KR20240038853A - 배터리 셀들에 연결된 셀 컨트롤러를 포함하는 배터리 모듈 - Google Patents

배터리 셀들에 연결된 셀 컨트롤러를 포함하는 배터리 모듈 Download PDF

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KR20240038853A
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Abstract

배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀들, 상기 복수의 배터리 셀들을 관리하기 위한 마스터 배터리 관리 시스템(BMS), 상기 복수의 배터리 셀들을 연결하고, 상기 마스터 BMS와 전기적으로 연결된 버스 바, 및 복수의 셀 컨트롤러를 포함한다. 상기 복수의 셀 컨트롤러들은, 제1 배터리 셀 및 제2 배터리 셀에 연결되고, 상기 제1 배터리 셀의 상태 및 상기 제2 배터리 셀의 상태를 나타내기 위한 제1 신호를, 상기 마스터 BMS로 송신하도록 구성된 제1 셀 컨트롤러, 및 제2 배터리 셀 및 제3 배터리 셀에 연결되고, 상기 제2 배터리 셀의 상태 및 상기 제3 배터리 셀의 상태를 나타내기 위한 제2 신호를, 상기 마스터 BMS로 송신하도록 구성된 제2 셀 컨트롤러를 포함한다. 상기 마스터 BMS는, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 모니터링하도록 구성된다.

Description

배터리 셀들에 연결된 셀 컨트롤러를 포함하는 배터리 모듈{BATTERY MODULE INCLUDING CELL CONTROLLER CONNECTED TO BATTERY CELLS}
본 개시는, 배터리 셀들에 연결된 셀 컨트롤러를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.
배터리 모듈은 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀들로 구성될 수 있다. 복수의 배터리 셀들은, 서로 직렬 및/또는 병렬 연결될 수 있다. 복수의 배터리 셀들 각각은 서로 다른 속도로 노화될 수 있다. 복수의 배터리 셀들은, 하우징 내에 수용될 수 있다.
배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀들의 상태를 모니터링하기 위한 배터리 관리 시스템(BMS, battery management system)을 포함할 수 있다. 배터리 관리 시스템은, 배터리 모듈을 구성하는 복수의 배터리 셀들을 모니터링하고, 배터리 셀의 동작을 제어하기 위해, 복수의 배터리 셀들과 데이터 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
BMS가 복수의 배터리 셀들 각각을 모니터링하고 제어하기 위해, BMS와 복수의 배터리 셀들은 서로 전기적으로 연결될 것이 요구된다. 예를 들면, 배터리 모듈은, BMS와 복수의 배터리 셀들 각각을 전기적으로 연결하는 와이어 하네스를 포함할 수 있다. 배터리 모듈을 구성하는 복수의 배터리 셀들의 개수가 증가됨에 따라 와이어 하네스의 개수와 길이가 증가될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈의 설계가 복잡해지고, 무게가 무거워질 수 있다.
배터리 모듈을 구성하는 복수의 배터리 셀들은, 하우징 내에 수용될 수 있다. 복수의 배터리 셀에 추가 구성을 연결하기 위해서, 하우징을 해체하고, 복수의 배터리 셀들을 분리할 것이 요구될 수 있다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀들, 마스터 배터리 관리 시스템(BMS, battery management system), 버스 바, 및 복수의 셀 컨트롤러들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 배터리 셀들은, 제1 배터리 셀, 제2 배터리 셀, 및 제3 배터리 셀을 포함할 수 있다. 상기 마스터 BMS는, 상기 복수의 배터리 셀들을 관리하도록 구성될 수 있다. 상기 버스 바는, 상기 복수의 배터리 셀들을 연결할 수 있다. 상기 버스 바는, 상기 마스터 BMS와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수의 셀 컨트롤러들은, 상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 나타내기 위한 수치 값(a numeric value)을 포함하는 신호를, 상기 버스 바를 통해, 상기 마스터 BMS로 송신하도록 구성될 수 있다. 상기 복수의 셀 컨트롤러들은, 제1 셀 컨트롤러 및 제2 셀 컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 제1 셀 컨트롤러는, 상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀에 연결될 수 있다. 상기 제1 셀 컨트롤러는, 상기 제1 배터리 셀의 상태 및 제2 배터리 셀의 상태를 나타내기 위한 제1 수치 값을 포함하는 제1 신호를, 상기 버스 바를 통해, 상기 마스터 BMS로 송신하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 셀 컨트롤러는, 상기 제2 배터리 셀 및 상기 제3 배터리 셀에 연결될 수 있다. 상기 제2 셀 컨트롤러는, 상기 제2 배터리 셀의 상태 및 제3 배터리 셀의 상태를 나타내기 위한 제2 수치 값을 포함하는 제2 신호를, 상기 버스 바를 통해, 상기 마스터 BMS로 송신하도록 구성될 수 있다. 상기 마스터 BMS는, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 모니터링하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 마스터 BMS와 복수의 배터리 셀들 각각은, 버스 바를 통해 통신할 수 있으므로, 별도의 와이어 하네스가 생략될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 와이어 하네스가 생략되어 설계가 용이해지고, 무게가 가벼워질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 셀 컨트롤러들은, 배터리 모듈을 분리하지 않고, 제조 및 조립이 완료된 복수의 배터리 셀들과 연결될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 일 실시예에 따른(according to an embodiment), 배터리 모듈의 개략적인 블록도이다.
도 2는, 일 실시예에 따른 셀 컨트롤러의 개략적인 블록도이다.
도 3은, 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하는 제1 배터리 셀의 일 예를 도시한다.
도 4는, 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 셀 컨트롤러를 통해 송수신되는 신호의 데이터 패킷의 일 예를 도시한다.
도 5는, 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 복수의 배터리 셀들의 데이터 신호의 송수신 동작의 일 예를 도시한다.
도 6은, 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 간소화된 블록도이다.
도 7은, 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 마스터 BMS와 복수의 셀 컨트롤러 사이의 동작의 예를 나타낸다.
도 8은, 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 간소화된 블록도이다.
도 9는, 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 간소화된 블록도이다.
도 10a는, 복수의 셀 컨트롤러들이 연결되기 전의 배터리 모듈을 나타낸다.
도 10b는, 도 10a의 배터리 모듈에, 복수의 셀 컨트롤러들이 연결된 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 1은, 일 실시예에 따른(according to an embodiment), 배터리 모듈의 개략적인 블록도이다. 도 2는, 일 실시예에 따른 셀 컨트롤러의 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 서로 직렬 연결된 복수의 배터리 셀들(120) 및 복수의 배터리 셀들(120)과 작동적으로 결합된 마스터 배터리 관리 시스템(BMS, battery management system)(110)을 포함할 수 있다. 복수의 배터리 셀들(120)은 서로 직렬 연결되어 배터리 모듈(100)을 구성할 수 있다. 도 1에 도시되지 않았으나, 복수의 배터리 셀들(120)은 인버터 또는 펄스 발생기를 거쳐 부하와 연결됨으로써, 부하의 구동원(driving source)으로 동작할 수 있다. 이하에서, 설명되는 회로는, 특정 기능(a specific function)을 제공하기 위하여 상호 연결된 회로 요소들을 포함하는 회로를 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 배터리 셀들(120)은, 서로 직렬 연결될 수 있다. 도 1을 참조하면, 제1 배터리 셀(120-1)은, 마스터 BMS(110)에 연결될 수 있다. 제2 배터리 셀(120-2)은, 제1 배터리 셀(120-2)에 연결될 수 있다. 제3 배터리 셀(120-3)은, 제2 배터리 셀(120-2)에 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 배터리 셀(120-1) 내지 제n 배터리 셀(120-n)이 제1 방향(D1)으로 순차적으로 직렬 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 배터리 셀(120-1)의 음극 단자와 제2 배터리 셀(120-2)의 양극 단자가 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 배터리 셀(120-2)의 음극 단자와 제3 배터리 셀(120-3)의 양극 단자가 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 배터리 셀들(120)이 서로 직렬 연결된 경우, 전체 시스템의 전압은 복수의 배터리 셀들(120)을 구성하는 배터리 셀들(120) 각각의 합계로 설정될 수 있다. 도 1에서, 복수의 배터리 셀들(120)이 제1 방향(D1)으로 나열되게 도시되었으나, 복수의 배터리 셀들(120)의 전기적 연결을 설명하기 위한 것일 뿐, 여기에 제한되지 않는다. 예를 들면, 복수의 배터리 셀들(120)은 서로 적층되어 조립됨으로써 배터리 모듈(100)을 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마스터 BMS(110)는, 복수의 배터리 셀들(120)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 마스터 BMS(110)는, 별도의 와이어 하네스 없이, 복수의 배터리 셀들(120)을 연결하기 위한 버스 바(예: 도 6의 버스 바(500))를 통해, 복수의 배터리 셀들(120)의 복수의 셀 컨트롤러들(200)과 통신하도록 구성될 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 버스 바를 통해, 복수의 배터리 셀들(120) 각각의 SOH에 관한 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)는, 버스 바를 통해, 복수의 배터리 셀들(120) 각각의 전압 및/또는 전류에 관한 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)는, 버스 바를 통해, 복수의 배터리 셀들(120)의 잔존 용량(state of charge, SOC), SOH(state of health), 온도 등 복수의 배터리 셀들(120) 각각의 상태에 관한 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)는, 버스 바를 통해, 복수의 배터리 셀들(120) 각각에 대한 충전 및/또는 방전을 요청하기 위한 신호를 복수의 배터리 셀들(120) 내에 배치된 복수의 셀 컨트롤러들(200)에게 전송하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 마스터 BMS(110)는, 복수의 배터리 셀들(120)의 상태에 관한 정보를 수집하기 위해, 각각의 배터리 셀들(120)에 배치된 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 배터리 셀(120-1)은, 제1 배터리 셀(120-1) 내에 배치된 제1 셀 컨트롤러(200-1)를 포함할 수 있다. 