WO2020080648A1 - 배터리 관리 시스템 및 방법 - Google Patents
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- H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
Definitions
- Isolators are used when modules operating in different voltage regions are connected to each other.
- an isolator must be disposed in an appropriate position to block the leakage current and perform the operation as intended.
- the present disclosure can provide a system and apparatus for managing a battery.
- a battery management system and apparatus for performing battery management using a small number of isolators is provided.
- the battery management system may include a first processor, a second processor, an isolator, a sensor unit, and a switch unit, and the isolator may be disposed between the first processor and the second processor.
- the battery management system includes a first processor operating in a low voltage region; A second processor operating in a high voltage region; An isolator disposed between the first processor and the second processor; A sensor unit for sensing voltages for a plurality of nodes; And a switch unit disposed between the sensor unit and the second processor, wherein the first processor transmits a monitoring request signal for the plurality of nodes to the second processor through the isolator, and the second processor The switch unit is controlled according to the monitoring request signal to obtain voltage values for the plurality of nodes, and the second processor may transmit the voltage values to the first processor through the isolator.
- the switch unit may include a plurality of switches
- the sensor unit may include a plurality of sensors corresponding to the plurality of switches.
- the switch unit is controlled by the second processor, when the switch unit is turned on, current is connected to the sensor unit, and when the switch unit is turned off, a current connected to the sensor unit may be cut off.
- the plurality of nodes may include at least one of nodes at both ends of the relay and both ends of the fuse.
- the relay may transfer the high voltage power applied from the battery to at least one of a motor, an output terminal, and a display.
- ground level of the low voltage region and the ground level of the high voltage region are different from each other, and the voltage used in the low voltage region may be 12 V or less, and the voltage used in the high voltage region may be 500 V or less.
- the first processor may be disposed on a first substrate
- the second processor may be disposed on a second substrate.
- the first processor may provide charge and discharge information about the battery.
- the battery management method includes the steps of: a first processor operating in a low voltage region transmitting a monitoring request signal for a plurality of nodes to an second processor operating in a high voltage region through an isolator; Obtaining, by the second processor, voltage values for the plurality of nodes according to the monitoring request signal; And transmitting, by the second processor, the voltage value to the first processor through the isolator.
- the third aspect can provide a computer-readable non-transitory recording medium in which a program for implementing the method of the second aspect is recorded.
- the present disclosure can provide a system and method for managing a battery. Specifically, a system for performing battery management is disclosed by transmitting information using an isolator disposed between a first processor operating in a low voltage region and a second processor operating in a high voltage region. The isolator is disposed on the first processor and the second processor, so that the required number can be reduced.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example in which a battery management system according to an embodiment operates with a battery and a BEM.
- FIG. 2 is a block diagram illustrating an example in which a battery management system according to an embodiment operates using a first processor and a second processor.
- FIG. 3 is a block diagram illustrating an example in which a battery management system according to an embodiment operates using a plurality of isolators.
- FIG. 4 is a block diagram illustrating an example in which a battery management system according to an embodiment operates in a low voltage region and a high voltage region.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which a battery management system according to an embodiment operates with a battery, BEM, ECU, and the like.
- FIG. 6 is a view for explaining an example of a plurality of nodes according to an embodiment.
- FIG. 7 is a flowchart illustrating an example in which a battery management system according to an embodiment operates using a first processor and a second processor.
- a singular form may also include a plural form unless specifically stated in the phrase, and is combined with A, B, C when described as “at least one (or more than one) of A and B, C”. It can contain one or more of all possible combinations.
- first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the term is not limited to the nature, order, or order of the component.
- a component when a component is described as being 'connected', 'coupled', or 'connected' to another component, the component is directly 'connected', 'coupled', or 'connected' to the other component In addition to the case, it may also include a case of 'connected', 'coupled', or 'connected' due to another component between the component and the other components.
- the “top (top)” or “bottom (bottom)” is the two components directly This includes not only the case of contact, but also the case where one or more other components are formed or disposed between two components.
- the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one component may be included.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example in which the battery management system 100 according to an embodiment operates together with the battery 110 and the battery energy management (BEM) 120.
- BEM battery energy management
- the battery management system 100 may operate in conjunction with the battery 110 and the BEM 120.
- the battery management system 100 may monitor the status of the battery 110 and the BEM 120.
- the battery management system 100 may monitor various states by sensing voltages for a plurality of nodes connected to the battery 110 and output monitored results. For example, the battery management system 100 may output an alarm when the relay or fuse does not perform a normal operation.
- FIG. 2 is a block diagram illustrating an example in which the battery management system 100 according to an embodiment operates using the first processor 210 and the second processor 230.
- the battery management system 100 may include a first processor 210, an isolator 220, a second processor 230, a switch unit 240, and a sensor unit 250. .
- the battery management system 100 may include a low voltage region 201 and a high voltage region 202.
- the isolator 220 may connect the low voltage region 201 and the high voltage region 202.
- the battery management system 100 may further include a memory (not shown) connected to the first processor 210 or the second processor 230.
- the term "memory" can be broadly interpreted to include any electronic component capable of storing electronic information.
- the term memory is random access memory (RAM), read-only memory (ROM), non-volatile random access memory (NVRAM), programmable read-only memory (PROM), erase-programmable read-only memory (EPROM), electrical It may also refer to various types of processor-readable media such as erasable PROM (EEPROM), flash memory, magnetic or optical data storage, registers, and the like.
- the memory is the first processor 210 and / or the second processor 230 ) And electronic communication.
- the memory integrated in the first processor 210 and / or the second processor 230 is in electronic communication with the processor.
- the memory is a flash memory type (flash memory type), hard disk type (hard disk type), multimedia card micro type (multimedia card micro type), card type memory (for example, SD or XD memory, etc.), RAM ( RAM, Random Access Memory (SRAM), Static Random Access Memory (ROM), Read-Only Memory (ROM), Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), Programmable Read-Only Memory (PROM), magnetic memory, magnetic disk, It may include at least one type of storage medium among optical discs.
- flash memory type flash memory type
- hard disk type hard disk type
- multimedia card micro type multimedia card micro type
- card type memory for example, SD or XD memory, etc.
- RAM RAM, Random Access Memory (SRAM), Static Random Access Memory (ROM), Read-Only Memory (ROM), Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), Programmable Read-Only Memory (PROM), magnetic memory, magnetic disk, It may include at least one type of storage medium among optical discs.
- the first processor 210 and / or the second processor 230 may perform a communication function.
