KR20230139001A - 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법 - Google Patents

전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법 Download PDF

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Abstract

소형 전기 버스의 주제어 장치인 차량 제어기(VCU, Vehicle Control Unit)에서 각각의 차량 상태에 맞게 효율적으로 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)을 제어하도록 한 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법에 관한 것으로서, 소형 전기 버스의 주제어 장치인 차량 제어기에서 이그니션(IG) 키 온 신호가 발생하면 배터리 관리 시스템(BMS)에 온 제어신호를 발생하고, 배터리 관리 시스템으로부터 초기 기동에 따른 준비신호가 도래하면 시동을 작동시키며, 시동 오프시 배터리 관리 시스템에 BMS 오프 제어신호를 전송하고, 고전압 장치들의 작동을 체크한 후 PRA(Power Relay Assembly) 오프 및 BMS 전원을 오프하며, 배터리 관리 시스템에서 내부 고전압 문제 발생시 PRA 오프를 차량 제어기에 요청하고, 차량 제어기에서 발생한 PRA 오프 제어신호가 수신되면 배터리 커넥터를 오프하며, 충전 시 배터리 관리 시스템은 충전 릴레이 제어를 차량 제어기에 요청하고, 충전 시퀀스는 EVCC의 제어에 따라 진행한다.

Description

전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법{Battery management system control method of vehicle controller for electric vehicle}
본 발명은 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법에 관한 것으로, 특히 소형 전기 버스의 주제어 장치인 차량 제어기(VCU, Vehicle Control Unit)에서 차량 상태 및 배터리 상태에 맞게 효율적으로 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)을 제어하도록 한 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 전기 자동차의 주제어 장치인 차량 제어기(VCU, Vehicle Control Unit)는 차량에 탑재되는 다양한 전장품들(예컨대, 레귤레이터, MCU, 공조기, 배터리를 포함하는 배터리 관리 시스템(BMS), DC-DC 컨버터, 등)에 대한 전자 제어를 담당하는 데, 이를 위하여 차량 제어기와 각 전장품들 간에는 CAN(controller area network) 버스를 통해 물리적으로 연결되는 구조를 채용한다.
즉, 차량 제어기는 CAN 버스를 통해 물리적으로 연결되는 각 전장품들에 대한 전자 제어를 실행하는데, 이를 위하여 차량 제어기에서는 자신이 관장하는 각 전장품들에 대한 사양정보(또는 기초정보)에 의거하여 각 전장품들의 구동 환경 파라미터를 설정하고 캔 통신을 통해 제어한다.
특히, 배터리 관리 시스템의 제어에 대하여, 배터리 충전 제어, 배터리 충전량 확인, 배터리 충전량을 기초로 한 주행가능거리 산출 및 표시 등을 캔 통신을 통해 제어한다.
이와 같이 일반적인 전기차의 주 제어장치인 차량 제어기는 배터리 관리 시스템에 대하여, 단순히 배터리 충전 제어, 배터리 충전량 확인, 주행가능거리 산출 및 표시 등에 대해 단순 동작만을 제어할 뿐, 차량의 다양한 상황에 대하여 효율적으로 배터리 관리 시스템을 제어하는 것은 불가능하다.
아울러 배터리 관리 시스템의 모든 제어는 차량 제어기에서 전담하는 형태이며, 배터리 관리 시스템에서 자체적으로 전원 차단 등을 수행할 수 없는 구조여서, 차량 제어기로부터 제어 신호를 받기 이전에 긴급 상황 발생시 이에 대처할 수 없는 단점도 있다.
