WO2021060900A1 - 배터리 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2021060900A1
WO2021060900A1 PCT/KR2020/013028 KR2020013028W WO2021060900A1 WO 2021060900 A1 WO2021060900 A1 WO 2021060900A1 KR 2020013028 W KR2020013028 W KR 2020013028W WO 2021060900 A1 WO2021060900 A1 WO 2021060900A1
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PCT/KR2020/013028
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최호득
박용민
전영환
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a battery management apparatus and method, and more particularly, to a battery management apparatus and method capable of effectively transmitting response information.
  • such a battery-equipped device includes various Electronic Control Units (ECUs), and the ECUs communicate with each other to provide information or receive information from other ECUs.
  • ECUs Electronic Control Units
  • various functions and controls are increasing.
  • the amount of data transmission and reception between ECUs is increasing. Accordingly, communication standards and technologies have been proposed to improve the efficiency of data communication between ECUs.
  • Patent Document 1 changes the data frame structure for CAN (Controller Area Network) communication to increase the amount of data, thereby improving data reception stability and improving communication speed, thereby improving the traffic load of the CAN bus.
  • the invention has been disclosed.
  • Patent Document 1 discloses only a configuration in which the receiving side changes the receiving mode to a high speed mode or a normal mode according to whether the data length exceeds 8 bytes. Since Patent Document 1 improves the traffic load by only changing the reception mode, there is a problem that is difficult to be applied to a device such as an electric vehicle in which various information on a battery cell must be provided in real time. That is, according to Patent Document 1, there is a problem that a considerable amount of time may be required for data transmission, since the transmitting side must transmit single information on each battery cell.
  • Patent Document 1 KR 10-1573637 B1
  • An object of the present invention is to provide a battery management apparatus and method capable of shortening the transmission time of a plurality of response information by flexibly selecting a communication channel, as conceived to solve the above problems.
  • a battery management apparatus includes: a communication unit configured to receive an information provision request including one or more request information for a battery cell or a battery pack; A measuring unit configured to measure at least one of voltage, current, and temperature of the battery cell or the battery pack to correspond to the request information included in the information provision request received by the communication unit; And receiving the measurement result measured from the measurement unit, generating one or more response information corresponding to the request information based on the received measurement result, and at least one of a data amount of the generated response information and a state of a plurality of communication channels.
  • the control unit calculates the amount of packet data required for the message packet based on the amount of data of the generated response information, and includes packet size information, packet identification information, and the generated response information for the calculated amount of packet data. It may be configured to generate the message packet to be included.
  • the packet identification information may be identification information corresponding to the information provision request.
  • the message packet may include a packet size information area in which the packet size information is recorded, a packet identification information area in which the packet identification information is recorded, and a data area in which the generated response information is recorded.
  • the control unit may be configured to determine the amount of packet data based on the packet size information area, the packet identification information area, and the data amount of the data area.
  • control unit may be configured to identify each of the plurality of response information by including identification information corresponding to the number of response information in the data area.
  • the plurality of communication channels may include: a first communication channel in which a maximum data amount of response information that can be transmitted at one time is set to be less than or equal to a predetermined first reference amount; And a second communication channel in which the maximum amount of data of response information that can be transmitted at one time is set to be less than or equal to a predetermined second reference amount larger than the predetermined first reference amount.
  • the controller may be configured to select the first communication channel from among the plurality of communication channels when the data amount of the response information is less than or equal to the predetermined first reference amount.
  • the control unit may be configured to select the second communication channel from among the plurality of communication channels when the data amount of the response information exceeds the predetermined first reference amount and is less than or equal to the predetermined second reference amount.
  • the control unit checks the state of each of the first communication channel and the second communication channel, and compares the estimated transmission time expected to be required for each of the first communication channel and the second communication channel to transmit the response information. And, it may be configured to select a communication channel having a short transmission expected time.
  • the control unit When the data amount of the response information exceeds the predetermined first reference amount but the first communication channel is selected, the control unit generates one message packet and a plurality of data packets, and the sequence number of the generated plurality of data packets And controlling the communication unit to sequentially output the generated message packet and the plurality of data packets through the first communication channel based on a set sequence number.
  • the data packet may be configured to include a sequence number area in which the set sequence number information is recorded and a data area in which the response information is recorded.
  • the request information is battery state information including at least one of the voltage, the current, and the temperature for the battery cell, or a battery based on at least one of the voltage, the current, and the temperature for the battery pack It may be pack diagnostic information.
  • a battery pack according to another aspect of the present invention may include a battery management apparatus according to an aspect of the present invention.
  • a battery management method includes an information provision request receiving step of receiving an information provision request including one or more request information for a battery cell or a battery pack; A measuring step of measuring at least one of voltage, current, and temperature of the battery cell or the battery pack to correspond to the requested information included in the information provision request; A response information generating step of generating one or more response information corresponding to the request information based on the measurement result measured in the measuring step; A communication channel selection step of selecting one of the plurality of communication channels based on at least one of a data amount of the generated response information and a state of a plurality of communication channels; A message packet generation step of generating a message packet corresponding to the information provision request based on the type of the selected communication channel and the amount of data of the generated response information; And a packet output step of outputting the generated message packet to the selected communication channel.
  • a communication channel can be flexibly selected according to the amount of data of response information to be transmitted, transmission efficiency for a plurality of response information can be improved.
  • a communication channel can be flexibly selected according to a state of each of a plurality of communication channels as well as an amount of data of response information.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a battery pack including a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an exemplary configuration of a battery pack including a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a message packet that can be generated by a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary configuration in which a battery management device according to an embodiment of the present invention is connected to a communication BUS.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a message packet that can be output through a second communication channel.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating another exemplary configuration of a message packet that can be output through a second communication channel.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a message packet that can be output through a first communication channel.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a battery management method according to another embodiment of the present invention.
  • control unit described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a battery pack 1 including a battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an exemplary configuration of a battery pack 1 including the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 may include a battery cell 10 and a battery management device 100.
  • the battery cell 10 refers to one independent cell that has a negative terminal and a positive terminal and is physically separable.
  • one pouch-type lithium polymer cell may be regarded as the battery cell 10.
  • the battery pack 1 may include a battery module in which two or more battery cells 10 are connected in series and/or in parallel.
  • one battery cell 10 is included in the battery pack 1.
  • the battery management apparatus 100 may include a measurement unit 110, a communication unit 120, and a control unit 130.
  • the measurement unit 110 may be configured to measure at least one of voltage, current, and temperature of the battery cell 10 or the battery pack 1.
  • the measurement unit 110 may include a separate unit for measuring the voltage, current, and temperature of the battery cell 10 or the battery pack 1.
  • the measurement unit 110 may include a temperature measurement unit 111, a voltage measurement unit 112, and a current measurement unit 113.
  • the temperature measurement unit 111 may be a generally used temperature sensor.
  • the temperature measurement unit 111 may be electrically connected to the battery cell 10 through the first sensing line SL1. In addition, the temperature measurement unit 111 may measure the temperature of the battery cell 10 through the first sensing line SL1.
  • the temperature measuring unit 111 may measure the internal temperature of the battery pack 1.
  • the voltage measurement unit 112 may measure the voltage of the battery cell 10 by measuring the positive potential and the negative potential of the battery cell 10 and calculating a potential difference between the measured positive and negative potentials. In addition, the voltage measurement unit 112 may measure the voltage of the battery pack 1 by calculating a potential difference between the positive terminal P+ of the battery pack 1 and the negative terminal P- of the battery pack 1. .
  • the voltage measurement unit 112 is connected to the positive terminal of the battery cell 10 through a second sensing line SL2, and the battery cell 10 through the second sensing line SL2.
  • the anode potential of can be measured.
  • the voltage measurement unit 112 is connected to the negative terminal of the battery cell 10 through the third sensing line SL3, and measures the negative potential of the battery cell 10 through the third sensing line SL3. I can.
  • the voltage measurement unit 112 may measure the voltage of the battery cell 10 by calculating a difference between the positive potential and the negative potential of the battery cell 10.
  • the current measurement unit 113 may measure the current of the battery cell 10 or the battery pack 1.
  • the current measurement unit 113 is electrically connected to the current measurement element A disposed on the charge/discharge path of the battery cell 10, and measures the current flowing through the charge/discharge path through the current measurement element A. Can be measured.
  • the charge/discharge path may be a high current path connecting the positive terminal P+ of the battery pack 1, the battery cell 10, and the negative terminal P- of the battery pack 1.
  • a current measuring element A may be disposed between the negative terminal of the battery cell 10 and the negative terminal P- of the battery pack 1.
  • the current measuring element A may be an ammeter or a shunt resistor.
  • the current measuring unit 113 may be electrically connected to the current measuring element A through the fourth sensing line SL4.
  • the current measuring unit 113 may measure the current flowing through the charge/discharge path through the current measuring element A connected to the fourth sensing line SL4.
  • the current measuring element A is shown to be disposed between the negative terminal of the battery cell 10 and the negative terminal P- of the battery pack 1, but the current measuring element A May be disposed without limitation as long as it is on the charge/discharge path of the battery cell 10.
  • the current measuring element A may be disposed between the positive terminal of the battery cell 10 and the positive terminal P+ of the battery pack 1. Even in this case, the current measuring unit 113 may be connected to the current measuring element A through the fourth sensing line SL4.
  • the control unit 130 may be configured to receive a measurement result measured from the measurement unit 110.
  • the control unit 130 may be connected to the measurement unit 110 and the communication unit 120.
  • the control unit 130 may be connected to the measurement unit 110 and the communication unit 120 through a wired line.
  • the control unit 130 may receive a measurement result of at least one of voltage, current, and temperature of the battery cell 10 from the measurement unit 110.
  • the communication unit 120 may be configured to receive an information provision request including one or more request information for the battery cell 10 or the battery pack 1.
  • the communication unit 120 may receive a request for providing information on the battery cell 10 or the battery pack 1 from the outside of the battery management apparatus 100. That is, the battery management apparatus 100 may communicate with the outside through the communication unit 120.
  • the request information is battery state information based on at least one of the voltage, the current, and the temperature for the battery cell 10, or the voltage, the current, and the It may be battery pack diagnosis information based on at least one of temperatures.
  • the battery state information may be at least one of voltage, current, temperature, state of charge (SOC), and state of health (SOH) of the battery cell 10.
  • the battery pack diagnostic information may be diagnostic information on the battery pack 1 itself, or diagnostic information on each of the components included in the battery pack 1.
  • the battery pack diagnosis information may include diagnosis information of the battery pack 1 based on any one of voltage, current, and temperature.
  • the request information for an information provision request received from the outside by the communication unit 120 is battery state information, and may include voltage information and current information of the battery cell 10. That is, the communication unit 120 may receive an information provision request requesting to provide voltage information and current information of the battery cell 10 from the outside.
  • the measurement unit 110 is the voltage, current and temperature of the battery cell 10 or the battery pack 1 to correspond to the request information included in the information provision request received by the communication unit 120 It may be configured to measure at least one of.
  • the control unit 130 may be configured to generate one or more response information corresponding to the request information based on a measurement result received from the measurement unit 110. For convenience of description, a detailed description of the response information will be described later.
  • the controller 130 may be configured to select any one communication channel from among the plurality of communication channels based on at least one of a data amount of the generated response information and a state of a plurality of communication channels.
  • the plurality of communication channels may be various communication channels through which response information generated by the controller 130 can be transmitted. Specifically, it may be a communication channel through which the communication unit 120 is connected to transmit the generated response information to the outside.
  • the controller 130 may select any one communication channel in consideration of whether the amount of data of the generated response information is equal to or greater than a certain amount of data, or whether some of the plurality of communication channels are already occupied and used. .
  • the plurality of communication channels may include a controller area network (CAN) channel and a controller area network with flexible data rate (CAN FD) channel.
  • CAN controller area network
  • CAN FD controller area network with flexible data rate
  • the CAN channel may be a channel for CAN communication
  • the CAN FD channel may be a channel for CAN FD communication.
  • the data amount of the response information may be different according to the request information.
  • the data amount of response information may have a size of 2 bytes or 3 bytes according to the request information. Accordingly, the controller 130 may calculate the amount of data of the response information in consideration of the amount and number of data of the response information.
  • the controller 130 may be configured to generate a message packet corresponding to the information provision request based on the type of the selected communication channel and the amount of data of the generated response information.
  • Both CAN communication and CAN FD communication are communication standards designed to allow ECUs to communicate with each other without a separate host device. Accordingly, CAN communication and CAN FD are separate communication standards, and the structure of packets used in CAN communication and CAN FD communication may be different.
  • the controller 130 may generate a message packet having a packet structure corresponding to the CAN channel.
  • the controller 130 may generate a message packet having a packet structure corresponding to the CAN FD channel.
  • the control unit 130 may be configured to output the generated message packet through the communication unit 120 to the selected communication channel.
  • the message packet generated to correspond to the type of the communication channel selected by the controller 130 and the amount of data of the response information may be a packet to be transmitted through the selected communication channel. That is, the controller 130 may generate a message packet to have a packet structure corresponding to the type of the selected communication channel.
  • control unit 130 may transmit a packet transmission command to the communication unit 120.
  • the communication unit 120 receiving a packet transmission command from the control unit 130 may output a message packet generated by the control unit 130 to a communication channel selected by the control unit 130.
  • the controller 130 selects the CAN FD channel and generates a message packet corresponding to the CAN FD channel.
  • the communication unit 120 may output the generated message packet to a CAN FD channel.
  • the battery management apparatus 100 may more quickly provide state information of the battery cell 10 by selecting an appropriate communication channel based on the state and response information of the communication channel.
  • the battery management apparatus 100 can be selectively connected to each of a plurality of communication channels, there is an advantage in that it can communicate with the outside through various channels. That is, the battery management apparatus has an advantage of improving transmission efficiency of various response information by selecting an optimal communication channel from among a plurality of communication channels.
  • the controller 130 provided in the battery management apparatus 100 includes a processor known in the art, an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, and a register in order to execute various control logics performed in the present invention.
  • a communication modem, a data processing device, and the like may be optionally included.
  • the control unit 130 may be implemented as a set of program modules.
  • the program module may be stored in a memory and executed by the controller 130.
  • the memory may be inside or outside the controller 130, and may be connected to the controller 130 by various well-known means.
  • response information that may be generated by the controller 130 will be described in detail.
  • the information request information received by the communication unit 120 includes voltage request information, current request information, and temperature request information of the battery cell 10.
  • the controller 130 may generate battery state information for the battery cell 10 based on the measurement result received from the measurement unit 110.
  • the battery state information may include voltage information, current information, and temperature information corresponding to the information provision request.
  • voltage information, current information, and temperature information of the battery cell 10 generated by the controller 130 may be response information.
  • control unit 130 may receive the measurement result in the form of an electrical signal from the measurement unit 110. Accordingly, the controller 130 may analyze and read the electrical signal received from the measurement unit 110 to generate digital information corresponding to voltage information, current information, and temperature information of the battery cell 10.