제2 배터리 셀(120-2)은, 제2 배터리 셀(120-2) 내에 배치된 제2 셀 컨트롤러(200-2)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 복수의 배터리 셀들(120) 내의 전원 라인 상에 배치될 수 있다. 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 전원 라인을 전송 매체로 하여 데이터를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 배터리 셀들(120)은, 각각의 상태에 관한 정보를 포함하는 신호를 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 이용하여 마스터 BMS(110)으로 전달할 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 복수의 배터리 셀들(120) 각각의 동작을 요청하기 위한 신호 및/또는 복수의 배터리 셀들(120) 각각의 SOH에 관한 정보를 요청하기 위한 신호를, 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 이용하여 복수의 배터리 셀들(120) 각각으로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면,
도 2를 참조하면, 마스터 BMS(110)는, 통신 회로(210), 충방전 제어 회로(220), 모니터링 회로(230), 알림 회로(240) 및 메모리(119)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 통신 회로(210)는, 복수의 배터리 셀들(120)의 셀 통신 모듈(125)과 버스 바를 통해 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 통신 회로(210)는, 배터리 셀들(120)과의 데이터 신호 전달 및 전원 공급을 위해 전원 라인에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 충방전 제어 회로(220)는, 복수의 배터리 셀들(120)의 충전 및/또는 방전을 제어할 수 있다. 예를 들면, 충방전 제어 회로(220)는, 복수의 배터리 셀들(120) 내의 이차 전지(예: 도 3의 이차 전지(121))의 전압, 잔존 용량(state of charge, SOC)을 모니터링하는 기능, 복수의 배터리 셀들(120)의 충전과 방전의 제어 기능, 및 과충전 및 과방전을 방지하기 위한 기능을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 모니터링 회로(230)는, 복수의 배터리 셀들(120)의 상태를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 모니터링 회로(230)는, 이상 상태 발생 시 알림 회로(240)을 통해, 배터리 셀들(120)의 이상을 알릴 수 있다. 예를 들면, 알림 회로(240)은, 시각적 신호를 송출하는 디스플레이, LED(Light Emitting Diode)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 알림 회로(240)는, 청각적 신호를 송출하는 스피커에 연결될 수 있다. 하지만, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 메모리(119)는, 복수의 배터리 셀들(120)에 관한 다양한 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 메모리(119)는, 복수의 배터리 셀들(120)에 각각에 대한 고유의 ID와 상태를 저장할 수 있다. 예를 들면, 메모리(119)는, 후술하는 배터리 셀들(120)의 ID 테이블을 저장할 수 있다. 예를 들면, 메모리(119)는, 배터리 셀들(120)의 충방전 기록, 충전 용량, 잔여 수명에 관한 정보를 저장할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 배터리 셀들(120) 각각에 ID가 할당될(assigned) 수 있다. 마스터 BMS(110)으로부터 송신되는 신호 및 배터리 셀들(120)로부터 송신되는 신호는, 복수의 배터리 셀들(120) 각각에 할당된 ID에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 마스터 BMS(110)로부터 복수의 셀 컨트롤러들(200)에게 신호가 수신될 때, 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 신호에 포함된 ID에 관한 정보를 식별하도록 구성될 수 있다. 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 식별된 ID에 관한 정보에 기반하여, 마스터 BMS(110)로부터 수신된 신호의 수신 대상이 되는 배터리 셀을 식별하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 마스터 BMS(110)가 제3 배터리 셀(120-3)에게 지정된 동작을 요청하기 위한 신호를 송신할 때, 마스터 BMS(110)는, 제3 배터리 셀(120-3)에 할당된 ID에 관한 정보를 포함하는 신호를, 제1 배터리 셀(120-1)에게 송신할 수 있다. 제1 배터리 셀(120-1) 내에 배치된 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 상기 신호를 수신하고, 신호 내에 포함된 ID에 관한 정보를 식별하도록 구성될 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 신호 내에 포함된 ID에 관한 정보가 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID에 관한 정보에 일치되지 않음을 식별하고, 상기 식별에 기반하여, 상기 신호를 제2 배터리 셀(120-2)에게 송신할 수 있다. 제2 배터리 셀(120-2) 내에 배치된 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 상기 신호를 수신하고, 신호 내에 포함된 ID에 관한 정보를 식별하도록 구성될 수 있다. 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 신호 내에 포함된 ID에 관한 정보가 제2 배터리 셀(120-2)에 할당된 ID에 관한 정보에 일치되지 않음을 식별하고, 상기 식별에 기반하여, 상기 신호를 제3 배터리 셀(120-3)에게 송신할 수 있다. 제3 배터리 셀(120-3) 내에 배치된 제3 셀 컨트롤러(200-3)는, 상기 신호를 수신하고, 신호 내에 포함된 ID에 관한 정보를 식별하도록 구성될 수 있다. 제3 셀 컨트롤러(200-3)는, 신호 내에 포함된 ID에 관한 정보가 제3 배터리 셀(120-3)에 할당된 ID에 관한 정보에 일치됨을 식별하고, 상기 식별에 기반하여, 상기 신호 내에 포함된 지정된 동작을 식별할 수 있다. 제3 셀 컨트롤러(200-3)는, 상기 지정된 동작을 수행하기 위해, 지정된 동작에 대응되는 적어도 하나 이상의 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 제1 배터리 셀(120-1)의 상태에 관한 정보를 포함하는 신호가 마스터 BMS(110)으로 송신된 경우, 마스터 BMS(110)는, 신호에 포함된 ID에 관한 정보를 통해, 제1 배터리 셀(120-1)에 관한 신호임을 식별할 수 있다. 예를 들면, 복수의 배터리 셀들(120)이 제1 배터리 셀(120-1)의 충전 및/또는 방전 신호에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신한 경우, 복수의 배터리 셀들(120)은, 신호에 포함된 ID에 관한 정보를 통해, 제1 배터리 셀(120-1)에 관한 신호임을 식별할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 복수의 배터리 셀들(120)을 연결하는 버스 바를 통해 통신이 수행될 수 있으므로, 마스터 BMS(110)과 복수의 배터리 셀들(120) 사이의 통신의 송신 및/또는 수신을 위한 설계가 단순해질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마스터 BMS(110)가, 특정 배터리 셀(예: 제2 배터리 셀(120-2))로의 신호를 송신할 때, 상기 신호는, 신호의 수신 대상이 되는 배터리 셀(예: 제2 배터리 셀(120-2)) 이외의 다른 배터리 셀(예: 제1 배터리 셀(120-1))을 통해 전달될 수 있다. 또한, 특정 배터리 셀(예: 제2 배터리 셀(120-2))이 마스터 BMS(110)로 신호를 송신할 때, 신호는, 적어도 하나의 다른 배터리 셀(예: 제1 배터리 셀(120-1))을 통해 마스터 BMS(110)로 전달될 수 있다.
예를 들면, 마스터 BMS(110)가, 제3 배터리 셀(120-3)의 상태에 관한 정보를 요청하는 신호를 제3 배터리 셀(120-3)에게 송신하는 경우, 마스터 BMS(110)는, 마스터 BMS(110)에 연결된 제1 배터리 셀(120-1)에게 신호(S01)를 송신할 수 있다. 상기 신호(S01)는, 제1 방향(D1)으로 전송될 수 있다. 신호(S01)는, 마스터 BMS(110)에 연결된 제1 배터리 셀(120-1)로 전달된 후, 제1 배터리 셀(120-1)로부터 제2 배터리 셀(120-2)로 전달되는 신호(S12)로 변경될 수 있다. 제1 배터리 셀(120-1)로부터 제2 배터리 셀(120-2)로 전달되는 신호(S12)는, 제2 배터리 셀(120-2)로 전달된 후, 제2 배터리 셀(120-2)로부터 제3 배터리 셀(120-3)로 전달되는 신호(S23)로 변경될 수 있다.
예를 들면, 제3 배터리 셀(120-3)이, 제3 배터리 셀(120-3)의 상태에 관한 정보를 포함하는 신호를 마스터 BMS(110)에게 송신하는 경우, 신호는, 제2 방향(D2)으로 전송될 수 있다. 제3 배터리 셀(120-3)로부터 제2 배터리 셀(120-2)에게 송신된 신호(S32)는, 제2 배터리 셀(120-2)에게 전송될 수 있다. 제3 배터리 셀(120-3)로부터 제2 배터리 셀(120-2)로 전달되는 신호(S32)는, 제2 배터리 셀(120-2)로 전달된 후, 제2 배터리 셀(120-2)로부터 제1 배터리 셀(120-1)로 전달되는 신호(S21)로 변경될 수 있다. 제2 배터리 셀(120-2)로부터 제1 배터리 셀(120-1)로 전달되는 신호(S21)는, 제1 배터리 셀(120-1)로 전달된 후, 제1 배터리 셀(120-1)로부터 마스터 BMS(110)로 전달되는 신호(S10)로 변경될 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 상기 신호(S10)를 수신하고, 신호(S10) 내에 포함된 제3 배터리 셀의 상태에 관한 정보를 획득할 수 있다.
신호가 배터리 셀들(120)을 순차적으로 통과할 때, 배터리 셀들(120) 내부의 임피던스(예: 배터리 셀 내부의 저항)에 의해 신호의 강도가 감소될 수 있다. 신호가 배터리 셀들(120)을 통과할 때마다 신호의 강도가 감소되므로, 다수의 배터리 셀들(120)을 거쳐 신호를 전송하는 경우, 신호의 강도를 유지할 필요가 있다. 또한, 신호가, 다른 방향으로 송신될 경우, 신호의 충돌이 발생할 수 있기 때문에, 신호의 전달 방향성을 설정할 필요가 있다.