따라서 차량 제어기에 차량의 다양한 상황에 맞게 배터리 관리 시스템을 최적으로 제어하는 프로세스가 요구되며, 긴급 상황에서 배터리 관리 시스템에서 차량 제어기의 제어 이전에 긴급차단 등을 자동으로 수행하여 안전을 도모할 수 있는 프로세스가 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 10-2022-0016622(2022.02.10. 공개)(배터리 관리 장치) 대한민국 공개특허 10-2020-0109914(2020.09.23. 공개)(차량 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템)
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 전기차의 차량 제어기에서 배터리 관리 시스템을 제어할 때 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 소형 전기 버스의 주제어 장치인 차량 제어기(VCU, Vehicle Control Unit)에서 차량 상태 및 배터리 상태에 맞게 효율적으로 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)을 제어하도록 한 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법"은,
(a) 소형 전기 버스의 주제어 장치인 차량 제어기에서 이그니션(IG) 키 온 신호가 발생하면 배터리 관리 시스템(BMS)에 온 제어신호를 발생하고, 상기 배터리 관리 시스템으로부터 초기 기동에 따른 준비신호가 도래하면 시동을 작동시키는 단계;
(b) 상기 차량 제어기에서 시동 오프시 상기 배터리 관리 시스템에 BMS 오프 제어신호를 전송하고, 고전압 장치들의 작동을 체크한 후 PRA(Power Relay Assembly) 오프 및 BMS 전원을 오프하는 단계;
(c) 상기 배터리 관리 시스템에서 내부 고전압 문제 발생시 PRA 오프를 상기 차량 제어기에 요청하고, 상기 차량 제어기에서 발생한 PRA 오프 제어신호가 수신되면 배터리 커넥터를 오프하는 단계; 및
(d) 충전 시 상기 배터리 관리 시스템은 충전 릴레이 제어를 상기 차량 제어기에 요청하고, 충전 시퀀스는 EVCC의 제어에 따라 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 "전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법"은, (e) 상기 배터리 관리 시스템에서 배터리 위험 상태를 검출하면 상기 차량 제어기에 배터리 위험 메시지를 전송하여 상기 차량 제어기에서 전력 디레이팅(Derating)을 수행하도록 유도하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 "전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법"은, (f) 상기 배터리 관리 시스템에서 배터리 실패 검출시 상기 차량 제어기에 배터리 실패 메시지를 전송하여 상기 차량 제어기에서 전력 공급을 중지하도록 유도하고, 상기 배터리 관리 시스템에서 PRA 오프 요청이 발생하면 상기 차량 제어기에서 PRA 오프 제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기에서 차량 제어기와 상기 배터리 관리 시스템은 캔 버스를 통해 제어 데이터 및 요청 데이터를 인터페이스하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a)단계에서 배터리 관리 시스템은 웨이크업되면 배터리 관련 데이터를 캔 버스를 통해 상기 차량 제어기에 실시간 지속적으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 초기 기동에 따른 준비신호는 차량 제어기에서 구동관련 PRA 제어를 할 수 있는 인에이블(Enable) 신호인 것을 특징으로 한다.
상기에서 (b)단계는,
상기 배터리 관리 시스템의 전원 오프 후 설정시간 이내에 BMS 동작이 종료되지 않으면 강제 종료를 통해 배터리 관리 시스템을 종료시키는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (c)단계는,
상기 배터리 관리 시스템에서 배터리 긴급 차단이 필요한 경우, 상기 차량 제어기에 차단 요청 메시지를 전송하고, 상기 차량 제어기의 제어 유무와는 무관하게 자동으로 PRA를 오프하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 차량 제어기는 충전중 상기 배터리 관리 시스템으로부터 충전종료가 요청되면, 충전기와 접속을 종료하고, 상기 배터리 관리 시스템은 충전 종료상태 메시지를 상기 차량 제어기에 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 소형 전기 버스의 주제어 장치인 차량 제어기(VCU, Vehicle Control Unit)에서 차량 상태 및 배터리 상태에 맞게 효율적으로 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)을 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 배터리 관리 시스템에서 배터리 방전 긴급 차단시 상기 차량 제어기의 제어를 따르지 않고 자체적으로 긴급 차단을 하여 차량 안전성을 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법이 적용되는 소형 전기 버스용 차량 제어기의 구성도,
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법을 보인 프로세스이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법이 적용되는 소형 전기 버스용 차량 제어기(VCU)(100)의 내부 구성도이다.
