포함되어 있는 상위 제어기(2)를 포함하는 배터리 제어 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(1)은 하나의 이상의 배터리 셀로 이루어지고 충방전 가능한 배터리 모듈(10)과, 배터리 모듈(10)의 (+) 단자 측 또는 (-) 단자 측에 직렬로 연결되어 배터리 모듈(10)의 충방전 전류 흐름을 제어하기 위한 스위칭부(14)와, 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여, 과충전 및 과방전 등을 방지하도록 제어 관리하는 배터리 관리 시스템(20)을 포함한다. 이 때, 배터리 팩(1)에는 배터리 모듈(10), 센서(12), 스위칭부(14) 및 배터리 관리 시스템(20)이 복수 개 구비될 수 있다.
여기서, 스위칭부(14)는 복수의 배터리 모듈(10)의 충전 또는 방전에 대한 전류 흐름을 제어하기 위한 소자로서, 예를 들면, 배터리 팩(1)의 사양에 따라서 적어도 하나의 릴레이, 마그네틱 접촉기 등이 이용될 수 있다.
배터리 관리 시스템(20)은 상술한 각종 파라미터를 측정한 값을 입력받는 인터페이스로서, 복수의 단자와, 이들 단자와 연결되어 입력받은 값들의 처리를 수행하는 회로 등을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템(20)은, 스위칭부(14) 예를 들어, 릴레이 또는 접촉기 등의 ON/OFF를 제어할 수도 있으며, 배터리 모듈(10)에 연결되어 배터리 모듈(10) 각각의 상태를 감시할 수 있다. 실시예에 따르면, 배터리 관리 시스템(20)은 도 3의 배터리 관리 장치(100)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 배터리 관리 시스템(20)은 도 2의 배터리 관리 장치(100)와 상이한 다른 시스템일 수 있다. 즉, 도 3의 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩(1)에 포함될 수도 있고, 배터리 팩(1) 외부의 다른 장치로 구성될 수도 있다.
상위 제어기(2)는 배터리 관리 시스템(20)으로 배터리 모듈(10)에 대한 제어 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라, 배터리 관리 시스템(20)은 상위 제어기(2)로부터 인가되는 신호에 기초하여 동작이 제어될 수 있을 것이다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치가 포함된 차량을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(예: 도 3의 배터리 관리 장치(100))는 차량(4)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차량(4)은 일륜차, 이륜차, 삼륜차, 사륜차, 전기 자동차, 전기 자전거, 트럭, 버스 등 배터리가 포함될 수 있는 이동 수단을 포함할 수 있다.
충전기(3)는 차량(4)의 배터리를 충전할 수 있다. 예를 들어, 충전기(3)는 충전 케이블(5)을 통해 차량(4)과 연결될 수 있고, 차량(4)을 충전할 수 있다.
실시예에 따라서, 충전기(3)는 차량(4)이 충전 완료된 경우에도 전원을 지속적으로 공급할 수 있다. 예를 들어, 차량(4)은 충전 완료시 충전기(3)로부터 화재 모니터링을 위한 전원을 공급받을 수 있다. 다른 예를 들어, 차량(4)은 충전이 완료된 경우, 차량(4)의 화재 모니터링을 위한 최소한의 전원을 충전기(3)로부터 공급받을 수 있다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 센서(110) 및 컨트롤러(120)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 배터리 관리 장치(100)는 도 2의 차량(4)에 포함될 수 있다. 실시예에 따라서, 배터리 관리 장치(100)는 도 1의 BMS(20)에 포함될 수도 있고, 도 1의 BMS(20)와 상이한 다른 장치일 수도 있다.
센서(110)는 화재 발생에 관한 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 센서(110)는 온도, 가스, 배터리 셀 간 전압 편차, 빛 발생 여부, 과전압 및 과전류 여부 중 적어도 어느 하나를 감지할 수 있다. 다른 예를 들어, 센서(110)는 전압 감지 센서, 전류 감지 센서, 써미스터(Thermistor), 온도 센서, 빛 감지 센서 및 가스 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 따라서, 센서(110)는 배터리의 전해액의 누액 여부, 절연 파괴 여부, 이선지락 여부 및 파우치 찢김 여부 중 적어도 어느 하나를 감지할 수 있다. 다른 실시예에 따라서, 센서(110)는 배터리의 가스, 압력, 전류, 절연 저항, 온도 및 발광 중 적어도 어느 하나를 센싱할 수 있고, 센싱된 정보에 기초하여 화재 발생에 관한 정보를 생성할 수 있다.
