WO2021172790A1 - 배터리 정보 제공 장치 및 방법 - Google Patents

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    • H04L69/329—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions in the application layer [OSI layer 7]

Definitions

  • the present invention relates to a battery information providing apparatus and method capable of providing battery information received from a battery management system.
  • a battery management system (BMS) is provided in a battery pack.
  • the battery management system may monitor the voltage and current of the battery to diagnose the state of the battery. For example, the battery management system may diagnose whether the battery is in an overcharged or overdischarged state.
  • the battery management system may perform balancing between a plurality of batteries and may control an operation state of a relay provided in the battery pack.
  • Such a battery management system may communicate using a controller area network (CAN) communication protocol or a Modbus TCP communication protocol, and may transmit battery state information and battery diagnosis information (eg, error information) to a monitoring device.
  • CAN controller area network
  • Modbus TCP Modbus TCP
  • the CAN communication protocol does not employ the Request-Response method, it is a communication protocol that enables the battery management system to transmit battery-related information even without a separate request from the monitoring device.
  • the Modbus TCP communication protocol employs a Request-Response method and is a communication protocol that enables the battery management system to transmit corresponding battery-related information only when there is a request for information from the monitoring device.
  • 1 is a diagram schematically illustrating an example in which a conventional battery management system and a monitoring device communicate using a CAN communication protocol.
  • 2 is a diagram schematically illustrating an example in which a conventional battery management system and a monitoring device communicate using a Modbus TCP communication protocol.
  • an error message can be transmitted to the monitoring device even without a separate request from the monitoring device. have.
  • the battery management system when the battery management system and the monitoring device communicate using the Modbus TCP communication protocol, the battery management system can transmit a corresponding response only when there is a request for information provision of the monitoring device, Compared to the case of FIG. 1 , it may take a long time for the monitoring device to detect an error.
  • the data transmission rate (Mbps, Megabits per second) of the CAN communication protocol may be slower than the data transmission rate of the Modbus TCP communication protocol.
  • battery state information eg, voltage, current, temperature, state of charge (SOC), and/or large-capacity information requiring periodic monitoring
  • SOC state of charge
  • SOH state of charge
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for providing battery information that can acquire battery information using both a battery management system, a CAN communication protocol, and a Modbus TCP communication protocol. do it with
  • an apparatus for providing battery information includes a first communication unit configured to receive first battery information related to a battery from a battery management system using a first communication protocol; a second communication unit configured to receive, from the battery management system, second battery information related to the battery and different from the first battery information by using a second communication protocol different from the first communication protocol; and connected to the first communication unit and the second communication unit, converting the first battery information into a predetermined data structure to obtain first conversion information, and converting the second battery information into the predetermined data structure to obtain a first and a data conversion unit configured to obtain two conversion information and output the first conversion information and the second conversion information.
  • the predetermined data structure may have a structure including at least one of a target information field, an identification information field, and a value field.
  • the data converter may be configured to convert the first battery information and the second battery information to correspond to the predetermined data structure.
  • the battery information providing apparatus may further include a storage unit configured to receive and store the first conversion information and the second conversion information from the data conversion unit.
  • the data conversion unit may be configured to store the target information in the storage unit by associating the corresponding conversion information.
  • the first communication unit may be configured to receive the first battery information corresponding to the information provision request from the battery management system only when transmitting the information provision request for the first battery information to the battery management system have.
  • the first communication unit may be configured to transmit a request for providing information on the first battery information every predetermined period or only when there is a request from the data conversion unit.
  • the second communication unit may be configured to receive the second battery information from the battery management system using the second communication protocol, even if it does not transmit a request for providing information on the second battery information to the battery management system have.
  • the first battery information may be distinguished from the second battery information based on capacity, and may be configured to have a larger capacity than the second battery information.
  • the first battery information may be battery state information including at least one of voltage, current, temperature, charging state, and health state of the battery.
  • the second battery information may include at least one of battery system information, battery diagnosis information, and battery-related control information.
  • the data conversion unit transmits a request for the first battery information corresponding to the second conversion information to the first communication unit can be configured to
  • the first communication unit may be configured to transmit a request for providing information on the first battery information to the battery management system after receiving the request for the first battery information from the data conversion unit.
  • Battery information providing apparatus obtains the first decoding information and the second decoding information by decoding the first conversion information and the second conversion information, respectively, the first decoding information and the second decoding It may further include a decoding unit configured to output information.
  • the first communication protocol may be a Modbus TCP communication protocol.
  • the second communication protocol may be a CAN communication protocol.
  • a battery pack according to another aspect of the present invention may include the battery information providing apparatus according to an aspect of the present invention.