오류 정정을 위한 켈리브레이션 프로토콜 모듈(Calibration Protocol Module)(101), 캔 구동을 위한 복수의 캔 드라이버(CAN Driver)(102), 아날로그 통신의 위한 아날로그 통신 드라이버(103), 차량 제어기의 내부 온도를 감지하는 내부 온도감지부(104), 센서에 구동 전원을 공급하는 센서 전원 공급부(105), 데이터 저장을 위한 데이터 저장장치(106), 캔 통신 제어를 위한 캔 컨트롤러(107), UART 컨트롤러(107), 직병렬 인터페이스를 SPI 컨트롤러(109), 캔 버스(110), 배터리 상태(배터리 전압, 시스템 전압, 센서, 상태, 전류, 기타) 값을 수신하는 배터리 상태 수신모듈(111), 차량 전장 시스템과 통신을 통해 다양한 상태 값을 아날로그 형태로 입력받는 아날로그 입력 모듈(112), 웨이크 업 신호 및 구성 데이터 등을 입력받는 제1 및 제2 디지털 입력모듈(113, 114), 주파수를 입력받는 주파수 입력 모듈(115), 충전 데이터를 입력받는 충전 데이터 입력모듈(116), 다양한 제어 데이터를 전장 제품으로 출력하고 전장 제품의 상태 데이터를 수신하는 제1 내지 제3 출력 모듈(117 - 119), 펄스폭 변조신호(PWM신호)를 전장 제품에 출력하는 PWM 출력모듈(120), 주파수를 출력하는 주파수 출력 모듈(121)을 포함할 수 있다.
도 1과 같은 차량 제어기의 구성은 통상의 소형 전기 버스 내에 구비되어 전장 제품을 제어하는 차량 제어기(VCU)의 일반적인 구성이라고 볼 수 있다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 "전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법"을 보인 프로세스로서, (a) 소형 전기 버스의 주제어 장치인 차량 제어기(100)에서 이그니션(IG) 키 온 신호(IGKey ON)가 발생하면 배터리 관리 시스템(BMS)(200)에 온 제어신호를 발생하고, 상기 배터리 관리 시스템(200)으로부터 초기 기동에 따른 준비신호(bms_PRA_RDY=1)가 도래하면 시동을 작동시키는 단계(S101 - S105), (b) 상기 차량 제어기(100)에서 시동 오프시 상기 배터리 관리 시스템(200)에 BMS 오프 제어신호를 전송하고, 고전압 장치들의 작동을 체크한 후 PRA(Power Relay Assembly) 오프 및 BMS 전원을 오프하는 단계(S106 - S108), (c) 상기 배터리 관리 시스템(200)에서 내부 고전압 문제 발생시 PRA 오프를 상기 차량 제어기(100)에 요청하고, 상기 차량 제어기(100)에서 발생한 PRA 오프 제어신호가 수신되면 배터리 커넥터를 오프하는 단계(S301 - S304), (d) 충전 시 상기 배터리 관리 시스템(200)은 충전 릴레이 제어를 상기 차량 제어기(100)에 요청하고, 충전 시퀀스는 EVCC의 제어에 따라 진행하는 단계(S201 - S213)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 "전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법"은, (e) 상기 배터리 관리 시스템(200)에서 배터리 위험 상태를 검출하면 상기 차량 제어기(100)에 배터리 위험 메시지를 전송하여 상기 차량 제어기(100)에서 배터리 위험 상태를 확인하여 전력 디레이팅(Derating)을 수행하도록 유도하는 단계(S401 - S403)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 "전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법"은, (f) 상기 배터리 관리 시스템(200)에서 배터리 실패 검출시 상기 차량 제어기(100)에 배터리 실패 메시지를 전송하여 상기 차량 제어기(100)에서 전력 정지 제어를 수행하도록 유도하고, 상기 배터리 관리 시스템(200)에서 PRA 오프 요청이 발생하면 상기 차량 제어기(100)에서 PRA 오프 제어를 수행하는 단계(S501 - S506)를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 소형 전기 버스의 주제어 장치인 차량 제어기(100)에서 이그니션(IG) 키 온 신호(IGKey ON)가 발생하면, 배터리 관리 시스템(200)을 온 시키기 위해서 배터리 관리 시스템(BMS)(200)에 캔 버스를 통해 온 제어신호(vcu_SYS_ON=1)를 발생한다(S101).
