WO2018066729A1 - 배터리 관리 시스템 및 이를 구비하는 전지모듈 어셈블리 - Google Patents

배터리 관리 시스템 및 이를 구비하는 전지모듈 어셈블리 Download PDF

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WO2018066729A1
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management system
battery management
battery
sub
bms
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PCT/KR2016/011196
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김광섭
이상윤
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주식회사 피엠그로우
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a battery management system and a battery module assembly having the same.
  • BMS battery management system
  • the slave, master, and top battery management systems may correspond to the module battery management system, the sub battery management system, and the master battery management system.
  • the battery management system used in the conventional battery pack has a problem of increasing manufacturing costs using different types of boards and managing the battery management system itself.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide a battery management system having an integrated board hardware structure.
  • Another object of the present invention is to provide a battery management system and a battery module assembly having the same, which can easily set or switch the hierarchical structure and communication method of the battery management system according to the electrical performance of the battery pack to be applied through a user interface. have.
  • a battery management system for achieving the above object is a battery management system (BMS) including an integrated board, the integrated mode is disposed on a substrate and a plurality of battery modules
  • a sub battery management system (sub BMS) circuit for managing cells of the system
  • a first communication port disposed on the substrate and connected to at least one other sub battery management system circuit externally
  • a main battery management system (main BMS) circuit disposed on the substrate and managing a series, parallel, or parallel connection of a plurality of battery modules including the at least one other sub battery management system circuit and the sub battery management system circuit.
  • main BMS main battery management system
  • main BMS main BMS circuit disposed on the substrate and managing a series, parallel, or parallel connection of a plurality of battery modules including the at least one other sub battery management system circuit and the sub battery management system circuit.
  • a second communication port disposed on the substrate and connecting the main battery management system circuit to an external electronic controller.
  • the main battery management system circuit may include a first user interface for selecting a unit module for a plurality of battery modules.
  • the main battery management system circuit may further include a second user interface for selecting a unit module fastening method for the plurality of battery modules.
  • the first communication port may include at least two communication ports connected to at least one other sub battery management system circuit in a ring topology.
  • a battery module assembly comprising: a first battery module including a plurality of battery cells; A first sub battery management system coupled to the first battery module to manage the plurality of battery cells; And a second sub battery management system connected to the first sub battery management system and the external electronic controller through an integrated board.
  • the second sub-battery management system includes: a first communication port as components on the integrated board, the first communication port being disposed on a substrate and connected to the first sub-battery management system; A main battery management system (main BMS) circuit disposed on the substrate and managing a series, parallel, or parallel connection of a plurality of battery modules including the first battery module; And a second communication port disposed on the substrate and connecting the main battery management system circuit to an external electronic controller.
  • main BMS main battery management system
  • the second sub battery management system may further include a sub battery management system (sub BMS) circuit that manages a second battery module included in the plurality of battery modules and is disposed on a substrate.
  • sub BMS sub battery management system
  • the plurality of battery modules may be connected in a ring topology through a first communication port including two communication ports.
  • the physical board shape is unified in one way, and the I / O port part requiring physical sensing for each battery module is configured as a separate board for easy detachment, so that one board is a slave and /
  • a single board type flexible battery management system Flexible BMS capable of serving as a master may be provided.
  • the user interface (UI) mounted on a single board has the advantage of conveniently setting and / or converting the BMS hierarchy and communication method according to the electrical performance of the applicable battery pack.
  • the battery management system can be manufactured almost independent of the electrical performance of the battery pack, which is easy to manufacture and easy to maintain, which leads to a reduction in development cost, leading to a reduction in product cost.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a battery management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a user interface for selecting a unit module that may be employed in the battery management system of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a user interface for selecting a unit module fastening method that may be employed in the battery management system of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a user interface that may be employed in the battery management system of FIG. 1.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram of a battery module assembly including a plurality of battery modules connected in series with the battery management system of FIG. 1.
  • FIG. 6 is an exemplary diagram of a battery module assembly including a plurality of battery modules connected in parallel with the battery management system of FIG. 1.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram of a battery module assembly including a plurality of battery modules including the battery management system of FIG. 1 and connected in parallel.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a battery management system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a communication topology that may be employed in a battery management system according to another embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a battery management system according to an embodiment of the present invention.
  • a battery management system (BMS) 10 includes a plurality of battery cells (hereinafter, simply 'cells') in a first battery module module # 0 in a battery module assembly. And a sub battery management system slave # 0.
  • the battery management system 10 has a sub battery management system circuitry (sub BMS circuitry) connected to the first battery module through the connection ports 20, the first battery through the connection ports 20
  • the module may receive sensing information (SI) and state information (state info.) From the module and transmit a signal for cell balancing (CB) to the first battery module (module # 0).
  • the battery management system 10 may be connected to the first sub battery management system (slave # 1) 11 managing a plurality of cells in the second battery module (module # 1) through the first communication port 22. Can be.
  • the battery management system 10 may also manage the plurality of cells in the third battery module module # 2 and the second sub battery management system slave # 2 12 that manages a plurality of cells in the third battery module module # 2. It may be extended through the communication ports 22 of (11).