  • An energy storage system may include the battery information providing apparatus according to an aspect of the present invention.
  • a method of providing battery information includes: a first receiving step of receiving first battery information related to a battery from a battery management system using a first communication protocol; In parallel with the first receiving step, by using a second communication protocol different from the first communication protocol, second battery information related to the battery and different from the first battery information is received from the battery management system a second receiving step; a data conversion step of converting the first battery information into a predetermined data structure to obtain first conversion information, and converting the second battery information into the predetermined data structure to obtain second conversion information; and a data output step of outputting the first conversion information and the second conversion information.
  • battery-related information is received from the battery management system using both a first communication protocol having high communication efficiency for first battery information and a second communication protocol having high communication efficiency for second battery information.
  • battery information received through different communication protocols is converted into the same data structure and then stored in association with each other, thereby making it easier to manage and process battery-related information.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example in which a conventional battery management system and a monitoring device communicate using a CAN communication protocol.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example in which a conventional battery management system and a monitoring device communicate using a Modbus TCP communication protocol.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an apparatus for providing battery information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a connection configuration between an apparatus for providing battery information and a battery management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a data structure of converted information converted by an apparatus for providing battery information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of a communication process between an apparatus for providing battery information and a battery management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams schematically illustrating a battery pack including an apparatus for providing battery information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an energy storage system including an apparatus for providing battery information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a method for providing battery information according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an apparatus 100 for providing battery information according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a diagram schematically illustrating a connection configuration between the battery information providing apparatus 100 and the battery management system 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the apparatus 100 for providing battery information may include a first communication unit 110 , a second communication unit 120 , and a data conversion unit 130 .
  • the first communication unit 110 may be configured to receive the first battery information related to the battery from the battery management system 200 using the first communication protocol.
  • the first communication protocol is a communication protocol for data communication between the first communication unit 110 and the battery management system 200 .
  • the first communication protocol may be a Modbus TCP communication protocol.
  • the battery management system 200 and the first communication unit 110 may be connected to each other.
  • the battery management system 200 and the first communication unit 110 may be connected by wire and/or wirelessly, and may perform data communication using the first communication protocol.
  • the second communication unit 120 receives second battery information related to the battery and different from the first battery information from the battery management system 200 by using a second communication protocol different from the first communication protocol.
  • a second communication protocol different from the first communication protocol.
  • the second communication protocol is a communication protocol for data communication between the second communication unit 120 and the battery management system 200 .
  • the second communication protocol is a communication protocol different from the first communication protocol.
  • the second communication protocol may be a CAN communication protocol.
  • the battery management system 200 and the second communication unit 120 may be connected to each other.
  • the battery management system 200 and the second communication unit 120 may be connected by wire and/or wirelessly, and may perform data communication using the second communication protocol.
  • the second battery information that the second communication unit 120 receives from the battery management system 200 may be information different from the first battery information that the first communication unit 110 receives from the battery management system 200 . have. That is, the first communication unit 110 and the second communication unit 120 may be configured to receive battery information optimized for the applied communication protocol from the battery management system 200 , respectively.
  • the data conversion unit 130 may be configured to be connected to the first communication unit 110 and the second communication unit 120 .
  • the data conversion unit 130 may be connected to communicate with both the first communication unit 110 and the second communication unit 120 .
  • the data conversion unit 130 may be connected to the first communication unit 110 and the second communication unit 120 .
  • the data conversion unit 130 may receive the first battery information from the first communication unit 110 , and may receive the second battery information from the second communication unit 120 .
  • the data conversion unit 130 may be configured to obtain the first conversion information by converting the first battery information into a predetermined data structure.
  • the data conversion unit 130 may obtain the first conversion information by converting the first battery information received from the first communication unit 110 to correspond to a predetermined data structure.
  • the data conversion unit 130 may be configured to convert the second battery information into the predetermined data structure to obtain the second conversion information.
  • the data conversion unit 130 may obtain the second conversion information by converting the second battery information received from the second communication unit 120 to correspond to a predetermined data structure.
  • the data conversion unit 130 may convert the first battery information received from the first communication unit 110 and the second battery information received from the second communication unit 120 into information having the same data structure.
  • the first battery information received by the first communication unit 110 from the battery management device using the first communication protocol and the second battery information received by the second communication unit 120 from the battery management device using the second communication protocol can be unified by converting information into the same data structure by the data conversion unit 130 .
  • the data conversion unit 130 may be configured to output the first conversion information and the second conversion information.
  • the data conversion unit 130 may output and store the first conversion information and the second conversion information having the same data structure.