도 3은, 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하는 제1 배터리 셀의 일 예를 도시한다. 이하, 제1 배터리 셀(120-1)에 대하여 설명된 구성요소들은, 다른 배터리 셀에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 배터리 셀(120-1)은, 이차 전지(121), 보호 회로(123), 및 제1 셀 컨트롤러(200-1)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이차 전지(121)는, 전기 에너지를 저장할 수 있다. 이차 전지(121)는, 전기 에너지가 충전될 수 있고, 충전된 전기 에너지를 방전할 수 있는 이차 전지로서, 음극재, 양극재, 분리막, 전해액을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 배터리 셀(120-1)은, 적어도 하나의 이차 전지(121)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보호 회로(protection circuit module, PCM)(123)는, 이차 전지(121)의 과방전, 과충전, 과전류를 방지할 수 있는 이차 전지(121)의 보호 회로이다. 이차 전지(121)의 과충전은, 내부 과열과 스웰링(swelling) 현상을 야기하여 이차 전지(121)를 손상시킬 수 있다. 이차 전지(121)의 과방전은, 전극을 손상시켜 이차 전지(121)의 고장을 일으킬 수 있다. 보호 회로(123)는, 이차 전지(121)의 손상 및/또는 고장을 방지하기 위해, 이차 전지(121)의 전압이 충전 한계 전압에 도달한 것을 식별하는 것에 기반하여, 충전 회로를 차단할 수 있고, 이차 전지(121)의 전압이 방전 한계 전압에 도달한 것을 식별하는 것에 기반하여, 방전 회로를 차단할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보호 회로(123)는, 이차 전지(121)의 상태에 관한 정보를 획득할 수 있고, 획득된 정보를 제1 셀 컨트롤러(200-1)로 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 보호 회로(123) 및 이차 전지(121) 사이에 연결되어, 마스터 BMS(110)으로부터 신호를 수신하거나 또는 마스터 BMS(110)으로부터 신호를 송신하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1) 내의 전력선에 연결될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 보호 회로(123)로부터 이차 전지(121)의 상태에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 이차 전지(121) 상태에 관한 정보는, 이차 전지(121)의 전압, 전류, 온도에 관한 정보를 포함할 수 있으나, 여기에 제한되지 않는다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 보호 회로(123)에 전기적으로 결합될 수 있고, 보호 회로(123)로부터 이차 전지(121)의 상태에 관한 정보를 수신할 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 수신된 이차 전지(121)의 상태에 관한 정보를, 마스터 BMS(110)으로 전송하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 마스터 BMS(110)으로부터 버스 바(예: 도 6의 버스 바(500))를 통해 신호를 수신할 수 있다. 마스터 BMS(110)으로부터 제1 셀 컨트롤러(200-1)에게 신호가 수신될 때, 신호는, 서로 연결된 복수의 배터리 셀들(예: 도 1의 복수의 제1 배터리 셀(120-1))을 통해 전달되므로, 신호의 강도가 감소할 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)으로부터 제3 배터리 셀(120-3)에게 신호가 송신될 때, 신호는 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)을 통과하여 제3 배터리 셀(120-3)로 전달될 수 있다. 신호가 전달될 때, 제1 배터리 셀(120-1) 내부의 임피던스 및 제2 배터리 셀(120-2) 내부의 임피던스에 의해, 신호의 강도가 감소할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 마스터 BMS(110)으로부터 수신된 신호의 타겟이 제1 배터리 셀(120-1)인지 여부를 식별할 수 있다. 상기 신호는, 신호의 수신 대상이 되는 제1 배터리 셀(120-1)의 ID에 관한 정보인, 타겟 ID에 관한 정보를 포함할 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 마스터 BMS(110)으로부터 수신된 신호에 포함된 타겟 ID를, 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID와 비교할 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 타겟 ID가 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID와 대응되는 것을 식별함에 기반하여, 신호에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 타겟 ID가 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID와 대응되지 않는 것을 식별함에 기반하여, 신호를 증폭시킨 후, 제1 배터리 셀(120-1)에 연결된 제2 배터리 셀(예: 도 1의 제2 배터리 셀(120-2))에게 전송하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 마스터 BMS(110)으로부터, 제1 배터리 셀(120-1)에게, 제1 배터리 셀(120-1)의 상태에 관한 정보를 요청하는 신호가 전송된 경우, 마스터 BMS(110)에 직렬 연결된 제1 배터리 셀(120-1)의 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 상기 신호를 수신할 수 있다. 상기 신호는, 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID로 설정된 타겟 ID에 관한 정보를 포함할 수 있다. 제1 배터리 셀(120-1)의 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 수신된 신호에 포함된 타겟 ID를 식별하고, 식별된 타겟 ID가, 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID에 대응되는지 여부를 식별할 수 있다. 식별된 타겟 ID가, 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID에 대응되는 것을 식별한 경우, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1)의 상태에 관한 정보를 포함하는 신호를 생성하고, 생성된 신호를, 마스터 BMS(110)에게 전송하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 마스터 BMS(110)으로부터, 제2 배터리 셀(120-2)에게, 제2 배터리 셀(120-2)의 상태에 관한 정보를 요청하는 신호가 전송된 경우, 마스터 BMS(110)에 직렬 연결된 제1 배터리 셀(120-1)의 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 상기 신호를 수신할 수 있다. 제1 배터리 셀(120-1)의 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 수신된 신호에 포함된 타겟 ID를 식별하고, 식별된 타겟 ID가, 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID에 대응되는지 여부를 식별할 수 있다. 식별된 타겟 ID가, 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID에 대응되지 않는 것을 식별한 경우, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 상기 신호를 증폭시킨 후, 제1 배터리 셀(120-1)에 직렬 연결된 제2 배터리 셀(120-2)로 전송하도록 구성될 수 있다. 제2 배터리 셀(120-2)의 제2 셀 컨트롤러(예: 도 1의 제2 셀 컨트롤러(200-2))는, 상기 신호에 포함된 타겟 ID가, 제2 배터리 셀(120-2)에 할당된 ID에 대응되는 것을 식별함에 기반하여, 제2 배터리 셀(120-2)의 상태에 관한 정보를 포함하는 신호를 생성할 수 있다. 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 생성된 신호를, 마스터 BMS(110)에게 전송하도록 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 신호의 송신 및/또는 수신을 제어하는 마이크로 프로세서(201), 마이크로 프로세서(201)로 송신 및/또는 수신되는 신호를 증폭하기 위한 증폭 회로(202), 및 신호의 전송 경로를 제어하기 위한 스위치(SW)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)로 송신 및/또는 수신되는 신호는, 증폭 회로(202)를 통해 증폭된 후, 송신 및/또는 수신될 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)의 외부로부터 신호가 수신될 때, 스위치(SW)는, 신호가 마이크로 프로세서(201)로 수신되도록 닫힘(closed)으로써, 신호의 수신 경로를 제공할 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)로부터 신호가 송신될 때, 스위치(SW)는, 신호가 마이크로 프로세서(201)로부터 송신되도록 닫힘(closed)으로써, 신호의 송신 경로를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 보호 회로(123) 및 이차 전지(121) 사이에 연결될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 이차 전지(121)의 양극 탭(121a), 및 보호 회로(123)의 제1 단(123a)에 연결된 제1 단(125a) 및 이차 전지(121)의 음극 탭(121b), 및 보호 회로(123)의 제2 단(123b)에 연결된 제2 단(125b)을 포함할 수 있다. 제1 배터리 셀(120-1)로 전송되는 신호는, 제1 셀 컨트롤러(200-1)의 제1 단(125a)을 통해, 제1 셀 컨트롤러(200-1)로 전송될 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 셀 컨트롤러(200-1)의 제2 단(125b) 및 제1 셀 컨트롤러(200-1)의 제1 단(125a) 사이의 전위 차이(V2-V1)에 기반하여, 마스터 BMS(110)으로부터 수신된 신호를 식별할 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 셀 컨트롤러(200-1)의 제2 단(125b)의 전위(V2)와 제1 셀 컨트롤러(200-1)의 제1 단(125a)의 전위(V1)를 검출하고, 전위 차이(V2-V1)에 의해 신호를 식별하고, 신호를 수신 및/또는 송신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 수신된 신호에 포함된 타겟 ID가, 상기 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID에 대응되지 않는 경우, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제2 배터리 셀(120-2)로 신호를 송신하기 위해, 제1 셀 컨트롤러(200-1)의 제1 단(125a)에 증폭된 신호를 인가할 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)의 제1 단(125a)에 인가된 증폭된 신호는, 이차 전지(121)를 통해, 제2 배터리 셀(120-2)로 송신될 수 있다. 따라서, 신호가 제1 배터리 셀(120-1)을 통과하더라도, 제1 셀 컨트롤러(200-1)의 제1 단(125a)에서 증폭되므로, 신호는, 서로 연결된 복수의 배터리 셀들(120)을 통과하는 동안 일정 강도를 유지할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 서로 연결된 복수의 배터리 셀들(120)에 의해, 배터리 셀 간 통신 신호의 송신 및/또는 수신 구조가 단순해지고, 전원 공급의 안정성을 확보하면서도, 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 이용한 신호의 강도를 유지할 수 있다.
도 4는, 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 셀 컨트롤러를 통해 송수신되는 신호의 데이터 패킷의 일 예를 도시한다.