  • the first sub battery management system 11 and the second sub battery management system 12 may be connected in series for physical expansion connection.
  • the battery management system 10 may be connected to the external electronic controller through the second communication port 30.
  • the external electronic controller may be at least one of electronic controllers connected to a battery management system in the electric vehicle as an electronic controller in a light electric vehicle (LEV).
  • LEV light electric vehicle
  • the battery management system 10 may include a user interface that selects a unit module from among the first sub battery management system circuit and the second sub battery management system circuit, or selects a fastening method of the unit modules, that is, a series, parallel, or parallel or parallel method. It may include.
  • the battery management system 10 may include a control unit for controlling operation of communication ports, controlling operation of the sub battery management system 10, and communicating with an external electronic controller.
  • the control unit may include a main battery management system circuit.
  • Such a controller may be implemented as at least some functional units by execution of software modules in a controller or processor of the battery management system 10 and / or at least some hardware components for performing operations corresponding to these functional units.
  • the above-described sub battery management system circuit, the first communication port 22, the second communication port 30 and the main battery management system circuit may be disposed on a single substrate, and this structure may be referred to as an integrated board.
  • a BMS input / output (I / O) port or communication port may be designed in consideration of physical expansion. That is, it is possible to design a physical I / O port for communication linkage with an additional battery module and to implement controller area network (CAN) communication between a slave and a master.
  • CAN controller area network
  • the series expansion of the battery module can provide a structure that facilitates physical I / O port expansion.
  • the battery management system 10 described above may be manufactured as an integrated board which is a hardware board.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a user interface for selecting a unit module that may be employed in the battery management system of FIG. 1.
  • the battery management system may include a first user interface 50 for selecting a unit module for a plurality of battery modules.
  • a battery module having a model name PG 12-30 is selected from among battery modules having model names PG12-20, PG12-30, and PG24-10.
  • the first user interface 50 it is possible to select which battery module to use according to the state information of each battery module before selecting the fastening method for the plurality of battery modules.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a user interface for selecting a unit module fastening method that may be employed in the battery management system of FIG. 1.
  • the battery management system may include a second user interface 60 for selecting a unit module fastening method for a plurality of battery modules.
  • a similar SOC is based on at least one of a state of charge (SOC) and a state of health (SOH) of the plurality of battery modules.
  • SOC state of charge
  • SOH state of health
  • battery modules with SOH can be selected as a group. According to this operating method, it is possible to obtain the effect of increasing the performance of the battery module assembly and substantially extending the life.
  • the first and second user interfaces 50 and 60 described above may be implemented in software such as in a manner of being stored in the form of a software module in a storage unit connected to the control unit. However, according to the implementation, it may be made of a hardware component that performs a function corresponding to the corresponding software module.
  • the coupling fastening method of the battery module may be set by the user, and the electrical performance of the coupled battery module may be determined according to the user setting.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a user interface that may be employed in the battery management system of FIG. 1.
  • the user interface 70 may have a hardware structure disposed on an integrated board.
  • the user interface 70 may correspond to a structure in which the first and second user interfaces described above are implemented in hardware.
  • a sub-battery management system (slave BMS # 0) having a master function is assigned '0' as a unique identifier (ID), and an ID '1' is assigned to the first sub-battery management system (slave BMS # 1).
  • ID '2' may be assigned to the second sub battery management system slave BMS # 2.
  • each sub battery management system may be set to a switch installed on the integrated board.
  • the switch may be a dip (DIP) switch capable of displaying 64 IDs with 6 digits on or off.
  • DIP dip
  • IDs for each BMS can be assigned to effectively manage a plurality of battery management systems, and when a plurality of battery modules are connected, a slave BMS ( There is an advantage that the identification between the s-BMS) can be easily performed.
  • an ID can be simply given to each sub BMS through a switch setting on a hardware board such as an integrated board.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram of a battery module assembly including a plurality of battery modules connected in series with the battery management system of FIG. 1.
  • 6 is an exemplary diagram of a battery module assembly including a plurality of battery modules connected in parallel with the battery management system of FIG. 1.
  • 7 is an exemplary diagram of a battery module assembly including a plurality of battery modules including the battery management system of FIG. 1 and connected in parallel.
  • the battery module assembly 100A includes three battery modules connected in series with each other.
  • the at least one battery module is equipped with a battery management system having an integrated board according to the present embodiment to manage the fastening method for the three battery modules in a series connection structure.
  • the battery management system having an integrated board interconnects sub-battery management systems mounted on the remaining two battery modules with an external electronic control device (eg, an electronic control device of an electric vehicle) and preset signals therebetween. Can send and receive data.
  • the fastening method can be simply set via a software or hardware user interface.
  • the battery module assembly 100B includes three battery modules connected in parallel with each other.
  • the at least one battery module is equipped with a battery management system having an integrated board according to the present embodiment can manage the fastening method for the three battery modules in a parallel connection structure.
  • the battery management system having an integrated board interconnects sub-battery management systems mounted on the remaining two battery modules with an external electronic control device (eg, an electronic control device of an electric vehicle) and preset signals therebetween. Can send and receive data.
  • the fastening method can be simply set via a software or hardware user interface.
  • the battery module assembly 100C includes six battery modules connected in series and parallel.