  • the data conversion unit 130 may convert the first battery information and the second battery information having different data structures into the first conversion information and the second conversion information having the same data structure and output the converted information.
  • the apparatus 100 for providing battery information uses both the first communication protocol with high communication efficiency for the first battery information and the second communication protocol with high communication efficiency for the second battery information. Accordingly, the battery-related information may be received from the battery management system 200 .
  • the battery information providing apparatus 100 can convert the first battery information and the second battery information into the same data structure, the battery information received using each of the first communication protocol and the second communication protocol is integrated and managed. can do.
  • the data conversion unit 130 provided in the battery information providing apparatus 100 is a processor, ASIC (application-specific) known in the art to execute various control logics performed in the present invention. integrated circuit), other chipsets, logic circuits, registers, communication modems, data processing devices, and the like.
  • the control logic is implemented in software
  • the data conversion unit 130 may be implemented as a set of program modules.
  • the program module may be stored in the memory and executed by the data conversion unit 130 .
  • the memory may be inside or outside the data conversion unit 130 , and may be connected to the data conversion unit 130 by various well-known means.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a data structure of converted information converted by the battery information providing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the predetermined data structure may have a structure including at least one of a target information field 131 , an identification information field 132 , and a Value field of battery information.
  • the target information may be information for identifying a battery that is a target of the battery information received from the battery management system 200 .
  • the target information field 131 may be a data space in which the target information may be included.
  • the target information may include an ID of a battery cell, an ID of a battery module, or an ID of a battery rack.
  • the target information may include a first battery cell, a second battery cell, a first battery module, a second battery module, a first battery rack, or a second battery rack.
  • the battery cell means 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 a battery cell.
  • the battery module refers to a cell assembly in which one or more battery cells are connected in series and/or in parallel.
  • the battery rack means a cell assembly in which one or more battery modules are provided in a housing.
  • the identification information may be information indicating a category of battery information received from the battery management system 200 .
  • the identification information field 132 may be a data space in which the identification information may be included.
  • the identification information may include battery state information, battery diagnosis information, battery system information, or battery-related control information.
  • the value of the battery information may be information indicating the content of the battery information received from the battery management system 200 .
  • the value field 133 may be a data space in which the value of the battery information may be included.
  • the value of the battery information may include a current value, a voltage value, a temperature value, a charging state or a health state, etc. indicating battery state information, and may include battery diagnosis state information such as an overcharge state or an overdischarge state.
  • the battery information value may include specific contents of battery system information and battery-related control information.
  • the target information field 131 the identification information field 132, and the value field 133 are included in the data structure of FIG. 5, a field indicating a storage location of battery information, a field indicating the size of battery information, etc. Note that various fields for information may further be included.
  • the data conversion unit 130 may be configured to convert the first battery information and the second battery information to correspond to the predetermined data structure.
  • Data structures of the first battery information received from the battery management system 200 using the first communication protocol and the second battery information received using the second communication protocol may be different from each other. Accordingly, the battery information providing apparatus 100 converts the first battery information and the second battery information into a common data format (the predetermined data structure), so that the first conversion information and the second conversion information can be integrated and managed. There is this.
  • the battery information providing apparatus 100 does not convert and manage the first battery information and the second battery information into different data structures, but manages them using a unified data structure, using a plurality of different communication protocols. There is an advantage in that the received battery information can be more easily managed.
  • the battery information providing apparatus 100 may further include a storage unit 140 configured to receive and store the first conversion information and the second conversion information from the data conversion unit 130 .
  • the battery information providing apparatus 100 may further include a storage unit 140 .
  • the storage unit 140 may be connected to the data conversion unit 130 to store the first conversion information and the second conversion information output from the data conversion unit 130 .
  • the storage unit 140 is not particularly limited in its type as long as it is a known information storage means capable of writing, erasing, updating, and reading data.
  • the information storage means may include RAM, flash memory, ROM, EEPROM, registers, and the like.
  • the storage unit 140 may store program codes in which processes executable by the data conversion unit 130 are defined.
  • the data conversion unit 130 may be configured to store in the storage unit 140 by associating conversion information corresponding to the target information.
  • the data conversion unit 130 checks the target information included in the target information field 131 of the first conversion information, and checks the target information included in the target information field 131 of the second conversion information, Conversion information including the same target information may be correlated and stored in the storage unit 140 .
  • the target information included in the target information field 131 of the first conversion information is the first battery cell
  • the target information included in the target information field 131 of the second conversion information is the first battery cell.
  • the data conversion unit 130 may store in the storage unit 140 by associating the first conversion information and the second conversion information including the first battery cell as common target information.