- the first processor 210 and / or the second processor 230 may communicate with an external device using a Wi-Fi chip, a Bluetooth chip, or the like, and may communicate with an internal module according to a predetermined protocol.
- the Wi-Fi chip and the Bluetooth chip can perform communication using the Wi-Fi method and the Bluetooth method, respectively.
- various connection information such as an SSID and a session key may be first transmitted and received, and then communication may be performed using this to transmit and receive various information.
- the wireless communication chip may perform communication according to various communication standards such as IEEE, Zigbee, 3G (3rd Generation), 3GPP (3rd Generation Partnership Project), and LTE (Long Term Evolution).
- the NFC chip can operate in a Near Field Communication (NFC) method using a 13.56 MHz band among various RF-ID frequency bands such as 135 kHz, 13.56 MHz, 433 MHz, 860 to 960 MHz, and 2.45 GHz.
- the first processor 210 and / or the second processor 230 may perform communication through a local interconnect network (LIN) bus or a LIN interface.
- LIN local interconnect network
- the first processor 210 may operate in the low voltage region 201, and the second processor 230 may operate in the high voltage region 202. Also, an isolator 220 may be disposed between the first processor 210 and the second processor 230. The isolator 220 may mutually transmit information between the first processor 210 and the second processor 230.
- the low voltage region 201 and the high voltage region 202 may operate in different voltage ranges.
- the voltage used in the low voltage region 201 may be 0V to 12V
- the voltage used in the high voltage region 202 may be 0V to 500V.
- the voltage range in which the module included in the high voltage region 202 operates may be 300V to 500V.
- ground level of the low voltage region 201 and the ground level of the high voltage region 202 may be different from each other.
- the ground of the low voltage region 201 and the ground of the high voltage region 202 may not be electrically connected to each other.
- the ground of the low voltage region 201 and the ground of the high voltage region 202 may be electrically separated.
- the first processor 210 may be disposed on the first substrate, and the second processor 230 may be disposed on the second substrate. Modules operating in the low voltage region 201 may be disposed on the first substrate, and modules operating in the high voltage region 202 may be disposed on the second substrate.
- the isolator 220 may be disposed on the first substrate and / or the second substrate, and electrically disconnect the first substrate and the second substrate at the same time. The isolator 220 may transmit information between the first substrate and the second substrate, but may block electrical connections other than a predetermined route. For example, the isolator 220 may block leakage current between the first substrate and the second substrate.
- the isolator 220 disposed between the first processor 210 and the second processor 230 may mutually transmit information between the first processor 210 and the second processor 230.
- the isolator 220 may block electrical connections other than information transmitted between the first processor 210 and the second processor 230.
- the isolator 220 may block leakage current between the low voltage region 201 and the high voltage region 202.
- the first processor 210 may transmit a monitoring request signal for a plurality of nodes to the second processor 230 through the isolator 220.
- the second processor 230 controls the switch unit 240 according to a monitoring request signal to obtain voltage values for a plurality of nodes, and provides the obtained voltage values through the isolator 220. 1 can be transmitted to the processor 210.
- the sensor unit 250 may sense voltages of a plurality of nodes.
- a switch unit 240 may be disposed between the sensor unit 250 and the second processor 230.
- the switch unit 240 may include a plurality of switches, and the sensor unit 250 may include a plurality of sensors corresponding to the plurality of switches.
- the switch unit 240 may be controlled by the second processor 230. Also, the switch unit 240 may control the current applied to the sensor unit 250. For example, when the switch unit 240 is turned on, current is connected to the sensor unit 250, and when the switch unit 240 is turned off, current connected to the sensor unit 250 may be cut off. Specifically, when a plurality of switches connected to the switch unit 240 are turned on, current may be applied to the plurality of sensors included in the sensor unit 250, respectively. In addition, when a plurality of switches connected to the switch unit 240 is turned off, currents may be cut off from the plurality of sensors included in the sensor unit 250, respectively.
- the plurality of nodes may include at least one of nodes at both ends of the relay and both ends of the fuse.
- the relay according to an embodiment may include a module that delivers high voltage power applied from a battery to at least one of a motor, an output terminal, and a display.
- the fuse may include a module or device that blocks the current when a current or voltage higher than a preset value is applied. More specific embodiments of the plurality of nodes will be described later in FIG. 6.
- the first processor 210 may provide information on a state of charging and discharging of the battery. For example, when the battery is fully charged or discharged, the first processor 210 may output a message indicating each situation.
- the battery management system 100 may implement battery management with one isolator 220 even though the number of switches included is multiple.
- FIG. 3 is a block diagram illustrating an example in which the battery management system 100 according to an embodiment operates using a plurality of isolators 320 and 340.
- the battery management system 100 includes a main MCU 310, a first isolator 320, a second isolator 340, a sensor unit 330, a MUX 350, and a converter 360 It may include.
- the battery management system 100 may include a low voltage region 301 and a high voltage region 302, and may operate in the low voltage region 301 and the high voltage region 302.
- the first isolator 320 and the second isolator 340 may connect the low voltage region 301 and the high voltage region 302.
- the second isolator 340 may include a plurality of isolators. Also, a plurality of isolators may be connected to a plurality of sensors included in the sensor unit 330. In addition, the MUX 350 may electrically connect one of the plurality of sensors included in the sensor unit 330 to the converter 360 through a plurality of isolators.
- the converter 360 may perform analog digital conversion. For example, the converter 360 may convert a value (eg, a voltage value) received through the MUX 350 into a digital value. In addition, the converter 360 may transmit the value received through the MUX 350 to the main MCU 310 through the first isolator 320.
- a value eg, a voltage value
- the converter 360 may transmit the value received through the MUX 350 to the main MCU 310 through the first isolator 320.
- the sensor unit 330 may include a plurality of sensors, and the plurality of sensors may sense voltage values for a plurality of nodes.
- the voltage value sensed by the sensor on the line selected by the MUX 350 is applied to the converter 360 through the second isolator 340 and the MUX 350, and the converter 360 digitally receives the received voltage value. It can be converted into a signal and transmitted to the main MCU 310 through the first isolator 320.
- the low voltage region 301 and the high voltage region 302 may be implemented on different substrates.
- the low voltage region 301 may be implemented on the first substrate
- the high voltage region 302 may be implemented on the second substrate.
- the main MCU 310 may be disposed on the first substrate
- the sensor unit 330, the MUX 350, and the converter 360 may be disposed on the second substrate.
- the first isolator 320 and the second isolator 340 may connect the first substrate and the second substrate.