컨트롤러(120)는 충전기로부터 공급되는 배터리 충전을 위한 전원에 기초하여 배터리의 충전을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 배터리의 전압, 전류, SOC 등의 상태 정보에 기초하여 배터리의 충전을 제어할 수 있다.
컨트롤러(120)는 배터리의 충전이 완료된 경우 충전기로부터 공급되는 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여 화재 발생에 관한 정보를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 배터리의 충전이 완료된 경우 차량이 공급받는 전원에 기반하여 동작 모드(또는 모니터링 모드)를 유지할 수 있고, 동작 모드에서 컨트롤러(120)는 화재 발생에 관한 정보를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 동작 모드는 배터리 관리 장치(100)의 기능이 수행될 수 있는 모드일 수 있다. 다른 예를 들어, 동작 모드의 반대는 슬립 모드일 수 있고, 컨트롤러(120)가 슬립 모드에 진입하는 경우 컨트롤러(120)는 기능이 수행되지 않을 수 있다.
컨트롤러(120)는 모니터링 결과를 기초로 화재 발생 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 모니터링 결과로 획득된 차량의 화재 발생에 관한 정보를 기초로, 온도가 설정값 이상으로 증가하는 경우, 빛이 설정값 이상으로 발생한 경우, 가스가 설정값 이상으로 발생하는 경우, 과전압이 설정값 이상으로 발생한 경우, 과전류가 설정값 이상으로 발생한 경우 및 배터리 셀 간 전압 편차가 설정값 이상인 경우 중 적어도 어느 하나 이상의 경우 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
컨트롤러(120)는 화재 발생 여부에 기반하여 화재를 예방하기 위한 동작을 수행하도록 내부의 다른 장치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 강제 벤트 동작, 급속 쿨링 동작 및 워터 노즐을 통해 화재를 진압하는 동작 중 적어도 어느 하나의 동작을 수행하도록 차량 내부의 다른 장치를 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 컨트롤러(120)는 화재가 발생할 것으로 예상되는 경우, 차량 내부의 모든 시스템을 셧 다운(shut down)하여 차량 발화까지 진행이 되지 않도록 방지할 수 있다. 실시예에 따라서, 컨트롤러(120)는 차량의 화재 발생 여부를 판단할 수 있고, 차량의 화재를 예방하기 위한 동작을 수행하도록 차량 내부의 다른 장치를 제어할 수 있다.
컨트롤러(120)는 화재가 발생한 것으로 판단한 경우, 화재에 관한 정보를 충전기(예: 도 2의 충전기(2)) 또는 배터리 관리 장치(100)에 저장하도록 할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 화재가 발생하는 경우 데이터의 유실을 방지하기 위하여, 화재가 발생한 것으로 판단한 경우 센서(110)에서 수집된 화재에 관한 정보를 배터리 관리 장치(100) 또는 충전기에 저장하도록 할 수 있다. 실시예에 따라서, 컨트롤러(120)는 화재에 관한 정보를 외부 서버(예: 도 1의 상위 제어기(2))로 전송하도록 할 수 있다.
실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 화재 발생 여부를 판단하기 위한 최소한의 전원을 충전기(예: 도 2의 충전기(3))로부터 공급받을 수 있다.
컨트롤러(120)는 배터리의 충전이 완료되면, 충전기와의 연결 해제 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 충전기와의 연결이 해제되지 않은 것으로 확인되면, 컨트롤러(120)는 충전기로 화재 모니터링을 위한 전원 공급을 요청할 수 있고, 충전기로부터 화재 모니터링을 위한 전원을 공급받을 수 있다. 다른 예를 들어, 충전기와 연결이 해제된 것으로 확인되면, 컨트롤러(120)는 슬립 모드로 전환할 수 있다. 실시예에 따르면, 충전기와 연결이 해제되는 경우, 차량의 사용자가 현장에 존재하는 것이기 때문에, 컨트롤러(120)는 슬립 모드로 전환하여 배터리가 방전되는 것을 방지할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 디스플레이(130)를 더 포함할 수 있다.