일 실시예에 따른 배터리 모듈(예: 도 1의 배터리 모듈(100))의 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 통해 송수신되는 신호는, 방향성을 설정하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 신호의 데이터 패킷(300)은, 헤더 개시(start of header, SOH)(301), 신호의 전달 방향(direction, DIR)(302), 타겟 ID(target ID, TAR_ID)(303), 전송 ID(transmit ID, TX_ID)(304), 문자열 길이(length, LEN)(305), 실제 동작의 명령을 나타내는 커맨드(command, CMD)(306), 전송되는 데이터인 페이로드(payload)(307), 및 오류를 체크하는 CRC(cyclic redundancy check)(308)에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 DIR(302)이 0인 경우, 신호의 전송 방향은, 도 1의 제1 방향(예: 도 1의 제1 방향(D1))일 수 있고, 상기 DIR(302)이 1인 경우, 신호의 전송 방향은, 도 1의 제2 방향(예: 도 1의 제2 방향(D2))일 수 있다. 하지만, 이에 제한되지 않는다. TX_ID(304)는, 해당 신호를 전송한 배터리 관리 시스템(예: 도 1의 마스터 BMS(110)) 또는 복수의 배터리 셀들(예: 도 1의 복수의 배터리 셀들(120))에 할당된 ID를 나타낸다. TAR_ID(303)는, 해당 신호를 수신할 마스터 BMS(110) 또는 복수의 배터리 셀들(120)에 할당된 ID를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따르면, 데이터 패킷(300)에 포함된 CMD(306)는, 특정 동작에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, CMD(306)는, 복수의 배터리 셀들(120) 각각에 대한 ID의 할당을 요청하기 위한 정보를 포함하는 패킷(306a), 복수의 배터리 셀들(120)에 미리 할당된(preassigned) ID의 리셋을 요청하기 위한 정보를 포함하는 패킷(306b)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 배터리 셀들(120)은, ID의 할당을 요청하기 위해, 상기 패킷(306a)에 1이 입력된 데이터 신호를 마스터 BMS(110)에게 전송할 수 있다. CMD(306)는, 상술한 패킷(306a, 206b) 이외에 다양한 정보를 포함하는 패킷(306c)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)는, 제1 배터리 셀(예: 도 1의 제1 배터리 셀(120-1))의 상태에 관한 정보를 요청하는 정보를 포함하는 데이터 신호를 제1 배터리 셀(120-1)에게 전송할 수 있다. 제1 배터리 셀(120-1)은, 상기 데이터 신호를 수신함에 기반하여, 제1 배터리 셀(120-1)의 상태에 관한 정보를 마스터 BMS(110)에게 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 배터리 셀들(120) 중 어느 하나의 배터리 셀에게 신호가 전송된 경우, 복수의 셀 컨트롤러들(예: 도 1의 복수의 셀 컨트롤러들(200)) 중 상기 하나의 배터리 셀에 배치된 셀 컨트롤러는, DIR(302)과 상기 어느 하나의 배터리 셀에 할당된 ID를 비교할 수 있다.
예를 들면, DIR(302)이 0이고, 제2 배터리 셀(120-2)에 할당된 ID가 TAR_ID(303)에 일치하지 않고, 상기 TAR_ID(303)에 대응되는 ID를 가지는 배터리 셀이 TX_ID(304)에 대응되는 ID를 가지는 배터리 셀보다 제1 방향(D1)에 위치할 때, 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 수신된 신호를 무시할 수 있다. 상술한 예시는, 상기 신호의 전송 방향에 반대 방향으로 신호가 잘못 전송된 경우이므로, 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 수신된 신호를 무시할 수 있다.
예를 들면, DIR(302)이 1이고, 제2 배터리 셀(120-2)에 할당된 ID가 TAR_ID(303)에 일치하지 않고, 상기 TAR_ID(303)에 대응되는 ID를 가지는 배터리 셀이 TX_ID(304)에 대응되는 ID를 가지는 배터리 셀보다 제2 방향(D2)에 위치할 때, 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 신호를 제2 방향(D2)으로 전송할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 신호를 증폭시킨 후 전송할 수 있다. 상술한 예시는, 상기 신호의 전송 방향대로 신호가 전송된 경우이므로, 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 수신된 신호를 TAR_ID(303)에 일치하는 ID를 가지는 배터리 셀까지 신호가 송신될 수 있도록, 상기 신호를 증폭시킨 후, 제2 방향(D2)으로 송신할 수 있다. 신호는, 순차적으로 전송되어, TAR_ID(303)와 상기 ID가 일치하는 배터리 셀까지 전송될 수 있고, 해당 배터리 셀에서 상기 신호에 대응하는 동작이 수행될 수 있다.
예를 들면, 제2 배터리 셀(120-2)에 할당된 ID가 TAR_ID(303)에 일치하는 경우, 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 상기 신호의 데이터 패킷(300)에 포함된 CMD(306)에 기반하여 지정된 동작을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 서로 연결된 복수의 배터리 셀들(120)을 포함하는 배터리 모듈(100)에서, 마스터 BMS(110)과 복수의 배터리 셀들(120)의 신호 송수신이 원활하게 수행될 수 있다. 신호의 전달 방향 및 타겟 ID에 관한 정보를 포함하는 신호를 통해, 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 직렬 연결에 의한 신호의 충돌을 방지할 수 있다.
도 5는, 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 복수의 배터리 셀들의 데이터 신호의 송수신 동작의 일 예를 도시한다.
도 5에 도시된 동작은, 마스터 BMS(110)에 직렬 연결된 복수의 배터리 셀들(120)에 순서대로 ID가 할당된 경우를 가정하여 수행된다. 도 5에 도시된 동작은, 마스터 BMS(110)에 할당된 ID는 0(ID=0)이고, 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID는 1(ID=1)이고, 제2 배터리 셀(120-2)에 할당된 ID는 2이고(ID=2), 제3 배터리 셀(120-3)에 할당된 ID는 3(ID=3)인 경우를 가정한다.
도 5를 참조하면, 마스터 BMS(110)는, 제3 배터리 셀(120-3)에게 데이터 신호를 송신하기 위해, 데이터 신호(401a)를 생성하고, 생성된 데이터 신호(401a)를 제1 배터리 셀(120-1)에게 송신할 수 있다. 상기 데이터 신호(401a)는, 타겟 ID에 관한 정보, 송신 ID에 관한 정보, 및 전송 방향에 관한 정보를 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 데이터 신호(401a)는, 타겟 ID가 3, 송신 ID가 0, 전송 방향이 제1 방향(D1)인 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 배터리 셀(120-1)은, 마스터 BMS(110)으로부터, 데이터 신호(401b)를 수신할 수 있다. 제1 배터리 셀(120-1)의 제1 셀 컨트롤러(예: 도 1의 제1 셀 컨트롤러(200-1))는, 상기 데이터 신호(401b)에 포함된 타겟 ID에 관한 정보를 식별하고, 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID와 비교할 수 있다. 상기 데이터 신호(401b)에 포함된 타겟 ID에 관한 정보는 3이므로, 제1 배터리 셀(120-1)의 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 타겟 ID가 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID에 대응되지 않음을 식별하고, 데이터 신호(402a)를 제2 배터리 셀(120-2)로 전송할 수 있다. 상기 데이터 신호(402a)는, 타겟 ID가 3, 송신 ID가 1, 전송 방향이 제1 방향(D1)인 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 배터리 셀(120-2)은, 제1 배터리 셀(120-1)로부터, 데이터 신호(402b)를 수신할 수 있다. 제2 배터리 셀(120-2)의 제2 셀 컨트롤러(예: 도 1의 제2 셀 컨트롤러(200―2))은, 상기 데이터 신호(402b)에 포함된 타겟 ID에 관한 정보를 식별하고, 제2 배터리 셀(120-2)에 할당된 ID와 비교할 수 있다. 상기 데이터 신호(402b)에 포함된 타겟 ID에 관한 정보는 3이므로, 제2 배터리 셀(120-2)의 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 타겟 ID가 제2 배터리 셀(120-2)에 할당된 ID에 대응되지 않음을 식별하고, 데이터 신호(403a)를 제3 배터리 셀(120-3)로 전송할 수 있다. 상기 데이터 신호(403a)는, 타겟 ID가 3, 송신 ID가 2, 전송 방향이 제1 방향(D1)인 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 배터리 셀(120-3)은, 제2 배터리 셀(120-2)로부터, 데이터 신호(403b)를 수신할 수 있다. 제3 배터리 셀(120-3)의 제3 셀 컨트롤러(예: 도 1의 제3 셀 컨트롤러(200-3))은, 상기 데이터 신호(403b)에 포함된 타겟 ID에 관한 정보를 식별하고, 제3 배터리 셀(120-3)에 할당된 ID와 비교할 수 있다. 상기 데이터 신호(403b)에 포함된 타겟 ID에 관한 정보는 3이므로, 제3 배터리 셀(120-3)의 제3 셀 컨트롤러(200-3)는, 타겟 ID가 제3 배터리 셀(120-3)에 할당된 ID에 대응됨을 식별하고, 상기 데이터 신호(403b)에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 배터리 셀(120-1)이, 제2 배터리 셀(120-2)로부터, 데이터 신호(403b)를 수신한 경우, 제1 셀 컨트롤러(200-1)은, 상기 데이터 신호(403b)에 포함된 정보를 확인할 수 있다. 상기 데이터 신호(403b)에 포함된 전송 ID는 2이고, 전송 방향이 제1 방향(D1)이므로, 제1 배터리 셀(120-1)의 제1 셀 컨트롤러(200-1)은, 상기 데이터 신호(403b)를 무시할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 배터리 셀(120-3)은, 데이터 신호(403b)에 포함된 정보에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 데이터 신호(403b)에 포함된 정보가, 제3 배터리 셀(120-3)의 상태에 관한 정보의 요청을 포함하는 경우, 제3 배터리 셀(120-3)은, 제3 배터리 셀(120-3)의 상태에 관한 정보를 포함하는 데이터 신호(404a)를 제2 배터리 셀(120-2)에게 송신할 수 있다. 상기 데이터 신호(404a)는, 타겟 ID에 관한 정보, 송신 ID에 관한 정보, 및 전송 방향에 관한 정보를 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 데이터 신호(404a)는, 타겟 ID가 0, 송신 ID가 3, 전송 방향이 제2 방향(D2)인 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 배터리 셀(120-2)은, 제3 배터리 셀(120-3)로부터, 데이터 신호(404b)를 수신할 수 있다. 제2 배터리 셀(120-2)의 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 상기 데이터 신호(404b)에 포함된 타겟 ID에 관한 정보를 식별하고, 제2 배터리 셀(120-2)에 할당된 ID와 비교할 수 있다. 