  • the at least one battery module is equipped with a battery management system having an integrated board according to the present embodiment can manage the fastening method for the six battery modules in a series-parallel connection structure.
  • the battery management system having an integrated board interconnects sub-battery management systems mounted on the remaining five battery modules with an external electronic controller (eg, an electronic controller of an electric vehicle), and preset signals therebetween. Can send and receive data.
  • the fastening structure (not shown) can be simply set through a software or hardware user interface in the combination of FIGS. 5 and 6.
  • a positive terminal and a negative terminal (or a ground terminal) on the battery modules are connected in series or parallel (by a straight line) for convenience of illustration. Parallel form is possible), but the present invention is not limited to such a configuration, and the plurality of batteries in the battery module assembly are provided through first and second user interfaces or hardware type user interface using switching elements such as power semiconductors. It may include a configuration for selecting or setting the fastening structure for the modules.
  • the flexible may include a configuration in which the fastening method for the plurality of battery modules may be arbitrarily adjusted by the user.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a battery management system according to another embodiment of the present invention.
  • the battery module assembly 100D includes a sub BMS 10, a first sub BMS 11, and a second server BMS 12 each having an integrated board, in the order described.
  • a first battery module (module # 0), a second battery module (module # 1) and a third battery module (module # 2).
  • the sub BMS 10 may include a sub BMS circuit 10a serving a slave BMS function and a main BMS circuit 10b serving a master BMS function.
  • the sub BMS circuit 10a manages a plurality of cells in the first battery module.
  • the main BMS circuit 10b manages the sub BMS circuit 10a, the first sub BMS 11 (or the first sub BMS circuit), and the second sub BMS 12 (or the second sub BMS circuit).
  • the main BMS circuit 10b may manage a fastening method of these sub BMS circuits through a user interface.
  • main BMS circuit 10b may be connected to an electronic control device of a light electric vehicle (LEV) outside the battery module assembly 100D to transmit and receive preset signals and data.
  • LEV light electric vehicle
  • the single sub BMS 10 is formed to have a master-slave configuration using an integrated board, and also applies at least one or more other sub BMSs by applying a master-slave communication protocol change scheme. It is possible to increase the convenience and efficiency in the operation and management of the battery management system by managing the configuration or to relay them and the external electronic control device.
  • the BMS installed in each battery module functions as a slave and additionally combines the battery modules according to the needs of changing or expanding the battery module assembly.
  • the battery management system implemented in the slave-master structure of the embodiment there is an advantage that can be efficiently selected or determined according to the user's setting.
  • the battery management system of the present embodiment may basically perform a role of a master and a slave in parallel, but is not limited thereto and may be implemented to include a master function and a dummy slave function.
  • the battery management system has an advantage of implementing a hierarchical protocol for supporting fastening between battery modules and automatically changing a communication protocol according to whether the battery modules are coupled.
  • the battery management system or the battery module assembly according to the present embodiment can be connected through an additional interface on the integrated board of the BMS according to the configuration or setting of the battery module assembly (see FIG. 1).
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a communication topology that may be employed in a battery management system according to another embodiment of the present invention.
  • the battery management system sm-BMS 10 has a fastening structure having a ring topology applied to a plurality of battery modules s-BMS 11 to 17 in the battery module assembly.
  • the external electronic controller may be arranged to connect the electronic controller of the electric vehicle LEV and the remaining battery modules.
  • the battery management system 10 may be connected to both ends of the plurality of battery modules 11 to 17 connected in series with each other through two communication ports to form a ring topology.
  • the battery management system 10 may be connected to an external electronic controller through the second communication port.

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Abstract

배터리 관리 시스템 및 이를 구비하는 전지모듈 어셈블리가 개시된다. 배터리 관리 시스템은, 통합 보드를 포함하는 배터리 관리 시스템으로서, 상기 통합 모드가, 기판상에 배치되며 배터리 모듈 내 복수의 셀들을 관리하는 서브 배터리 관리 시스템 회로, 기판상에 배치되며 외부의 적어도 하나의 다른 서브 배터리 관리 시스템 회로와 연결되는 제1 통신 포트, 기판상에 배치되며 적어도 하나의 다른 서브 배터리 관리 시스템 회로와 서브 배터리 관리 시스템 회로를 포함하는 복수의 배터리 모듈들의 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결을 관리하는 메인 배터리 관리 시스템 회로, 및 기판상에 배치되며 메인 배터리 관리 시스템 회로를 외부의 전자제어장치와 연결하는 제2 통신 포트를 포함한다.

Description

배터리 관리 시스템 및 이를 구비하는 전지모듈 어셈블리
본 개시는 배터리 관리 시스템 및 이를 구비하는 전지모듈 어셈블리에 관한 것이다.
기존의 배터리 팩 제조 과정에 있어서, 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS)은 배터리 모듈 조합의 전기적 성능에 따라 그 제작 사양이 변경되며, 배터리의 전기적 성능에 크게 의존적이다.