디스플레이(130)는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(130)는 사용자에게 배터리 관리 장치(100)를 슬립 모드로 전환할지 여부를 설정할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
실시예에 따라서, 디스플레이(130)는 충전이 완료된 경우 사용자에게 배터리 관리 장치(100)를 슬립 모드로 전환할지 또는 배터리 관리 장치(100)를 동작 모드로 유지할지 여부를 설정할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
컨트롤러(120)는 화재 모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 위한 사용자 명령을 수신할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 디스플레이(130)로부터 사용자 명령을 수신할 수 있다.
컨트롤러(120)는 사용자 명령에 기반하여 화재 모니터링 기능의 활성화 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 명령에 따라 화재 모니터링 기능이 활성화 되어 있는 동안 배터리의 충전이 완료되면, 컨트롤러(120)는 충전 완료 이후 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여 화재 발생에 관한 정보를 모니터링할 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 사용자 명령에 따라 화재 모니터링 기능이 비활성화 되어있는 동안 배터리의 충전이 완료되면, 컨트롤러(120)는 충전 완료 이후 슬립 모드로 전환할 수 있다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 디스플레이의 예시를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 사용자 인터페이스(40)는 동작 모드(또는 모니터링 모드)로 유지할지 여부를 설정할 수 있는 버튼(45)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(100)는 디스플레이를 통해 화재 모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 위한 사용자 명령을 수신할 수 있다.
실시예에 따라서, 동작 모드로 유지할지 여부를 설정할 수 있는 버튼(45)을 통해, 사용자는 차량의 충전이 완료된 경우에 배터리 관리 장치(100)를 동작 모드로 유지시킬지 또는 슬립 모드로 전환할지 여부를 선택할 수 있다.
실시예에 따라서, 배터리 관리 장치(100)는 버튼(45)을 통해 화재 모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 위한 사용자 명령을 수신할 수 있다.
실시예에 따라서, 동작 모드는 모니터링 모드로 참조될 수 있다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 동작 방법은, 화재 발생에 관한 정보를 생성하는 단계(S110), 충전기로부터 공급되는 배터리 충전을 위한 전원에 기초하여 배터리의 충전을 제어 하는 단계(S120), 배터리의 충전이 완료되면, 충전기로부터 공급되는 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여, 화재 발생에 관한 정보를 모니터링하는 단계(S130) 및 모니터링 결과를 기초로 화재 발생 여부를 판단하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
화재 발생에 관한 정보를 생성하는 단계(S110)에서 센서(110)는 화재 발생에 관한 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 센서(110)는 온도, 가스, 배터리 셀 간 전압 편차, 빛 발생 여부, 과전압 및 과전류 여부 중 적어도 어느 하나를 감지할 수 있고, 감지된 정보에 기초하여 화재 발생에 관한 정보를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 센서(110)는 전압 감지 센서, 전류 감지 센서, 써미스터(Thermistor), 온도 센서, 빛 감지 센서 및 가스 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
충전기로부터 공급되는 배터리 충전을 위한 전원에 기초하여 배터리의 충전을 제어 하는 단계(S120)에서 컨트롤러(120)는 충전기로부터 공급되는 배터리 충전을 위한 전원에 기초하여 배터리의 충전을 제어할 수 있다.
배터리의 충전이 완료되면, 충전기로부터 공급되는 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여, 화재 발생에 관한 정보를 모니터링하는 단계(S130)에서, 컨트롤러(120)는 배터리의 충전이 완료되면, 충전기로부터 공급되는 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여 화재 발생에 관한 정보를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 충전기로부터 공급되는 화재 모니터링을 위한 최소한의 전원에 기초하여 센서(110)로부터 생성되는 화재 발생에 관한 정보를 모니터링할 수 있다.