  • the control unit 130 estimates the SOC of the battery cell 10 based on the measurement result received from the measurement unit 110 can do. For example, the controller 130 may estimate the SOC of the battery cell 10 based on the voltage and temperature of the battery cell 10, or estimate the SOC of the battery cell 10 by integrating the amount of current according to the charge/discharge time have. In addition, the controller 130 may generate information on the estimated SOC of the battery cell 10.
  • the control unit 130 is based on the measurement result received from the measurement unit 110. ) Of SOH can be estimated.
  • the controller 130 may generate information on the estimated SOH of the battery cell 10.
  • the controller 130 may be configured to generate a diagnostic trouble code (DTC) corresponding to the battery pack 1 based on a measurement result received from the measurement unit 110.
  • DTC diagnostic trouble code
  • the diagnostic code is generated by referring to a preset diagnosis table, and may be generated as letters and/or numbers such as symbols and alphabets.
  • the diagnostic code for the voltage of the battery cell 10 may be generated by referring to the diagnostic table for the voltage of the battery cell 10.
  • the controller 130 may be configured to determine state information regarding a state change of the battery pack 1 based on the generated diagnostic code.
  • the state information may mean state change information of the battery pack 1 that can be determined based on a diagnostic code generated by the controller 130.
  • the state information may include information on whether the state of the battery pack 1 determined based on a result measured by the measurement unit 110 is a defect pattern, a normal pattern, or a healing pattern.
  • the controller 130 may be configured to generate response information including the generated diagnostic code and/or determined status information.
  • the response information may include both diagnostic code and status information.
  • the response information generated by the controller 130 includes a diagnostic code indicating that the current voltage of the battery cell 10 provided in the battery pack 1 is a high voltage, and the voltage of the battery cell 10 continues to increase so that the battery pack
  • the state information of the defect pattern in which the defect of (1) is increasing may be included.
  • the measurement unit 110 may be configured to measure a state of the battery pack 1 corresponding to the information provision request a plurality of times at predetermined time intervals.
  • the state of the battery pack 1 may include at least one of voltage, current, and temperature of the battery pack 1.
  • the measurement unit 110 may measure the state of the battery pack 1 at every set cycle at a predetermined time interval. For example, when the battery pack 1 is provided in a vehicle, the measurement unit 110 may measure the state of the battery pack 1 for each driving cycle. More preferably, the measurement unit 110 may be configured to measure the state of the battery pack 1 at least three times.
  • the controller 130 may be configured to generate a diagnostic code for each state of the battery pack 1 measured a plurality of times. That is, whenever the measurement unit 110 measures the state of the battery pack 1, the controller 130 may generate a diagnostic code for the measured state of the battery pack 1.
  • the measurement unit 110 may measure the voltage of the battery cell 10 at the first time point, the second time point, and the third time point.
  • the controller 130 may generate a first diagnostic code based on the voltage of the battery cell 10 measured at the first time point. Also, the controller 130 may generate a second diagnostic code based on the voltage of the battery cell 10 measured at the second point in time. Also, the controller 130 may generate a third diagnostic code based on the voltage of the battery cell 10 measured at the third time point.
  • controller 130 may be configured to determine the state information by analyzing fluctuation patterns of a plurality of generated diagnostic codes.
  • the controller 130 may analyze a variation pattern of the first diagnostic code, the second diagnostic code, and the third diagnostic code. That is, the controller 130 may analyze a voltage variation pattern as to whether the voltage of the battery cell 10 is increasing or decreasing according to the sequence of time.
  • controller 130 may determine state information of the battery pack 1 based on the analyzed patterns of the plurality of diagnostic codes.
  • the controller 130 may determine the state information of the battery pack 1 as one of a defect pattern, a healing pattern, and a normal pattern. More specifically, the controller 130 may determine the state information of the battery pack 1 as one of a complete defect pattern, a defect progress pattern, a normal pattern, a healing progress pattern, and a complete healing pattern.
  • the complete defect pattern is a state in which some or all of the components of the battery pack 1 have completely failed, and may be a pattern in which there is no possibility to recover to a normal state even if time passes.
  • the defect progress pattern is a pattern in which some or all of the components of the battery pack 1 progress, and may be a state before state information of the battery pack 1 is determined as a complete defect pattern.
  • the normal pattern may be a pattern in which all components of the battery pack 1 maintain a normal state.
  • the healing progress pattern may be a pattern in which some or all of the components of the battery pack 1 gradually change from a defective state to a normal state.
  • the complete healing pattern may be a pattern in which some or all of the components of the battery pack 1 are completely recovered from a defective state to a normal state.
  • the battery management apparatus 100 includes not only the current state according to the diagnostic code of the battery pack 1, but also state change pattern information based on state information of the battery pack 1 measured a plurality of times. Can provide. Accordingly, there is an advantage in that more specific response information for the battery pack 1 can be provided.
  • the control unit 130 may be configured to quantify a degree of state variation of the battery pack 1 according to the generated plurality of diagnostic codes with reference to a reference table.
  • a plurality of reference ranges capable of digitizing the degree of state variation of the battery pack 1 may be set in advance according to the generated diagnostic code.
  • the controller 130 may convert the generated diagnostic code into the reference table to quantify the degree of change in the state of the battery pack 1.
  • the degree of change in the state of the battery pack 1 digitized with reference to the reference table may range from -128 to 127.
  • the numerical state variation degree is 0, it may mean that the state of the battery pack 1 is in a normal state.
  • the state of the battery pack 1 may mean a state in which the degree of defects increases.
  • the degree of digitized state variation is closer to -128, the state of the battery pack 1 may mean a state in which the state of the battery pack 1 is recovering from a defective state to a normal state.
  • the control unit 130 may be configured to analyze an increase/decrease pattern for the digitized state change information.
  • the numerical state change information of the battery pack 1 is 0 at a first time point, 50 at a second time point, and 127 at a third time point.
  • the control unit 130 analyzes the increase/decrease pattern of the digitized state change information of the battery pack 1 as an increase pattern based on the change in the size of the digitized state change information at the first time point, the second time point and the third time point. I can.
  • the controller 130 may be configured to determine the state information based on the analysis result.
  • the controller 130 when the controller 130 analyzes the increase/decrease pattern as an increase pattern, the controller 130 may determine that a defect of the battery pack 1 is in progress. In addition, when the digitized state change information at the third time point is 127, the controller 130 may determine that the state of the battery pack 1 is a completely defective state. That is, the controller 130 may determine the state information of the battery pack 1 as a complete defect pattern.
  • the controller 130 determines that the state of the battery pack 1 is a normal state. can do. That is, the controller 130 may determine the state information of the battery pack 1 as a normal pattern.
  • the controller 130 may analyze that the increase/decrease pattern of the digitized state change information of the battery pack 1 is increased and then decreased. Accordingly, the controller 130 may determine the state information of the battery pack 1 as a healing process pattern.
  • the controller 130 may determine the state information of the battery pack 1 as a complete defect pattern or a defect progress pattern. In addition, when the numerical state change information decreases over time, the controller 130 may determine the state information of the battery pack 1 as a complete healing pattern or a healing progress pattern. In addition, when the digitized state change information is kept constant at 0, the controller 130 may determine the state information of the battery pack 1 as a normal pattern.
  • the controller 130 may determine the state information of the battery pack 1 as a complete defect pattern. Conversely, if the numerical state change information is the minimum value (eg -128), the controller 130 may determine the state information of the battery pack 1 as a complete healing pattern.
  • the controller 130 may provide a diagnosis result for the battery pack 1 by outputting response information including the generated diagnostic code and the determined status information to the outside through the communication unit 120. That is, the controller 130 may output response information including the generated diagnosis code and the determined status information to the outside through the communication unit 120 in response to the battery pack diagnosis information included in the request information.
  • the battery management apparatus 100 has an advantage of providing information on a degree of progression of a defect or a degree of healing of the battery pack 1. That is, based on the response information for the battery pack 1 generated by the battery management device 100, the state of the battery pack 1 at the next point in time may be estimated or predicted, so the management of the battery pack 1 There is an advantage that can be made easier.
  • the control unit 130 may be configured to calculate an amount of packet data required for the message packet based on the amount of data of the generated response information.
  • the data amount of response information may be a data size of response information.
  • a fixed data size may be required for each response information.
  • the request information included in the information provision request is voltage information, current information, and temperature information of the battery cell 10
  • the data size of each response information generated by the controller 130 is 2 bytes.
  • the total amount of data of response information corresponding to the request information included in the information provision request may be 6 bytes.
  • the controller 130 generates response information corresponding to the request information included in the information provision request, and calculates the amount of packet data required for the message packet before generating the message packet based on the total amount of data of the generated response information. can do. That is, before generating the message packet, the controller 130 calculates the amount of packet data in advance, allocates a memory required for the message packet, and then generates the message packet.
  • controller 130 may be configured to generate the message packet to include packet size information, packet identification information, and the generated response information for the calculated amount of packet data.
  • the amount of packet data may be the total amount of data of the message packet.
  • the packet identification information may be identification information corresponding to the information provision request. That is, the packet identification information may be a service identification (ID) corresponding to an information provision request. For example, when the communication unit 120 receives an information provision request including the request information, packet identification information corresponding to the response information may be set to 0x22.
  • the receiving side can check the packet identification information included in the message packet and confirm the final destination of the corresponding message packet.
  • the battery management device 100 in particular, an external device that has transmitted a request to provide information on the request information to the communication unit 120 receives a message packet output through the communication unit 120, and receives a packet included in the message packet. If the identification information is 0x22, it may be determined that the corresponding message packet is information requested by the message packet.
  • the external device may store the corresponding message packet.
  • the controller 130 may select a communication channel based on the amount of data of the response information. And, as the data amount of the response information increases, the total data amount of the message packet may also increase.
  • the battery management apparatus 100 can determine the amount of data of response information, select a communication channel, and generate a message packet corresponding to the type of communication channel and the amount of data of response information. have. Accordingly, since a communication channel corresponding to the data amount of the response information is selected and a message packet corresponding thereto is generated, the response information transmission efficiency can be improved.
  • the message packet may be configured to include a packet size information area in which the packet size information is recorded, a packet identification information area in which the packet identification information is recorded, and a data area in which the generated response information is recorded.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a message packet that can be generated by the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • a message packet may be a packet having a size of 8 bytes including a packet size information area, a packet identification information area, and a data area.
  • the packet size information area may be an area in which a data length code (DLC) for a total amount of data included in a message packet is recorded.
  • DLC data length code
  • the packet size information area is an area in which information on the total amount of data in a message packet is recorded.
  • the size of the packet size information area may be allocated as 1 Byte or 2 Byte.
  • the size of the packet size information area is fixedly allocated to 2 bytes.
  • the controller 130 may calculate the data amount of the response information first, and then calculate the size of the packet size information region.
  • the packet identification information area is an area in which identification information corresponding to the information provision request is recorded.
  • the data area is an area in which response information is recorded.
  • packet identification information of 0x22 may be recorded in the packet identification information area. That is, the packet identification information area may be an area to which the amount of data is fixedly allocated. Preferably, the amount of data in the packet identification information area may be allocated as 1 Byte or 2 Byte.
  • 1 byte may be allocated to the packet identification information area.
  • 2 bytes may be allocated to the packet identification information area.
  • Response information may be recorded in the data area.
  • the amount of data allocated to the data area may correspond to the total amount of data of response information generated by the controller 130.
  • controller 130 may be configured to determine the amount of packet data based on the packet size information area, the packet identification information area, and the amount of data in the data area.
  • the controller 130 may first generate response information and allocate the data amount of the data area based on the total data amount of the generated response information.
  • the control unit 130 adds up the amount of data in the data area and the amount of data in the packet identification information area, and further adds up the amount of data of the packet size information to be recorded in the packet size information area, You can calculate the quantity.
  • the controller 130 may calculate the amount of packet data as 8 bytes by summing all the data amounts of each area.
  • control unit 130 may be configured to distinguish each of the plurality of response information by including identification information corresponding to the number of the plurality of response information in the data area. .
  • the classification information may be dummy data for classifying a plurality of response information.
  • the control unit 130 may include identification information corresponding to the number of the plurality of response information in the data area. That is, the identification information may be a identification identifier for distinguishing each of a plurality of response information included in the data area.
  • the response information generated by the controller 130 is voltage information and SOC information of the battery cell 10, and the data amount of the response information is 2 bytes each.
  • 4 bytes of 5 bytes of the data area may be used to record response information.
  • the control unit 130 records voltage information of the battery cell 10 in byte 4 and byte 5, and records classification information in byte 6, and the battery cell 10 in byte 7 and byte 8.
  • SOC information can be recorded.
  • the plurality of communication channels may include a first communication channel and a second communication channel.
  • the first communication channel may be a communication channel in which the maximum data amount of response information that can be transmitted at one time is set to be less than or equal to a predetermined first reference amount.
  • the second communication channel may be a communication channel in which the maximum amount of data of response information that can be transmitted at one time is set to be less than or equal to a predetermined second reference amount larger than the predetermined first reference amount.
  • the first communication channel may be a channel in which the total amount of data of message packets that can be transmitted at one time is set to be less than the total amount of data of message packets that can be transmitted by the second communication channel at one time.
  • the first communication channel may be a CAN channel
  • the second communication channel may be a CAN FD channel.
  • the CAN FD channel is a communication standard developed to compensate for the shortcomings of the CAN channel, and the maximum amount of data it can contain is a communication channel that is larger than the CAN channel. For example, if the maximum amount of data that can be included in a packet transmitted through the CAN channel is 8 bytes, the amount of data that can be included in the packet transmitted through the CAN FD channel can be up to 64 bytes.
  • the response information may correspond to a data identifier (DID) in CAN communication and CAN FD communication.
  • DID data identifier
  • the communication unit 120 is connected to both the first communication channel and the second communication channel, and may communicate with an external device using both channels.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary configuration in which the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is connected to the communication BUS 400.
  • the battery management device 100 may be connected to a communication BUS 400.
  • the communication unit 120 may be connected to the communication BUS (400). That is, the communication unit 120 may receive an information provision request and transmit a message packet through the communication BUS 400.
  • a plurality of electronic control units may be connected to the communication BUS 400.
  • the plurality of ECUs may be ECUs included in the vehicle.
  • the type of ECU is not limited, and the ECU includes ACU (Airbag Control Unit), BCM (Body Control Module), ECU (Engine Control Unit), PCM (Powertrain Control Module), TCU (Transmission Control Unit), ABS (Anti-lock). Braking System), Electronic Stability Control (ESC), Hybrid Power Control Unit (HPCU), Battery Management System (BMS), and Motor Control Unit (MCU).
  • the battery management apparatus according to an embodiment of the present invention may be included in the BMS among ECUs included in the vehicle.
  • FIG. 4 it is illustrated that the first ECU 200 and the second ECU 300 are connected to the communication BUS 400, but all of the aforementioned plurality of ECUs may be connected in parallel to the communication BUS 400. have.