배터리 관리 시스템(200)은 BMS 온 신호가 수신되면, 시스템 상태를 체크하고, 이상이 없으면 BMS PRA(Power Relay Assembly)를 온 시키기 위한 준비가 완료되었음을 나타내는 고전압 공급 준비신호(bms_PRA_RDY=1)를 차량 제어기(100)에 캔 버스를 통해 전송한다(S102). 상기 준비신호는 차량 제어기(100)에서 구동관련 PRA 제어를 할 수 있는 인에이블(Enable) 신호일 수 있다.
여기서 PRA는 전기차량에 전력을 공급하는 배터리에서 인가되는 전력을 공급받아 부하단에 전력의 공급과 차단을 위해 구동하는 릴레이의 온/오프 동작을 제어하는 장치이다.
차량 제어기(100)는 배터리 관리 시스템(200)으로부터 고전압 공급을 위한 준비신호(bms_PRA_RDY=1)가 수신되면, 고전압 시스템(HV system)의 고전압 공급 준비 상태가 된 것으로 판단을 하고, PRA ON 제어를 위한 PRA 구동신호(vcu_DO_PRA_BAT=1)를 배터리 관리 시스템(200)으로 전송한다(S103).
PRA 구동신호를 수신한 배터리 관리 시스템(200)은 배터리 커넥터를 온시키고, 고전압 공급 준비가 완료되었다는 준비 완료신호(bms_Ready=1)를 차량 제어기(100)에 전송한다(S104).
준비 완료신호를 수신한 차량 제어기(100)는 고전압 시스템의 전압 체크모드로 전환한다.
아울러 배터리 관리 시스템(200)은 웨이크업되면 배터리 관련 데이터(BatteryData)를 캔 버스를 통해 상기 차량 제어기(100)에 실시간 지속적으로 전송한다(S105).
이에 차량 제어기(100)는 수신한 배터리 데이터를 체크하여 정상상태이면, 구동 시스템 준비가 완료된 것으로 판단을 하고, 차량 시동을 동작시킨다.
한편, 상기 차량 제어기(100)는 시동 오프가 발생하면(IG OFF), 상기 배터리 관리 시스템(200)에 BMS 오프 제어신호(vcu_SYS_ON=0)를 전송하여 배터리 관리 시스템(200)의 오프 제어를 한다(S106).
이어, 차량 제어기(100)는 고전압 장치들의 작동을 체크한 후(고전압 시스템의 정지 및 오프), PRA(Power Relay Assembly) 오프 및 BMS 오프하는 제어신호(vcu_DO_PRA_BAT=0)를 상기 배터리 관리 시스템(200)에 전송한다(S107).
여기서 차량 제어기(100)는 상기 배터리 관리 시스템(200)의 전원 오프 후 설정시간 이내에 BMS 동작이 종료되지 않으면 강제 종료를 통해 배터리 관리 시스템(200)을 종료시킬 수 있다.
PRA 오프 및 BMS 오프 제어신호에 따라 배터리 관리 시스템(200)은 배터리 커넥터를 오프하고, 배터리 메인 커넥터의 피드백 신호를 받은 후 배터리 관리 시스템이 대기상태로 전환한다는 대기 신호(bms_Ready=0)를 상기 차량 제어기(100)에 전송하고 대기 상태로 전환을 한다(S108). 이러한 대기 신호를 이용하여 차량 제어기(100)는 배터리 관리 시스템의 파워가 오프된 것으로 판단한다.