상기 데이터 신호(404b)에 포함된 타겟 ID에 관한 정보는 0이므로, 제2 배터리 셀(120-2)의 제2 셀 컨트롤러(200-2)은, 타겟 ID가 제2 배터리 셀(120-2)에 할당된 ID에 대응되지 않음을 식별하고, 데이터 신호(405a)를 제1 배터리 셀(120-1)에게 전송할 수 있다. 상기 데이터 신호(405a)는, 타겟 ID가 0, 송신 ID가 2, 전송 방향이 제2 방향(D2)인 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 배터리 셀(120-1)은, 제2 배터리 셀(120-2)로부터, 데이터 신호(405b)를 수신할 수 있다. 제1 배터리 셀(120-1)의 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 상기 데이터 신호(405b)에 포함된 타겟 ID에 관한 정보를 식별하고, 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID와 비교할 수 있다. 상기 데이터 신호(405b)에 포함된 타겟 ID에 관한 정보는 0이므로, 제1 배터리 셀(120-1)의 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 타겟 ID가 제1 배터리 셀(120-1)에 할당된 ID에 대응되지 않음을 식별하고, 데이터 신호(406a)를 마스터 BMS(110)에게 전송할 수 있다. 상기 데이터 신호(406a)는, 타겟 ID가 0, 송신 ID가 1, 전송 방향이 제2 방향(D2)인 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 배터리 셀(120-3)이, 제2 배터리 셀(120-2)로부터, 데이터 신호(405b)를 수신한 경우, 제3 배터리 셀(120-3)의 제3 셀 컨트롤러(200-3)은, 상기 데이터 신호(405b)에 포함된 정보를 확인할 수 있다. 상기 데이터 신호(405b)에 포함된 전송 ID는 2이고, 전송 방향이 제2 방향(D2)이므로, 제3 배터리 셀(120-3)의 제3 셀 컨트롤러(200-3)은, 상기 데이터 신호(405b)를 무시할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마스터 BMS(110)는, 제1 배터리 셀(120-1)로부터, 데이터 신호(406b)를 수신할 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 상기 데이터 신호(406b)에 포함된 타겟 ID에 관한 정보를 식별하고, 마스터 BMS(110)에 할당된 ID와 비교할 수 있다. 상기 데이터 신호(406b)에 포함된 타겟 ID에 관한 정보는 0이므로, 마스터 BMS(110)는, 타겟 ID가 마스터 BMS(110)에 할당된 ID에 대응됨을 식별할 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 상기 데이터 신호(406b)를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 배터리 셀(120-2)이, 제1 배터리 셀(120-1)로부터, 데이터 신호(406b)를 수신한 경우, 제2 배터리 셀(120-2)의 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 상기 데이터 신호(406b)에 포함된 정보를 확인할 수 있다. 상기 데이터 신호(406b)에 포함된 전송 ID는 1이고, 전송 방향이 제2 방향(D2)이므로, 제2 배터리 셀(120-2)의 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 상기 데이터 신호(406b)를 무시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 복수의 셀 컨트롤러들(예: 도 1의 복수의 셀 컨트롤러들(200))을 통해, 마스터 BMS(110)과 서로 연결된 복수의 배터리 셀들(120)의 신호의 전달 구조가 간단하게 수행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 송수신되는 신호에 포함된 정보는, 신호의 전달에 오류를 방지하고 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 6은, 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 간소화된 블록도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀들, 마스터 배터리 관리 시스템((BMS, battery management system), 버스 바, 및 복수의 셀 컨트롤러들을 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 내용들은, 이하 설명되는 배터리 모듈(100)에 동일하게 적용될 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
일 실시예에 따르면, 버스 바(500)는, 복수의 배터리 셀들(120)을 연결할 수 있다. 예를 들면, 복수의 배터리 셀들(120)이 직렬 연결된 경우, 버스 바(500)는, 하나의 배터리 셀의 양극 단자와 다른 배터리 셀의 음극 단자를 연결할 수 있다. 도 6에 도시된 버스 바(500)는, 복수의 배터리 셀들(120) 사이의 연결 라인의 일부에 도시되어 있으나, 복수의 배터리 셀들(120) 사이의 연결 라인의 전체에 배치될 수 있다. 버스 바(500)는, 마스터 BMS(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)와 복수의 배터리 셀들(120)의 적어도 일부는, 버스 바(500)를 통해 서로 연결될 수 있다. 하지만, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 마스터 BMS(110)는, 복수의 배터리 셀들(120)을 관리하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)는, 복수의 배터리 셀들(120) 각각에 대한 정보를 획득하고, 상기 정보에 기반하여, 복수의 배터리 셀들(120) 각각에 대한 상태를 추정하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마스터 BMS(110)는, 상기 버스 바(500)를 통해, 복수의 셀 컨트롤러들(200)과 통신하도록 구성될 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 버스 바(500)를 통해, 복수의 셀 컨트롤러들(200)에게 신호를 전송할 수 있고, 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 버스 바(500)를 통해, 마스터 BMS(110)에게 신호를 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 복수의 배터리 셀들(120)의 상태를 나타내기 위한 수치 값(a numeric value)을 포함하는 신호를, 버스 바(500)를 통해, 마스터 BMS(110)에게 송신하도록 구성될 수 있다. 상기 수치 값을 포함하는 신호는, 후술하는 바와 같이, 복수의 배터리 셀들(120)의 SOH와 관련된 데이터를 포함하는 신호로 참조될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 복수의 배터리 셀들(120)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)에 연결될 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)로부터 동작을 위한 전력을 공급받을 수 있다. 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 제2 배터리 셀(120-2) 및 제3 배터리 셀(120-3)에 연결될 수 있다. 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 제2 배터리 셀(120-2) 및 제3 배터리 셀(120-3)로부터 동작을 위한 전력을 공급받을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 마스터 BMS(110)와 버스 바(500)를 통해, 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)가, 제2 셀 컨트롤러(200-2)에게 신호를 송신하는 경우, 상기 신호는, 버스 바(500)를 통해, 제2 셀 컨트롤러(200-2)로 전송될 수 있다. 마스터 BMS(110)에서 생성된 신호는, 버스 바(500)를 통해, 제1 배터리 셀(120-1)에게 전송될 수 있다. 상기 신호는, 제1 배터리 셀(120-1)을 통과하고, 버스 바(500)를 통해, 제2 셀 컨트롤러(200-2)에게 전송될 수 있다.
예를 들면, 제2 셀 컨트롤러(200-2)가, 마스터 BMS(110)에게 신호를 송신하는 경우, 상기 신호는, 버스 바(500)를 통해, 마스터 BMS(110)로 전송될 수 있다. 제2 셀 컨트롤러(200-2)에서 생성된 신호는, 버스 바(500)를 통해, 제1 배터리 셀(120-1)에게 전송될 수 있다. 상기 신호는, 제1 배터리 셀(120-1)을 통과하고, 버스 바(500)를 통해, 마스터 BMS(110)에게 전송될 수 있다.
예를 들면, 마스터 BMS(110)가, 제3 셀 컨트롤러(200-3)에게 신호를 송신하는 경우, 상기 신호는, 제1 셀 컨트롤러(200-1)를 통해, 전송될 수 있다. 마스터 BMS(110)에서 생성된 신호는, 버스 바(500)를 통해, 제1 셀 컨트롤러(200-1)에게 전송될 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 상기 신호 내에 포함된 타겟 ID에 대한 정보(예: 도 4의 TAR_ID(303))를 식별할 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 상기 신호를, 버스 바(500)를 통해, 제3 셀 컨트롤러(200-3)에게 전송할 수 있다. 하지만, 이에 제한되지 않는다. 다른 예를 들면, 상기 신호는, 버스 바(500)를 통해, 제3 셀 컨트롤러(200-3)로 전송될 수 있다. 마스터 BMS(110)에서 생성된 신호는, 버스 바(500)를 통해, 제1 배터리 셀(120-1)에게 전송될 수 있다. 상기 신호는, 제1 배터리 셀(120-1)을 통과하고, 버스 바(500)를 통해, 제2 배터리 셀(120-2)에게 전송될 수 있다. 상기 신호는, 제2 배터리 셀(120-2)을 통과하고, 버스 바(500)를 통해, 제3 셀 컨트롤러(200-3)로 전송될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 복수의 배터리 셀들(120) 외부에 연결될 수 있다. 예를 들면, 배터리 모듈(100)의 복수의 배터리 셀들(120)은, 하우징(예: 도 10a의 하우징(600)) 내에 포장될(packed) 수 있다. 복수의 배터리 셀들(120)은, 하우징(600) 내의 지정된 위치에 고정될 수 있도록, 하우징(600)의 구조물에 체결될 수 있다. 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 복수의 배터리 셀들(120)이 하우징(600) 내에 포장된(packed) 상태에서, 복수의 배터리 셀 외부에 연결될 수 있다. 내부에 셀 컨트롤러가 배치되지 않은 복수의 배터리 셀들(120)로 구성된 배터리 모듈(100)의 경우, 복수의 배터리 셀들(120)에 사후적으로 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 연결함으로써, 복수의 배터리 셀들(120) 각각을 관리할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 셀 컨트롤러(200-1)에 연결된 제1 배터리 셀(120-1)의 상태 및 제2 배터리 셀(120-2)의 상태에 관한 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 제2 셀 컨트롤러(200-2)에 연결된 제2 배터리 셀(120-2)의 상태 및 제3 배터리 셀(120-3)의 상태에 관한 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1)의 열화와 관련된 데이터 및 제2 배터리 셀(120-2)의 열화와 관련된 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다.