배터리 팩에 사용되고 있는 기존의 배터리 관리 시스템은 계층형 구조로 마스터(master) BMS와 슬래이브(slave) BMS를 위한 2종 보드를 사용하는 것이 일반적이다. 또한, 상황에 따라 최상위 BMS를 위한 보드를 포함하여 3종 보드를 사용하기도 한다. 보드(board)는 BMS 기능이 탑재되는 하드웨어 부분에 대응된다.
또한, 기존 기술에 있어서 슬래이브, 마스터 및 최상위 배터리 관리 시스템들은 모듈 배터리 관리 시스템, 서브 배터리 관리 시스템 및 마스터 배터리 관리 시스템에 대응될 수 있다.
이와 같이, 종래의 배터리 팩에 사용되는 배터리 관리 시스템은 서로 다른 종류의 보드들을 사용하여 제조 비용을 증가시키고 배터리 관리 시스템 자체의 관리가 어려운 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 통합 보드 하드웨어 구조를 구비하는 배터리 관리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 사용자 인터페이스를 통해 적용 대상 배터리 팩의 전기적 성능에 따라 배터리 관리 시스템의 계층 구조 및 통신 방식을 간편하게 설정하거나 전환할 수 있는 배터리 관리 시스템과 이를 구비하는 전지모듈 어셈블리를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은, 통합 보드를 포함하는 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS)으로서, 상기 통합 모드는, 기판상에 배치되며 배터리 모듈 내 복수의 셀들을 관리하는 서브 배터리 관리 시스템(sub BMS) 회로; 상기 기판상에 배치되며 외부의 적어도 하나의 다른 서브 배터리 관리 시스템 회로와 연결되는 제1 통신 포트; 상기 기판상에 배치되며 상기 적어도 하나의 다른 서브 배터리 관리 시스템 회로와 상기 서브 배터리 관리 시스템 회로를 포함하는 복수의 배터리 모듈들의 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결을 관리하는 메인 배터리 관리 시스템(main BMS) 회로; 및 상기 기판상에 배치되며 상기 메인 배터리 관리 시스템 회로를 외부의 전자제어장치와 연결하는 제2 통신 포트를 포함한다.
여기서, 메인 배터리 관리 시스템 회로는 복수의 배터리 모듈들에 대한 단위 모듈 선택을 위한 제1 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.
여기서, 메인 배터리 관리 시스템 회로는 복수의 배터리 모듈들에 대한 단위 모듈 체결 방식 선택을 위한 제2 사용자 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 통신 포트는 적어도 하나의 다른 서브 배터리 관리 시스템 회로와 링 토폴로지(ring topology)로 연결되는 적어도 두 개의 통신 포트들을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리는, 복수의 배터리 셀들을 포함하는 제1 배터리 모듈; 상기 제1 배터리 모듈에 결합하여 상기 복수의 배터리 셀들을 관리하는 제1 서브 배터리 관리 시스템; 및 상기 제1 서브 배터리 관리 시스템 및 외부 전자제어장치와 통합 보드를 통해 연결되는 제2 서브 배터리 관리 시스템을 포함한다.
여기서, 제2 서브 배터리 관리 시스템은, 상기 통합 보드 상의 구성요소들로서, 기판상에 배치되며 상기 제1 서브 배터리 관리 시스템과 연결되는 제1 통신 포트; 상기 기판상에 배치되며 상기 제1 배터리 모듈을 포함한 복수의 배터리 모듈들의 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결을 관리하는 메인 배터리 관리 시스템(main BMS) 회로; 및 상기 기판상에 배치되며 상기 메인 배터리 관리 시스템 회로를 외부의 전자제어장치와 연결하는 제2 통신 포트를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 서브 배터리 관리 시스템은, 상기 복수의 배터리 모듈들에 포함되는 제2 배터리 모듈을 관리하고 기판상에 배치되는 서브 배터리 관리 시스템(sub BMS) 회로를 더 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 배터리 모듈들은 두 개의 통신 포트들을 포함하는 제1 통신 포트를 통해 링 토폴로지 형태로 연결될 수 있다.
상기 배터리 관리 시스템 및 이를 구비하는 전지모듈 어셈블리를 활용할 경우에는, 개발 비용을 절감하고 제품 단가 하락을 유도할 수 있으며, 배터리 관리 시스템의 규격화된 모듈이나 모듈 개발 환경을 제공할 수 있다.
또한, 설계 시와 설치 시의 적용 대상 배터리 팩이 달라지는 경우에도 배터리 관리 시스템을 변경하지 않고 제조하거나 제조된 보드 및/또는 모듈을 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 물리적인 보드 형상을 1가지로 통일하고, 각 배터리 모듈에 대해 물리적 센싱이 필요한 I/O 포트 부분은 별도의 보드로 탈착이 용이한 구조로 구성하여 1장의 보드가 슬레이브(Slave) 및/또는 마스터(Master) 역할을 수행할 수 있는 단일 보드(One board) 타입의 플렉시블 배터리 관리 시스템(Flexible BMS)를 제공할 수 있다.
또한, 단일 보드에 탑재되는 사용자 인터페이스(user interface, UI)를 통해 적용 대상 배터리 팩의 전기적 성능에 따라 BMS 계층 구조 및 통신 방식을 편리하게 설정 및/또는 변환할 수 있는 장점이 있다.