  • battery information received through different communication protocols is converted into the same data structure and then stored in association, thereby making it easier to manage and process battery-related information.
  • the first communication unit 110 only when transmitting a request for providing information on the first battery information to the battery management system 200 , is the first communication unit 110 corresponding to the information provision request from the battery management system 200 . 1 may be configured to receive battery information.
  • the first communication unit 110 may transmit a request for providing information on the first battery information to the battery management system 200 using the first communication protocol. Thereafter, the first communication unit 110 may receive the first battery information from the battery management system 200 using the first communication protocol.
  • the first communication protocol may be a communication protocol employing a Request-Response method such as a Modbus TCP communication protocol.
  • Target information and identification information for the first battery information may be designated in the information provision request transmitted by the first communication unit 110 . That is, the first communication unit 110 may transmit the information provision request for the first battery information to the battery management system 200 after designating the target information and identification information of the first battery information that is the target of the information provision request. have.
  • the information provision request transmitted by the first communication unit 110 to the battery management system 200 includes the first battery cell as target information. is included, and voltage information may be included as identification information. Thereafter, the first communication unit 110 may receive the first battery information from the battery management device, and the data conversion unit 130 may convert the first battery information into the first conversion information.
  • the target information field 131 of the first conversion information includes “first battery cell”
  • the identification information field 132 includes “voltage information”
  • the value field 133 includes, for example, “ A voltage value of 3.8 [V]” may be included.
  • the first communication unit 110 may be configured to transmit an information provision request for the first battery information every predetermined period or only when there is a request from the data conversion unit 130 .
  • the first communication unit 110 may transmit a request for providing information on the first battery information to the battery management system 200 every predetermined period, and receive the first battery information in response thereto.
  • the first communication unit 110 transmits a request for providing information on the first battery information to the battery management system 200 , and in response thereto, the first battery information can receive
  • target information and identification information included in the first battery information may be designated by the data conversion unit 130 .
  • the second communication unit 120 sends a request from the battery management system 200 to the battery management system 200 using the second communication protocol, even if it does not transmit a request for providing information on the second battery information to the battery management system 200 . and receive the second battery information.
  • the second communication protocol may be a communication protocol that does not employ a Request-Response method such as a CAN communication protocol.
  • the second communication unit 120 may receive the second battery information from the battery management system 200 even if it does not transmit a separate information provision request for the second battery information to the battery management system 200 .
  • the first battery information and the second battery information may be divided in consideration of whether real-time processing is required.
  • whether real-time processing is required may be set according to whether the process until the battery information obtained from the battery management system 200 is provided to the battery information providing apparatus 100 is required to be performed in real time.
  • the first battery information may have a lower requirement for real-time processing than the second battery information. That is, the second battery information may be information to be transmitted to the battery information providing apparatus 100 immediately after being acquired by the battery management system 200 even without a separate request.
  • the first battery information may be battery state information including at least one of voltage, current, temperature, charging state, and health state of the battery.
  • the second battery information may include at least one of battery system information, battery diagnosis information, and battery-related control information.
  • the battery system information may be information provided when the battery management system 200 and the battery information providing apparatus 100 are first connected.
  • the battery system information includes the manufacturing date, serial number, software version, hardware version, number of battery racks in operation, the number of battery modules in operation, the number of battery cells in operation, and the number of battery cells in the battery system information.
  • Information about the battery management system 200 such as a type may be included.
  • the battery diagnosis information may be diagnosis information on a battery (a battery rack, a battery module, and/or a battery cell) being operated by the battery management system 200 .
  • the battery diagnosis information may include information indicating battery states such as a normal state, a high voltage state, a low voltage state, an overcharge state, an overdischarge state, a high temperature state, and a low temperature state.
  • the battery-related control information may be control command information for the battery management system 200 or control command information by the battery management system 200 .
  • control command information for the battery management system 200 such as start command information, end command information, and standby command information of the battery management system 200, an air conditioner operation command, and a battery management system such as a relay operation state switching command Control command information by 200 may be included.
  • the second battery information (battery system information, battery diagnosis information, and battery-related control information) has a smaller capacity than the first battery information (battery state information), but requires real-time processing.
  • battery diagnosis information such as error information is information that should be provided to the battery information providing apparatus 100 immediately after being confirmed by the battery management system 200 . Accordingly, the battery information providing apparatus 100 may receive the second battery information from the battery management system 200 using the second communication protocol.
  • battery state information such as voltage information of a battery
  • the capacity of the first battery information may be greater than the capacity of the second battery information.
  • the battery management system 200 and the battery information providing device ( 100), system resources for communication between them may be wasted.
  • the battery information providing apparatus 100 may receive the first battery information from the battery management system 200 using the first communication protocol.