상기 열화와 관련된 데이터는, 배터리 셀의 SOH(state of health)의 정도를 정량적으로 나타내는 다양한 데이터를 의미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 전압, 전류, 온도, 충전 및/또는 방전에 따른 SOC(state of charge) 변화 중 적어도 하나에 대한 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 충전 시에, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 SOC(state of charge)의 변화를 식별할 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 시간에 따른 배터리 셀의 SOC 변화에 관한 정보를 포함하는 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1)의 방전 시에, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 SOC의 변화를 식별할 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 시간에 따른 배터리 셀의 SOC 변화에 관한 정보를 포함하는 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 동작 시에, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 온도를 식별할 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 동작 시간에 따른 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 온도 변화에 관한 정보를 포함하는 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1)의 상태 및 제2 배터리 셀(120-2)의 상태를 나타내기 위한 제1 수치 값을 포함하는 제1 신호를, 버스 바(500)를 통해, 상기 마스터 BMS(110)로 송신하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 신호는, 상술한 예시들과 같은, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 열화와 관련된 데이터로 참조될 수 있다. 제1 신호 내에 포함된 제1 수치 값은, 제1 배터리 셀(120-1)의 상태를 나타내는 수치 값과, 제2 배터리 셀(120-2)의 상태를 나타내는 수치 값을 합한 값일 수 있다. 예를 들면, 복수의 배터리 셀들(120)의 SOH를 나타내는 수치 값은, a%로 나타날 수 있다. 여기서, a%는, 복수의 배터리 셀들(120) 각각의 이상적인 상태에 대비하여, 현재 상태를 수치로 나타낸 비율일 수 있다. 예를 들면, 제1 배터리 셀(120-1)의 SOH가 90%인 경우, 현재 제1 배터리 셀(120-1)의 SOH는, 제1 배터리 셀(120-1)의 신품에 대하여 기대할 수 있는 상태에 대비하여, 90% 상태임을 나타낼 수 있다. 제1 배터리 셀(120-1)의 SOH가 a1%이고, 제2 배터리 셀(120-2)의 SOH가 a2%라고 가정하면, 제1 수치 값은, (a1+a2)%일 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, (a1+a2)%을 포함하는 제1 신호를 생성하고, 생성된 제1 신호를, 마스터 BMS(110)에게 송신하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 제2 배터리 셀(120-2)의 상태 및 제3 배터리 셀(120-3)의 상태를 나타내기 위한 제2 수치 값을 포함하는 제2 신호를, 상기 버스 바(500)를 통해, 마스터 BMS(110)로 송신하도록 구성될 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)에 대한 설명들은, 제2 셀 컨트롤러(200-2)에 동일하게 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
일 실시예에 따르면, 마스터 BMS(110)는, 제1 신호 및 제2 신호를 수신도록 구성될 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 수신된 제1 신호 및 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 복수의 배터리 셀들(120)의 상태를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)는, 제1 신호 내의 제1 수치 값 및 제2 신호 내의 제2 수치 값을 식별하고, 후술하는 연산 과정들을 통해, 복수의 배터리 셀들(120) 각각에 대한 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)는, 제1 수치 값 및 제2 수치 값에 기반하여, 제1 배터리 셀(120-1), 제2 배터리 셀(120-2), 및 제3 배터리 셀(120-3)의 상태를 식별하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 셀 컨트롤러를 포함하지 않는 복수의 배터리 셀들(120)로 구성된 배터리 모듈(100)이더라도, 배터리 모듈(100)은, 사후적으로, 복수의 셀 컨트롤러들(200)과 연결될 수 있다. 따라서, 복수의 셀 컨트롤러들(200)과 마스터 BMS(110)에 의해, 복수의 배터리 셀들(120) 각각에 대한 관리가 가능할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 셀 컨트롤러를 연결하기 위해, 복수의 배터리 셀들(120) 각각을 분해하여 셀 컨트롤러를 연결할 필요 없이, 2개 또는 그 이상의 배터리 셀에 셀 컨트롤러를 연결할 수 있다. 마스터 BMS(110)와 복수의 셀 컨트롤러들(200) 사이의 버스 바(500) 통신을 이용하여, 복수의 배터리 셀들(120)이 관리될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 이미 제조된 배터리 모듈(100)에 사후적으로 적용될 수 있다.
도 7은, 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 마스터 BMS와 복수의 셀 컨트롤러 사이의 동작의 예를 나타낸다.
도 7을 참조하여 설명되는 제1 셀 컨트롤러(예: 도 6의 제1 셀 컨트롤러(200-1)) 및 제2 셀 컨트롤러(예: 도 6의 제2 셀 컨트롤러(200-2)의 동작들은, 나머지 배터리 셀들의 셀 컨트롤러들에도 동일하게 적용될 수 있다.
동작 701에서, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(예: 도 6의 제1 배터리 셀(120-1))의 상태 및 제2 배터리 셀(예: 도 6의 제2 배터리 셀(120-2))의 상태를 나타내기 위한 제1 수치 값을 포함하는 제1 신호를, 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 전압, 전류, 온도, 충전 및/또는 방전에 따른 SOC 변화 중 적어도 하나에 대한 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 활성화 여부와 독립적으로, 상기 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)이 활성화된 상태 내에서, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 온도, 동작 전압 및/또는 동작 전류를 측정하고, 측정된 온도, 동작 전압 및/또는 동작 전류에 관련된 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)이 비활성화된 상태(예: 슬립 상태, 턴 오프(turn-off) 상태) 내에서, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 개방 전압을 측정하고, 측정된 개방 전압에 관련된 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 상술한 데이터는 예시적인 것에 불과할 뿐, 이에 제한되지 않는다.
동작 702에서, 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 제2 배터리 셀(120-2)의 상태 및 제3 셀 배터리 셀의 상태를 나타내기 위한 제2 수치 값을 포함하는 제2 신호를, 획득하도록 구성될 수 있다. 동작 701에 대한 설명들은, 동작 702에, 동일하게 적용될 수 있다.
동작 703에서, 마스터 BMS(110)는, 제1 셀 컨트롤러(200-1) 및 제2 셀 컨트롤러(200-2)에게, 획득된 제1 신호 및 제2 신호의 송신을 요청하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 동작 703에서, 마스터 BMS(110)는, 제1 셀 컨트롤러(200-1) 및 제2 셀 컨트롤러(200-2)에게 획득된 제1 신호 및 신호의 송신을 요청하기 위한 신호를 전송할 수 있다. 상기 신호는, 마스터 BMS(110)로부터, 버스 바(예: 도 6의 버스 바(500))를 통해, 제1 셀 컨트롤러(200-1) 및 제2 셀 컨트롤러(200-2)에게 전송될 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)는, 사용자에 의해 지정된 주기마다, 제1 셀 컨트롤러(200-1) 및 제2 셀 컨트롤러(200-3)에게 상기 신호를 전송할 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)는, 지정된 이벤트 발생 시, 상기 신호를 제1 셀 컨트롤러(200-1) 및 제2 셀 컨트롤러(200-2)에게 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 동작 703은, 생략될 수도 있다. 동작 703이 생략된 경우, 제1 셀 컨트롤러(200-1) 및 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 마스터 BMS(110)로부터 별도의 요청이 없더라도, 동작 704 및 동작 705를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 동작 703은, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 상태에 기반하여 수행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)이 동작되는 동안, 제1 셀 컨트롤러(200-1) 및 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 마스터 BMS(110)로부터 별도의 요청 신호를 수신하지 않고, 획득된 제1 신호 및 제2 신호를, 버스 바(500)를 통해, 마스터 BMS(110)로 송신하도록 구성될 수 있다. 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)이 동작되는 경우는, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)이 부하로 전력을 공급하고 있는 상태를 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)이 부하로 전력을 공급하고 있지 않은 턴 오프 상태, 저전력 동작 상태 또는 슬립 상태일 때, 마스터 BMS(110)는, 제1 셀 컨트롤러(200-1) 및 제2 셀 컨트롤러(200-2)에게, 제1 신호 및 제2 신호의 송신을 요청하기 위한 신호를 송신하도록 구성될 수 있다. 상술한 경우, 제1 배터리 셀(120-1)의 전력 소모가 최소화될 필요가 있을 수 있으므로, 신호의 수신에 기반하여, 제1 셀 컨트롤러(200-1) 및 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 제1 신호 및 제2 신호를 마스터 BMS(110)에게 전송하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 부하의 구동 전력이 부족한 상황에서, 제1 셀 컨트롤러(200-1) 및 제2 셀 컨트롤러(200-2)가 신호를 마스터 BMS(110)로 송신하는 동작을 계속 수행할 경우, 전력 부족으로 인해 부하를 구동할 수 없는 상황이 발생될 수 있다. 제1 셀 컨트롤러(200-1) 및 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 상기 데이터 송신으로 인한 제1 배터리 셀(120-1) 및 제2 배터리 셀(120-2)의 전력 소모를 최소화할 수 있다.
동작 704에서, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 획득된 제1 신호를 마스터 BMS(110)에게 전송하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 마스터 BMS(110)로부터, 상기 데이터의 송신을 요청하는 신호를 수신함에 기반하여, 획득된 제1 신호를 마스터 BMS(110)에게 전송할 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 사용자에 의해 지정된 주기마다, 획득된 제1 신호를 마스터 BMS(110)에게 전송할 수 있다. 예를 들면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 지정된 이벤트 발생 시, 획득된 제1 신호를 마스터 BMS(110)에게 전송할 수 있다.
동작 705에서, 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 획득된 제2 신호를 마스터 BMS(110)에게 전송하도록 구성될 수 있다. 동작 704에 대한 설명들은, 동작 705에, 동일하게 적용될 수 있다.
동작 706에서, 마스터 BMS(110)는, 획득된 제1 신호 및 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 복수의 배터리 셀들(120)의 상태를 식별하도록 구성될 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 제1 신호 내의 제1 수치 값 및 제2 신호 내의 제2 수치 값을 식별하고, 후술하는 연산 과정들을 통해, 복수의 배터리 셀들(120) 각각에 대한 정보를 획득하도록 구성될 수 있다.
도 8 및 도 9는, 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 간소화된 블록도이다.