또한, 통합 보드를 사용함으로써 배터리 팩의 전기적 성능에 거의 무관하게 배터리 관리 시스템을 제조할 수 있어 제조가 용이하고 유지관리가 편리하여 개발비용 단축으로 제품 단가 하락의 유도가 가능하며 규격화된 배터리 모듈에 대한 개발 환경을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.
도 2는 도 1의 배터리 관리 시스템에 채용할 수 있는 단위모듈 선택용 사용자 인터페이스에 대한 예시도이다.
도 3은 도 1의 배터리 관리 시스템에 채용할 수 있는 단위모듈 체결방식 선택용 사용자 인터페이스에 대한 예시도이다.
도 4는 도 1의 배터리 관리 시스템에 채용할 수 있는 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 배터리 관리 시스템을 구비하고 직렬 연결된 복수의 전지모듈들을 포함하는 전지모듈 어셈블리에 대한 예시도이다.
도 6은 도 1의 배터리 관리 시스템을 구비하고 병렬 연결된 복수의 전지모듈들을 포함하는 전지모듈 어셈블리에 대한 예시도이다.
도 7은 도 1의 배터리 관리 시스템을 구비하고 직병렬 연결된 복수의 전지모듈들을 포함하는 전지모듈 어셈블리에 대한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 시스템에 채용할 수 있는 통신 토폴로지를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS)(10)은 전지모듈 어셈블리에서 제1 배터리 모듈(module #0) 내 복수의 배터리 셀(이하, 간단히 '셀'이라 함)들을 관리하는 서브 배터리 관리 시스템(slave #0)으로 배치된다. 이를 위해, 배터리 관리 시스템(10)은 접속 포트들(20)을 통해 제1 배터리 모듈과 연결되는 서브 배터리 관리 시스템 회로(sub BMS circuitry)를 구비하고, 접속 포트들(20)을 통해 제1 배터리 모듈로부터 센싱 정보(sensing information, SI)와 상태 정보(state info.)를 수신하며, 제1 배터리 모듈(module #0)에 셀 밸런싱(cell balancing, CB)을 위한 신호를 전송할 수 있다.
또한, 배터리 관리 시스템(10)은 제1 통신 포트(22)를 통해 제2 배터리 모듈(module #1) 내 복수의 셀들을 관리하는 제1 서브 배터리 관리 시스템(slave #1)(11)과 연결될 수 있다. 이때 배터리 관리 시스템(10)은 제3 배터리 모듈(module #2) 내 복수의 셀들을 관리하는 제2 서브 배터리 관리 시스템(slave #2)(12)과도 제1 서브 배터리 관리 시스템(slave #1)(11)의 통신 포트들(22)을 통해 확장 연결될 수 있다. 물리적 확장 연결을 위해 제1 서브 배터리 관리 시스템(11)과 제2 서브 배터리 관리 시스템(12)은 직렬 연결될 수 있다.
또한, 배터리 관리 시스템(10)은 제2 통신 포트(30)를 통해 외부 전자제어장치와 연결될 수 있다. 외부의 전자제어장치는 전기자동차(light electric vehicle, LEV) 내 전자제어장치로서 전기자동차에서 배터리 관리 시스템과 연결되는 전자제어장치들 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 배터리 관리 시스템(10)은 제1 서브 배터리 관리 시스템 회로와 제2 서브 배터리 관리 시스템 회로 중에서 단위 모듈을 선택하거나 단위 모듈의 체결 방식 즉, 직렬, 병렬 또는 직병렬 방식을 선택하는 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.
또한, 배터리 관리 시스템(10)은 통신 포트들의 동작 제어와, 서브 배터리 관리 시스템(10)의 동작 제어, 외부 전자제어장치와의 통신 등 위한 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 메인 배터리 관리 시스템 회로(main BMS circuitry)를 포함할 수 있다. 이러한 제어부는 배터리 관리 시스템(10)의 컨트롤러나 프로세서에서 소프트웨어 모듈의 실행에 의한 적어도 일부의 기능부 및/또는 이러한 기능부에 상응하는 동작을 수행하는 적어도 일부의 하드웨어 구성부로 구현될 수 있다.
전술한 서브 배터리 관리 시스템 회로, 제1 통신 포트(22), 제2 통신 포트(30) 및 메인 배터리 관리 시스템 회로는 단일 기판 상에 배치될 수 있으며, 이러한 구조를 통합 보드라 지칭할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 단일 보드 타입(One board Type)의 BMS 하드웨어(H/W) 설계 및 개발을 가능케 하며, 확장형 배터리 모듈 내 삽입이 가능한 하드웨어 설계 환경을 제공할 수 있다.
또한, 배터리 모듈 내 셀과의 통신을 위해 케이블 연결이 가능한 구조를 설계할 수 있고, 배터리 모듈 간 결합에 따라 추가되는 BMS의 수용이 가능한 구조를 설계할 수 있다.
또한, 물리적 확장을 고려한 BMS 입출력(I/O) 포트 또는 통신 포트를 설계할 수 있다. 즉, 추가되는 배터리 모듈과의 통신 연계를 위한 물리적인 I/O 포트를 설계할 있으며, 슬레이브-마스터(Slave-Master) 간 CAN(controller area network) 통신을 구현할 수 있다.