- the battery management system 100 may include a first isolator 320 and a second isolator 340, that is, a plurality of isolators 320 and 340.
- the number of isolators corresponding to the number of the plurality of sensors included in the sensor unit 330 may be included.
- FIG. 4 is a block diagram illustrating an example in which the battery management system 100 according to an embodiment operates in the low voltage region 401 and the high voltage region 402.
- the battery management system 100 may include a main MCU 410, an HV MCU 430, an isolator 420, a sensor unit 450, and a switch unit 440.
- the battery management system 100 may include the low voltage region 401 and the high voltage region 402, and may operate in the low voltage region 401 and the high voltage region 402.
- the isolator 420 may connect the low voltage region 401 and the high voltage region 402.
- the main MCU 410, the isolator 420, the HV MCU 430, the switch unit 440, and the sensor unit 450 shown in FIG. 4 are respectively the first processor 210 and the isolator 220 disclosed in FIG. , Since it may correspond to the second processor 230, the switch unit 240, and the sensor unit 250, the contents of FIG. 2 may be referred to.
- the switch unit 440 may include a plurality of (eg, 13) MOSFETs.
- the plurality of MOSFETs may operate as a switch and may be controlled by the HV MCU 430.
- the battery management system 100 may operate using only one isolator 420.
- the HV MCU 430 may perform an analog digital converting function. Accordingly, the HV MCU 430 may convert a signal (eg, voltage values for a plurality of nodes) received through the switch unit 440 into a digital signal and transmit it to the main MCU 410 through the isolator 420. .
- the low voltage region 401 and the high voltage region 402 may be implemented on different substrates.
- the low voltage region 401 may be implemented on the first substrate
- the high voltage region 402 may be implemented on the second substrate.
- the main MCU 410 may be disposed on the first substrate
- the sensor unit 450, the switch unit 440 and the HV MCU 430 may be disposed on the second substrate.
- the isolator 420 may connect the first substrate and the second substrate.
- the cost consumed by the isolators may be reduced.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which the battery management system 100 according to an embodiment operates with a battery 510, a BEM 520, an electronic control unit (ECU) 530, and the like.
- ECU electronice control unit
- the battery management system 100 may include a first processor 590, an isolator 560, a second processor 570, and a measurement unit 580.
- the battery management system 100 may include a low voltage region 550 and a high voltage region 540, and may operate in the low voltage region 550 and the high voltage region 540.
- the isolator 560 may connect the low voltage region 550 and the high voltage region 540.
- the first processor 590, the isolator 560 and the second processor 570, the low voltage region 550 and the high voltage region 540 illustrated in FIG. 5 are respectively the first processor 210 and the isolator (shown in FIG. 2). 220), since the second processor 230, the low voltage region 201 and the high voltage region 202 may be corresponded, the contents of FIG. 2 may be referred to.
- the measurement unit 580 illustrated in FIG. 5 may include one or more sensors and switches.
- the measurement unit 580 may include the sensor unit 250 and the switch unit 240 illustrated in FIG. 2, the contents of FIG. 2 may be referred to.
- the battery management system 100 may operate in connection with a battery 510, a battery energy management (BEM) 520, and an ECU 530.
- BEM battery energy management
- the second processor 570 may transmit the voltage value sensed by the measurement unit 580 to the first processor 590 through the isolator 560.
- the second processor 570 may convert the analog voltage value to a digital voltage value and transmit it to the first processor 590.
- the first processor 590 may control the ECU 530.
- the first processor 590 may control the ECU 530 using information received from the second processor 570.
- the ECU 530 may control an electronic module such as a vehicle. For example, you can control heaters, power supplies, real-time clocks, crash ENS control, CAN communication, and more. Further, the ECU 530 may be controlled through a control signal received from the first processor 590. For example, the first processor 590 may request the ECU 530 to output an alarm indicating the state of the battery (eg, charging, discharging, abnormality) through a signal received from the second processor 570. have.
- the first processor 590 may request the ECU 530 to output an alarm indicating the state of the battery (eg, charging, discharging, abnormality) through a signal received from the second processor 570. have.
- FIG. 6 is a view for explaining an example of a plurality of nodes (671 to 683) according to an embodiment.
- the plurality of nodes 671 to 683 may be included in some sections 690 of the BEM.
- Some sections 690 of the BEM include multiple relays (641, 642, 643, 644, 645, 646, 647, 651, 652, 653), multiple fuses (631, 632, 633), multiple resistors (661, 662, 663), a plurality of nodes (671, 672, 673, 674, 675, 676, 677, 678, 679, 680, 681, 682, 683).
- some sections 690 of the BEM may be connected to a plurality of output terminals 621, 622, 623, 624.
- Each of the first output terminal 621, the second output terminal 622, the third output terminal 623, and the fourth output terminal 624 may perform different operations.
- the first output terminal 621 applies power to Aux
- the second output terminal 622 applies power to the front traction motor
- the third output terminal 623 supplies power to the rear traction motor.
- the fourth output terminal 624 may apply power to the DC charging port.
- a voltage may be applied to the plurality of nodes 671 to 683 through power applied from the battery 610.
- a plurality of nodes (671 to 683) according to an embodiment of the relay (641, 642, 643, 644, 645, 646, 647, 651, 652, 653) of both ends and the fuse (631, 632, 633) of both ends It may include at least one of the nodes.
- Relay (641, 642, 643, 644, 645, 646, 647, 651, 652, 653) according to an embodiment of the high voltage power applied from the battery 610 motor, the output terminal (621, 622, 623, 624) and a display module.
- the fuses 631, 632, and 633 may include a module or device that blocks current when a current or voltage higher than a preset value is applied.
- FIG. 7 is a flowchart illustrating an example in which the battery management system 100 according to an embodiment operates using a first processor and a second processor.
- step S710 the first processor 210 operating in the low voltage region 201 transmits a monitoring request signal for a plurality of nodes to the second processor 230 operating in the high voltage region 202 through the isolator 220. .
- the first processor 210 may operate in the low voltage region 201, and the second processor 230 may operate in the high voltage region 202. Also, an isolator 220 may be disposed between the first processor 210 and the second processor 230. The isolator 220 may mutually transmit information between the first processor 210 and the second processor 230.
- the low voltage region 201 and the high voltage region 202 may operate in different voltage ranges.
- the voltage used in the low voltage region 201 may be 0V to 12V
- the voltage used in the high voltage region 202 may be 0V to 500V.
- the voltage range in which the module included in the high voltage region 202 operates may be 300V to 500V.