  • a plurality of ECUs and battery management apparatus 100 may be connected in parallel to the communication BUS 400. That is, the communication channel is not a point-to-point channel that connects each of a plurality of terminals (ECU and battery management device 100) on a one-to-one basis, but a plurality of terminals are parallel to one communication BUS (400). It may be a multi-master type channel that is connected to each other.
  • Both a message packet corresponding to the first communication channel and a message packet corresponding to the second communication channel may be output to the communication BUS 400.
  • the message packet corresponding to the first communication channel can be received by the ECU capable of connecting to the first communication channel
  • the message packet corresponding to the second communication channel can be received by the ECU capable of connecting to the second communication channel.
  • I can. Since the battery management apparatus 100 can connect to both the first communication channel and the second communication channel, it is possible to transmit and receive both a message packet corresponding to the first communication channel and a message packet corresponding to the second communication channel.
  • the battery management device 100 can access the first communication channel and the second communication channel through the communication unit 120, the response information is based on at least one of the data amount of the response information and the state of the plurality of communication channels. There is an advantage of being able to select the most appropriate communication channel for transmitting.
  • the controller 130 may be configured to select the first communication channel from among the plurality of communication channels when the data amount of the response information is less than or equal to the predetermined first reference amount.
  • the first predetermined reference amount may be set to 4 bytes.
  • the generated response information may be included in the message packet of FIG. 3, so that the control unit 130 is configured to select a first communication channel. Can be.
  • the controller 130 may select any one of a plurality of communication channels according to whether the generated response information can be included in one message packet illustrated in FIG. 3.
  • controller 130 is configured to select the second communication channel from among the plurality of communication channels when the data amount of the response information exceeds the predetermined first reference amount and is less than or equal to the predetermined second reference amount. Can be.
  • the second communication channel may be a channel in which the data amount of response information that can be transmitted at one time is greater than or equal to the first reference amount and less than or equal to the second reference amount.
  • the data amount of one response information generated by the controller 130 is 2 bytes, and that the number of response information is 3 or more.
  • the data amount of the response information may exceed the first reference amount of 4 bytes. That is, since the message packet shown in FIG. 3 cannot contain all of the response information generated by the control unit 130, the control unit 130 has no choice but to generate two message packets. Accordingly, when the data amount of the response information exceeds the first reference amount, the controller 130 may select the second communication channel.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a message packet that can be output through a second communication channel.
  • the maximum amount of data in a message packet that can be output through the second communication channel may be 64 bytes.
  • the size of one response information generated by the control unit 130 may be 2 bytes.
  • a maximum of 20 response information may be included in a message packet that can be output through the second communication channel.
  • the size of one response information generated by the control unit 130 may be 3 bytes.
  • a maximum of 15 response information may be included in a message packet that can be output through the second communication channel.
  • control unit 130 If the control unit 130 generates message packets for 20 response information, each of which is 2 bytes in size, using the configuration of the message packet shown in FIG. 3, a total of 10 message packets may be generated. . That is, there is a problem that the control unit 130 must output the message packet 10 times through the communication unit 120 in order to transmit 20 response information.
  • the controller 130 may first check the amount of data of the generated response information, and select a communication channel for transmitting the message packet as the second communication channel when the checked data amount exceeds the first reference amount.
  • control unit 130 when there are 20 response information generated by the control unit 130 as in the previous embodiment, all of the generated response information may be recorded in one message packet as shown in FIG. 5. Specifically, 20 pieces of response information can be recorded in the data area of the message packet.
  • control unit 130 may include classification information between a plurality of response information, so that the receiving side may classify and identify each response information.
  • the battery management apparatus 100 has an advantage of efficiently providing response information by flexibly selecting an appropriate communication channel based on the data amount of response information.
  • the battery management apparatus 100 has an advantage of being able to quickly transmit a plurality of response information by flexibly selecting a communication channel based on the amount of data of the generated response information.
  • control unit 130 may be configured to check the states of each of the first communication channel and the second communication channel.
  • the controller 130 may not select a communication channel based only on the amount of data of the generated response information, but may first check the state of each of the plurality of communication channels, and then select a communication channel for transmitting the response information.
  • the controller 130 may check whether there is a communication channel currently being used by another ECU among the first communication channel and the second communication channel by checking the states of each of the first communication channel and the second communication channel.
  • the control unit 130 may compare an estimated transmission time expected to be required for each of the first communication channel and the second communication channel to transmit the response information.
  • the control unit 130 determines that the estimated time of transmission of response information using the first communication channel is second. It may be determined that the transmission time of response information using the communication channel is shorter than the expected time.
  • control unit 130 may be configured to select a communication channel having a short transmission expected time.
  • the controller 130 may select a communication channel through which the response information can be transmitted to the receiving side most quickly, taking into account both the data amount of the response information as well as the state of each of the plurality of communication channels.
  • the controller 130 In order to transmit the generated 20 response information, when using the first communication channel, the controller 130 must generate 10 message packets of FIG. 3, but when using the second communication channel, the message packet of FIG. Can produce one. In this case, the control unit 130 transmits an estimated transmission time when transmitting 10 message packets using the first communication channel and an estimated transmission time when transmitting one message packet using the second communication channel. You can compare the estimated times. If the first communication channel is not being used by other connected ECUs, the control unit 130 can immediately output 10 message packets through the communication unit 120, but the second communication channel is being used by other connected ECUs. , If a plurality of message packets to be transmitted are also stored in the buffer of the second communication channel, the controller 130 may transmit 10 message packets generated by using the first communication channel.
  • the battery management apparatus 100 can select a communication channel capable of transmitting response information within the shortest time by checking the amount of data of the generated response information and the state of each of the plurality of communication channels.
  • the battery management apparatus 100 has the advantage of not only being able to communicate using a plurality of communication channels, but also being able to flexibly select a communication channel through which response information can be provided to the receiving side most quickly among the plurality of communication channels. have.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating another exemplary configuration of a message packet that can be output through a second communication channel.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating another exemplary configuration of a message packet for a second communication channel.
  • 2 bytes may be allocated to the packet identification information area.
  • the size of each of the plurality of response information may be 3 bytes.
  • Classification information having a size of 1 byte may be included between a plurality of response information in the data area. That is, 15 response information and 15 classification information may be included in the data area.
  • the response information may be battery status information
  • the response information may be battery pack diagnosis information
  • a total of 15 message packets must be generated, and the control unit 130 transmits a total of 15 messages through the communication unit 120. You must command the packet output. In this case, it may take significantly more communication time to transmit a plurality of message packets than the case of using the message packet structure of FIG. 6.
  • the battery management apparatus selects a communication channel in consideration of the amount of data to be transmitted, there is an advantage of saving time required for communication.
  • the controller 130 may generate one message packet and a plurality of data packets.
  • the controller 130 may select a second communication channel for transmission efficiency of the response information.
  • the control unit 130 since the second communication channel is a channel through which the message packet shown in FIG. 5 can be transmitted, the control unit 130 switches the second communication channel when the data amount of the response information exceeds a predetermined first reference amount. You can choose.
  • the control unit 130 although the data amount of the response information exceeds a predetermined first reference amount, the second communication channel is already being used by another ECU, so that the estimated transmission time when using the second communication channel is first If it is greater than the expected transmission time when using the communication channel, the first communication channel may be selected as a communication channel for transmitting response information.
  • the controller 130 may generate one message packet and a plurality of data packets in order to provide response information to the receiving side more quickly.
  • the message packet may have the same configuration as the message packet shown in FIG. 3.
  • the data packet may be a packet in which response information not included in the data area of the message packet among a plurality of response information generated by the control unit 130 is stored. A description of the message packet and the data packet will be described with reference to FIG. 7.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a message packet that can be output through a first communication channel.
  • the biggest difference between a message packet and a data packet is that the packet size information area and the packet identification information area included in the message packet are not included in the data packet. That is, the data packet may have a structure in which the packet size information area and the packet identification information area are omitted in order to include more response information not included in the message packet.
  • control unit 130 generates 18 response information, and the size of each response information is 2 bytes.
  • the data area of the message packet may include up to two response information including identification information, the remaining 16 response information cannot be stored in the data packet.
  • control unit 130 uses the message packet of FIG. 3, it needs to further generate 8 message packets for the remaining 16 response information.
  • the control unit 130 uses the data packet of FIG. 7, it may further generate 7 data packets for the remaining 16 response information.
  • control unit 130 It may be configured to transmit a message packet and a plurality of data packets.
  • control unit 130 may be configured to set the sequence number of the generated plurality of data packets.
  • the controller 130 may set a sequence number for each of the plurality of data packets for flow control of the generated plurality of data packets.
  • the data packets can be read sequentially from the receiving side according to the order in which the plurality of data packets are received.
  • the controller 130 may set a sequence number to a plurality of generated data packets and record the set sequence number in the sequence number area of the data packet. After receiving the message packet and the plurality of data packets, the receiving side can accurately receive the response information by checking the order information included in each of the plurality of data packets.
  • a start area of a data packet may include a sequence area in which sequence number information is recorded, and a data area in which response information is recorded may be included after the sequence number area.
  • a data packet having the order information of 21 and a data packet having the order information of 22 are transmitted to the receiving side.
  • the receiving side may read the seventh state information by connecting the data recorded in byte 8 of the data packet having the order information 21 and byte 2 of the data packet having the order information 22. If the order information is not recorded in the plurality of data packets, and the receiving order of the plurality of data packets is changed, there is a problem that the receiving side cannot accurately read the seventh state information.
  • the controller 130 may set order information for each of a plurality of data packets in order to accurately transmit a plurality of response information.
  • controller 130 may be configured to control the communication unit 120 to sequentially output the generated message packet and the plurality of data packets through the first communication channel according to a set order.
  • the controller 130 may control the communication unit 120 to first output a message packet through a first communication channel, and then sequentially output a plurality of data packets according to a set order.
  • the message packet and the plurality of data packets can reach the receiving side according to the output sequence, and even if a problem occurs in the communication process, the receiving side can accurately read the response information generated by the control unit 130 according to the set sequence. I can.
  • the battery management apparatus 100 may be applied to a battery management system (BMS). That is, the BMS according to the present invention may include the battery management apparatus 100 described above. In this configuration, at least some of the components of the battery management apparatus 100 may be implemented by supplementing or adding functions of the components included in the conventional BMS. For example, the measurement unit 110, the communication unit 120, and the control unit 130 of the battery management apparatus 100 may be implemented as components of the BMS. In addition, the BMS may be implemented by further including a balancing unit for performing balancing of one or more battery cells and an insulation resistance measuring unit for measuring insulation resistance of the battery cell, in addition to the configuration included in the battery management apparatus 100. have.
  • a balancing unit for performing balancing of one or more battery cells
  • an insulation resistance measuring unit for measuring insulation resistance of the battery cell
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a battery management method according to another embodiment of the present invention. Each step of the battery management method may be operated by the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery management method includes an information provision request reception step (S100), a measurement step (S200), a response information generation step (S300), a communication channel selection step (S400), a message packet generation step (S500), And a packet output step (S600).
  • S100 information provision request reception step
  • S200 measurement step
  • S300 response information generation step
  • S400 communication channel selection step
  • S500 message packet generation step
  • S600 packet output step
  • the information provision request reception step S100 is a step of receiving an information provision request including one or more request information for the battery cell 10, and may be performed by the communication unit 120.
  • the communication unit 120 may be connected to the battery management device 100 and a communication BUS 400 to which one or more ECUs are connected. In addition, the communication unit 120 may receive an information provision request for request information from one or more ECUs connected to the communication BUS 400.
  • the request information is battery state information based on at least one of the voltage, the current, and the temperature for the battery cell 10, or one of the voltage, the current, and the temperature for the battery pack 1 It may be the battery pack diagnosis information based on battery pack status information including at least one.
  • the measuring step S200 is a step of measuring at least one of voltage, current, and temperature of the battery cell 10 so as to correspond to the requested information included in the information provision request, and may be performed by the measuring unit 110. .
  • the measurement unit 110 uses a temperature measurement unit 111, a voltage measurement unit 112, and a current measurement unit 113 to determine the temperature, voltage, and current of the battery cell 10. At least one or more can be measured.
  • the measuring unit 110 uses the voltage measuring unit 112 The voltage of the battery cell 10 can be measured by using.
  • the response information generating step (S300) is a step of generating one or more response information corresponding to the request information based on the measurement result measured in the measuring step (S200), and may be performed by the controller 130.
  • control unit 130 uses any one of the temperature, voltage, and current of the battery cell 10 measured by the measurement unit 110 to provide the request information included in the information provision request received by the communication unit 120. Corresponding response information can be generated.
  • the communication channel selection step (S400) is a step of selecting any one communication channel from among a plurality of communication channels based on at least one of a data amount of the generated response information and a state of the plurality of communication channels. Can be done by
  • the communication unit 120 may be connected to a plurality of communication channels.
  • the controller 130 may select a communication channel for providing the generated response information to the receiving side in consideration of the amount of data of the generated response information and the state of each of the plurality of communication channels to which the communication unit 120 can connect.
  • the controller 130 may be configured to select a first communication channel from among a plurality of communication channels when the amount of data of the generated response information is less than or equal to a predetermined first reference amount.
  • the controller 130 may select a second communication channel from among a plurality of communication channels when the amount of data of the generated response information exceeds a predetermined first reference amount and is less than or equal to a predetermined second reference amount.
  • the message packet generation step (S500) is a step of generating a message packet corresponding to the information provision request based on the type of the selected communication channel and the amount of data of the generated response information, and may be performed by the controller 130. .
  • the controller 130 may generate a message packet to be output through the selected communication channel in consideration of both the type of the selected communication channel and the amount of data of the generated response information.
  • the predetermined first reference amount is 4 bytes and the predetermined second reference amount is 64 bytes.
  • the controller 130 when a first communication channel is selected among a plurality of communication channels and the amount of data of the generated response information is 4 bytes or less, the controller 130 is a message in which up to 8 bytes of data can be recorded. You can create a packet.
  • the controller 130 may record up to 64 bytes of data. You can create a message packet with a message.
  • the first communication channel may be selected in consideration of the states of each of the plurality of communication channels.
  • the controller 130 may generate a plurality of data packets including sequence number information in addition to a message packet in which data of up to 8 bytes can be recorded.
  • the packet output step (S600) is a step of outputting the generated message packet to the selected communication channel, and may be performed by the controller 130.
  • the controller 130 may control the communication unit 120 so that the generated message packet is output through a selected communication channel. That is, the message packet generated by the controller 130 may be output through a communication channel selected by the controller 130.
  • the controller 130 may control the communication unit 120 to sequentially output the generated message packet and a plurality of data packets through a selected communication channel. That is, a message packet and a plurality of data packets generated by the controller 130 may be output through a communication channel selected by the controller 130.
  • the embodiments of the present invention described above are not implemented only through an apparatus and a method, but may be implemented through a program that realizes a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded. Implementation can be easily implemented by an expert in the technical field to which the present invention belongs from the description of the above-described embodiment.