또한, 배터리 모듈의 직렬 확장에 따라 물리적 I/O 포트 확장이 용이한 구조를 제공할 수 있다.
전술한 배터리 관리 시스템(10)은 하드웨어 보드인 통합 보드로 제조될 수 있다.
도 2는 도 1의 배터리 관리 시스템에 채용할 수 있는 단위모듈 선택용 사용자 인터페이스에 대한 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은 복수의 배터리 모듈들에 대하여 단위 모듈을 선택하기 위한 제1 사용자 인터페이스(50)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 일례로써 모델명이 PG12-20, PG12-30 및 PG24-10인 배터리 모듈들 중 모델명이 PG 12-30인 배터리 모듈을 선택한 상태를 보여주고 있다.
제1 사용자 인터페이스(50)를 이용하면, 복수의 배터리 모듈들에 대한 체결 방식을 선택하기 전에 각 배터리 모듈의 상태 정보에 따라 어느 배터리 모듈을 사용할 것인지를 선택할 수 있다.
도 3은 도 1의 배터리 관리 시스템에 채용할 수 있는 단위모듈 체결방식 선택용 사용자 인터페이스에 대한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은 복수의 배터리 모듈들에 대하여 단위 모듈 체결 방식을 선택하기 위한 제2 사용자 인터페이스(60)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 일례로써 직렬 연결 모듈 개수와 병렬 연결 모듈 개수를 선택하기 위한 사용자 인터페이스를 보여주고 있다.
제1 및 제2 사용자 인터페이스들(50 및 60)을 이용하면, 복수의 배터리 모듈들의 충전량(state of charge, SOC) 및 수명/건강상태(state of health, SOH) 중 적어도 어느 하나를 토대로 유사한 SOC 또는 SOH를 가진 배터리 모듈들을 하나의 그룹으로 선택할 수 있다. 이러한 운영 방식에 의하면, 전지모듈 어셈블리의 성능을 높이고 수명을 실질적으로 연장시키는 효과을 얻을 수 있다.
전술한 제1 및 제2 사용자 인터페이스들(50 및 60)은 제어부에 연결되는 저장부에 소프트웨어 모듈 형태로 저장되는 방식과 같이 소프트웨어적으로 구현될 수 있다. 다만, 구현에 따라서 해당 소프트웨어 모듈에 상응하는 기능을 수행하는 하드웨어 구성부로 만들어질 수 있음은 물론이다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 배터리 모듈의 결합 체결 방식을 사용자가 설정하고, 사용자 설정에 따라 결합된 배터리 모듈의 전기적 성능을 결정할 수 있다.
도 4는 도 1의 배터리 관리 시스템에 채용할 수 있는 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 사용자 인터페이스(70)는 통합 보드상에 배치되는 하드웨어 구조를 구비할 수 있다. 이러한 사용자 인터페이스(70)는 전술한 제1 및 제2 사용자 인터페이스들을 하드웨어 형태로 구현한 구조에 대응될 수 있다.
일례로, 마스터 기능을 구비한 서브 배터리 관리 시스템(slave BMS #0)에는 고유식별자(ID)로서 '0'을 부여하고, 제1 서브 배터리 관리 시스템(slave BMS #1)에는 ID '1'을 부여하고, 제2 서브 배터리 관리 시스템(slave BMS #2)에는 ID '2'를 부여할 수 있다.
또한, 각 서브 배터리 관리 시스템의 ID은 통합 보드 상에 설치되는 스위치(switch)로 설정될 수 있다. 스위치는 6자리의 온 또는 오프 상태로 64개의 ID를 표시할 수 있는 딥(DIP) 스위치가 이용될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 전지모듈 어셈블리에 단위 모듈을 추가하는 경우에 BMS별 ID를 부여하여 복수의 배터리 관리 시스템을 효과적으로 관리할 수 있으며, 다수의 배터리 모듈 체결시 미리 부여된 ID를 통해 Slave BMS(s-BMS)들 간의 식별을 간편하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 통합 보드와 같은 하드웨어 보드(H/W board)상에서 스위치 세팅을 통해 각 서브 BMS에 ID를 간단히 부여할 수 있는 장점이 있다.
도 5는 도 1의 배터리 관리 시스템을 구비하고 직렬 연결된 복수의 전지모듈들을 포함하는 전지모듈 어셈블리에 대한 예시도이다. 도 6은 도 1의 배터리 관리 시스템을 구비하고 병렬 연결된 복수의 전지모듈들을 포함하는 전지모듈 어셈블리에 대한 예시도이다. 그리고 도 7은 도 1의 배터리 관리 시스템을 구비하고 직병렬 연결된 복수의 전지모듈들을 포함하는 전지모듈 어셈블리에 대한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리(100A)는 서로 직렬 연결되는 세 개의 배터리 모듈들을 포함한다. 여기서, 적어도 하나의 배터리 모듈에는 본 실시예에 따른 통합 보드를 구비한 배터리 관리 시스템이 탑재되어 세 개의 배터리 모듈들에 대한 체결방식을 직렬 연결 구조로 관리한다.