- the isolator 220 disposed between the first processor 210 and the second processor 230 may mutually transmit information between the first processor 210 and the second processor 230.
- the isolator 220 may block electrical connections other than information transmitted between the first processor 210 and the second processor 230.
- the isolator 220 may block leakage current between the low voltage region 201 and the high voltage region 202.
- the first processor 210 may transmit a monitoring request signal for a plurality of nodes to the second processor 230 through the isolator 220.
- the second processor 230 acquires voltage values for a plurality of nodes in step S720.
- the second processor 230 may acquire voltage values for a plurality of nodes through one or more switches and one or more sensors operating in the high voltage region 202, and the second processor 230 digitally acquires the obtained voltage value. Can be converted to a signal.
- step S730 the second processor 230 transmits the voltage value to the first processor 210 through the isolator 220.
- the voltage value transmitted through the isolator 220 may be converted into a digital signal and transmitted.
- step S710 a monitoring request signal for a plurality of nodes is transmitted to the isolator 220 to the second processor 230, and the voltage value converted to a digital signal in step S730 is transmitted to the first processor 210 through the isolator 220. Since it is transmitted to the battery management can be performed through one isolator 220.
- FIG. 7 may be understood with reference to the contents described above with reference to FIGS. 1 to 6.
- the above-described method may be implemented as a program executable on a computer, and may be implemented on a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium.
- the structure of data used in the above-described method may be recorded on a computer-readable recording medium through various means.
- the computer-readable recording medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, ROM, RAM, USB, floppy disk, hard disk, etc.), optical read media (eg, CD-ROM, DVD, etc.). do.
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
제 1 프로세서, 제 2 프로세서, 아이솔레이터, 센서부, 스위치부 등을 포함하는 배터리 관리 시스템이 개시된다. 아이솔레이터는 제 1 프로세서와 제 2 프로세서 사이에 배치될 수 있으며, 제 1 프로세서와 제 2 프로세서는 아이솔레이터를 통해 정보를 송수신할 수 있다. 제 1 프로세서는 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 아이솔레이터를 통해 제 2 프로세서로 전송할 수 있고, 제 2 프로세서는 복수의 노드에 대한 전압 값을 제 1 프로세서로 전송할 수 있다.
Description
본 개시에서는 하나 이상의 프로세서를 이용하여 배터리를 관리하는 시스템 및 방법이 제공된다.
서로 상이한 전압 영역에서 동작하는 모듈이 서로 연결될 때 아이솔레이터가 이용된다. 특히 고전압 영역에서 동작하는 모듈들과 저전압 영역에서 동작하는 모듈들이 서로 연동하여 동작하는 경우, 적절한 위치에 아이솔레이터가 배치되어야 누설 전류를 차단하면서 의도한 대로 동작을 수행할 수 있다.
그러나, 아이솔레이터의 경우 그 비용이 비싸기 때문에 제품을 구성할 때 그 개수를 줄이는 것이 바람직하다. 따라서 서로 상이한 전압 영역에서 동작하는 모듈들이 상호 연결될 때 이용되는 아이솔레이터의 개수를 줄이기 위한 노력이 계속되어 왔다. 특히 고전압 배터리가 이용되는 경우, 저전압으로 동작하는 모듈들을 함께 이용하도록 회로를 구성할 때, 아이솔레이터의 개수를 줄이는 방안이 요구된다.
본 개시는 배터리를 관리하는 시스템 및 장치를 제공할 수 있다. 구체적으로, 적은 수의 아이솔레이터를 이용하여 배터리 관리를 수행하는 배터리 관리 시스템 및 장치가 제공된다. 배터리 관리 시스템은 제 1 프로세서, 제 2 프로세서, 아이솔레이터, 센서부, 스위치부 등을 포함할 수 있으며, 아이솔레이터는 제 1 프로세서와 제 2 프로세서 사이에 배치될 수 있다.
해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제들이 더 포함될 수 있다.
제 1 측면에 따른 배터리 관리 시스템은 저전압 영역에서 동작하는 제 1 프로세서; 고전압 영역에서 동작하는 제 2 프로세서; 상기 제 1 프로세서와 상기 제 2 프로세서 사이에 배치되는 아이솔레이터; 복수의 노드에 대한 전압을 센싱하는 센서부; 및 상기 센서부와 상기 제 2 프로세서 사이에 배치되는 스위치부를 포함하고, 상기 제 1 프로세서는 상기 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 상기 아이솔레이터를 통해 상기 제 2 프로세서로 전송하고, 상기 제 2 프로세서는 상기 모니터링 요청 신호에 따라 상기 스위치부를 제어하여 상기 복수의 노드에 대한 전압값을 획득하고, 상기 제 2 프로세서는 상기 전압값을 상기 아이솔레이터를 통해 상기 제 1 프로세서로 전송할 수 있다.
또한, 상기 스위치부는 복수의 스위치를 포함하고, 상기 센서부는 상기 복수의 스위치에 대응되는 복수의 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스위치부는 상기 제 2 프로세서에 의하여 제어되고, 상기 스위치부가 온되면 상기 센서부에 전류가 연결되고, 상기 스위치부가 오프되면 상기 센서부에 연결된 전류가 차단될 수 있다.
또한, 상기 복수의 노드는 릴레이의 양단 및 퓨즈의 양단의 노드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 릴레이는 배터리로부터 인가되는 상기 고전압의 전력을 모터, 출력 단자 및 디스플레이 중 적어도 하나로 전달할 수 있다.
또한, 상기 저전압 영역의 그라운드 레벨과 상기 고전압 영역의 그라운드 레벨은 서로 상이하고, 상기 저전압 영역에서 이용되는 전압은 12V 이하이고, 상기 고전압 영역에서 이용되는 전압은 500V 이하일 수 있다.
또한, 상기 제 1 프로세서는 제 1 기판에 배치되고, 상기 제 2 프로세서는 제 2 기판에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 프로세서는 상기 배터리에 대한 충전, 방전 상태의 정보를 제공할 수 있다.
제 2 측면에 따른 배터리 관리 방법은 저전압 영역에서 동작하는 제 1 프로세서가 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 아이솔레이터를 통해 고전압 영역에서 동작하는 제 2 프로세서로 전송하는 단계; 상기 제 2 프로세서가 상기 모니터링 요청 신호에 따라 상기 복수의 노드에 대한 전압값을 획득하는 단계; 및 상기 제 2 프로세서가 상기 전압값을 상기 아이솔레이터를 통해 상기 제 1 프로세서로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
제 3 측면은 제 2 측면의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 비일시적 기록 매체를 제공할 수 있다.