  • control unit 130 control unit

Abstract

본 발명은 통신 채널을 유동적으로 선택함으로써, 복수의 응답 정보의 송신 시간을 단축시킬 수 있는 배터리 관리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 송신되어야 할 응답 정보의 데이터양에 따라 통신 채널이 유동적으로 선택될 수 있기 때문에 복수의 응답 정보에 대한 송신 효율이 향상될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 응답 정보의 데이터양뿐만 아니라 복수의 통신 채널 각각의 상태에 따라 통신 채널이 유동적으로 선택될 수 있는 장점이 있다.

Description

배터리 관리 장치 및 방법
본 출원은 2019년 09월 25일자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2019-0118316호, 2019년 10월 10일자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2019-0125479호 및 2020년 09월 04일자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2020-0113326호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리 관리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 응답 정보를 효과적으로 전송할 수 있는 배터리 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
한편, 이러한 배터리가 구비된 장치에는 다양한 ECU(Electronic Control Unit)들이 포함되고, ECU들은 서로 통신하며 정보를 제공하거나, 다른 ECU로부터 정보를 제공 받을 수 있다. 차량을 예로 들면, 차량에서는 다양한 기능과 제어가 증가하고, 특히, 배터리가 구비된 전기 자동차가 실용화되면서, ECU들 간의 데이터 송수신량이 증대되고 있다. 따라서, ECU들 간의 데이터 통신의 효율을 향상시키기 위한 통신 규격 및 기술 등이 제안되고 있다.
예컨대, 특허문헌 1은 CAN(Controller Area Network) 통신을 위한 데이터 프레임 구조를 변경하여 데이터양이 증대되도록 함으로써, 데이터의 수신 안정성을 향상시키고 통신속도를 개선하여 CAN 버스의 트래픽 부하를 개선할 수 있는 발명이 개시되었다.
다만, 특허문헌 1은 데이터 길이가 8 바이트를 초과하는지 여부에 따라, 이 데이터를 수신하는 측에서 고속 모드 또는 일반 모드로 수신 모드를 변경하는 구성만을 개시하고 있다. 특허문헌 1은 수신 모드 변경만을 통해 트래픽 부하를 개선하고 있기 때문에, 배터리 셀에 대한 다양한 정보가 실시간으로 제공되어야 하는 전기차와 같은 장치에서는 적용되기 어려운 문제가 있다. 즉, 특허문헌 1에 따르면, 송신 측에서는 배터리 셀에 대한 단일 정보를 각각 전송해야 하기에, 데이터 전송에 상당한 시간이 소요될 수 있다는 문제가 있다.
(특허문헌 1) KR 10-1573637 B1
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 통신 채널을 유동적으로 선택함으로써, 복수의 응답 정보의 송신 시간을 단축시킬 수 있는 배터리 관리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치는 배터리 셀 또는 배터리 팩에 대한 하나 이상의 요청 정보를 포함하는 정보 제공 요청을 수신하도록 구성된 통신부; 상기 통신부가 수신한 정보 제공 요청에 포함된 상기 요청 정보에 대응되도록 상기 배터리 셀 또는 상기 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하도록 구성된 측정부; 및 상기 측정부로부터 측정된 측정 결과를 수신하고, 수신한 측정 결과에 기반하여 상기 요청 정보에 대응되는 하나 이상의 응답 정보를 생성하고, 생성된 응답 정보의 데이터양 및 복수의 통신 채널의 상태 중 적어도 하나에 기반하여 상기 복수의 통신 채널 중에서 어느 하나의 통신 채널을 선택하며, 선택된 통신 채널의 종류 및 상기 생성된 응답 정보의 데이터양에 기반하여 상기 정보 제공 요청에 대응되는 메시지 패킷을 생성하고, 생성된 메시지 패킷을 상기 통신부를 통해서 상기 선택된 통신 채널로 출력하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 생성된 응답 정보의 데이터양에 기반하여 상기 메시지 패킷에 요구되는 패킷 데이터양을 산출하고, 산출된 패킷 데이터양에 대한 패킷 크기 정보, 패킷 식별 정보, 및 상기 생성된 응답 정보가 포함되도록 상기 메시지 패킷을 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 패킷 식별 정보는, 상기 정보 제공 요청에 대응되는 식별 정보일 수 있다.
상기 메시지 패킷은, 상기 패킷 크기 정보가 기록되는 패킷 크기 정보 영역, 상기 패킷 식별 정보가 기록되는 패킷 식별 정보 영역, 및 상기 생성된 응답 정보가 기록되는 데이터 영역을 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 패킷 크기 정보 영역, 상기 패킷 식별 정보 영역, 및 상기 데이터 영역의 데이터양에 기반하여 상기 패킷 데이터양을 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 응답 정보의 개수가 복수인 경우, 상기 데이터 영역에 복수의 응답 정보의 개수에 대응되는 구분 정보를 포함시켜, 상기 복수의 응답 정보 각각을 구분하도록 구성될 수 있다.
상기 복수의 통신 채널은, 한번에 전송할 수 있는 응답 정보의 최대 데이터양이 소정의 제1 기준량 이하로 설정된 제1 통신 채널; 및 한번에 전송할 수 있는 응답 정보의 최대 데이터양이 상기 소정의 제1 기준량보다 큰 소정의 제2 기준량 이하로 설정된 제2 통신 채널을 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 응답 정보의 데이터양이 상기 소정의 제1 기준량 이하이면, 상기 복수의 통신 채널 중 상기 제1 통신 채널을 선택하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 응답 정보의 데이터양이 상기 소정의 제1 기준량을 초과하고, 상기 소정의 제2 기준량 이하이면, 상기 복수의 통신 채널 중 상기 제2 통신 채널을 선택하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 통신 채널 및 상기 제2 통신 채널 각각의 상태를 확인하고, 상기 제1 통신 채널 및 상기 제2 통신 채널 각각이 상기 응답 정보의 전송하는데 소요될 것으로 예상되는 전송 예상 시간을 비교하고, 상기 전송 예상 시간이 짧은 통신 채널을 선택하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 응답 정보의 데이터양이 상기 소정의 제1 기준량을 초과하지만 상기 제1 통신 채널이 선택된 경우, 하나의 메시지 패킷 및 복수의 데이터 패킷을 생성하고, 생성된 복수의 데이터 패킷의 순번을 설정하며, 상기 통신부를 제어하여, 설정된 순번에 기반하여 상기 생성된 메시지 패킷 및 상기 복수의 데이터 패킷을 상기 제1 통신 채널을 통해 순차적으로 출력시키도록 구성될 수 있다.
상기 데이터 패킷은, 상기 설정된 순번 정보가 기록되는 순번 영역 및 상기 응답 정보가 기록되는 데이터 영역을 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 요청 정보는, 상기 배터리 셀에 대한 상기 전압, 상기 전류, 및 상기 온도 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 상태 정보이거나, 상기 배터리 팩에 대한 상기 전압, 상기 전류, 및 상기 온도 중 적어도 하나에 기반한 배터리 팩 진단 정보일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 방법은 배터리 셀 또는 배터리 팩에 대한 하나 이상의 요청 정보를 포함하는 정보 제공 요청을 수신하는 정보 제공 요청 수신 단계; 상기 정보 제공 요청에 포함된 요청 정보에 대응되도록 상기 배터리 셀 또는 상기 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하는 측정 단계; 상기 측정 단계에서 측정된 측정 결과에 기반하여 상기 요청 정보에 대응되는 하나 이상의 응답 정보를 생성하는 응답 정보 생성 단계; 생성된 응답 정보의 데이터양 및 복수의 통신 채널의 상태 중 적어도 하나에 기반하여 상기 복수의 통신 채널 중에서 어느 하나의 통신 채널을 선택하는 통신 채널 선택 단계; 선택된 통신 채널의 종류 및 상기 생성된 응답 정보의 데이터양에 기반하여 상기 정보 제공 요청에 대응되는 메시지 패킷을 생성하는 메시지 패킷 생성 단계; 및 생성된 메시지 패킷을 상기 선택된 통신 채널로 출력시키는 패킷 출력 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 송신되어야 할 응답 정보의 데이터양에 따라 통신 채널이 유동적으로 선택될 수 있기 때문에 복수의 응답 정보에 대한 송신 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 응답 정보의 데이터양뿐만 아니라 복수의 통신 채널 각각의 상태에 따라 통신 채널이 유동적으로 선택될 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치가 생성할 수 있는 메시지 패킷의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치가 통신 BUS에 연결된 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 제2 통신 채널을 통해 출력될 수 있는 메시지 패킷의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 제2 통신 채널을 통해 출력될 수 있는 메시지 패킷의 다른 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 제1 통신 채널을 통해 출력될 수 있는 메시지 패킷의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 제어부와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)을 개략적으로 도시한 도면이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 팩(1)은 배터리 셀(10)과 배터리 관리 장치(100)를 포함할 수 있다.
여기서, 배터리 셀(10)은, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 배터리 셀(10)로 간주될 수 있다. 또한, 배터리 팩(1)은 둘 이상의 배터리 셀(10)이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 모듈을 포함할 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 배터리 팩(1)에 하나의 배터리 셀(10)이 포함된 것으로 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 측정부(110), 통신부(120), 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
측정부(110)는 배터리 셀(10) 또는 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 및 온도 중 적어도 하나를 측정하도록 구성될 수 있다.
측정부(110)는 배터리 셀(10) 또는 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 및 온도를 측정하기 위한 개별 유닛을 포함할 수 있다. 예컨대, 측정부(110)는 온도 측정 유닛(111), 전압 측정 유닛(112), 및 전류 측정 유닛(113)을 포함할 수 있다.
온도 측정 유닛(111)은 일반적으로 사용되는 온도 센서일 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 온도 측정 유닛(111)은 제1 센싱 라인(SL1)을 통해서 배터리 셀(10)에 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 온도 측정 유닛(111)은 제1 센싱 라인(SL1)을 통해서 배터리 셀(10)의 온도를 측정할 수 있다.
또한, 온도 측정 유닛(111)은 배터리 팩(1)의 내부 온도를 측정할 수도 있다.
전압 측정 유닛(112)은 배터리 셀(10)의 양극 전위 및 음극 전위를 측정하고, 측정한 양극 전위와 음극 전위 간의 전위차를 산출하여 배터리 셀(10)의 전압을 측정할 수 있다. 또한, 전압 측정 유닛(112)은 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+)와 배터리 팩(1)의 음극 단자(P-) 간의 전위차를 산출하여 배터리 팩(1)의 전압을 측정할 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 전압 측정 유닛(112)은 제2 센싱 라인(SL2)을 통해서 배터리 셀(10)의 양극 단자와 연결되고, 제2 센싱 라인(SL2)을 통해서 배터리 셀(10)의 양극 전위를 측정할 수 있다. 그리고, 전압 측정 유닛(112)은 제3 센싱 라인(SL3)을 통해서 배터리 셀(10)의 음극 단자와 연결되고, 제3 센싱 라인(SL3)을 통해서 배터리 셀(10)의 음극 전위를 측정할 수 있다. 그리고, 전압 측정 유닛(112)은 배터리 셀(10)의 양극 전위와 음극 전위 간의 차이를 산출하여, 배터리 셀(10)의 전압을 측정할 수 있다.
전류 측정 유닛(113)은 배터리 셀(10) 또는 배터리 팩(1)의 전류를 측정할 수 있다.
구체적으로, 전류 측정 유닛(113)은 배터리 셀(10)의 충방전 경로 상에 배치된 전류 측정 소자(A)와 전기적으로 연결되고, 전류 측정 소자(A)를 통해서 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 여기서, 충방전 경로란 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+), 배터리 셀(10), 및 배터리 팩(1)의 음극 단자(P-)를 연결하는 대전류 경로일 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 배터리 셀(10)의 음극 단자와 배터리 팩(1)의 음극 단자(P-) 사이에 전류 측정 소자(A)가 배치될 수 있다. 여기서, 전류 측정 소자(A)는 전류계 또는 션트 저항일 수 있다. 전류 측정 유닛(113)은 제4 센싱 라인(SL4)을 통해서 전류 측정 소자(A)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 전류 측정 유닛(113)은 제4 센싱 라인(SL4)에 연결된 전류 측정 소자(A)를 통해서 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
한편, 도 2의 실시예에서는 전류 측정 소자(A)가 배터리 셀(10)의 음극 단자와 배터리 팩(1)의 음극 단자(P-) 사이에 배치된 것으로 도시되었지만, 전류 측정 소자(A)는 배터리 셀(10)의 충방전 경로 상이라면 제한 없이 배치될 수 있다. 예컨대, 도 2의 실시예에서, 전류 측정 소자(A)는 배터리 셀(10)의 양극 단자와 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+) 사이에 배치될 수도 있다. 이 경우에도, 전류 측정 유닛(113)은 제4 센싱 라인(SL4)을 통해서 전류 측정 소자(A)와 연결될 수 있다.
제어부(130)는 상기 측정부(110)로부터 측정된 측정 결과를 수신하도록 구성될 수 있다. 도 2를 참조하면, 제어부(130)는 측정부(110) 및 통신부(120)와 연결될 수 있다. 바람직하게, 제어부(130)는 측정부(110) 및 통신부(120)와 유선 라인을 통해 연결될 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 측정부(110)로부터 배터리 셀(10)의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나에 대한 측정 결과를 수신할 수 있다.
통신부(120)는 배터리 셀(10) 또는 배터리 팩(1)에 대한 하나 이상의 요청 정보를 포함하는 정보 제공 요청을 수신하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 통신부(120)는 배터리 관리 장치(100)의 외부로부터 배터리 셀(10) 또는 배터리 팩(1)에 대한 정보 제공 요청을 수신할 수 있다. 즉, 배터리 관리 장치(100)는 통신부(120)를 통해서 외부와 통신할 수 있다.
여기서, 상기 요청 정보는, 상기 배터리 셀(10)에 대한 상기 전압, 상기 전류, 및 상기 온도 중 적어도 하나에 기반한 배터리 상태 정보이거나, 상기 배터리 팩(1)에 대한 상기 전압, 상기 전류, 및 상기 온도 중 적어도 하나에 기반한 배터리 팩 진단 정보일 수 있다.
구체적으로, 배터리 상태 정보는 배터리 셀(10)의 전압, 전류, 온도, SOC(State of Charge) 및 SOH(State of Health) 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 배터리 팩 진단 정보란, 배터리 팩(1) 자체에 대한 진단 정보이거나, 배터리 팩(1)에 구비된 구성요소들 각각에 대한 진단 정보일 수 있다. 예컨대, 배터리 팩 진단 정보에는 전압, 전류, 및 온도 중 어느 하나에 기반한 배터리 팩(1)의 진단 정보가 포함될 수 있다.
예컨대, 통신부(120)가 외부로부터 수신한 정보 제공 요청의 요청 정보는 배터리 상태 정보로서, 배터리 셀(10)의 전압 정보 및 전류 정보가 포함되어 있을 수 있다. 즉, 통신부(120)는 외부로부터 배터리 셀(10)의 전압 정보 및 전류 정보의 제공을 요청하는 정보 제공 요청을 수신할 수 있다.