다음으로, 배터리 관리 시스템(200)의 충전 시퀀스를 설명하면 다음과 같다.
배터리 충전시 차량 제어기(100)는 충전을 위해 EVCC를 웨이크-업시키고, Proximity를 확인하고, 충전 제어신호(vcu_CHG_Proximity=2)를 배터리 관리 시스템(200)에 전송한다(S201).
아울러 차량 제어기(100)는 충전시 배터리 관리 시스템의 전력 온 신호(vcu_SYS_ON=2) 신호를 배터리 관리 시스템(200)에 전송한다(S202). 이러한 전력 온 신호에 따라 배터리 관리 시스템(200)은 충전 모드로 전환을 하고 충전 준비가 완료되었다는 충전 준비 완료신호(bms_PRA_RDY=1)를 차량 제어기(100)에 전송한다(S203).
충전 준비 완료신호를 수신한 차량 제어기(100)는 PRA를 온(on) 상태로 제어한다.
충전 준비가 완료되면, 차량 제어기(100)는 LDC 및 냉각 제어를 하고 충전 릴레이 온(on) 신호(vcu_SYS_ChgStart_RDY=1)를 배터리 관리 시스템(200)에 전송한다(S204). 충전 릴레이 온 신호를 수신한 배터리 관리 시스템(20))은 충전 릴레이를 온하고 충전을 시작하며, 그에 대한 응답(bms_ChaContactorRq=1)을 차량 제어기(100)에 전송한다(S205).
상기 차량 제어기(100)는 배터리 관리 시스템(200)으로부터 충전 릴레이 온 신호를 수신하면, PRA 온 신호(vcu_DO_PRA_CHG=1)를 배터리 관리 시스템(200)으로 전송하여 충전을 제어한다(S206). 충전중 배터리 관리 시스템(20))은 배터리 상태 데이터(BatteryData)를 지속적으로 차량 제어기(10))로 전송한다(S207).
차량 제어기(100)는 충전중 배터리 상태 데이터를 기초로 충전 상태를 모니터링한다.
아울러 배터리 충전이 완료되면 배터리 관리 시스템(200)은 차량 제어기(100)에 충전 완료 신호(bms_ChgEnd=1)와 충전 릴레이 오프를 요청하는 신호(bms_ChgContactorRq=0)를 차량 제어기(100)에 전송한다(S208 - S209).
충전 완료 신호 및 충전 릴레이 오프 요청신호를 수신한 차량 제어기(100)는 충전 릴레이 오프 제어를 위한 제어신호(vcc_DO_PRA_CHG=0)를 배터리 관리 시스템(20))으로 전송하여 충전 릴레이를 오프하도록 한다(S210).
아울러 차량 제어기(100)는 충전을 위한 EVCC를 오프시키고, 배터리 관리 시스템의 오프 제어신호(vcu_SYS_ON=0)를 배터리 관리 시스템(200)으로 전송하여 배터리 관리 시스템(200)을 오프시킨다(S211).
아울러 차량 제어기(100)는 시스템 정비, 고전압 시스템 상태 확인, PRA 오프 제어를 위한 PRA 오프 제어신호(vcu_DO_PRA_BAT=0)를 배터리 관리 시스템(200)으로 전송하여 배터리 커넥터를 오프시킨다(S212).
배터리 관리 시스템(200)은 배터리 커넥터를 오프하면, 배터리가 오프되었다는 신호(bms_Ready=0)를 차량 제어기(100)에 전송하고, 충전을 종료한다(S213).
차량 제어기(100)는 배터리 관리 시스템을 상태를 확인하고, 배터리 관리 시스템의 전력이 오프된 것으로 판단을 한다.