본 개시는 배터리를 관리하는 시스템 및 방법을 제공할 수 있다. 구체적으로 저전압 영역에서 동작하는 제 1 프로세서와 고전압 영역에서 동작하는 제 2 프로세서 사이에 배치되는 아이솔레이터를 이용하여 정보를 전송함으로써, 배터리 관리를 수행하는 시스템이 개시된다. 아이솔레이터는 제 1 프로세서와 제 2 프로세서에 배치됨으로써 그 필요 개수가 감소할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템이 배터리 및 BEM과 함께 동작하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템이 제 1 프로세서 및 제 2 프로세서를 이용해서 동작하는 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템이 복수개의 아이솔레이터를 이용해서 동작하는 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템이 저전압 영역과 고전압 영역에서 동작하는 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템이 배터리, BEM, ECU 등과 함께 동작하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 복수개의 노드의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템이 제 1 프로세서 및 제 2 프로세서를 이용하여 동작하는 일 예를 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 “상(위)” 또는 “하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, “상(위)” 또는 “하(아래)”는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위)” 또는 “하(아래)”로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)이 배터리(110) 및 BEM(battery Energy Management)(120)과 함께 동작하는 일 예를 나타내는 도면이다.
일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)은 배터리(110) 및 BEM(120)과 연동하여 동작할 수 있다. 배터리 관리 시스템(100)은 배터리(110) 및 BEM(120)의 상태를 모니터링할 수 있다. 구체적으로, 배터리 관리 시스템(100)은 배터리(110)와 연결된 복수개의 노드에 대한 전압을 센싱하여 여러가지 상태를 모니터링할 수 있으며, 모니터링된 결과를 출력할 수 있다. 예를 들면, 배터리 관리 시스템(100)은 릴레이나 퓨즈가 정상적인 동작을 수행하지 않을 때, 알람을 출력할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)이 제 1 프로세서(210) 및 제 2 프로세서(230)를 이용해서 동작하는 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 관리 시스템(100)은 제 1 프로세서(210), 아이솔레이터(220), 제 2 프로세서(230), 스위치부(240), 센서부(250)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)은 저전압 영역(201)과 고전압 영역(202)를 포함할 수 있다. 아이솔레이터(220)는 저전압 영역(201)과 고전압 영역(202)를 연결할 수 있다.
그러나, 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 배터리 관리 시스템(100)에 더 포함될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 예를 들면, 배터리 관리 시스템(100)은 제 1 프로세서(210) 또는는 제 2 프로세서(230)와 연결되는 메모리(미도시) 등을 더 포함할 수 있다. 용어 "메모리" 는 전자 정보를 저장 가능한 임의의 전자 컴포넌트를 포함하도록 넓게 해석될 수 있다. 용어 메모리는 임의 액세스 메모리 (RAM), 판독-전용 메모리 (ROM), 비-휘발성 임의 액세스 메모리 (NVRAM), 프로그램가능 판독-전용 메모리 (PROM), 소거-프로그램가능 판독 전용 메모리 (EPROM), 전기적으로 소거가능 PROM (EEPROM), 플래쉬 메모리, 자기 또는 광학 데이터 저장장치, 레지스터들, 등과 같은 프로세서-판독가능 매체의 다양한 유형들을 지칭할 수도 있다. 제 1 프로세서(210) 및/또는 제 2 프로세서(230)가 메모리에 메모리로부터 정보를 판독하고/하거나 메모리에 정보를 기록할 수 있다면 메모리는 제 1 프로세서(210) 및/또는 제 2 프로세서(230)와 전자 통신 상태에 있다고 불린다. 제 1 프로세서(210) 및/또는 제 2 프로세서(230)에 집적된 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다.
또한, 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제 1 프로세서(210) 및/또는 제 2 프로세서(230)는 통신 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제 1 프로세서(210) 및/또는 제 2 프로세서(230)는 외부 디바이스와 와이파이 칩, 블루투스 칩 등을 이용하여 통신할 수 있고 내부 모듈과도 정해진 규약에 따라 통신할 수 있다. 와이파이 칩, 블루투스 칩은 각각 Wi-Fi 방식, 블루투스 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 와이파이 칩이나 블루투스 칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 무선 통신 칩은 IEEE, 지그비, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행할 수 있다. NFC 칩은 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz 등과 같은 다양한 RF-ID 주파수 대역들 중에서 13.56MHz 대역을 사용하는 NFC(Near Field Communication) 방식으로 동작할 수 있다. 또한, 제 1 프로세서(210) 및/또는 제 2 프로세서(230)는 LIN(Local Interconnect Network) 버스 또는 LIN 인터페이스를 통해 통신을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제 1 프로세서(210)는 저전압 영역(201)에서 동작하고, 제 2 프로세서(230)는 고전압 영역(202)에서 동작할 수 있다. 또한, 제 1 프로세서(210)와 제 2 프로세서(230)의 사이에는 아이솔레이터(220)가 배치될 수 있다. 아이솔레이터(220)는 제 1 프로세서(210)와 제 2 프로세서(230)간에 정보를 상호 전송할 수 있다.
저전압 영역(201)과 고전압 영역(202)은 서로 상이한 전압 범위에서 동작할 수 있다. 예를 들면, 저전압 영역(201)에서 이용되는 전압은 0V~12V이고, 고전압 영역(202)에서 이용되는 전압은 0V~500V일 수 있다. 구체적으로 고전압 영역(202)에 포함된 모듈이 동작하는 전압 범위는 300V~500V일 수 있다.
또한, 저전압 영역(201)의 그라운드 레벨과 고전압 영역(202)의 그라운드 레벨은 서로 상이할 수 있다. 저전압 영역(201)의 그라운드와 고전압 영역(202)의 그라운드는 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다. 저전압 영역(201)의 그라운드와 고전압 영역(202)의 그라운드는 전기적으로 분리될 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 제 1 프로세서(210)는 제 1 기판에 배치되고, 제 2 프로세서(230)는 제 2 기판에 배치될 수 있다. 저전압 영역(201)에서 동작하는 모듈들은 제 1 기판에 배치되고, 고전압 영역(202)에서 동작하는 모듈들은 제 2 기판에 배치될 수 있다. 또한, 아이솔레이터(220)는 제 1 기판 및/또는 제 2 기판에 배치될 수 있으며, 제 1 기판과 제 2 기판을 전기적으로 연결함과 동시에 전기적으로 차단할 수 있다. 아이솔레이터(220)는 제 1 기판과 제 2 기판 사이에서 정보를 전송할 수 있지만, 정해진 루트 외의 전기적 연결을 차단할 수 있다. 예를 들면, 아이솔레이터(220)는 제 1 기판과 제 2 기판 사이에서 누설 전류를 차단할 수 있다.