  • the battery information providing apparatus 100 communicates with the battery management system 200 through a plurality of communication protocols, thereby providing a communication environment optimized for each of the first battery information and the second battery information.
  • the first battery information may be configured to be distinguished from the second battery information based on capacity.
  • the first battery information may be configured to have a larger capacity than the second battery information.
  • the first battery information and the second battery information may be configured to be distinguished according to the data transmission rate of the second communication protocol. That is, the first battery information and the second battery information may be divided based on the data transmission capacity per second of the second communication protocol.
  • the data transmission rate of the first communication protocol may be faster than the data transmission rate of the second communication protocol.
  • the data transfer rate of the first communication protocol may be up to 100 Mbps
  • the data transfer rate of the second communication protocol may be up to 1 Mbps.
  • the capacity of the first battery information is greater than the capacity of the second battery information and less than the data transmission capacity per second (eg, 100 Mbit) of the first communication protocol, and the data transmission capacity per second of the second communication protocol (eg, 1 Mbit).
  • the capacity of the second battery information may be smaller than the data transmission capacity per second (eg, 1 Mbit) of the second communication protocol.
  • the battery management system 200 may transmit first battery information including voltage information, current information, and temperature information of each of 15,000 battery cells to the battery information providing apparatus 100 .
  • each of the voltage information, the current information, and the temperature information has a size of 32 bits (4 bytes).
  • the capacity of the first battery information transmitted by the battery management system 200 may be 1.44 Mbit (32 bits ⁇ 3 ⁇ 15,000).
  • the battery management system 200 transmits the first battery information to the battery information providing apparatus 100 using the second communication protocol, there is a problem that all of the first battery information cannot be transmitted at once. can occur. That is, since the data per second data transmission capacity (eg, 1 Mbit) of the second communication protocol is smaller than the capacity (eg, 1.44 Mbit) of the first battery information, the battery management system 200 uses the second communication protocol to The battery information should be transmitted to the battery information providing apparatus 100 twice. Therefore, if the first battery information and the second battery information, which can be classified according to capacity, are not transmitted to the battery information providing apparatus 100 using a communication protocol corresponding to each, the waste of system resources required for communication will be severe. can
  • the battery information providing apparatus 100 may classify the first battery information and the second battery information according to the capacity in consideration of the data transmission rate of the first communication protocol and the data transmission rate of the second communication protocol. can Accordingly, the battery information providing apparatus 100 may perform efficient communication by receiving the first battery information and the second battery information from the battery management system 200 using respective communication protocols. Accordingly, system resources required for communication between the battery management system 200 and the battery information providing apparatus 100 may be efficiently utilized, and the system resources may not be wasted.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of a communication process between the battery information providing apparatus 100 and the battery management system 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the data conversion unit 130 when the identification information of the second conversion information meets a predetermined condition as the battery diagnosis information, to the first communication unit 110, the first corresponding to the second conversion information may be configured to send a request for battery information.
  • the data conversion unit 130 may check the value of the battery information included in the value field 133 of the second conversion information. When the value of the battery information of the second conversion information does not indicate a normal state, the data conversion unit 130 may determine that the predetermined condition is satisfied.
  • the data conversion unit 130 may transmit a request for the first battery information to the first communication unit 110 .
  • the data conversion unit 130 may transmit a request for the first battery information corresponding to the value of the battery information of the second conversion information to the first communication unit 110 .
  • the target information of the second conversion information may be “first battery”, the identification information may be “battery diagnosis information”, and the value of the battery information may be “overvoltage”.
  • the identification information of the second conversion information is "battery diagnosis information”
  • the data conversion unit 130 tells the first communication unit 110 "overvoltage (of the second conversion information)" because the value of the battery information is not "normal”. It is possible to transmit a request for the first battery information corresponding to "value of battery information)".
  • the first communication unit 110 After receiving the request for the first battery information from the data conversion unit 130 , the first communication unit 110 transmits a request for providing information on the first battery information to the battery management system 200 .
  • the request for the first battery information received by the first communication unit 110 from the data conversion unit 130 may include target information and identification information to be included in the first battery information.
  • the identification information may be information corresponding to a value of the battery information of the second conversion information.
  • the request for the first battery information transmitted by the data conversion unit 130 to the first communication unit 110 may include voltage information of the first battery.
  • the request for the first battery information transmitted by the data conversion unit 130 to the first communication unit 110 includes the first battery of current information may be included.
  • the request for the first battery information transmitted by the data conversion unit 130 to the first communication unit 110 includes the first Battery temperature information may be included.