한편, 바람직하게, 측정부(110)는 상기 통신부(120)가 수신한 정보 제공 요청에 포함된 상기 요청 정보에 대응되도록 상기 배터리 셀(10) 또는 상기 배터리 팩(1)의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하도록 구성될 수 있다.
제어부(130)는, 측정부(110)로부터 수신한 측정 결과에 기반하여 상기 요청 정보에 대응되는 하나 이상의 응답 정보를 생성하도록 구성될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 응답 정보에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
제어부(130)는, 생성된 응답 정보의 데이터양 및 복수의 통신 채널의 상태 중 적어도 하나에 기반하여 상기 복수의 통신 채널 중에서 어느 하나의 통신 채널을 선택하도록 구성될 수 있다.
여기서, 복수의 통신 채널이란, 제어부(130)가 생성한 응답 정보를 전송할 수 있는 여러 통신 채널일 수 있다. 구체적으로, 통신부(120)가 연결되어 상기 생성된 응답 정보를 외부로 전송할 수 있는 통신 채널일 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 생성된 응답 정보의 데이터양이 일정 데이터양 이상이거나, 복수의 통신 채널 중 일부가 이미 점유되어 사용되고 있는 지에 대한 여부 등을 고려하여 어느 하나의 통신 채널을 선택할 수 있다.
예컨대, 복수의 통신 채널은 CAN(Controller Area Network) 채널 및 CAN FD(Controller Area Network with Flexible Data rate) 채널을 포함할 수 있다. 여기서, CAN 채널은 CAN 통신을 위한 채널이고, CAN FD 채널은 CAN FD 통신을 위한 채널일 수 있다.
또한, 응답 정보의 데이터양은 요청 정보에 따라 상이할 수 있다. 예컨대, 응답 정보의 데이터양은 요청 정보에 따라 2 Byte 또는 3 Byte의 크기를 가질 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 응답 정보의 데이터양 및 개수를 고려하여, 응답 정보의 데이터양을 산출할 수 있다.
제어부(130)는 선택된 통신 채널의 종류 및 상기 생성된 응답 정보의 데이터양에 기반하여 상기 정보 제공 요청에 대응되는 메시지 패킷을 생성하도록 구성될 수 있다.
CAN 통신 및 CAN FD 통신 모두, 별도의 호스트 장치 없이, ECU 등이 서로 통신하기 위해 설계된 통신 규격이다. 따라서, CAN 통신과 CAN FD는 별개의 통신 규격으로서, CAN 통신과 CAN FD 통신에서 사용되는 패킷의 구조도 상이할 수 있다.
예컨대, 제어부(130)가 복수의 통신 채널 중 CAN 채널을 선택했다고 가정하면, 제어부(130)는 CAN 채널에 대응되는 패킷 구조를 갖는 메시지 패킷을 생성할 수 있다. 반대로, 제어부(130)가 복수의 통신 채널 중 CAN FD 채널을 선택했다고 가정하면, 제어부(130)는 CAN FD 채널에 대응되는 패킷 구조를 갖는 메시지 패킷을 생성할 수 있다.
제어부(130)는, 생성된 메시지 패킷을 상기 통신부(120)를 통해서 상기 선택된 통신 채널로 출력하도록 구성될 수 있다.
제어부(130)가 선택한 통신 채널의 종류와 응답 정보의 데이터양에 대응되도록 생성한 메시지 패킷은, 선택된 통신 채널을 통해 전송될 패킷일 수 있다. 즉, 제어부(130)는 선택한 통신 채널의 종류에 대응되는 패킷 구조를 갖도록 메시지 패킷을 생성할 수 있다.
그리고, 제어부(130)는 통신부(120)에게 패킷 전송 명령을 송신할 수 있다. 제어부(130)로부터 패킷 전송 명령을 수신한 통신부(120)는, 제어부(130)가 선택한 통신 채널에 제어부(130)가 생성한 메시지 패킷을 출력할 수 있다.
예컨대, 제어부(130)가 CAN FD 채널을 선택하였고, CAN FD 채널에 대응되는 메시지 패킷을 생성하였다고 가정한다. 통신부(120)는 제어부(130)로부터 패킷 전송 명령을 수신하면, CAN FD 채널에 상기 생성된 메시지 패킷을 출력할 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따른 배터리 관리 장치(100)는 통신 채널의 상태 및 응답 정보에 기반하여, 적절한 통신 채널을 선택함으로써, 배터리 셀(10)의 상태 정보를 보다 신속하게 제공할 수 있다.
또한, 배터리 관리 장치(100)는 복수의 통신 채널 각각에 선택적으로 연결될 수 있기 때문에, 다양한 채널을 통해 외부와 통신할 수 있는 장점이 있다. 즉, 배터리 관리 장치는 복수의 통신 채널 중 최적의 통신 채널을 선택함으로써, 다양한 응답 정보의 송신 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 배터리 관리 장치(100)에 구비된 제어부(130)는 본 발명에서 수행되는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어부(130)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 제어부(130)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 제어부(130) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(130)와 연결될 수 있다.
이하에서는, 제어부(130)에 의해 생성될 수 있는 응답 정보에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 요청 정보에 배터리 상태 정보가 포함된 경우, 제어부(130)에 의해 생성될 수 있는 응답 정보에 대해 설명한다.
예컨대, 통신부(120)가 수신한 정보 제공 요청에 배터리 셀(10)의 전압 요청 정보, 전류 요청 정보, 및 온도 요청 정보가 포함되어 있다고 가정한다. 제어부(130)는 측정부(110)로부터 수신한 측정 결과에 기반하여, 배터리 셀(10)에 대한 배터리 상태 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 배터리 상태 정보에는 정보 제공 요청에 대응되는 전압 정보, 전류 정보, 및 온도 정보가 포함될 수 있다. 이 경우, 제어부(130)에 의해 생성된 배터리 셀(10)의 전압 정보, 전류 정보, 및 온도 정보가 응답 정보일 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 측정부(110)로부터 전기적 신호의 형태로 상기 측정 결과를 수신할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 측정부(110)로부터 수신한 전기적 신호를 해석 및 판독하여, 배터리 셀(10)의 전압 정보, 전류 정보, 및 온도 정보에 대응되는 디지털 정보를 생성할 수 있다.
다른 예로, 통신부(120)가 수신한 정보 제공 요청에 배터리 셀(10)의 SOC가 포함되어 있다고 가정한다. 배터리 셀(10)의 SOC는 측정부(110)에 의해 직접적으로 측정될 수 없기 때문에, 제어부(130)는 측정부(110)로부터 수신한 측정 결과에 기반하여 배터리 셀(10)의 SOC를 추정할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 배터리 셀(10)의 전압 및 온도에 기반하여 배터리 셀(10)의 SOC를 추정하거나, 충방전 시간에 따른 전류량을 적산하여 배터리 셀(10)의 SOC를 추정할 수도 있다. 그리고, 제어부(130)는 추정한 배터리 셀(10)의 SOC에 대한 정보를 생성할 수 있다.
또 다른 예로, 통신부(120)가 수신한 정보 제공 요청에 배터리 셀(10)의 SOH가 포함된 경우에도, 제어부(130)는 측정부(110)로부터 수신한 측정 결과에 기반하여 배터리 셀(10)의 SOH를 추정할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 추정한 배터리 셀(10)의 SOH에 대한 정보를 생성할 수 있다.
다음으로, 요청 정보에 배터리 팩 진단 정보가 포함된 경우, 제어부(130)에 의해 생성될 수 있는 응답 정보에 대해 설명한다.
제어부(130)는 측정부(110)로부터 수신한 측정 결과에 기반하여 상기 배터리 팩(1)에 대응되는 진단 코드(Diagnostic Trouble Code, DTC)를 생성하도록 구성될 수 있다. 여기서, 진단 코드는 기설정된 진단 테이블을 참조하여 생성되는 것으로서, 기호, 알파벳 등의 문자 및/또는 숫자로 생성될 수 있다. 예컨대, 배터리 셀(10)의 전압에 대한 진단 코드는 배터리 셀(10)의 전압에 대한 진단 테이블을 참조하여 생성될 수 있다.
제어부(130)는 생성된 진단 코드에 기반하여 상기 배터리 팩(1)의 상태 변동에 관한 상태 정보를 결정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상태 정보란, 제어부(130)가 생성한 진단 코드에 기반하여 결정할 수 있는 상기 배터리 팩(1)의 상태 변동 정보를 의미할 수 있다. 예컨대, 상태 정보란, 측정부(110)에 의해서 측정된 결과에 기반하여 판단된 배터리 팩(1)의 상태가 결함 패턴인지, 정상 패턴인지 또는 치유 패턴인지에 대한 정보를 포함할 수 있다.
제어부(130)는 상기 생성된 진단 코드 및/또는 결정된 상태 정보가 포함된 응답 정보를 생성하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 응답 정보에는 진단 코드 및 상태 정보가 모두 포함될 수 있다.
예컨대, 제어부(130)에 의해 생성된 응답 정보에는, 배터리 팩(1)에 구비된 배터리 셀(10)의 현재 전압이 고전압이라는 진단 코드와, 배터리 셀(10)의 전압이 계속 증가하여 배터리 팩(1)의 결함이 증가되고 있는 결함 패턴이라는 상태 정보가 포함될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 측정부(110)는, 상기 정보 제공 요청에 대응되는 배터리 팩(1)의 상태를 소정의 시간 간격을 두고 복수 회 측정하도록 구성될 수 있다. 여기서, 배터리 팩(1)의 상태는, 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 및 온도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게, 측정부(110) 소정의 시간 간격을 두고 설정된 사이클마다 배터리 팩(1)의 상태를 측정할 수 있다. 예컨대, 배터리 팩(1)이 차량에 구비된 경우, 측정부(110)는 드라이빙 사이클(Driving cycle)마다 배터리 팩(1)의 상태를 측정할 수 있다. 보다 바람직하게, 측정부(110)는 3회 이상 배터리 팩(1)의 상태를 측정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부(130)는 상기 복수 회 측정된 배터리 팩(1)의 상태 각각에 대해서 진단 코드를 생성하도록 구성될 수 있다. 즉, 제어부(130)는 측정부(110)가 배터리 팩(1)의 상태를 측정할 때마다, 측정된 배터리 팩(1)의 상태에 대한 진단 코드를 생성할 수 있다.
예컨대, 제1 시점, 제2 시점 및 제3 시점은 소정의 시간 간격을 두고 선택된 시점이라고 가정한다. 측정부(110)는 제1 시점, 제2 시점 및 제3 시점에서 배터리 셀(10)의 전압을 측정할 수 있다. 제어부(130)는 제1 시점에서 측정된 배터리 셀(10)의 전압에 기반한 제1 진단 코드를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 제2 시점에서 측정된 배터리 셀(10)의 전압에 기반한 제2 진단 코드를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 제3 시점에서 측정된 배터리 셀(10)의 전압에 기반한 제3 진단 코드를 생성할 수 있다.
그리고, 제어부(130)는 생성된 복수의 진단 코드의 변동 패턴을 분석하여 상기 상태 정보를 결정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예와 같이 제어부(130)가 시간의 순서에 따라 배터리 셀(10)의 전압에 대한 제1 진단 코드, 제2 진단 코드 및 제3 진단 코드를 생성하였다고 가정한다. 제어부(130)는 제1 진단 코드, 제2 진단 코드 및 제3 진단 코드를 변동 패턴을 분석할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 시간의 순서에 따라 배터리 셀(10)의 전압이 증가하고 있는지 또는 감소하고 있는지에 대한 전압 변동 패턴을 분석할 수 있다.
그리고, 제어부(130)는 분석한 복수의 진단 코드의 패턴에 기반하여, 배터리 팩(1)의 상태 정보를 결정할 수 있다.
예컨대, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 상태 정보를 결함 패턴, 치유 패턴 및 정상 패턴 중 어느 하나로 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 상태 정보를 완전 결함 패턴, 결함 진행 패턴, 정상 패턴, 치유 진행 패턴 및 완전 치유 패턴 중 어느 하나로 결정할 수 있다.
여기서, 완전 결함 패턴은 배터리 팩(1)의 구성요소 일부 또는 전부가 완전히 고장난 상태로서, 시간이 흐르더라도 정상 상태로 회복될 가능성이 없는 패턴일 수 있다.
결함 진행 패턴은 배터리 팩(1)의 구성요소 일부 또는 전부의 결함이 진행되는 패턴으로서, 배터리 팩(1)의 상태 정보가 완전 결함 패턴으로 결정되기 전의 상태일 수 있다.
정상 패턴은 배터리 팩(1)의 모든 구성요소가 정상 상태를 유지하고 있는 패턴일 수 있다.
치유 진행 패턴은 배터리 팩(1)의 구성요소 일부 또는 전부가 결함 상태에서 점차 정상 상태로 변동되는 패턴일 수 있다.
완전 치유 패턴은 배터리 팩(1)의 구성요소 일부 또는 전부가 결함 상태에서 정상 상태로 완전히 회복된 패턴일 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩(1)의 진단 코드에 따른 현재 상태뿐만 아니라, 복수 회 측정된 배터리 팩(1)의 상태 정보에 기반한 상태 변동 패턴 정보가 제공할 수 있다. 따라서, 배터리 팩(1)에 대한 보다 구체적인 응답 정보가 제공될 수 있는 장점이 있다.
상기 제어부(130)는, 기준 테이블을 참조하여 상기 생성된 복수의 진단 코드에 따른 배터리 팩(1)의 상태 변동 정도를 수치화하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 기준 테이블에는 생성된 진단 코드에 따라 배터리 팩(1)의 상태 변동 정도를 수치화할 수 있는 복수의 기준 범위가 미리 설정될 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 생성한 진단 코드를 상기 기준 테이블에 대입하여, 배터리 팩(1)의 상태 변동 정도를 수치화할 수 있다.
예컨대, 기준 테이블을 참조하여 수치화된 배터리 팩(1)의 상태 변동 정도는 -128 내지 127에 속할 수 있다. 여기서, 수치화된 상태 변동 정도가 0이면 배터리 팩(1)의 상태가 정상 상태인 것을 의미할 수 있다. 또한, 수치화된 상태 변동 정도가 127에 가까울수록 배터리 팩(1)의 상태는 결함 정도가 증가하는 상태를 의미할 수 있다. 또한, 수치화된 상태 변동 정도가 -128에 가까울수록 배터리 팩(1)의 상태는 결함 상태에서 정상 상태로 회복되고 있는 상태를 의미할 수 있다.
제어부(130)는 수치화된 상태 변동 정보에 대한 증감 패턴을 분석하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 배터리 팩(1)의 수치화된 상태 변동 정보가, 제1 시점에서 0이고, 제2 시점에서 50이고, 제3 시점에서 127이라고 가정한다. 제어부(130)는 제1 시점, 제2 시점 및 제3 시점에서의 수치화된 상태 변동 정보의 크기 변화에 기반하여, 배터리 팩(1)의 수치화된 상태 변동 정보의 증감 패턴을 증가 패턴으로 분석할 수 있다.