제 1 프로세서(210)와 제 2 프로세서(230)의 사이에 배치되는 아이솔레이터(220)는 제 1 프로세서(210)와 제 2 프로세서(230)간에 정보를 상호 전송할 수 있다. 또한 아이솔레이터(220)는 제 1 프로세서(210)와 제 2 프로세서(230)간에 전송되는 정보 외의 전기적 연결을 차단할 수 있다. 예를 들면, 아이솔레이터(220)는 저전압 영역(201)과 고전압 영역(202)간의 누설 전류를 차단할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제 1 프로세서(210)는 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 아이솔레이터(220)를 통해 제 2 프로세서(230)로 전송할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 제 2 프로세서(230)는 모니터링 요청 신호에 따라 스위치부(240)를 제어하여 복수의 노드에 대한 전압값을 획득하고, 획득한 전압값을 아이솔레이터(220)를 통해 제 1 프로세서(210)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따른 센서부(250)는 복수의 노드에 대한 전압을 센싱할 수 있다. 또한, 센서부(250)와 제 2 프로세서(230) 사이에는 스위치부(240)가 배치될 수 있다. 스위치부(240)는 복수의 스위치를 포함하고, 센서부(250)는 복수의 스위치에 대응되는 복수의 센서를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 스위치부(240)는 제 2 프로세서(230)에 의하여 제어될 수 있다. 또한, 스위치부(240)는 센서부(250)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다. 예를 들면, 스위치부(240)가 온되면 센서부(250)에 전류가 연결되고, 스위치부(240)가 오프되면 센서부(250)에 연결된 전류가 차단될 수 있다. 구체적으로 스위치부(240)에 연결된 복수개의 스위치가 온(on)되는 경우, 센서부(250)에 포함된 복수개의 센서에 각각 전류를 인가할 수 있다. 또한, 스위치부(240)에 연결된 복수개의 스위치가 오프(off)되는 경우, 센서부(250)에 포함된 복수개의 센서에 각각 전류가 차단될 수 있다.
일 실시 예에 따른 복수의 노드는 릴레이의 양단 및 퓨즈의 양단의 노드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 릴레이는 배터리로부터 인가되는 고전압의 전력을 모터, 출력 단자 및 디스플레이 중 적어도 하나로 전달하는 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 퓨즈는 기설정 이상의 전류 또는 전압이 인가되는 경우 전류를 차단시키는 모듈 또는 소자를 포함할 수 있다. 보다 구체적인 복수의 노드에 대한 실시 예는 도 6에서 후술한다.
일 실시 예에 따른 제 1 프로세서(210)는 배터리에 대한 충전, 방전 상태의 정보를 제공할 수 있다. 예를 들면, 제 1 프로세서(210)는 배터리가 완전 충전된 경우 또는 방전 상태인 경우, 각각의 상황을 나타내는 메시지를 출력할 수 있다.
도 2를 참조하면, 하나의 아이솔레이터(220)가 제 1 프로세서(210)와 제 2 프로세서(230)의 사이에 배치됨으로서, 센서부(250)에 포함된 센서의 수가 복수개이고, 스위치부(240)에 포함된 스위치의 수가 복수개임에도 배터리 관리 시스템(100)은 하나의 아이솔레이터(220)로 배터리 관리를 구현할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)이 복수개의 아이솔레이터(320, 340)를 이용해서 동작하는 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 관리 시스템(100)은 메인 MCU(310), 제 1 아이솔레이터(320), 제 2 아이솔레이터(340), 센서부(330), MUX(350) 및 컨버터(360)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)은 저전압 영역(301)과 고전압 영역(302)를 포함할 수 있으며, 저전압 영역(301)과 고전압 영역(302) 에서 동작할 수 있다. 제 1 아이솔레이터(320) 및 제 2 아이솔레이터(340)는 저전압 영역(301)과 고전압 영역(302)을 연결할 수 있다.
제 2 아이솔레이터(340)는 복수개의 아이솔레이터를 포함할 수 있다. 또한, 복수개의 아이솔레이터는 센서부(330)에 포함된 복수개의 센서와 연결될 수 있다. 또한, MUX(350)는 복수개의 아이솔레이터를 통해 센서부(330)에 포함된 복수개의 센서 중 하나를 컨버터(360)와 전기적으로 연결할 수 있다.
컨버터(360)는 아날로그 디지털 컨버팅을 수행할 수 있다. 예를 들면, 컨버터(360)는 MUX(350)를 통해 수신된 값(예: 전압값)을 디지털 값으로 변환할 수 있다. 또한, 컨버터(360)는 MUX(350)를 통해 수신된 값을 제 1 아이솔레이터(320)를 통해서 메인 MCU(310)로 전송할 수 있다.
센서부(330)는 복수개의 센서를 포함할 수 있으며, 복수개의 센서는 복수의 노드에 대한 전압 값을 센싱할 수 있다. 또한, MUX(350)에 의해 선택된 라인 상의 센서가 센싱한 전압값은 제 2 아이솔레이터(340) 및 MUX(350)를 통해 컨버터(360)로 인가되고, 컨버터(360)는 수신한 전압값을 디지털 신호로 변환하여 제 1 아이솔레이터(320)를 통해 메인 MCU(310)로 전송할 수 있다.
저전압 영역(301)과 고전압 영역(302)은 서로 상이한 기판에서 구현될 수 있다. 예를 들면 저전압 영역(301)은 제 1 기판에서 구현되고, 고전압 영역(302)은 제 2 기판에서 구현될 수 있다. 이 경우, 메인 MCU(310)는 제 1 기판에 배치되고, 센서부(330), MUX(350) 및 컨버터(360)는 제 2 기판에 배치될 수 있다. 또한, 제 1 아이솔레이터(320) 및 제 2 아이솔레이터(340)는 제 1 기판과 제 2 기판을 연결할 수 있다. 도 3에 도시된 실시 예에 따를 때, 배터리 관리 시스템(100)은 제 1 아이솔레이터(320) 및 제 2 아이솔레이터(340), 즉 복수개의 아이솔레이터(320, 340)를 포함할 수 있다. 특히 제 2 아이솔레이터(340)의 경우, 센서부(330)에 포함된 복수개의 센서의 개수에 대응하는 개수의 아이솔레이터를 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)이 저전압 영역(401)과 고전압 영역(402)에서 동작하는 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 관리 시스템(100)은 메인 MCU(410), HV MCU(430), 아이솔레이터(420), 센서부(450) 및 스위치부(440)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)은 저전압 영역(401)과 고전압 영역(402)을 포함할 수 있으며, 저전압 영역(401)과 고전압 영역(402) 에서 동작할 수 있다. 아이솔레이터(420)는 저전압 영역(401)과 고전압 영역(402)을 연결할 수 있다.