통합 보드를 구비하는 배터리 관리 시스템은 나머지 두 개의 배터리 모듈들에 탑재된 서브 배터리 관리 시스템들과 외부의 전자제어장치(예컨대, 전기자동차의 전자제어장치)를 상호 연결하고 이들 사이에서 기설정된 신호 및 데이터를 송수신할 수 있다. 체결방식은 소프트웨어 방식이나 하드웨어 방식의 사용자 인터페이스를 통해 간단히 설정될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리(100B)는 서로 병렬 연결되는 세 개의 배터리 모듈들을 포함한다. 여기서, 적어도 하나의 배터리 모듈에는 본 실시예에 따른 통합 보드를 구비한 배터리 관리 시스템이 탑재되어 세 개의 배터리 모듈들에 대한 체결방식을 병렬 연결 구조로 관리할 수 있다.
통합 보드를 구비하는 배터리 관리 시스템은 나머지 두 개의 배터리 모듈들에 탑재된 서브 배터리 관리 시스템들과 외부의 전자제어장치(예컨대, 전기자동차의 전자제어장치)를 상호 연결하고 이들 사이에서 기설정된 신호 및 데이터를 송수신할 수 있다. 체결방식은 소프트웨어 방식이나 하드웨어 방식의 사용자 인터페이스를 통해 간단히 설정될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리(100C)는 직병렬 연결되는 6개의 배터리 모듈들을 포함한다. 여기서, 적어도 하나의 배터리 모듈에는 본 실시예에 따른 통합 보드를 구비한 배터리 관리 시스템이 탑재되어 6개의 배터리 모듈들에 대한 체결방식을 직병렬 연결 구조로 관리할 수 있다.
통합 보드를 구비하는 배터리 관리 시스템은 나머지 5개의 배터리 모듈들에 탑재된 서브 배터리 관리 시스템들과 외부의 전자제어장치(예컨대, 전기자동차의 전자제어장치)를 상호 연결하고 이들 사이에서 기설정된 신호 및 데이터를 송수신할 수 있다. 체결 구조(미도시)는 도 5 및 도 6의 조합 형태로 소프트웨어 방식이나 하드웨어 방식의 사용자 인터페이스를 통해 간단히 설정될 수 있다.
한편, 체결방식(또는 체결 구조)의 선택 또는 설정에 있어서, 도 5 내지 도 7에서는 도시의 편의상 배터리 모듈들 상의 포지티브 단자와 네거티브 단자(또는 그라운드 단자)를 와이어를 통해 직렬 또는 병렬(이에 의해 직병렬 형태가 가능함)을 도시하였지만, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 전력 반도체 등의 스위칭 소자들을 사용하여 제1 및 제2 사용자 인터페이스들이나 하드웨어 형태의 사용자 인터페이스를 통해 전지모듈 어셈블리 내 복수의 배터리 모듈들에 대한 체결 구조를 선택하거나 설정하는 구성을 포함할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 확장 방식의 배터리 모듈용 플렉시블(Flexible) BMS를 제공할 수 있다. 여기서 블렉시블은 복수의 배터리 모듈들에 대한 체결방식을 사용자 임의로 조정할 수 있는 구성을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리(100D)는 통합 보드를 구비하는 서브 BMS(10), 제1 서브 BMS(11) 및 제2 서버 BMS(12)를 각각 기재된 순서대로 포함하는 제1 배터리 모듈(module #0), 제2 배터리 모듈(module #1) 및 제3 배터리 모듈(module #2)를 포함한다.
서브 BMS(10)는 슬레이브 BMS 기능을 담당하는 서브 BMS 회로(10a)와 마스터 BMS 기능을 담당하는 메인 BMS 회로(10b)를 포함할 수 있다.
서브 BMS 회로(10a)는 제1 배터리 모듈 내 복수의 셀들을 관리한다.
메인 BMS 회로(10b)는 서브 BMS 회로(10a), 제1 서브 BMS(11)(또는 제1 서브 BMS 회로), 및 제2 서브 BMS(12)(또는 제2 서브 BMS 회로)를 관리한다. 특히, 메인 BMS 회로(10b)는 이들 서브 BMS 회로들의 체결 방식을 사용자 인터페이스를 통해 관리할 수 있다.
또한, 메인 BMS 회로(10b)는 전지모듈 어셈블리(100D) 외부의 전기자동차(light electric vehicle, LEV)의 전자제어장치에 연결되어 미리 설정된 신호와 데이터를 송수신할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 단일 서브 BMS(10)는 통합 보드를 사용하여 마스터-슬레이브(Master-Slave) 구성을 구비하도록 형성되고, 또한 마스터-슬레이브 통신 프로토콜 변경 방식을 적용하여 적어도 하나 이상의 다른 서브 BMS를 관리하거나 이들과 외부 전자제어장치를 중계하도록 형성함으로써, 배터리 관리 시스템의 운용 및 관리에 편의성과 효율성을 증대시킬 수 있다.