  • the data conversion unit 130 receives the first battery information from the first communication unit 110 and transmits the first conversion information.
  • the first conversion information includes "first battery” as target information, "battery state information (specifically, battery voltage information)” as identification information, and "4.2 [V]” may be included as a value.
  • the data conversion unit 130 may store the first conversion information and the second conversion information with the same target information as “first battery” in the storage 140 .
  • the battery information providing apparatus 100 may determine the first battery information to request the battery management system 200 to provide information based on the previously received second battery information. . Accordingly, since the first battery information and the second battery information related to each other are stored in association with each other, the battery-related information can be managed more efficiently.
  • the apparatus 100 for providing battery information decodes the first conversion information and the second conversion information, respectively, and the decoding unit 150 is configured to obtain the first decoding information and the second decoding information. ) may be further included.
  • the decoding information refers to information obtained by decoding conversion information into characters, symbols, numbers, and/or figures to be provided to a user.
  • the battery information providing apparatus 100 further includes a decoding unit 150 , and the decoding unit 150 may be communicatively connected to the data converting unit 130 .
  • the decoding unit 150 receives at least one of the first conversion information and the second conversion information output from the data conversion unit 130, decodes the received conversion information, the first decoding information and / or the second decoding information can be obtained.
  • the first conversion information is shown to include “first battery” as target information, “battery diagnosis information” as identification information, and “overvoltage” as a value of battery information.
  • the conversion information may be in the form of a system code used in the battery information providing apparatus 100 .
  • the conversion information may include a hexadecimal system code such as 0x01, 0xD431, 0x31.
  • the decoding unit 150 may decode the system code included in the conversion information to obtain decoding information that the user can check.
  • the decoding unit 150 may be configured to output the first decoding information and the second decoding information.
  • the decoding unit 150 may be communicatively connected to the storage unit 140 .
  • the decoding unit 150 may output the first decoding information and the second decoding information and store them in the storage unit 140 .
  • the decoding unit 150 may store decoding information having the same target information in association with each other.
  • the battery information providing apparatus 100 may further include a display unit 160 .
  • the display unit 160 may be communicatively connected to the decoding unit 150 .
  • the display unit 160 is configured to receive the first decoding information and the second decoding information output from the decoding unit 150, and to output the received first decoding information and the second decoding information through a display screen, etc. can Preferably, the display unit 160 may output the same decoding information in association with the target information. Through this, the user can easily check the first decoding information and the second decoding information related to each other.
  • the battery pack 1 may include the battery information providing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams schematically illustrating a battery pack 1 including the battery information providing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a battery pack 1 including one battery management system 200
  • FIG. 8 is a battery pack including a plurality of battery management systems 200a, 200b, and 200c.
  • (1) is a diagram schematically showing.
  • the battery management system 200 may be configured to output battery information using both the first communication protocol and the second communication protocol. Accordingly, the battery management system 200 may be connected to the first communication unit 110 and the second communication unit 120 of the apparatus 100 for providing battery information.
  • the battery management system 200 is provided in the battery pack 1 , the battery management system 200 is the first communication unit 110 . can only be connected to
  • the battery pack 1 may include one or more battery cells.
  • the battery pack 1 may further include electronic components (relays, fuses, etc.) and a case.
  • An energy storage system (ESS) may include the battery information providing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an energy storage system 2 including an apparatus 100 for providing battery information according to an embodiment of the present invention.
  • the energy storage system 2 may include a plurality of battery racks (300a, 300b, 300c), a plurality of battery management systems (200a, 200b, 200c), and the battery information providing apparatus 100 may be included. .
  • the battery rack 300 may be a cell assembly in which one or more battery modules 310 are seated in a predetermined frame structure.
  • a plurality of battery racks (300a, 300b, 300c) each may be provided with a battery management system (200).
  • the plurality of battery management systems 200a , 200b , and 200c may be connected to the battery information providing apparatus 100 .
  • the battery management system 200 and the battery information providing device 100 may be connected through wireless communication.
  • the battery information providing apparatus 100 may be configured to communicate with the battery management system 200 provided in the battery rack 300 by using the first communication unit 110 and the second communication unit 120 .
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a method for providing battery information according to another embodiment of the present invention.
  • the battery information providing method may be performed by the battery information providing apparatus 100 .
  • a method for providing battery information includes a first receiving step (S100), a second receiving step (S200), a data conversion step (S300), and a data output step (S400). may include.
  • the first receiving step ( S100 ) is a step of receiving first battery information related to a battery from the battery management system 200 using a first communication protocol, and may be performed by the first communication unit 110 .
  • second battery information related to the battery and different from the first battery information is received from the battery management system 200 using a second communication protocol different from the first communication protocol.