도 4에 도시된 메인 MCU(410), 아이솔레이터(420), HV MCU(430), 스위치부(440) 및 센서부(450)는 각각 도 2에서 개시된 제 1 프로세서(210), 아이솔레이터(220), 제 2 프로세서(230), 스위치부(240) 및 센서부(250)에 대응될 수 있으므로, 도 2의 내용을 참조할 수 있다.
스위치부(440)는 복수개(예:13개)의 MOSFET을 포함할 수 있다. 복수개의 MOSFET은 스위치로 동작할 수 있으며, HV MCU(430)에 의해 제어될 수 있다.
도 4를 참조하면, 하나의 아이솔레이터(420)만을 이용하여 배터리 관리 시스템(100)이 동작할 수 있다. 또한, HV MCU(430)는 아날로그 디지털 컨버팅 기능을 수행할 수 있다. 따라서, HV MCU(430)는 스위치부(440)를 통해 수신한 신호(예: 복수개의 노드에 대한 전압값)을 디지털 신호로 변환하여 아이솔레이터(420)를 통해 메인 MCU(410)로 전송할 수 있다.
저전압 영역(401)과 고전압 영역(402)은 서로 상이한 기판에서 구현될 수 있다. 예를 들면 저전압 영역(401)은 제 1 기판에서 구현되고, 고전압 영역(402)은 제 2 기판에서 구현될 수 있다. 이 경우, 메인 MCU(410)는 제 1 기판에 배치되고, 센서부(450), 스위치부(440) 및 HV MCU(430)는 제 2 기판에 배치될 수 있다. 또한, 아이솔레이터(420)는 제 1 기판과 제 2 기판을 연결할 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 3에 비해 사용되는 아이솔레이터의 개수가 감소하기 때문에 아이솔레이터에 소모되는 비용이 절감될 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)이 배터리(510), BEM(520), ECU(electronic control unit)(530) 등과 함께 동작하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 관리 시스템(100)은 제 1 프로세서(590), 아이솔레이터(560), 제 2 프로세서(570), 측정부(580)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)은 저전압 영역(550)과 고전압 영역(540)을 포함할 수 있으며, 저전압 영역(550)과 고전압 영역(540)에서 동작할 수 있다. 아이솔레이터(560)는 저전압 영역(550)과 고전압 영역(540)을 연결할 수 있다.
도 5에 도시된 제 1 프로세서(590), 아이솔레이터(560) 및 제 2 프로세서(570), 저전압 영역(550) 및 고전압 영역(540)은 각각 도 2에서 개시된 제 1 프로세서(210), 아이솔레이터(220), 제 2 프로세서(230), 저전압 영역(201) 및 고전압 영역(202)에 대응될 수 있으므로, 도 2의 내용을 참조할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 측정부(580)는 하나 이상의 센서 및 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 측정부(580)은 도 2에 도시된 센서부(250) 및 스위치부(240)를 포함할 수 있으므로, 도 2의 내용을 참조할 수 있다.
배터리 관리 시스템(100)은 배터리(510), BEM(Battery Energy Management)(520) 및 ECU (530)와 함께 연결되어 동작할 수 있다.
구체적으로 배터리(510)의 전원이 BEM(520)으로 인가되고, BEM(520)에 포함되는 복수개의 노드에 대한 전압값이 측정부(580)에서 센싱되어 제 2 프로세서(570)로 전송될 수 있다. 제 2 프로세서(570)는 측정부(580)에서 센싱된 전압값을 아이솔레이터(560)를 통해 제 1 프로세서(590)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 제 2 프로세서(570)는 측정부(580)로부터 수신한 전압값이 아날로그 값인 경우, 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환하여 제 1 프로세서(590)로 전송할 수 있다.
제 1 프로세서(590)는 ECU(530)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제 1 프로세서(590)는 제 2 프로세서(570)로부터 수신한 정보를 이용하여 ECU(530)를 제어할 수 있다.
ECU(530)는 차량 등의 전자 모듈을 제어할 수 있다. 예를 들면, 히터, 파워 서플라이, 실시간 클럭, 크래쉬 ENS 컨트롤, CAN 통신 등을 제어할 수 있다. 또한, ECU(530)는 제 1 프로세서(590)로부터 수신한 제어 신호를 통해 제어될 수 있다. 예를 들면, 제 1 프로세서(590)는 제 2 프로세서(570)로부터 수신한 신호를 통해 배터리의 상태(예: 충전, 방전, 이상 발생)를 나타내는 알람을 출력할 것을 ECU(530)에 요청할 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 복수개의 노드(671 내지 683)의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
복수개의 노드(671 내지 683)는 BEM의 일부 섹션(690)에 포함될 수 있다. BEM의 일부 섹션(690)은 복수개의 릴레이(641, 642, 643, 644, 645, 646, 647, 651, 652, 653), 복수개의 퓨즈(631, 632, 633), 복수개의 저항(661, 662, 663), 복수개의 노드(671, 672, 673, 674, 675, 676, 677, 678, 679, 680, 681, 682, 683)를 포함할 수 있다. 또한, BEM의 일부 섹션(690)은 복수개의 출력 단자(621, 622, 623, 624)과 연결될 수 있다. 제 1 출력 단자(621), 제 2 출력 단자(622), 제 3 출력 단자(623), 제 4 출력 단자(624)은 각각 상이한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제 1 출력 단자(621)은 Aux로 전원을 인가하고, 제 2 출력 단자(622)은 전면 트랙션 모터로 전원을 인가하고, 제 3 출력 단자(623)은 후방 트랙션 모터로 전원을 인가하고, 제 4 출력 단자(624)은 직류 충전 포트로 전원을 인가할 수 있다.