한편, 전기차의 운영중 또는 충전중 상기 배터리 관리 시스템(200)은 내부 고전압 문제 발생시 PRA 오프를 위한 PRA 오프 요청신호(bms_PRA_RDY=0)를 상기 차량 제어기(100)에 요청한다(S301).
PRA 오프 요청신호를 수신하면 차량 제어기(100)는 PRA 오프를 위한 PRA 오프 제어신호(vcu_DO_PRA_BAT=0)를 배터리 관리 시스템(200)으로 전송한다(S302).
PRA 오프 제어신호를 수신한 배터리 관리 시스템(200)은 배터리 커넥터를 오프하고, PRA 오프 제어신호에 대한 응답신호(bms_Ready=0)와 배터리 상태 데이터(BatteryData)를 상기 차량 제어기(10))에 전송한다(S303 - S304).
이로써 내부 고전압 문제 발생시 배터리 커넥터를 신속하게 오프하여 안전을 도모한다.
또한, 배터리 운영 도중에 배터리 관리 시스템(200)은 발열과 같은 배터리 위험 상태를 검출하면(Battery Warning detect), 상기 차량 제어기(100)에 배터리 위험 메시지(bms_Warning=1)를 전송한다(S401).
아울러 배터리 관리 시스템(200)은 자체적으로 방전 전류를 최대로 감소하고, 충전 전류를 최대로 감소하고, 그에 따른 방전 전류 감소신호(bms_I_DCHG_Max) 및 충전 전류 감소신호(bms_I_CHG_Max)를 상기 차량 제어기(100)에 전송한다(S402 - S403).
차량 제어기는 배터리 관리 시스템(200)에서 배터리 위험 상태 메시지를 수신하면 전력 디레이팅(Derating)을 수행하여, 전력을 감소하면서 최소한의 전력으로 중요한 기능은 수행하도록 한다.
또한, 상기 배터리 관리 시스템(200)은 시스템 운영중 배터리 실패 검출시(Battery Fault detect), 상기 차량 제어기(100)에 배터리 실패 메시지(bms_Fault=1)를 전송하고, 전류 충전 및 전류 방전 오프를 수행한다(S501). 이어, 방전 전류 오프 메시지(bms_I_DCHG_Max) 및 충전 전류 오프 메시지(bms_I_CHG_Max)를 상기 차량 제어기(100)에 전송한다(S502 - S503).
상기 차량 제어기(100)는 배터리 실패 검출에 따라 배터리 관리 시스템(200)으로부터 배터리 실패 메시지와 충전 및 방전 전류 오프 메시지를 수신하면, 전력 공급 정지를 수행한다.
아울러 배터리 관리 시스템(200)은 배터리 긴급 차단이 필요한 경우, 상기 차량 제어기(100)에 차단 요청 메시지(bms_PRA_RDT=0)를 전송한다(S504).
상기 배터리 차단 요청 메시지를 수신한 차량 제어기(100)는 배터리 관리 시스템(20))에 PRA 오프 제어신호(vcu_DO_PRA_BAT=0)를 전송한다(S505).
상기 PRA 오프 제어신호를 수신한 배터리 관리 시스템(200)은 PRA를 오프하고, 응답 신호(bms_Ready=0)를 상기 차량 제어기(100)에 전송한다(S506).
여기서 배터리 관리 시스템(200)은 방전 등으로 배터리의 긴급 차단이 필요한 경우, 차량 제어기(100)에 PRA 차단 요청 메시지를 전송하고, 상기 차량 제어기(100)의 제어 유무와는 무관하게 자동으로 PRA를 오프하여, 안전을 도모할 수 있다.
이상 상술한 본 발명에 따르면 소형 전기 버스의 주제어 장치인 차량 제어기(VCU, Vehicle Control Unit)에서 차량 상태 및 배터리 상태에 맞게 효율적으로 캔 버스를 통해 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)을 제어할 수 있다.