  • a step of receiving it may be performed by the second communication unit 120 .
  • the second receiving step (S200) is a step parallel to the first receiving step (S100). That is, the second receiving step S200 may be performed at the same time as the first receiving step S100 or may be performed at a different time.
  • the data conversion step (S300) includes converting the first battery information into a predetermined data structure to obtain first conversion information, and converting the second battery information into the predetermined data structure to obtain second conversion information As such, it may be performed by the data conversion unit 130 .
  • the data conversion unit 130 may be connected to the first communication unit 110 and the second communication unit 120 .
  • the data conversion unit 130 may receive first battery information from the first communication unit 110 , and may receive second battery information from the second communication unit 120 .
  • the data conversion unit 130 converts the first battery information and the second battery information into the same data structure to obtain the first conversion information from the first battery information, and obtains the second conversion information from the second battery information can do.
  • the data output step S400 is a step of outputting the first conversion information and the second conversion information, and may be performed by the data conversion unit 130 .
  • the data conversion unit 130 may be connected to the decoding unit 150 and the storage unit 140 .
  • the data conversion unit 130 may output the first conversion information and the second conversion information to the storage unit 140 to store the first conversion information and the second conversion information.
  • the data conversion unit 130 may store conversion information having the same target information in association with each other.
  • the data conversion unit 130 may output the first conversion information and the second conversion information to the decoding unit 150 .
  • the decoding unit 150 may receive the first transformation information and the second transformation information, decode the first transformation information to obtain the first decoding information, and decode the second transformation information to obtain the second decoding information. .
  • the decoding unit 150 may output the first decoding information and the second decoding information to the display unit 160 and/or the storage unit 140 .
  • the embodiment of the present invention described above is not implemented only through the apparatus and method, and may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded.
  • the implementation can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치는 제1 통신 프로토콜을 이용하여, 배터리 관리 시스템으로부터 배터리와 관련된 제1 배터리 정보를 수신하도록 구성된 제1 통신부; 상기 제1 통신 프로토콜과 다른 방식의 제2 통신 프로토콜을 이용하여, 상기 배터리 관리 시스템으로부터 상기 배터리와 관련되며 상기 제1 배터리 정보와 상이한 제2 배터리 정보를 수신하도록 구성된 제2 통신부; 및 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부와 연결되고, 상기 제1 배터리 정보를 소정의 데이터 구조로 변환하여 제1 변환 정보를 획득하며, 상기 제2 배터리 정보를 상기 소정의 데이터 구조로 변환하여 제2 변환 정보를 획득하고, 상기 제1 변환 정보 및 상기 제2 변환 정보를 출력하도록 구성된 데이터 변환부를 포함한다.

Description

배터리 정보 제공 장치 및 방법
본 출원은 2020년 02월 26일자로 출원된 한국 특허 출원번호 제 10-2020-0023906호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리 관리 시스템으로부터 수신한 배터리 정보를 제공할 수 있는 배터리 정보 제공 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.
일반적으로, 이러한 배터리를 최적으로 관리하기 위하여 배터리 팩에는 배터리 관리 시스템(Battery management system, BMS)이 구비된다. 배터리 관리 시스템은 배터리의 전압 및 전류 등을 모니터링하여 배터리의 상태를 진단할 수 있다. 예컨대, 배터리 관리 시스템은 배터리의 상태가 과충전 또는 과방전 상태인지를 진단할 수 있다. 이외에도, 배터리 관리 시스템은 복수의 배터리 간의 밸런싱을 수행할 수도 있으며, 배터리 팩에 구비된 릴레이의 동작 상태를 제어할 수도 있다.
이러한 배터리 관리 시스템은 CAN(Controller area network) 통신 프로토콜 또는 Modbus TCP 통신 프로토콜을 이용하여 통신 가능하며, 배터리 상태 정보 및 배터리 진단 정보(예컨대, 에러 정보) 등을 모니터링 장치에게 송신할 수 있다.
여기서, CAN 통신 프로토콜은 Request-Response 방식을 채용하지 않기 때문에 배터리 관리 시스템이 모니터링 장치의 별도 요구가 없더라도 배터리 관련 정보들을 송신할 수 있는 통신 프로토콜이다. 반면, Modbus TCP 통신 프로토콜은 Request-Response 방식을 채용하여, 모니터링 장치의 정보 요청이 있는 경우에만 배터리 관리 시스템이 대응되는 배터리 관련 정보들을 송신할 수 있는 통신 프로토콜이다.