제어부(130)는 분석한 결과에 기반하여 상기 상태 정보를 결정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예와 같이 제어부(130)가 상기 증감 패턴을 증가 패턴으로 분석한 경우, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 결함이 진행되고 있는 상태라고 판단할 수 있다. 또한, 제3 시점에서의 수치화된 상태 변동 정보가 127인 경우, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 상태가 완전 결함 상태라고 판단할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 상태 정보를 완전 결함 패턴으로 결정할 수 있다.
다른 예로, 배터리 팩(1)의 수치화된 상태 변동 정보가, 제1 시점, 제2 시점 및 제3 시점 모두에서 0인 경우, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 상태가 정상 상태라고 판단할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 상태 정보를 정상 패턴으로 결정할 수 있다.
또 다른 예로, 배터리 팩(1)의 수치화된 상태 변동 정보가, 제1 시점에서 0이고, 제2 시점에서 50이고, 제3 시점에서 -30이라고 가정한다. 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 수치화된 상태 변동 정보의 증감 패턴을 증가하다가 감소하는 패턴이라고 분석할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 상태 정보를 치유 진행 패턴으로 결정할 수 있다.
정리하면, 수치화된 상태 변동 정보가 시간의 흐름에 따라 증가하면, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 상태 정보를 완전 결함 패턴 또는 결함 진행 패턴으로 결정할 수 있다. 또한, 수치화된 상태 변동 정보가 시간의 흐름에 따라 감소하면, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 상태 정보를 완전 치유 패턴 또는 치유 진행 패턴으로 결정할 수 있다. 또한, 수치화된 상태 변동 정보가 0으로 일정하게 유지되면, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 상태 정보를 정상 패턴으로 결정할 수 있다.
여기서, 수치화된 상태 변동 정보가 최대값(예컨대, 127)이면, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 상태 정보를 완전 결함 패턴으로 결정할 수 있다. 반대로, 수치화된 상태 변동 정보가 최소값(예컨대 -128)이면, 제어부(130)는 배터리 팩(1)의 상태 정보를 완전 치유 패턴으로 결정할 수 있다.
제어부(130)는 생성한 진단 코드와 결정한 상태 정보를 포함하는 응답 정보를 통신부(120)를 통해서 외부로 출력함으로써, 배터리 팩(1)에 대한 진단 결과를 제공할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 요청 정보에 포함된 배터리 팩 진단 정보에 대응하여, 생성한 진단 코드 및 결정한 상태 정보를 포함하는 응답 정보를 통신부(120)를 통해서 외부로 출력할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩(1)에 대한 결함 진행 정도 또는 치유 진행 정도에 대한 정보를 제공할 수 있는 장점이 있다. 즉, 배터리 관리 장치(100)가 생성한 배터리 팩(1)에 대한 응답 정보에 기반하여, 다음 시점에서의 배터리 팩(1)의 상태가 추정 또는 예상될 수 있으므로, 배터리 팩(1)의 관리가 보다 수월해질 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 먼저, 제어부(130)에 의해 생성되는 메시지 패킷에 대해 설명한다.
상기 제어부(130)는, 상기 생성된 응답 정보의 데이터양에 기반하여 상기 메시지 패킷에 요구되는 패킷 데이터양을 산출하도록 구성될 수 있다.
여기서, 응답 정보의 데이터양이란 응답 정보에 대한 데이터 크기일 수 있다. 예컨대, 응답 정보마다 고정된 데이터 크기가 요구될 수 있다.
만약, 정보 제공 요청에 포함된 요청 정보가 배터리 셀(10)의 전압 정보, 전류 정보 및 온도 정보이고, 제어부(130)에 의해 생성된 응답 정보 각각의 데이터 크기가 2 Byte라고 가정한다. 이 경우, 정보 제공 요청에 포함된 요청 정보에 대응되는 응답 정보의 총 데이터양은 6 Byte일 수 있다.
제어부(130)는 정보 제공 요청에 포함된 요청 정보에 대응되는 응답 정보를 생성하고, 생성한 응답 정보의 총 데이터양에 기반하여 메시지 패킷을 생성하기 전에 메시지 패킷에 요구되는 패킷 데이터양을 미리 산출할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 메시지 패킷을 생성하기 전에 미리 패킷 데이터양을 산출하여, 메시지 패킷에 필요한 메모리를 할당한 후, 메시지 패킷을 생성할 수 있다.
또한, 제어부(130)는, 산출된 패킷 데이터양에 대한 패킷 크기 정보, 패킷 식별 정보, 및 상기 생성된 응답 정보가 포함되도록 상기 메시지 패킷을 생성하도록 구성될 수 있다.
여기서, 패킷 데이터양은 메시지 패킷의 총 데이터양일 수 있다. 그리고, 상기 패킷 식별 정보는, 상기 정보 제공 요청에 대응되는 식별 정보일 수 있다. 즉, 패킷 식별 정보란 정보 제공 요청에 대응되는 서비스 ID(Identification)일 수 있다. 예컨대, 통신부(120)가 요청 정보를 포함하는 정보 제공 요청을 수신한 경우, 응답 정보에 대응되는 패킷 식별 정보는 0x22로 설정될 수 있다.
따라서, 수신 측은 메시지 패킷에 포함된 패킷 식별 정보를 확인하여, 해당 메시지 패킷의 최종 수신처를 확인할 수 있다. 예컨대, 배터리 관리 장치(100), 특히, 통신부(120)에게 요청 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신한 외부 장치는, 통신부(120)를 통해 출력된 메시지 패킷을 수신하고, 메시지 패킷에 포함된 패킷 식별 정보가 0x22이면, 해당 메시지 패킷이 자신이 요청한 정보라고 판단할 수 있다. 그리고, 외부 장치는 해당 메시지 패킷을 저장할 수 있다.
제어부(130)는 응답 정보의 데이터양에 기반하여 통신 채널을 선택할 수 있다. 그리고, 응답 정보의 데이터양이 증가될수록, 메시지 패킷의 총 데이터양 또한 증가될 수 있다.
따라서, 배터리 관리 장치(100)는 메시지 패킷을 생성하기 전에, 응답 정보의 데이터양을 파악하고, 통신 채널을 선택하며, 통신 채널의 종류 및 응답 정보의 데이터양에 대응되는 메시지 패킷을 생성할 수 있다. 이로 인해, 응답 정보의 데이터양에 대응되는 통신 채널이 선택되고, 이에 대응되는 메시지 패킷이 생성되기 때문에, 응답 정보 전송 효율이 향상될 수 있다.
상기 메시지 패킷은, 상기 패킷 크기 정보가 기록되는 패킷 크기 정보 영역, 상기 패킷 식별 정보가 기록되는 패킷 식별 정보 영역, 및 상기 생성된 응답 정보가 기록되는 데이터 영역을 포함하도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)가 생성할 수 있는 메시지 패킷의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
예컨대, 도 3을 참조하면, 기본적으로 메시지 패킷은 패킷 크기 정보 영역, 패킷 식별 정보 영역, 및 데이터 영역을 포함하는 8 Byte 크기의 패킷일 수 있다. 여기서, 패킷 크기 정보 영역이란, 메시지 패킷에 포함되는 데이터 총량에 대한 DLC(Data Length Code)가 기록되는 영역일 수 있다.
패킷 크기 정보 영역은 메시지 패킷의 총 데이터양에 대한 정보가 기록되는 영역이다. 예컨대, 패킷 크기 정보 영역의 크기는 1 Byte 또는 2 Byte로 할당될 수 있다. 이하에서는 패킷 크기 정보 영역의 크기가 2 Byte로 고정 할당된 것으로 설명한다.
패킷 크기 정보 영역의 크기는 응답 정보의 데이터양에 따라 설정될 수 있으므로, 제어부(130)는 응답 정보의 데이터양을 먼저 산출한 후, 패킷 크기 정보 영역의 크기를 산출할 수 있다.
그리고, 패킷 식별 정보 영역은 상기 정보 제공 요청에 대응되는 식별 정보가 기록되는 영역이다. 그리고, 데이터 영역은 응답 정보가 기록되는 영역이다. 예컨대, 앞선 실시예와 같이, 정보 제공 요청에 요청 정보가 포함된 경우, 패킷 식별 정보 영역에는 0x22 라는 패킷 식별 정보가 기록될 수 있다. 즉, 패킷 식별 정보 영역은 데이터양이 고정 할당된 영역일 수 있다. 바람직하게, 패킷 식별 정보 영역의 데이터양은 1 Byte 또는 2 Byte로 할당될 수 있다.
예컨대, 도 3의 실시예에서, 패킷 식별 정보 영역에 1 Byte가 할당될 수 있다. 다른 예로, 도 3의 실시예와 달리, 패킷 식별 정보 영역에 2 Byte가 할당될 수도 있다.
데이터 영역에는 응답 정보가 기록될 수 있다. 예컨대, 데이터 영역에 할당된 데이터양은 제어부(130)가 생성한 응답 정보의 총 데이터양에 대응될 수 있다.
또한, 상기 제어부(130)는, 상기 패킷 크기 정보 영역, 상기 패킷 식별 정보 영역, 및 상기 데이터 영역의 데이터양에 기반하여 상기 패킷 데이터양을 결정하도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 제어부(130)는 응답 정보를 먼저 생성하고, 생성한 응답 정보의 총 데이터양에 기반하여, 데이터 영역의 데이터양을 할당할 수 있다. 또한, 제어부(130)는, 데이터 영역의 데이터양 및 패킷 식별 정보 영역의 데이터양을 합산하고, 패킷 크기 정보 영역에 기록될 패킷 크기 정보의 데이터양을 더 합산하여, 메시지 패킷에 요구되는 패킷 데이터양을 산출할 수 있다.
예컨대, 도 3의 실시예에서, 패킷 크기 정보 영역의 데이터양이 2 Byte이고, 패킷 식별 정보 영역의 데이터양이 1 Byte이고, 데이터 영역의 데이터양이 5 Byte라고 가정한다. 제어부(130)는 각각의 영역의 데이터양을 모두 합산하여, 패킷 데이터양을 8 Byte로 산출할 수 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 응답 정보의 개수가 복수인 경우, 상기 데이터 영역에 상기 복수의 응답 정보의 개수에 대응되는 구분 정보를 포함시켜, 상기 복수의 응답 정보 각각을 구분하도록 구성될 수 있다.
여기서, 구분 정보는, 복수의 응답 정보를 구분하기 위한 더미 데이터일 수 있다. 수신 측이 수신한 메시지 패킷에서 복수의 응답 정보 각각을 용이하게 획득하도록 하기 위하여, 제어부(130)는 데이터 영역에 복수의 응답 정보의 개수에 대응되는 구분 정보를 포함시킬 수 있다. 즉, 구분 정보는 데이터 영역에 포함된 복수의 응답 정보 각각을 구분하기 위한 구분 식별자일 수 있다.
예컨대, 제어부(130)가 생성한 응답 정보가 배터리 셀(10)의 전압 정보 및 SOC 정보이고, 응답 정보의 데이터양은 각각 2 Byte라고 가정한다. 도 3의 실시예에서, 데이터 영역 5 Byte 중 4 Byte가 응답 정보를 기록하기 위해 사용될 수 있다. 이 때, 제어부(130)는 4번 Byte 및 5번 Byte에 배터리 셀(10)의 전압 정보를 기록하고, 6번 Byte에 구분 정보를 기록하며, 7번 Byte 및 8번 Byte에 배터리 셀(10)의 SOC 정보를 기록할 수 있다.
따라서, 배터리 관리 장치(100)는 복수의 응답 정보가 포함된 메시지 패킷을 송신해야 하는 상황에서, 수신 측이 복수의 응답 정보 각각을 용이하게 구분할 수 있도록 메시지 패킷에 구분 정보를 더 포함시킴으로써, 응답 정보가 정확하게 전달되도록 할 수 있는 장점이 있다.
상기 복수의 통신 채널은, 제1 통신 채널 및 제2 통신 채널을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 통신 채널은 한번에 전송할 수 있는 응답 정보의 최대 데이터양이 소정의 제1 기준량 이하로 설정된 통신 채널일 수 있다. 그리고, 제2 통신 채널은 한번에 전송할 수 있는 응답 정보의 최대 데이터양이 상기 소정의 제1 기준량보다 큰 소정의 제2 기준량 이하로 설정된 통신 채널일 수 있다.
구체적으로, 제1 통신 채널은 한번에 전송할 수 있는 메시지 패킷의 총 데이터양이 제2 통신 채널이 한번에 전송할 수 있는 메시지 패킷의 총 데이터양 보다 적게 설정된 채널일 수 있다.
예컨대, 제1 통신 채널은 CAN 채널이고, 제2 통신 채널은 CAN FD 채널일 수 있다. CAN FD 채널은 CAN 채널의 단점을 보완하기 위하여 개발된 통신 규격으로, 최대로 포함할 수 있는 데이터양이 CAN 채널보다 큰 통신 채널이다. 예컨대, CAN 채널을 통해 전송되는 패킷에 포함될 수 있는 데이터양이 최대 8 Byte라면, CAN FD 채널을 통해 전송되는 패킷에 포함될 수 있는 데이터양은 최대 64 Byte일 수 있다. 또한, 응답 정보는 CAN 통신 및 CAN FD 통신에서의 DID(Data Identifier)에 해당할 수 있다.
그리고, 통신부(120)는 제1 통신 채널 및 제2 통신 채널 모두에 연결되고, 양 채널을 이용하여 외부 장치와 통신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)가 통신 BUS(400)에 연결된 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 배터리 관리 장치(100)는 통신 BUS(400)에 연결될 수 있다. 특히, 통신부(120)가 통신 BUS(400)에 연결될 수 있다. 즉, 통신부(120)는 통신 BUS(400)를 통해서, 정보 제공 요청을 수신하고, 메시지 패킷을 송신할 수 있다.
그리고, 통신 BUS(400)에는 복수의 ECU(Electronic Control Unit)가 연결될 수 있다. 예컨대, 복수의 ECU는 차량에 포함된 ECU일 수 있다. ECU의 종류는 제한되지 않으며, ECU에는 ACU(Airbag Control Unit), BCM(Body Control Module), ECU(Engine Control Unit), PCM(Powertrain Control Module), TCU(Transmission Control Unit), ABS(Anti-lock Braking System), ESC(Electronic Stability Control), HPCU(Hybrid Power Control Unit), BMS(Battery Management System), 및 MCU(Motor Control Unit) 등이 포함될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 차량에 포함된 ECU 중에서 BMS에 포함될 수 있다. 도 4의 실시예에서는, 통신 BUS(400)에 제1 ECU(200) 및 제2 ECU(300)가 연결된 것으로 도시하였으나, 통신 BUS(400)에는 상술한 복수의 ECU가 모두 병렬적으로 연결될 수도 있다.