또한, 배터리 관리 시스템에서 PRA 긴급 차단시 상기 차량 제어기의 제어를 따르지 않고 자체적으로 PRA를 자동으로 오프하여 차량 안전성을 도모할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
100: 차량 제어기(VCU)
101: 켈리브레이션 프로토콜 모듈
102: 캔 드라이버
103: 아날로그 통신 드라이버
104: 내부 온도감지부
105: 센서 전원 공급부
106: 데이터 저장장치
107: 캔 컨트롤러
108: UART 컨트롤러
109: SPI 컨트롤러
110: 캔 버스
111: 배터리 상태 수신모듈
112: 아날로그 입력모듈
113, 114: 제1 및 제2 디지털 입력모듈
115: 주파수 입력모듈
116: 충전 데이터 입력모듈
117 - 119: 제1 내지 제3 출력모듈
120: PWM 출력모듈
121: 주파수 출력 모듈
200: 배터리 관리 시스템(BMS)

Claims (7)

  1. (a) 소형 전기 버스의 주제어 장치인 차량 제어기에서 이그니션(IG) 키 온 신호가 발생하면 배터리 관리 시스템(BMS)에 온 제어신호를 발생하고, 상기 배터리 관리 시스템으로부터 초기 기동에 따른 준비신호가 도래하면 시동을 작동시키는 단계;
    (b) 상기 차량 제어기에서 시동 오프시 상기 배터리 관리 시스템에 BMS 오프 제어신호를 전송하고, 고전압 장치들의 작동을 체크한 후 PRA(Power Relay Assembly) 오프 및 BMS 전원을 오프하는 단계;
    (c) 상기 배터리 관리 시스템에서 내부 고전압 문제 발생시 PRA 오프를 상기 차량 제어기에 요청하고, 상기 차량 제어기에서 발생한 PRA 오프 제어신호가 수신되면 배터리 커넥터를 오프하는 단계; 및
    (d) 충전 시 상기 배터리 관리 시스템은 충전 릴레이 제어를 상기 차량 제어기에 요청하고, 충전 시퀀스는 EVCC의 제어에 따라 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법.
  2. 청구항 1에서,
    (e) 상기 배터리 관리 시스템에서 배터리 위험 상태를 검출하면 상기 차량 제어기에 배터리 위험 메시지를 전송하여 상기 차량 제어기에서 전력 디레이팅(Derating)을 수행하도록 유도하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법.
  3. 청구항 1에서,
    (f) 상기 배터리 관리 시스템에서 배터리 실패 검출시 상기 차량 제어기에 배터리 실패 메시지를 전송하여 상기 차량 제어기에서 전력 공급을 중지하도록 유도하고, 상기 배터리 관리 시스템에서 PRA 오프 요청이 발생하면 상기 차량 제어기에서 PRA 오프 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법.
  4. 청구항 1에서, 상기 차량 제어기와 상기 배터리 관리 시스템은 캔 버스를 통한 캔 통신으로 제어 데이터 및 요청 데이터를 인터페이스하는 것을 특징으로 하는 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법.
  5. 청구항 1에서, 상기 초기 기동에 따른 준비신호는 차량 제어기에서 구동관련 PRA 제어를 할 수 있는 인에이블(Enable) 신호인 것을 특징으로 하는 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법.
  6. 청구항 1에서, 상기 (b)단계는,
    상기 배터리 관리 시스템의 전원 오프 후 설정시간 이내에 BMS 동작이 종료되지 않으면 강제 종료를 통해 배터리 관리 시스템을 종료시키는 것을 특징으로 하는 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법.
  7. 청구항 1에서, 상기 (c)단계는,
    상기 배터리 관리 시스템에서 배터리 긴급 차단이 필요한 경우, 상기 차량 제어기에 차단 요청 메시지를 전송하고, 상기 차량 제어기의 제어 유무와는 무관하게 자동으로 PRA를 오프하는 것을 특징으로 하는 전기차용 차량 제어기의 배터리 관리 시스템 제어방법.




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