도 8에 도시된 배터리 모듈(100)은, 마스터 BMS(110)가 제1 신호 및 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 복수의 배터리 셀들(120)의 상태를 식별할 수 있는 제1 상태를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1)의 상태 및 제2 배터리 셀(120-2)의 상태를 나타내는 제1 수치 값(a1)을 포함하는 제1 신호를 획득하도록 구성될 수 있다. 제1 수치 값(a1)은, 제1 배터리 셀(120-1)의 상태를 나타내는 수치 값(x1)과 제2 배터리 셀(120-2)의 상태를 나타내는 수치 값(x2)을 더한 값(a1=x1+x2)일 수 있다. 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 제2 배터리 셀(120-2)의 상태 및 제3 배터리 셀(120-3)의 상태를 나타내는 제2 수치 값(a2)을 포함하는 제2 신호를 획득하도록 구성될 수 있다. 제2 수치 값(a2)은, 제2 배터리 셀(120-2)의 상태를 나타내는 수치 값(x2)과 제3 배터리 셀(120-3)의 상태를 나타내는 수치 값(x3)을 더한 값(a2=x2+x3)일 수 있다. 제3 셀 컨트롤러(200-3)는, 제3 배터리 셀(120-3)의 상태 및 제4 배터리 셀(120-4)의 상태를 나타내는 제3 수치 값(a3)을 포함하는 신호를 획득하도록 구성될 수 있다. 제3 수치 값(a3)은, 제3 배터리 셀(120-3)의 상태를 나타내는 수치 값(x3)과 제4 배터리 셀(120-4)의 상태를 나타내는 수치 값(x4)을 더한 값(a3=x3+x4)일 수 있다. 제4 셀 컨트롤러(200-4)는, 제4 배터리 셀(120-4)의 상태 및 제5 배터리 셀(120-5)의 상태를 나타내는 제4 수치 값(a4)을 포함하는 제2 신호를 획득하도록 구성될 수 있다. 제4 수치 값(a4)은, 제4 배터리 셀(120-4)의 상태를 나타내는 수치 값(x4)과 제5 배터리 셀(120-5)의 상태를 나타내는 수치 값(x5)을 더한 값(a4=x4+x5)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 7의 동작 701 내지 동작 706에 따라, 마스터 BMS(110)는, 제1 신호, 제2 신호, 신호, 및 제4 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 수신된 상기 신호들에 기반하여, 제1 배터리, 제2 배터리 셀(120-2), 제3 배터리 셀(120-3), 제4 배터리 셀(120-4), 및 제5 배터리 셀(120-5) 각각의 상태를 식별하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 마스터 BMS(110)는, 각각의 배터리 셀의 상태를 식별하기 위한 연산을 수행할 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 부하로 공급되는 복수의 배터리 셀들(120)의 전압의 합(즉, 부하의 동작 전압)을 식별할 수 있다. 상기 전압의 합은, 제1 배터리 셀(120-1)의 동작 전압(x1), 제2 배터리 셀(120-2)의 동작 전압(x2), 제3 배터리 셀(120-3)의 동작 전압(x3), 제4 배터리 셀(120-4)의 동작 전압(x4), 및 제5 배터리 셀(120-5)의 동작 전압(x5)을 더한 값(A=x1+x2+x3+x4+x5)일 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 상기 값(A)에서, 제2 수치 값(a2=x2+x3) 및 제4 수치 값(a4=x4+x5)를 빼는 연산을 통해, 값(B=x1)을 획득할 수 있다. 상기 값(B)은, 제1 배터리 셀(120-1)의 동작 전압(x1)과 실질적으로 동일할 수 있으므로, 마스터 BMS(110)는, 제1 배터리 셀(120-1)의 동작 전압(x1)을 식별할 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 제1 수치 값(a1=x1+x2)에서, 상기 값(B=x1)을 빼는 연산을 통해, 값(C=x2)을 획득할 수 있다. 상기 값(C)은, 제2 배터리 셀(120-2)의 동작 전압(x2)과 실질적으로 동일할 수 있으므로, 마스터 BMS(110)는, 제2 배터리 셀(120-2)의 동작 전압(x2)을 식별할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상술한 연산 과정을 통해, 마스터 BMS(110)는, 제1 배터리 셀(120-1), 제2 배터리 셀(120-2), 제3 배터리 셀(120-3), 제4 배터리 셀(120-4), 및 제5 배터리 셀(120-5) 각각의 동작 전압을 식별할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마스터 BMS(110)는, 제1 신호, 제2 신호, 제3 신호, 및 제4 신호에 적어도 일부 기반하여, 복수의 배터리 셀들(120)의 상태를 식별할 수 있는 제1 상태 내에서, 상기 복수의 배터리 셀들(120) 각각의 상태를 나타내기 위한 수치 값들을 획득하도록 구성될 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 복수의 배터리 셀들(120) 각각의 상태를 나타내기 위한 수치 값들을 통해, 복수의 배터리 셀들(120) 각각의 상태를 식별할 수 있다. 예를 들면, 제3 배터리 셀(120-3)의 동작 전압이, 나머지 배터리 셀들의 동작 전압보다 지정된 범위 이상 차이를 가질 때, 마스터 BMS(110)는, 제3 배터리 셀(120-3)을 비정상 상태로 판단하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 복수의 배터리 셀들(120)의 동작 전압들의 차이가, 지정된 범위 내일 때, 마스터 BMS(110)는, 복수의 배터리 셀들(120)을 정상 상태로 판단하도록 구성될 수 있다. 상술한 설명들은, 예시적인 것일 뿐, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 수치 값들은, 동작 전압 외 다른 파라미터를 나타낼 수 있다.
상술한 바와 같이, 복수의 배터리 셀들(120)에 연결된 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 통해, 마스터 BMS(110)는, 복수의 셀들 각각의 상태를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 셀 컨트롤러를 포함하지 않는 복수의 배터리 셀들(120)로 구성된 배터리 모듈(100)의 경우, 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 사후적으로 연결함으로써, 배터리 모듈(100)을 구성하는 복수의 배터리 셀들(120) 각각을 관리할 수 있다.
도 9에 도시된 배터리 모듈(100)은, 마스터 BMS(110)가 제1 신호 및 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 복수의 배터리 셀들(120)의 상태를 식별할 수 없는 제2 상태를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 어느 하나의 배터리 셀 내부에 배치되는 셀 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 셀 컨트롤러는, 끝단에 연결된 제1 배터리 셀(120-1)의 상태 또는 제4 배터리 셀(120-4)의 상태를 나타내기 위한 수치 값을 포함하는 신호를, 버스 바(500)를 통해, 마스터 BMS(110)로 송신하도록 구성된 제4 셀 컨트롤러(200-4)를 더 포함할 수 있다. 도 9에서, 제4 셀 컨트롤러(200-4)는, 제4 배터리 셀(120-4) 내에 배치된 것으로 도시되었으나, 제4 셀 컨트롤러(200-4)는, 제1 배터리 셀(120-1) 내에 배치될 수도 있다.
제1 셀 컨트롤러(200-1)는, 제1 배터리 셀(120-1)의 상태 및 제2 배터리 셀(120-2)의 상태를 나타내는 제1 수치 값(a1)을 포함하는 제1 신호를 획득하도록 구성될 수 있다. 제1 수치 값(a1)은, 제1 배터리 셀(120-1)의 상태를 나타내는 수치 값(x1)과 제2 배터리 셀(120-2)의 상태를 나타내는 수치 값(x2)을 더한 값(a1=x1+x2)일 수 있다. 제2 셀 컨트롤러(200-2)는, 제2 배터리 셀(120-2)의 상태 및 제3 배터리 셀(120-3)의 상태를 나타내는 제2 수치 값(a2)을 포함하는 제2 신호를 획득하도록 구성될 수 있다. 제2 수치 값(a2)은, 제2 배터리 셀(120-2)의 상태를 나타내는 수치 값(x2)과 제3 배터리 셀(120-3)의 상태를 나타내는 수치 값(x3)을 더한 값(a2=x2+x3)일 수 있다. 제3 셀 컨트롤러(200-3)는, 제3 배터리 셀(120-3)의 상태 및 제4 배터리 셀(120-4)의 상태를 나타내는 제3 수치 값(a3)을 포함하는 신호를 획득하도록 구성될 수 있다. 제3 수치 값(a3)은, 제3 배터리 셀(120-3)의 상태를 나타내는 수치 값(x3)과 제4 배터리 셀(120-4)의 상태를 나타내는 수치 값(x4)을 더한 값(a3=x3+x4)일 수 있다. 제4 셀 컨트롤러(200-4)는, 제4 배터리 셀(120-4)의 상태를 나타내는 제4 수치 값(a4)을 포함하는 신호를 획득하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 7의 동작 701 내지 동작 706에 따라, 마스터 BMS(110)는, 제1 신호, 제2 신호, 제3 신호, 및 제4 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 수신된 상기 신호들에 기반하여, 제1 배터리, 제2 배터리 셀(120-2), 제3 배터리 셀(120-3), 및 제4 배터리 셀(120-4) 각각의 상태를 식별하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 마스터 BMS(110)는, 각각의 배터리 셀의 상태를 식별하기 위한 연산을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 수치 값들은, 복수의 배터리 셀들(120) 각각의 온도로 참조될 수 있다. 제3 수치 값(a3)은, 제3 배터리 셀(120-3)의 온도(x3)와 제4 배터리 셀(120-4)의 온도(x4)를 더한 값을 나타낼 수 있다(a3=x3+x4). 마스터 BMS(110)는, 제4 신호 내의 제4 수치 값(a4)을 통해, 제4 배터리 셀(120-4)의 온도(x4)를 식별할 수 있다(a4=x4). 마스터 BMS(110)는, 제3 신호 내의 제3 수치 값(a3=x3+x4)에서, 제4 수치 값(a4=x4)을 빼는 연산을 통해, 제3 배터리 셀(120-3)의 온도(x3)를 식별할 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 제2 신호 내의 제2 수치 값(a2=x2+x3)에서, 제3 배터리 셀(120-3)의 온도(x3)를 빼는 연산을 통해, 제2 배터리 셀(120-2)의 온도(x2)를 식별할 수 있다. 마스터 BMS(110)는, 제1 신호 내의 제1 수치 값(a1=x1+x2)에서, 제2 배터리 셀(120-2)의 온도(x2)를 빼는 연산을 통해, 제1 배터리 셀(120-1)의 온도(x1)를 식별할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상술한 연산 과정을 통해, 마스터 BMS(110)는, 제1 배터리 셀(120-1), 제2 배터리 셀(120-2), 제3 배터리 셀(120-3), 및 제4 배터리 셀(120-4) 각각의 온도를 식별할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마스터 BMS(110)는, 제1 신호, 제2 신호, 제3 신호, 및 제4 신호에 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들(120)의 상태를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제3 배터리 셀(120-3)의 온도가, 나머지 배터리 셀들의 온도보다 지정된 범위 이상 차이를 가질 때, 마스터 BMS(110)는, 제3 배터리 셀(120-3)을 비정상 상태로 판단하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 복수의 배터리 셀들(120)의 온도들의 차이가, 지정된 범위 내일 때, 마스터 BMS(110)는, 복수의 배터리 셀들(120)을 정상 상태로 판단하도록 구성될 수 있다. 상술한 설명들은, 예시적인 것일 뿐, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 수치 값들은, 온도 외 다른 파라미터를 나타낼 수 있다.