도 4의 실시예를 참조하면, 복수의 ECU 및 배터리 관리 장치(100)는 통신 BUS(400)에 병렬적으로 연결될 수 있다. 즉, 통신 채널은 복수의 단말(ECU 및 배터리 관리 장치(100)) 각각을 일 대 일로 연결하는 Point-To-Point 방식의 채널이 아니라, 하나의 통신 BUS(400)에 복수의 단말이 병렬적으로 연결되는 Multi Master 방식의 채널일 수 있다.
통신 BUS(400)에는 제1 통신 채널에 대응되는 메시지 패킷 및 제2 통신 채널에 대응되는 메시지 패킷이 모두 출력될 수 있다. 이 경우, 제1 통신 채널에 대응되는 메시지 패킷은 제1 통신 채널에 연결이 가능한 ECU에서 수신할 수 있으며, 제2 통신 채널에 대응되는 메시지 패킷은 제2 통신 채널에 연결이 가능한 ECU에서 수신할 수 있다. 배터리 관리 장치(100)는 제1 통신 채널 및 제2 통신 채널에 모두 연결 가능하므로, 제1 통신 채널에 대응되는 메시지 패킷 및 제2 통시 채널에 대응되는 메시지 패킷을 모두 송신 및 수신할 수 있다.
따라서, 배터리 관리 장치(100)는 통신부(120)를 통하여 제1 통신 채널 및 제2 통신 채널에 접근할 수 있으므로, 응답 정보의 데이터양 및 복수의 통신 채널의 상태 중 적어도 하나에 기반하여 응답 정보를 송신하기에 가장 적절한 통신 채널을 선택할 수 있는 장점이 있다.
바람직하게, 상기 제어부(130)는, 상기 응답 정보의 데이터양이 상기 소정의 제1 기준량 이하이면, 상기 복수의 통신 채널 중 상기 제1 통신 채널을 선택하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 3의 실시예에서, 소정의 제1 기준량은 4 Byte로 설정될 수 있다. 이 경우, 제어부(130)에 의해 생성된 응답 정보의 데이터양이 4 Byte 이하이면, 생성된 응답 정보는 도 3의 메시지 패킷에 포함될 수 있으므로, 제어부(130)는 제1 통신 채널을 선택하도록 구성될 수 있다.
즉, 제어부(130)는 생성한 응답 정보가 도 3에 도시된 하나의 메시지 패킷에 포함될 수 있는지 여부에 따라서 복수의 통신 채널 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
또한, 상기 제어부(130)는, 상기 응답 정보의 데이터양이 상기 소정의 제1 기준량을 초과하고, 상기 소정의 제2 기준량 이하이면, 상기 복수의 통신 채널 중 상기 제2 통신 채널을 선택하도록 구성될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제2 통신 채널은 한번에 전송할 수 있는 응답 정보의 데이터양이 제1 기준량 이상 제2 기준량 이하인 채널일 수 있다.
예컨대, 제어부(130)가 생성한 하나의 응답 정보의 데이터양이 2 Byte이고, 응답 정보의 개수가 3개 이상이라고 가정한다. 이 경우, 응답 정보의 데이터양은 제1 기준량인 4Byte를 초과할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 메시지 패킷에는 제어부(130)가 생성한 응답 정보가 모두 포함될 수 없기 때문에, 제어부(130)는 2개의 메시지 패킷을 생성할 수밖에 없는 문제가 있다. 따라서, 응답 정보의 데이터양이 제1 기준량을 초과할 경우, 제어부(130)는 제2 통신 채널을 선택할 수 있다.
도 5는 제2 통신 채널을 통해 출력될 수 있는 메시지 패킷의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제2 통신 채널을 통해 출력될 수 있는 메시지 패킷의 최대 데이터양은 64 Byte일 수 있다.
예컨대, 통신부(120)가 수신한 요청 정보에 배터리 상태 정보가 포함된 경우, 제어부(130)에 의해 생성된 하나의 응답 정보의 크기가 2 Byte일 수 있다. 이 경우, 제2 통신 채널을 통해 출력될 수 있는 메시지 패킷에는 최대 20개의 응답 정보가 포함될 수 있다.
다른 예로, 통신부(120)가 수신한 요청 정보에 배터리 팩 진단 정보가 포함된 경우, 제어부(130)에 의해 생성된 하나의 응답 정보의 크기가 3 Byte일 수 있다. 이 경우, 도 3의 실시예와 달리, 제2 통신 채널을 통해 출력될 수 있는 메시지 패킷에는 최대 15개의 응답 정보가 포함될 수 있다.
만약, 제어부(130)가, 도 3에 도시된 메시지 패킷의 구성을 이용하여 각각의 크기가 2 Byte인 20개의 응답 정보에 대한 메시지 패킷을 생성한다고 하면, 총 10개의 메시지 패킷이 생성될 수 있다. 즉, 제어부(130)는 20개의 응답 정보를 송신하기 위하여, 통신부(120)를 통해서 메시지 패킷을 10번 출력해야 하는 문제가 있다.
따라서, 제어부(130)는 생성한 응답 정보의 데이터양을 먼저 확인하고, 확인한 데이터양이 제1 기준량을 초과하면 메시지 패킷을 전송하기 위한 통신 채널을 제2 통신 채널로 선택할 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예와 같이 제어부(130)가 생성한 응답 정보가 20개인 경우, 생성된 20개의 응답 정보는 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 메시지 패킷에 모두 기록될 수 있다. 구체적으로는, 메시지 패킷의 데이터 영역에 20개의 응답 정보가 기록될 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 복수의 응답 정보 사이에 구분 정보를 포함시켜서, 수신 측에서 각각의 응답 정보를 구분하여 식별할 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 응답 정보의 데이터양에 기반하여, 유동적으로 적절한 통신 채널을 선택함으로써, 응답 정보를 효율적으로 제공할 수 있는 장점이 있다.
예컨대, 배터리 관리 장치(100)가 차량에 구비된 경우, 차량 운행 중에는 응답 정보가 실시간으로 빠르게 전송되어야 한다. 이 경우, 도 3에 도시된 메시지 패킷의 구성을 이용하여 복수의 응답 정보를 전송하려면, 복수의 메시지 패킷을 생성하고 전송하는 시간이 많이 소요될 수 있다. 따라서, 배터리 관리 장치(100)는 생성한 응답 정보의 데이터양에 기반하여, 통신 채널을 유동적으로 선택함으로써, 복수의 응답 정보를 신속하게 전송할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 제어부(130)는, 상기 제1 통신 채널 및 상기 제2 통신 채널 각각의 상태를 확인하도록 구성될 수 있다.
제어부(130)는 생성한 응답 정보의 데이터양에만 기반하여 통신 채널을 선택하지 않고, 복수의 통신 채널 각각의 상태를 먼저 확인한 후, 응답 정보를 전송하기 위한 통신 채널을 선택할 수 있다.
예컨대, 도 4의 실시예와 같이, 통신 BUS(400)에는 배터리 관리 장치(100)뿐만 아니라 제1 ECU(200) 및 제2 ECU(300)가 연결될 수 있다. 따라서, 제어부(130)는, 제1 통신 채널 및 제2 통신 채널 각각의 상태를 확인함으로써, 제1 통신 채널 및 제2 통신 채널 중에서 현재 다른 ECU에 의해 사용 중인 통신 채널이 있는지를 확인할 수 있다.
제어부(130)는 상기 제1 통신 채널 및 상기 제2 통신 채널 각각이 상기 응답 정보의 전송하는데 소요될 것으로 예상되는 전송 예상 시간을 비교할 수 있다.
예컨대, 제1 통신 채널은 연결된 다른 ECU에 의해 사용되고 있지 않지만, 제2 통신 채널은 연결된 다른 ECU에 의해 사용되고 있는 경우, 제어부(130)는 제1 통신 채널을 이용한 응답 정보의 전송 예상 시간이 제2 통신 채널을 이용한 응답 정보의 전송 예상 시간보다 짧다고 판단할 수 있다.
그리고, 제어부(130)는 상기 전송 예상 시간이 짧은 통신 채널을 선택하도록 구성될 수 있다.
즉, 제어부(130)는 응답 정보의 데이터양뿐만 아니라 복수의 통신 채널 각각의 상태를 모두 고려하여, 최종적으로 응답 정보가 수신 측으로 가장 빠르게 전송될 수 있는 통신 채널을 선택할 수 있다.
만약, 도 5의 실시예와 같이, 제어부(130)가 생성한 응답 정보의 개수가 20개라고 가정한다. 제어부(130)는 생성한 20개의 응답 정보를 전송하기 위하여, 제1 통신 채널을 이용할 경우에는 도 3의 메시지 패킷을 10개 생성해야 하지만, 제2 통신 채널을 이용할 경우에는 도 5의 메시지 패킷을 1개 생성할 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 제1 통신 채널을 이용하여 10개의 메시지 패킷을 전송할 때 소요될 것으로 예상되는 전송 예상 시간과, 제2 통신 채널을 이용하여 1개의 메시지 패킷을 전송할 때 소요될 것으로 예상되는 전송 예상 시간을 비교할 수 있다. 만약, 제1 통신 채널은 연결된 다른 ECU들이 사용하고 있지 않아서, 제어부(130)가 통신부(120)를 통해 10개의 메시지 패킷을 즉시 출력할 수 있지만, 제2 통신 채널은 연결된 다른 ECU들이 사용하고 있고, 제2 통신 채널의 버퍼에도 전송되어야 할 복수의 메시지 패킷이 저장되어 있다면, 제어부(130)는 제1 통신 채널을 이용하여 생성한 10개의 메시지 패킷을 전송할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 생성한 응답 정보의 데이터 양 및 복수의 통신 채널 각각의 상태를 확인함으로써, 응답 정보를 최단 시간 내에 전송할 수 있는 통신 채널을 선택할 수 있는 장점이 있다. 즉, 배터리 관리 장치(100)는 복수의 통신 채널을 이용하여 통신할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 통신 채널 중 응답 정보를 수신 측에게 가장 빠르게 제공할 수 있는 통신 채널을 유동적으로 선택할 수 있는 장점이 있다.
도 6은 제2 통신 채널을 통해 출력될 수 있는 메시지 패킷의 다른 예시적 구성을 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 6은 제2 통신 채널에 대한 메시지 패킷의 다른 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 패킷 식별 정보 영역에 2 Byte가 할당될 수 있다. 그리고, 복수의 응답 정보 각각의 크기는 3 Byte일 수 있다. 데이터 영역에서 복수의 응답 정보 사이에는 1 Byte 크기의 구분 정보가 포함될 수 있다. 즉, 데이터 영역에 15개의 응답 정보와 15개의 구분 정보가 포함될 수 있다.
바람직하게, 도 5의 실시예에서 응답 정보는 배터리 상태 정보이고, 도 6의 실시예에서 응답 정보는 배터리 팩 진단 정보일 수 있다.
예컨대, 도 3의 메시지 패킷 구조를 이용하여 도 6의 15개의 응답 정보를 송신하고자 할 경우에는, 총 15개의 메시지 패킷이 생성되어야 하고, 제어부(130)는 통신부(120)를 통해서 총 15번의 메시지 패킷 출력을 명령해야 한다. 이 경우, 도 6의 메시지 패킷 구조를 이용하는 경우보다 복수의 메시지 패킷을 송신하는데 소요되는 통신 시간이 현저하게 많이 소요될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 송신해야 할 데이터양을 고려하여 통신 채널을 선택하기 때문에, 통신에 소요되는 시간을 절약할 수 있는 장점이 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 응답 정보의 데이터양이 상기 소정의 제1 기준량을 초과하지만 상기 제1 통신 채널이 선택된 경우, 하나의 메시지 패킷 및 복수의 데이터 패킷을 생성할 수 있다.
일반적으로, 제어부(130)는, 응답 정보의 데이터양이 소정의 제1 기준량을 초과하면, 응답 정보의 전송 효율을 위하여 제2 통신 채널을 선택할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제2 통신 채널은 도 5에 도시된 메시지 패킷이 전송될 수 있는 채널이므로, 제어부(130)는 응답 정보의 데이터양이 소정의 제1 기준량을 초과하면, 제2 통신 채널을 선택할 수 있다.
다만, 제어부(130)는, 응답 정보의 데이터양이 소정의 제1 기준량을 초과하지만, 제2 통신 채널이 이미 다른 ECU에 의해 사용 중이어서 제2 통신 채널을 이용할 때의 전송 예상 시간이 제1 통신 채널을 이용할 때의 전송 예상 시간 보다 큰 경우에는, 응답 정보를 전송하기 위한 통신 채널로 제1 통신 채널을 선택할 수 있다.
이 경우, 제어부(130)는 수신 측에게 응답 정보를 보다 신속하게 제공하기 위하여, 하나의 메시지 패킷과 복수의 데이터 패킷을 생성할 수 있다.
여기서, 메시지 패킷은, 도 3에 도시된 메시지 패킷과 동일한 구성일 수 있다. 그리고, 데이터 패킷은, 제어부(130)가 생성한 복수의 응답 정보 중 상기 메시지 패킷의 데이터 영역에 포함되지 못한 응답 정보가 저장되는 패킷일 수 있다. 메시지 패킷과 데이터 패킷에 대한 설명은 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 제1 통신 채널을 통해 출력될 수 있는 메시지 패킷의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 메시지 패킷과 데이터 패킷의 가장 큰 차이는, 데이터 패킷에는 메시지 패킷에 포함된 패킷 크기 정보 영역 및 패킷 식별 정보 영역이 포함되지 않는 점이다. 즉, 데이터 패킷은 메시지 패킷에 포함되지 못한 응답 정보를 보다 많이 포함하기 위하여, 패킷 크기 정보 영역 및 패킷 식별 정보 영역을 생략한 구조일 수 있다.
예컨대, 도 7의 실시예에서, 제어부(130)가 18개의 응답 정보를 생성하였고, 각각의 응답 정보의 크기는 2 Byte라고 가정한다. 앞서서 설명한 바와 같이, 메시지 패킷의 데이터 영역에는 구분 정보를 포함하여 최대 2개의 응답 정보가 포함될 수 있으므로, 나머지 16개의 응답 정보는 데이터 패킷에 저장될 수 없다.
이 경우, 제어부(130)가 도 3의 메시지 패킷을 이용하면, 나머지 16개의 응답 정보를 위해서 8개의 메시지 패킷을 더 생성해야 한다. 반면, 제어부(130)가 도 7의 데이터 패킷을 이용하면, 상기 나머지 16개의 응답 정보를 위해서 7개의 데이터 패킷을 더 생성할 수 있다.
즉, 제어부(130)는 생성한 응답 정보의 크기가 제1 기준량을 초과하였지만, 복수의 통신 채널을 확인한 결과에 기반하여 제1 통신 채널을 선택한 경우라면, 생성한 응답 정보의 신속한 전송을 위하여 하나의 메시지 패킷과 복수의 데이터 패킷을 전송하도록 구성될 수 있다.
또한, 제어부(130)는 생성된 복수의 데이터 패킷의 순번을 설정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 생성한 복수의 데이터 패킷의 플로우 컨트롤을 위하여 복수의 데이터 패킷 각각에 순번을 설정할 수 있다.