모니터링 결과를 기초로 화재 발생 여부를 판단하는 단계(S140)에서 컨트롤러(120)는 모니터링 결과를 기초로 화재 발생 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 차량의 화재 발생에 관한 정보를 기초로, 온도가 설정값 이상으로 증가하는 경우, 빛이 설정값 이상으로 발생한 경우, 가스가 설정값 이상으로 발생하는 경우, 과전압이 설정값 이상으로 발생한 경우, 과전류가 설정값 이상으로 발생한 경우 및 배터리 셀 간 전압 편차가 설정값 이상인 경우 중 적어도 어느 하나 이상의 경우 차량에 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 구체적으로 보여주는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 충전 완료시 충전기로부터 화재 모니터링을 위한 전원을 공급받는 차량에 포함된 배터리 관리 장치(100)의 동작 방법은 화재 발생 여부에 기반하여 화재를 예방하기 위한 동작을 수행하도록 차량 내부의 다른 장치를 제어하는 단계(S210), 화재가 발생한 것으로 판단한 경우 화재에 관한 정보를 충전기 또는 배터리 관리 장치에 저장하는 단계(S220)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 배터리 관리 장치(100)의 동작 방법은 S210 단계 및 S220 단계 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
화재 발생 여부에 기반하여 화재를 예방하기 위한 동작을 수행하도록 차량 내부의 다른 장치를 제어하는 단계(S210)에서 컨트롤러(120)는 화재 발생 여부에 기반하여 화재를 예방하기 위한 동작을 수행하도록 차량 내부의 다른 장치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 강제 벤트 동작, 급속 쿨링 동작 및 워터 노즐을 통해 화재를 진압하는 동작 중 적어도 어느 하나의 동작을 수행하도록 차량 내부의 다른 장치를 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 컨트롤러(120)는 화재가 발생할 것으로 예상되는 경우, 차량 내부의 모든 시스템을 셧 다운(shut down)하여 차량 발화까지 진행이 되지 않도록 방지할 수 있다.
화재가 발생한 것으로 판단한 경우 화재에 관한 정보를 충전기 또는 배터리 관리 장치에 저장하는 단계(S220)에서 컨트롤러(120)는 화재에 관한 정보를 충전기(예: 도 2의 충전기(2)) 또는 배터리 관리 장치(100)에 저장하도록 할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 화재가 발생하는 경우 데이터의 유실을 방지하기 위하여, 화재가 발생한 것으로 판단한 경우 센서(110)에서 수집된 화재에 관한 정보를 배터리 관리 장치(100) 또는 충전기에 저장하도록 할 수 있다. 실시예에 따라서, 컨트롤러(120)는 화재에 관한 정보를 외부 서버(예: 도 1의 상위 제어기(2))로 전송하도록 할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 동작 방법은, 배터리의 충전이 완료되면 충전기와의 연결 해제 여부를 확인하는 단계(S310) 및 충전기로 화재 모니터링을 위한 전원 공급을 요청하고, 충전기로부터 화재 모니터링을 위한 전원을 공급받거나, 충전기와 연결이 해제된 것으로 확인되면 슬립 모드로 전환하는 단계(S320, S330)를 더 포함할 수 있다.
배터리의 충전이 완료되면 충전기와의 연결 해제 여부를 확인하는 단계(S310)에서 컨트롤러(120)는 배터리의 충전이 완료되면, 충전기와의 연결 해제 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 충전기로부터 전달되는 에너지가 존재하면 컨트롤러(120)는 충전기와의 연결이 해제되지 않은 것으로 확인할 수 있고, 충전기로부터 전달되는 에너지가 없으면 컨트롤러(120)는 충전기와의 연결이 해제된 것으로 확인할 수 있다.
충전기와의 연결이 해제되지 않은 것으로 확인되면, S320에서, 컨트롤러(120)는 충전기로 화재 모니터링을 위한 전원 공급을 요청할 수 있고, 충전기로부터 화재 모니터링을 위한 전원을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 화재 모니터링을 위한 최소한의 전원을 충전기로부터 공급받을 수 있다.