또한, 각 배터리 모듈이 독립적으로 동작할 경우 각 배터리 모듈에 설치된 BMS는 슬레이브(Slave) 역할을 그대로 수행하고, 전지모듈 어셈블리의 변경이나 확장 등의 필요에 따라서 배터리 모듈의 추가 결합을 수행하는 경우 본 실시예의 Slave-Master 구조가 구현된 배터리 관리 시스템을 사용하여 사용자의 설정에 따라 체결 구조를 효율적으로 선택하거나 결정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 실시예의 배터리 관리 시스템은 기본적으로 마스터와 슬레이브 역할을 병행할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 마스터 기능과 더미 슬레이브 기능을 포함하도록 구현될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은 배터리 모듈들 간 체결 지원을 위한 계층적 프로토콜을 구현하고 배터리 모듈들의 결합 여부에 따라 자동으로 통신 프로토콜을 변경할 수 있는 장점이 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 배터리 관리 시스템이나 전지모듈 어셈블리는 전지모듈 어셈블리의 구성이나 설정에 따라 BMS의 통합 보드상의 추가 인터페이스를 통해 연결하는 것이 가능하다(도 1 참조).
또한, 개별 배터리 모듈에 설치되는 BMS의 인터페이스와 1대1로 매핑할 수 있으며, 이를 통해 배터리 모듈의 증가의 경우에도 유연하게 각 배터리 모듈의 슬레이브 BMS와 통신하는 것이 가능하다. 물론, 구현에 따라 추가 마스터 기능을 메인 BMS 회로를 추가하는 것도 가능하다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 시스템에 채용할 수 있는 통신 토폴로지를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(sm-BMS, 10)은 전지모듈 어셈블리 내 복수의 배터리 모듈들(s-BMS, 11 내지 17)에 적용되는 링 토폴로지 형태의 체결 구조에서 외부의 전자제어장치 예컨대, 전기자동차(LEV)의 전자제어장치와 나머지 배터리 모듈들 간을 연결하도록 배치될 수 있다.
이를 위해 배터리 관리 시스템(10)은 서로 직렬 연결되는 나머지 복수의 배터리 모듈들(11 내지 17)의 양단 측에 두 개의 통신 포트들을 통해 연결되어 링 토폴로지를 구성할 수 있다. 이때, 배터리 관리 시스템(10)은 제2 통신 포트를 통해 외부의 전자제어장치와 연결될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 통합 보드를 포함하는 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS)으로서, 상기 통합 모드는,
    기판상에 배치되며 배터리 모듈 내 복수의 셀들을 관리하는 서브 배터리 관리 시스템(sub BMS) 회로;
    상기 기판상에 배치되며 외부의 적어도 하나의 다른 서브 배터리 관리 시스템 회로와 연결되는 제1 통신 포트;
    상기 기판상에 배치되며 상기 적어도 하나의 다른 서브 배터리 관리 시스템 회로와 상기 서브 배터리 관리 시스템 회로를 포함하는 복수의 배터리 모듈들의 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결을 관리하는 메인 배터리 관리 시스템(main BMS) 회로; 및
    상기 기판상에 배치되며 상기 메인 배터리 관리 시스템 회로를 외부의 전자제어장치와 연결하는 제2 통신 포트를 포함하는, 배터리 관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 배터리 관리 시스템 회로는 상기 복수의 배터리 모듈들에 대한 단위 모듈 선택을 위한 제1 사용자 인터페이스를 포함하는, 배터리 관리 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 메인 배터리 관리 시스템 회로는 상기 복수의 배터리 모듈들에 대한 단위 모듈 체결 방식 선택을 위한 제2 사용자 인터페이스를 더 포함하는, 배터리 관리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 통신 포트는 상기 적어도 하나의 다른 서브 배터리 관리 시스템 회로와 링 토폴로지(ring topology)로 연결되는 적어도 두 개의 통신 포트들을 포함하는, 배터리 관리 시스템.
  5. 복수의 배터리 셀들을 포함하는 제1 배터리 모듈;
    상기 제1 배터리 모듈에 결합하여 상기 복수의 배터리 셀들을 관리하는 제1 서브 배터리 관리 시스템; 및
    상기 제1 서브 배터리 관리 시스템 및 외부 전자제어장치와 통합 보드를 통해 연결되는 제2 서브 배터리 관리 시스템을 포함하는,
    전지모듈 어셈블리
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 서브 배터리 관리 시스템은, 상기 통합 보드 상의 구성요소들로서,
    기판상에 배치되며 상기 제1 서브 배터리 관리 시스템과 연결되는 제1 통신 포트;
    상기 기판상에 배치되며 상기 제1 배터리 모듈을 포함한 복수의 배터리 모듈들의 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결을 관리하는 메인 배터리 관리 시스템(main BMS) 회로; 및
    상기 기판상에 배치되며 상기 메인 배터리 관리 시스템 회로를 외부의 전자제어장치와 연결하는 제2 통신 포트를 포함하는, 전지모듈 어셈블리.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 서브 배터리 관리 시스템은, 상기 복수의 배터리 모듈들에 포함되는 제2 배터리 모듈을 관리하고 상기 기판상에 배치되는 서브 배터리 관리 시스템(sub BMS) 회로를 더 포함하는, 전지모듈 어셈블리.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수의 배터리 모듈들은 두 개의 통신 포트들을 포함하는 제1 통신 포트를 통해 링 토폴로지 형태로 연결되는, 전지모듈 어셈블리.
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