배터리(610)에서 인가되는 전원을 통해 복수개의 노드(671 내지 683)에 전압이 인가될 수 있다. 일 실시 예에 따른 복수의 노드(671 내지 683)는 릴레이(641, 642, 643, 644, 645, 646, 647, 651, 652, 653)의 양단 및 퓨즈(631, 632, 633)의 양단의 노드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 릴레이(641, 642, 643, 644, 645, 646, 647, 651, 652, 653)는 배터리(610)로부터 인가되는 고전압의 전력을 모터, 출력 단자(621, 622, 623, 624) 및 디스플레이 중 적어도 하나로 전달하는 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 퓨즈(631, 632, 633)는 기설정 이상의 전류 또는 전압이 인가되는 경우 전류를 차단시키는 모듈 또는 소자를 포함할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(100)이 제 1 프로세서 및 제 2 프로세서를 이용하여 동작하는 일 예를 나타내는 흐름도이다.
단계 S710에서 저전압 영역(201)에서 동작하는 제 1 프로세서(210)는 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 아이솔레이터(220)를 통해 고전압 영역(202)에서 동작하는 제 2 프로세서(230)로 전송한다.
일 실시 예에 따른 제 1 프로세서(210)는 저전압 영역(201)에서 동작하고, 제 2 프로세서(230)는 고전압 영역(202)에서 동작할 수 있다. 또한, 제 1 프로세서(210)와 제 2 프로세서(230)의 사이에는 아이솔레이터(220)가 배치될 수 있다. 아이솔레이터(220)는 제 1 프로세서(210)와 제 2 프로세서(230)간에 정보를 상호 전송할 수 있다.
저전압 영역(201)과 고전압 영역(202)은 서로 상이한 전압 범위에서 동작할 수 있다. 예를 들면, 저전압 영역(201)에서 이용되는 전압은 0V~12V이고, 고전압 영역(202)에서 이용되는 전압은 0V~500V일 수 있다. 구체적으로 고전압 영역(202)에 포함된 모듈이 동작하는 전압 범위는 300V~500V일 수 있다.
제 1 프로세서(210)와 제 2 프로세서(230)의 사이에 배치되는 아이솔레이터(220)는 제 1 프로세서(210)와 제 2 프로세서(230)간에 정보를 상호 전송할 수 있다. 또한 아이솔레이터(220)는 제 1 프로세서(210)와 제 2 프로세서(230)간에 전송되는 정보 외의 전기적 연결을 차단할 수 있다. 예를 들면, 아이솔레이터(220)는 저전압 영역(201)과 고전압 영역(202)간의 누설 전류를 차단할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제 1 프로세서(210)는 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 아이솔레이터(220)를 통해 제 2 프로세서(230)로 전송할 수 있다.
또한, 단계 S710에서 전송된 모니터링 요청 신호에 따라 단계 S720에서 제 2 프로세서(230)는 복수의 노드에 대한 전압값을 획득한다.
고전압 영역(202)에서 동작하는 하나 이상의 스위치와 하나 이상의 센서를 통해서 제 2 프로세서(230)는 복수의 노드에 대한 전압값을 획득할 수 있으며, 제 2 프로세서(230)는 획득한 전압값을 디지털 신호로 변환할 수 있다.
단계 S730에서 제 2 프로세서(230)는 전압값을 아이솔레이터(220)를 통해 제 1 프로세서(210)로 전송한다. 이 때, 아이솔레이터(220)를 통해 전송되는 전압값은 디지털 신호로 변환되어 전송될 수 있다.
단계 S710에서 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호가 아이솔레이터(220)를 제 2 프로세서(230)로 전송되고, 단계 S730에서 디지털 신호로 변환된 전압값이 아이솔레이터(220)를 통해 제 1 프로세서(210)로 전송되기 때문에 하나의 아이솔레이터(220)를 통해 배터리 관리가 수행될 수 있다.
또한, 도 7의 방법은 도 1 내지 도 6에서 상술된 내용을 참조하여 이해될 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (10)
- 저전압 영역에서 동작하는 제 1 프로세서;고전압 영역에서 동작하는 제 2 프로세서;상기 제 1 프로세서와 상기 제 2 프로세서 사이에 배치되는 아이솔레이터;복수의 노드에 대한 전압을 센싱하는 센서부; 및상기 센서부와 상기 제 2 프로세서 사이에 배치되는 스위치부를 포함하고,상기 제 1 프로세서는 상기 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 상기 아이솔레이터를 통해 상기 제 2 프로세서로 전송하고,상기 제 2 프로세서는 상기 모니터링 요청 신호에 따라 상기 스위치부를 제어하여 상기 복수의 노드에 대한 전압값을 획득하고,상기 제 2 프로세서는 상기 전압값을 상기 아이솔레이터를 통해 상기 제 1 프로세서로 전송하는 배터리 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 스위치부는 복수의 스위치를 포함하고,상기 센서부는 상기 복수의 스위치에 대응되는 복수의 센서를 포함하는 배터리 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 스위치부는 상기 제 2 프로세서에 의하여 제어되고,상기 스위치부가 온되면 상기 센서부에 전류가 연결되고,상기 스위치부가 오프되면 상기 센서부에 연결된 전류가 차단되는 배터리 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 노드는 릴레이의 양단 및 퓨즈의 양단의 노드 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 관리 시스템.
- 제 4 항에 있어서,상기 릴레이는 배터리로부터 인가되는 상기 고전압의 전력을 모터, 출력 단자 및 디스플레이 중 적어도 하나로 전달하는 배터리 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 저전압 영역의 그라운드 레벨과 상기 고전압 영역의 그라운드 레벨은 서로 상이하고,상기 저전압 영역에서 이용되는 전압은 12V 이하이고,상기 고전압 영역에서 이용되는 전압은 500V 이하인, 배터리 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 프로세서는 제 1 기판에 배치되고,상기 제 2 프로세서는 제 2 기판에 배치되는 배터리 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 프로세서는 상기 배터리에 대한 충전, 방전 상태의 정보를 제공하는 배터리 관리 시스템.
- 저전압 영역에서 동작하는 제 1 프로세서가 복수의 노드에 대한 모니터링 요청 신호를 아이솔레이터를 통해 고전압 영역에서 동작하는 제 2 프로세서로 전송하는 단계;상기 제 2 프로세서가 상기 모니터링 요청 신호에 따라 상기 복수의 노드에 대한 전압값을 획득하는 단계; 및상기 제 2 프로세서가 상기 전압값을 상기 아이솔레이터를 통해 상기 제 1 프로세서로 전송하는 단계;를 포함하는 배터리 관리 방법.
- 제 9 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 비일시적 기록 매체.
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