충전기와의 연결이 해제된 것으로 확인되면, S330에서, 컨트롤러(120)는 슬립 모드로 전환할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 동작 방법은, 화재 모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 위한 사용자 명령을 수신하는 단계(S410), 모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 확인하는 단계(S420), 제1 사용자 명령에 따라 화재 모니터링 기능이 활성화 되어 있는 동안 배터리의 충전이 완료되면, 충전 완료 이후 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여 화재 발생에 관한 정보를 모니터링하는 단계(S430) 및 제2 사용자 명령에 따라 화재 모니터링 기능이 비활성화 되어 있는 동안 배터리의 충전이 완료되면, 충전 완료 이후 슬립 모드로 전환하는 단계(S440)를 더 포함할 수 있다.
화재 모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 위한 사용자 명령을 수신하는 단계(S410)에서 컨트롤러(120)는 화재 모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 위한 사용자 명령을 수신할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 디스플레이(130)로부터 수신된 사용자 명령을 수신할 수 있다.
모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 확인하는 단계(S420)에서 컨트롤러(120)는 사용자 명령에 기초하여 모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 확인할 수 있다.
모니터링 기능을 활성화하는 사용자 입력(예: 제1 사용자 명령)이 수신된 경우, S430에서, 컨트롤러(120)는 화재 모니터링 기능이 활성화 되어 있는 동안 배터리의 충전이 완료되면, 충전 완료 이후 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여 화재 발생에 관한 정보를 모니터링할 수 있다.
모니터링 기능을 비활성화하는 사용자 입력(예: 제2 사용자 명령)이 수신된 경우, S440에서, 컨트롤러(120)는 화재 모니터링 기능이 비활성화 되어 있는 동안 배터리의 충전이 완료되면, 충전 완료 이후 슬립 모드로 전환할 수 있다.
도 9는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 수행하기 위한 컴퓨팅 시스템의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(1000)은 MCU(1010), 메모리(1020), 입출력 I/F(1030) 및 통신 I/F(1040)를 포함할 수 있다.
MCU(1010)는 메모리(1020)에 저장되어 있는 각종 프로그램(예를 들면, 배터리 팩 전압 또는 전류 수집 프로그램, 릴레이 제어 프로그램, 배터리 화재 감지 프로그램 등)을 실행시키고, 이러한 프로그램들을 통해 배터리 팩의 전압, 온도, 화재 발생 여부 등을 포함한 각종 정보를 처리하며, 전술한 도 2에 나타낸 배터리 관리 장치의 기능들을 수행하도록 하는 프로세서일 수 있다.
메모리(1020)는 배터리의 로그 정보 수집 및 진단에 관한 각종 프로그램을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1020)는 배터리의 전류, 전압, 배터리 팩의 전압, 온도 등 각종 정보를 저장할 수 있다.
이러한 메모리(1020)는 필요에 따라서 복수 개 마련될 수도 있을 것이다. 메모리(1020)는 휘발성 메모리일 수도 있으며 비휘발성 메모리일 수 있다. 휘발성 메모리로서의 메모리(1020)는 RAM, DRAM, SRAM 등이 사용될 수 있다. 비휘발성 메모리로서의 메모리(1020)는 ROM, PROM, EAROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등이 사용될 수 있다. 상기 열거한 메모리(1020)들의 예를 단지 예시일 뿐이며 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
입출력 I/F(1030)는, 키보드, 마우스, 터치 패널 등의 입력 장치(미도시)와 디스플레이(미도시) 등의 출력 장치와 MCU(1010) 사이를 연결하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
통신 I/F(1040)는 서버와 각종 데이터를 송수신할 수 있는 구성으로서, 유선 또는 무선 통신을 지원할 수 있는 각종 장치일 수 있다. 예를 들면, 배터리 관리 장치는 통신 I/F(1040)를 통해 별도로 마련된 외부 서버로부터 릴레이 제어 프로그램이나 각종 배터리 팩의 전압, 전류, 온도, 화재 발생 여부와 같은 정보를 송수신할 수 있다.
이와 같이, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 메모리(1020)에 기록되고, MCU(1010)에 의해 처리됨으로써, 예를 들면 도 3에서 도시한 각 기능들을 수행하는 모듈로서 구현될 수도 있다.