예컨대, 복수의 데이터 패킷에 순번이 설정되어 있지 않은 경우, 수신 측에게 순차적으로 복수의 데이터 패킷을 수신한 순서에 따라 판독할 수 있다. 이 경우, 통신 과정에서 예상치 못한 이유로, 복수의 데이터 패킷의 전송 순서가 뒤바뀐 경우, 수신 측은 제어부(130)가 생성한 응답 정보를 정확하게 판독할 수 없는 치명적인 문제가 발생한다. 따라서, 제어부(130)는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 생성한 복수의 데이터 패킷에 순번을 설정하고, 설정한 순번을 데이터 패킷의 순번 영역에 기록할 수 있다. 수신 측은 메시지 패킷 및 복수의 데이터 패킷을 수신한 후, 복수의 데이터 패킷 각각에 포함된 순번 정보를 확인함으로써, 응답 정보를 정확하게 수신할 수 있다.
구체적인 예를 들면, 도 7의 실시예에서, 데이터 패킷의 시작 영역에는 순번 정보가 기록되는 순번 영역이 포함되고, 순번 영역 다음으로는 응답 정보가 기록되는 데이터 영역이 포함될 수 있다. 예컨대, 순번 정보가 21인 데이터 패킷과 순번 정보가 22인 데이터 패킷이 수신 측에 전송되었다고 가정한다. 이 경우, 수신 측은 순번 정보가 21인 데이터 패킷의 8번 Byte와 순번 정보가 22인 데이터 패킷의 2번 Byte에 기록된 데이터를 연결하여 제7 상태 정보를 판독할 수 있다. 만약, 복수의 데이터 패킷에 순번 정보가 기록되지 않은 상황에서, 복수의 데이터 패킷의 수신 순서가 변경되었다면, 수신 측은 제7 상태 정보를 정확하게 판독할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 제어부(130)는 복수의 응답 정보에 대한 정확한 전송을 위하여, 복수의 데이터 패킷 각각에 순번 정보를 설정할 수 있다.
그리고, 제어부(130)는 상기 통신부(120)를 제어하여, 설정된 순번에 따라 상기 생성된 메시지 패킷 및 상기 복수의 데이터 패킷을 상기 제1 통신 채널을 통해 순차적으로 출력시키도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 통신부(120)를 제어하여 제1 통신 채널을 통해서, 메시지 패킷을 먼저 출력시킨 후, 설정한 순번에 따라 복수의 데이터 패킷을 순차적으로 출력시킬 수 있다.
따라서, 메시지 패킷과 복수의 데이터 패킷은 출력된 순차에 따라 수신 측에 도달할 수 있으며, 통신 과정에서의 문제가 발생하더라도 설정된 순번에 따라 수신 측은 제어부(130)가 생성한 응답 정보를 정확하게 판독할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는, BMS(Battery Management System)에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 배터리 관리 장치(100)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 배터리 관리 장치(100)의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(100)의 측정부(110), 통신부(120) 및 제어부(130)는 BMS의 구성요소로서 구현될 수 있다. 또한, BMS는 배터리 관리 장치(100)에 포함된 구성 외에도, 하나 이상의 배터리 셀의 밸런싱을 수행하기 위한 밸런싱부 및 배터리 셀의 절연 저항을 측정하기 위한 절연저항 측정부 등을 더 포함하여 구현될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 배터리 관리 방법의 각 단계는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)에 의해서 동작될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 배터리 관리 방법은 정보 제공 요청 수신 단계(S100), 측정 단계(S200), 응답 정보 생성 단계(S300), 통신 채널 선택 단계(S400), 메시지 패킷 생성 단계(S500), 및 패킷 출력 단계(S600)를 포함할 수 있다.
정보 제공 요청 수신 단계(S100)는 배터리 셀(10)에 대한 하나 이상의 요청 정보를 포함하는 정보 제공 요청을 수신하는 단계로서, 통신부(120)에 의해 수행될 수 있다.
통신부(120)는 배터리 관리 장치(100) 및 하나 이상의 ECU가 연결된 통신 BUS(400)에 연결될 수 있다. 그리고, 통신부(120)는 통신 BUS(400)에 연결된 하나 이상의 ECU로부터 요청 정보에 대한 정보 제공 요청을 수신할 수 있다.
여기서, 요청 정보란 상기 배터리 셀(10)에 대한 상기 전압, 상기 전류, 및 상기 온도 중 적어도 하나에 기반한 배터리 상태 정보이거나, 상기 배터리 팩(1)에 대한 상기 전압, 상기 전류, 및 상기 온도 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 팩 상태 정보에 기반한 상기 배터리 팩 진단 정보일 수 있다.
측정 단계(S200)는 상기 정보 제공 요청에 포함된 요청 정보에 대응되도록 상기 배터리 셀(10)의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하는 단계로서, 측정부(110)에 의해 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 측정부(110)는 온도 측정 유닛(111), 전압 측정 유닛(112), 및 전류 측정 유닛(113)을 이용하여, 배터리 셀(10)의 온도, 전압, 및 전류 중 적어도 하나 이상을 측정할 수 있다.
예컨대, 정보 제공 요청 수신 단계(S100)에서 통신부(120)가 수신한 정보 제공 요청에, 배터리 셀(10)에 대한 전압 정보가 포함되어 있다면, 측정부(110)는 전압 측정 유닛(112)을 이용하여 배터리 셀(10)의 전압을 측정할 수 있다.
응답 정보 생성 단계(S300)는 상기 측정 단계(S200)에서 측정된 측정 결과에 기반하여 상기 요청 정보에 대응되는 하나 이상의 응답 정보를 생성하는 단계로서, 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다.
즉, 제어부(130)는 측정부(110)가 측정한 배터리 셀(10)의 온도, 전압, 및 전류 중 어느 하나를 이용하여, 통신부(120)가 수신한 정보 제공 요청에 포함된 요청 정보에 대응되는 응답 정보를 생성할 수 있다.
통신 채널 선택 단계(S400)는 생성된 응답 정보의 데이터양 및 상기 복수의 통신 채널의 상태 중 적어도 하나에 기반하여 복수의 통신 채널 중에서 어느 하나의 통신 채널을 선택하는 단계로서, 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다.
구체적으로, 통신부(120)는 복수의 통신 채널에 연결될 수 있다. 제어부(130)는 생성한 응답 정보의 데이터양과 통신부(120)가 연결 가능한 복수의 통신 채널 각각의 상태를 고려하여, 생성한 응답 정보를 수신 측에 제공하기 위한 통신 채널을 선택할 수 있다.
예컨대, 앞서서 설명한 바와 같이, 제어부(130)는, 생성한 응답 정보의 데이터양이 소정의 제1 기준량 이하이면, 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널을 선택하도록 구성될 수 있다. 또한, 제어부(130)는, 생성한 응답 정보의 데이터양이 소정의 제1 기준량을 초과하고, 소정의 제2 기준량 이하이면, 복수의 통신 채널 중 제2 통신 채널을 선택할 수 있다.
메시지 패킷 생성 단계(S500)는 선택된 통신 채널의 종류 및 상기 생성된 응답 정보의 데이터양에 기반하여 상기 정보 제공 요청에 대응되는 메시지 패킷을 생성하는 단계로서, 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다.
제어부(130)는 선택한 통신 채널의 종류와 생성한 응답 정보의 데이터양을 모두 고려하여, 선택한 통신 채널을 통해 출력시킬 메시지 패킷을 생성할 수 있다.
아래에서는 소정의 제1 기준량이 4 Byte이고, 소정의 제2 기준량이 64 Byte인 것으로 가정한다.
예컨대, 도 3을 참조하면, 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널이 선택되고, 생성된 응답 정보의 데이터양이 4 Byte 이하이면, 제어부(130)는 최대 8 Byte의 데이터가 기록될 수 있는 메시지 패킷을 생성할 수 있다.
다른 예로, 도 5를 참조하면, 복수의 통신 채널 중 제2 통신 채널이 선택되고, 생성된 응답 정보의 데이터양이 4 Byte를 초과하면, 제어부(130)는 최대 64 Byte의 데이터가 기록될 수 있는 메시지 패킷을 생성할 수 있다.
또 다른 예로, 도 7을 참조하면, 생성된 응답 정보의 데이터양이 4 Byte를 초과하더라도, 복수의 통신 채널 각각의 상태를 고려하여 제1 통신 채널이 선택될 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 최대 8 Byte의 데이터가 기록될 수 있는 메시지 패킷과 더불어 순번 정보를 포함하는 복수의 데이터 패킷을 생성할 수 있다.
마지막으로, 패킷 출력 단계(S600)는 생성된 메시지 패킷을 상기 선택된 통신 채널로 출력시키는 단계로서, 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 생성한 메시지 패킷이 선택한 통신 채널로 출력되도록 통신부(120)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(130)에 의해 생성된 메시지 패킷은 제어부(130)에 의해 선택된 통신 채널로 출력될 수 있다.
또한, 도 7의 실시예에서, 제어부(130)는 생성한 메시지 패킷과 복수의 데이터 패킷이 선택한 통신 채널로 순차적으로 출력되도록 통신부(120)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(130)에 의해 생성된 메시지 패킷과 복수의 데이터 패킷은 제어부(130)에 의해 선택된 통신 채널로 출력될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
(부호의 설명)
1: 배터리 팩
10: 배터리 셀
100: 배터리 관리 장치
110: 측정부
120: 통신부
130: 제어부
200: 제1 ECU
300: 제2 ECU
400: 통신 BUS
A: 전류계
SL1 내지 SL4: 제1 내지 제4 센싱 라인

Claims (11)

  1. 배터리 셀 또는 배터리 팩에 대한 하나 이상의 요청 정보를 포함하는 정보 제공 요청을 수신하도록 구성된 통신부;
    상기 통신부가 수신한 정보 제공 요청에 포함된 상기 요청 정보에 대응되도록 상기 배터리 셀 또는 상기 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하도록 구성된 측정부; 및
    상기 측정부로부터 측정된 측정 결과를 수신하고, 수신한 측정 결과에 기반하여 상기 요청 정보에 대응되는 하나 이상의 응답 정보를 생성하고, 생성된 응답 정보의 데이터양 및 복수의 통신 채널의 상태 중 적어도 하나에 기반하여 상기 복수의 통신 채널 중에서 어느 하나의 통신 채널을 선택하며, 선택된 통신 채널의 종류 및 상기 생성된 응답 정보의 데이터양에 기반하여 상기 정보 제공 요청에 대응되는 메시지 패킷을 생성하고, 생성된 메시지 패킷을 상기 통신부를 통해서 상기 선택된 통신 채널로 출력하도록 구성된 제어부를 포함하는 배터리 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 생성된 응답 정보의 데이터양에 기반하여 상기 메시지 패킷에 요구되는 패킷 데이터양을 산출하고, 산출된 패킷 데이터양에 대한 패킷 크기 정보, 패킷 식별 정보, 및 상기 생성된 응답 정보가 포함되도록 상기 메시지 패킷을 생성하도록 구성되고,
    상기 패킷 식별 정보는,
    상기 정보 제공 요청에 대응되는 식별 정보인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메시지 패킷은,
    상기 패킷 크기 정보가 기록되는 패킷 크기 정보 영역, 상기 패킷 식별 정보가 기록되는 패킷 식별 정보 영역, 및 상기 생성된 응답 정보가 기록되는 데이터 영역을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 패킷 크기 정보 영역, 상기 패킷 식별 정보 영역, 및 상기 데이터 영역의 데이터양에 기반하여 상기 패킷 데이터양을 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 응답 정보의 개수가 복수인 경우, 상기 데이터 영역에 복수의 응답 정보의 개수에 대응되는 구분 정보를 포함시켜, 상기 복수의 응답 정보 각각을 구분하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 통신 채널은,
    한번에 전송할 수 있는 응답 정보의 최대 데이터양이 소정의 제1 기준량 이하로 설정된 제1 통신 채널; 및
    한번에 전송할 수 있는 응답 정보의 최대 데이터양이 상기 소정의 제1 기준량보다 큰 소정의 제2 기준량 이하로 설정된 제2 통신 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 응답 정보의 데이터양이 상기 소정의 제1 기준량 이하이면, 상기 복수의 통신 채널 중 상기 제1 통신 채널을 선택하고,
    상기 응답 정보의 데이터양이 상기 소정의 제1 기준량을 초과하고, 상기 소정의 제2 기준량 이하이면, 상기 복수의 통신 채널 중 상기 제2 통신 채널을 선택하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 통신 채널 및 상기 제2 통신 채널 각각의 상태를 확인하고, 상기 제1 통신 채널 및 상기 제2 통신 채널 각각이 상기 응답 정보의 전송하는데 소요될 것으로 예상되는 전송 예상 시간을 비교하고, 상기 전송 예상 시간이 짧은 통신 채널을 선택하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 응답 정보의 데이터양이 상기 소정의 제1 기준량을 초과하지만 상기 제1 통신 채널이 선택된 경우,
    하나의 메시지 패킷 및 복수의 데이터 패킷을 생성하고, 생성된 복수의 데이터 패킷의 순번을 설정하며, 상기 통신부를 제어하여, 설정된 순번에 기반하여 상기 생성된 메시지 패킷 및 상기 복수의 데이터 패킷을 상기 제1 통신 채널을 통해 순차적으로 출력시키도록 구성되고,
    상기 데이터 패킷은,
    상기 설정된 순번 정보가 기록되는 순번 영역 및 상기 응답 정보가 기록되는 데이터 영역을 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 요청 정보는,
    상기 배터리 셀에 대한 상기 전압, 상기 전류, 및 상기 온도 중 적어도 하나에 기반한 배터리 상태 정보이거나, 상기 배터리 팩에 대한 상기 전압, 상기 전류, 및 상기 온도 중 적어도 하나에 기반한 배터리 팩 진단 정보인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩.
  11. 배터리 셀 또는 배터리 팩에 대한 하나 이상의 요청 정보를 포함하는 정보 제공 요청을 수신하는 정보 제공 요청 수신 단계;
    상기 정보 제공 요청에 포함된 요청 정보에 대응되도록 상기 배터리 셀 또는 상기 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 측정하는 측정 단계;
    상기 측정 단계에서 측정된 측정 결과에 기반하여 상기 요청 정보에 대응되는 하나 이상의 응답 정보를 생성하는 응답 정보 생성 단계;
    생성된 응답 정보의 데이터양 및 복수의 통신 채널의 상태 중 적어도 하나에 기반하여 상기 복수의 통신 채널 중에서 어느 하나의 통신 채널을 선택하는 통신 채널 선택 단계;
    선택된 통신 채널의 종류 및 상기 생성된 응답 정보의 데이터양에 기반하여 상기 정보 제공 요청에 대응되는 메시지 패킷을 생성하는 메시지 패킷 생성 단계; 및
    생성된 메시지 패킷을 상기 선택된 통신 채널로 출력시키는 패킷 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
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