상술한 바와 같이, 필요에 따라, 복수의 셀 컨트롤러들(200) 중 적어도 하나는, 어느 배터리 셀 내부에 배치될 수 있다. 셀 컨트롤러를 포함하지 않는 복수의 배터리 셀들(120)로 구성된 배터리 모듈(100)의 경우, 복수의 배터리 셀들(120) 중 하나의 배터리 셀을, 셀 컨트롤러를 포함하는 배터리 셀로 교체하고, 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 사후적으로 연결함으로써, 배터리 모듈(100)을 구성하는 복수의 배터리 셀들(120) 각각을 관리할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 동작 707에서, 마스터 BMS(110)는, 복수의 배터리 셀들(120)의 상태 정보에 기반하여, 배터리 모듈(100)의 성능을 추정하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 마스터 BMS(110)는, 제1 신호 및 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 복수의 배터리 셀들(120) 각각의 SOH를 추정하고, 추정된 복수의 배터리 셀들(120) 각각의 SOH에 따라, 배터리 모듈(100)의 성능을 추정하도록 구성될 수 있다.
도 10a는, 복수의 셀 컨트롤러들이 연결되기 전의 배터리 모듈을 나타낸다. 도 10b는, 도 10a의 배터리 모듈에, 복수의 셀 컨트롤러들이 연결된 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 10a를 참조하면, 배터리 모듈(100)은, 복수의 배터리 셀들(120)을 수용하는 하우징(600)을 포함할 수 있다. 복수의 배터리 셀들(120)은, 하우징(600) 내의 지정된 위치에 고정될 수 있도록, 하우징(600)의 구조물에 체결될 수 있다. 복수의 배터리 셀들(120)은, 버스 바(500)를 통해, 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 배터리 셀들(120)이 하우징(600) 내에 포장된 상태에서, 복수의 배터리 셀들(120)을 관리하기 위한 복수의 셀 컨트롤러들(200)을, 복수의 배터리 셀들(120) 내부에 배치하기 위해서, 하우징(600)의 연결 구조를 해체하고, 복수의 배터리 셀들(120)을 하우징(600)으로부터 분리할 수 있다. 복수의 배터리 셀들(120)을 분리하는 과정에서, 복수의 배터리 셀들(120)이 손상되거나, 하우징(600)이 손상될 수 있다. 예를 들면, 복수의 배터리 셀들(120)을 분리하는 과정에서, 배터리 셀에 물리적인 충격이 가해질 수 있다. 예를 들면, 배터리 셀에 가해지는 물리적인 충격 때문에, 배터리 셀 내부의 전해액에 누설될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 복수의 배터리 셀들(120)에 연결될 수 있다. 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 복수의 배터리 셀들(120)의 외부에 연결될 수 있다. 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 연결함으로써, 마스터 BMS(예: 도 6의 마스터 BMS(110))는, 상술한 바와 같이, 복수의 배터리 셀들(120)을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 연결하기 위해, 하우징(600)의 연결 구조를 해체하고, 복수의 배터리 셀들(120) 각각을 분리할 필요 없이, 사후적으로 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 복수의 배터리 셀들(120)에 연결할 수 있다. 예를 들면, 제1 배터리 셀(120-1)과 제2 배터리 셀(120-2)에, 제1 셀 컨트롤러(200-1)가 연결될 수 있다. 제2 배터리 셀(120-2)과 제3 배터리 셀(120-3)에, 제2 셀 컨트롤러(200-2)가 연결될 수 있다. 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 버스 바(500)와 연결될 수 있다. 복수의 셀 컨트롤러들(200)은, 연결된 하나 이상의 배터리 셀의 상태에 관한 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 필요에 따라, 복수의 배터리 셀들(120) 중 어느 하나의 배터리 셀을 분리하고, 내부에 셀 컨트롤러를 포함하는 배터리 셀로 교체할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 셀 컨트롤러를 포함하지 않는 복수의 배터리 셀들(120)로 구성된 배터리 모듈(100)이더라도, 사후적으로 복수의 셀 컨트롤러들(200)을 연결함으로써, 배터리 모듈(100)을 구성하는 복수의 배터리 셀들(120) 각각을 관리하고, 모니터링할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 모듈(예: 도 6의 배터리 모듈(100))은, 복수의 배터리 셀들(예: 도 6의 복수의 배터리 셀들(120)), 마스터 배터리 관리 시스템(BMS, battery management system)(예: 도 6의 마스터 BMS(110)), 버스 바(예: 도 6의 버스 바(500)), 및 복수의 셀 컨트롤러들(예: 도 6의 복수의 셀 컨트롤러들(200))을 포함할 수 있다. 상기 복수의 배터리 셀들은, 제1 배터리 셀(예: 도 6의 제1 배터리 셀(120-1)), 제2 배터리 셀(예: 도 6의 제2 배터리 셀(120-2)), 및 제3 배터리 셀(예: 도 6의 제3 배터리 셀(120-3))을 포함할 수 있다. 상기 마스터 BMS는, 상기 복수의 배터리 셀들을 관리하도록 구성될 수 있다. 상기 버스 바는, 상기 복수의 배터리 셀들을 연결할 수 있다. 상기 버스 바는, 상기 마스터 BMS와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수의 셀 컨트롤러들은, 상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 나타내기 위한 수치 값(a numeric value)을 포함하는 신호를, 상기 버스 바를 통해, 상기 마스터 BMS로 송신하도록 구성될 수 있다. 상기 복수의 셀 컨트롤러들은, 제1 셀 컨트롤러(예: 도 6의 제1 셀 컨트롤러(200-1)) 및 제2 셀 컨트롤러(예: 도 6의 제2 셀 컨트롤러(200-2))를 포함할 수 있다. 상기 제1 셀 컨트롤러는, 상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀에 연결될 수 있다. 상기 제1 셀 컨트롤러는, 상기 제1 배터리 셀의 상태 및 제2 배터리 셀의 상태를 나타내기 위한 제1 수치 값을 포함하는 제1 신호를, 상기 버스 바를 통해, 상기 마스터 BMS로 송신하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 셀 컨트롤러는, 상기 제2 배터리 셀 및 상기 제3 배터리 셀에 연결될 수 있다. 상기 제2 셀 컨트롤러는, 상기 제2 배터리 셀의 상태 및 제3 배터리 셀의 상태를 나타내기 위한 제2 수치 값을 포함하는 제2 신호를, 상기 버스 바를 통해, 상기 마스터 BMS로 송신하도록 구성될 수 있다. 상기 마스터 BMS는, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 모니터링하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스터 BMS는, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 식별할 수 있는 상태 내에서, 상기 제1 수치 값 및 상기 제2 수치 값에 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들 각각의 상태를 나타내기 위한 수치 값들을 획득하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 셀 컨트롤러는, 제3 셀 컨트롤러(예: 도 9의 제4 셀 컨트롤러(200-4))를 더 포함할 수 있다. 제3 셀 컨트롤러는, 상기 제1 배터리 셀의 상태 또는 상기 제3 배터리 셀의 상태를 나타내기 위한 제3 수치 값을 포함하는 제3 신호를, 상기 버스 바를 통해, 상기 마스터 BMS로 송신하도록 구성될 수 있다. 상기 마스터 BMS는, 상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및 상기 제3 신호에 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 모니터링하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 나타내기 위한 상기 신호는, 상기 복수의 배터리 셀들의 SOH(SOH, state of health), 상기 복수의 배터리 셀들의 전압, 및 상기 복수의 배터리 셀들의 전류에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스터 BMS는, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들로 구성된 상기 배터리 모듈의 성능을 추정하도록 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리 또는 외장 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어™)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리(130)와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (5)

  1. 배터리 모듈(battery module)에 있어서,
    제1 배터리 셀, 제2 배터리 셀, 및 제3 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 셀들(battery cells);
    상기 복수의 배터리 셀들을 관리하기 위한 마스터 배터리 관리 시스템(BMS, battery management system);
    상기 복수의 배터리 셀들을 연결하고, 상기 마스터 BMS와 전기적으로 연결된 버스 바(bus bar); 및
    상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 나타내기 위한 수치 값(a numeric value)을 포함하는 신호를, 상기 버스 바를 통해, 상기 마스터 BMS에게 송신하도록 구성된 복수의 셀 컨트롤러들을 포함하고,
    상기 복수의 셀 컨트롤러들은,
    상기 제1 배터리 셀 및 상기 제2 배터리 셀에 연결되고, 상기 제1 배터리 셀의 상태 및 상기 제2 배터리 셀의 상태를 나타내기 위한 제1 수치 값을 포함하는 제1 신호를, 상기 버스 바를 통해, 상기 마스터 BMS로 송신하도록 구성된 제1 셀 컨트롤러;
    상기 제2 배터리 셀 및 상기 제3 배터리 셀에 연결되고, 상기 제2 배터리 셀의 상태 및 상기 제3 배터리 셀의 상태를 나타내기 위한 제2 수치 값을 포함하는 제2 신호를, 상기 버스 바를 통해, 상기 마스터 BMS로 송신하도록 구성된 제2 셀 컨트롤러; 를 포함하고,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 모니터링하도록 구성된,
    배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 식별할 수 있는 상태 내에서, 상기 제1 수치 값 및 상기 제2 수치 값에 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들 각각의 상태를 나타내기 위한 수치 값들을 획득하도록 구성된,
    전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 셀 컨트롤러는,
    상기 제1 배터리 셀의 상태 또는 상기 제3 배터리 셀의 상태를 나타내기 위한 제3 수치 값을 포함하는 제3 신호를, 상기 버스 바를 통해, 상기 마스터 BMS로 송신하도록 구성된 제3 셀 컨트롤러를 더 포함하고,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및 상기 제3 신호에 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 모니터링하도록 구성된,
    배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀들의 상태를 나타내기 위한 상기 신호는,
    상기 복수의 배터리 셀들의 SOH(SOH, state of health), 상기 복수의 배터리 셀들의 전압, 및 상기 복수의 배터리 셀들의 전류에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는,
    배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS는,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 적어도 일부 기반하여, 상기 복수의 배터리 셀들로 구성된 상기 배터리 모듈의 성능을 추정하도록 구성된,
    배터리 모듈.

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