이상의 설명은 본 문서에 개시된 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 문서에 개시된 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 문서에 개시된 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 문서에 개시된 기술 사상의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 문서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 배터리 팩
2: 상위 제어기
3: 충전기
4: 차량
5: 충전 케이블
10: 복수의 배터리 모듈
12: 센서
14: 스위칭 부
20: 배터리 관리 시스템
40: 사용자 인터페이스
45: 버튼
100: 배터리 관리 장치
110: 센서
120: 컨트롤러
130: 디스플레이
1000: 컴퓨팅 시스템
1010: MCU
1020: 메모리
1030: 입출력 I/F
1040: 통신 I/F

Claims (12)

  1. 배터리 관리 장치에 있어서,
    화재 발생에 관한 정보를 생성하는 센서; 및
    충전기로부터 공급되는 배터리 충전을 위한 전원에 기초하여 상기 배터리의 충전을 제어하고,
    상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전기로부터 공급되는 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여, 상기 화재 발생에 관한 정보를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과를 기초로 화재 발생 여부를 판단하는 컨트롤러를 포함하는 배터리 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 화재 발생 여부에 기반하여 화재를 예방하기 위한 동작을 수행하도록 차량 내부의 다른 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 화재가 발생한 것으로 판단한 경우 상기 화재에 관한 정보를 상기 충전기 또는 상기 배터리 관리 장치에 저장하도록 하는 것을 특징으로 하는, 배터리 관리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 화재 발생 여부를 판단하기 위한 최소한의 전원을 상기 충전기로부터 공급받는 것을 특징으로 하는, 배터리 관리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 충전기와의 연결 해제 여부를 확인하고,
    상기 충전기와의 연결이 해제되지 않은 것으로 확인되면, 상기 충전기로 상기 화재 모니터링을 위한 전원 공급을 요청하고,
    상기 충전기로부터 상기 화재 모니터링을 위한 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는, 배터리 관리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 충전기와 연결이 해제된 것으로 확인되면, 슬립 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 화재 모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 위한 사용자 명령을 수신하고,
    제1 사용자 명령에 따라 상기 화재 모니터링 기능이 활성화 되어 있는 동안 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전 완료 이후 상기 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여 상기 화재 발생에 관한 정보를 모니터링하고,
    제2 사용자 명령에 따라 상기 화재 모니터링 기능이 비활성화 되어 있는 동안 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전 완료 이후 슬립 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는, 배터리 관리 장치.
  8. 배터리 관리 장치의 동작 방법에 있어서,
    화재 발생에 관한 정보를 생성하는 단계;
    충전기로부터 공급되는 배터리 충전을 위한 전원에 기초하여 상기 배터리의 충전을 제어하는 단계;
    상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전기로부터 공급되는 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여, 상기 화재 발생에 관한 정보를 모니터링하는 단계; 및
    상기 모니터링 결과를 기초로 화재 발생 여부를 판단하는 단계; 를 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 화재 발생 여부에 기반하여 화재를 예방하기 위한 동작을 수행하도록 차량 내부의 다른 장치를 제어하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 화재가 발생한 것으로 판단한 경우 상기 화재에 관한 정보를 상기 충전기 또는 상기 배터리 관리 장치에 저장하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 충전기와의 연결 해제 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 충전기와의 연결이 해제되지 않은 것으로 확인되면, 상기 충전기로 상기 화재 모니터링을 위한 전원 공급을 요청하고, 상기 충전기로부터 상기 화재 모니터링을 위한 전원을 공급받거나,
    상기 충전기와 연결이 해제된 것으로 확인되면 슬립 모드로 전환하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 화재 모니터링 기능의 활성화 또는 비활성화를 위한 사용자 명령을 수신하는 단계;
    제1 사용자 명령에 따라 상기 화재 모니터링 기능이 활성화 되어 있는 동안 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전 완료 이후 상기 화재 모니터링을 위한 전원에 기초하여 상기 화재 발생에 관한 정보를 모니터링하거나,
    제2 사용자 명령에 따라 상기 화재 모니터링 기능이 비활성화 되어 있는 동안 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 충전 완료 이후 슬립 모드로 전환하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
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