도 1은 종래의 배터리 관리 시스템과 모니터링 장치가 CAN 통신 프로토콜을 이용하여 통신하는 예시를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 종래의 배터리 관리 시스템과 모니터링 장치가 Modbus TCP 통신 프로토콜을 이용하여 통신하는 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리 관리 시스템과 모니터링 장치가 CAN 통신 프로토콜을 이용하여 통신하는 경우, 배터리 관리 시스템이 배터리에 에러 발생을 감지하면 모니터링 장치의 별도 요청이 없더라도 에러 메시지를 모니터링 장치에게 송신할 수 있다.
반면, 도 2를 참조하면, 배터리 관리 시스템과 모니터링 장치가 Modbus TCP 통신 프로토콜을 이용하여 통신하는 경우, 배터리 관리 시스템은 모니터링 장치의 정보 제공 요청이 있는 경우에만 대응되는 응답을 송신할 수 있기 때문에, 도 1의 경우에 비해 모니터링 장치가 에러를 감지하는데 오랜 시간이 소요될 수 있다.
따라서, 배터리 관리 시스템과 Modbus TCP 통신 프로토콜만을 이용하여 통신하게 되면, 배터리 진단 정보와 같이 실시간 반응성이 중요한 정보의 제공이 늦어질 수 있는 문제가 있다.
또한, 일반적으로, CAN 통신 프로토콜의 데이터 전송 속도(Mbps, Megabits per second)는 Modbus TCP 통신 프로토콜의 데이터 전송 속도보다 느릴 수 있다. 이러한 경우, 배터리 관리 시스템과 CAN 통신 프로토콜만을 이용하여 통신하게 되면, 주기적인 감시가 필요한 대용량 정보인 배터리 상태 정보(예컨대, 전압, 전류, 온도, 충전 상태(State of charge, SOC), 및/또는 건강 상태(State of health, SOH) 등)의 통신에 소요되는 시스템 자원의 낭비가 심해질 수 있는 문제가 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리 관리 시스템과 CAN 통신 프로토콜 및 Modbus TCP 통신 프로토콜을 모두 이용하여 배터리 정보를 획득할 수 있는 배터리 정보 제공 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 정보 제공 장치는 제1 통신 프로토콜을 이용하여, 배터리 관리 시스템으로부터 배터리와 관련된 제1 배터리 정보를 수신하도록 구성된 제1 통신부; 상기 제1 통신 프로토콜과 다른 방식의 제2 통신 프로토콜을 이용하여, 상기 배터리 관리 시스템으로부터 상기 배터리와 관련되며 상기 제1 배터리 정보와 상이한 제2 배터리 정보를 수신하도록 구성된 제2 통신부; 및 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부와 연결되고, 상기 제1 배터리 정보를 소정의 데이터 구조로 변환하여 제1 변환 정보를 획득하며, 상기 제2 배터리 정보를 상기 소정의 데이터 구조로 변환하여 제2 변환 정보를 획득하고, 상기 제1 변환 정보 및 상기 제2 변환 정보를 출력하도록 구성된 데이터 변환부를 포함할 수 있다.
상기 소정의 데이터 구조는, 대상 정보 필드, 식별 정보 필드, 및 값 필드 중 적어도 하나를 포함하는 구조로 구성될 수 있다.
상기 데이터 변환부는, 상기 제1 배터리 정보 및 상기 제2 배터리 정보를 상기 소정의 데이터 구조에 대응되게 변환시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 정보 제공 장치는 상기 데이터 변환부로부터 상기 제1 변환 정보 및 상기 제2 변환 정보를 수신하여 저장하도록 구성된 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 변환부는, 상기 대상 정보가 대응되는 변환 정보들을 연관시켜서 상기 저장부에 저장하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 통신부는, 상기 배터리 관리 시스템에게 상기 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신한 경우에만, 상기 배터리 관리 시스템으로부터 상기 정보 제공 요청에 대응되는 상기 제1 배터리 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 통신부는, 소정의 주기마다 또는 상기 데이터 변환부의 요청이 있는 경우에만, 상기 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신하도록 구성될 수 있다.
상기 제2 통신부는, 상기 배터리 관리 시스템에게 상기 제2 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신하지 않더라도, 상기 제2 통신 프로토콜을 이용하여 상기 배터리 관리 시스템으로부터 상기 제2 배터리 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 배터리 정보는, 용량을 기준으로 상기 제2 배터리 정보와 구분되고, 상기 제2 배터리 정보보다 큰 용량을 갖도록 구성될 수 있다.
상기 제1 배터리 정보는, 상기 배터리의 전압, 전류, 온도, 충전 상태, 및 건강 상태 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 상태 정보일 수 있다.
상기 제2 배터리 정보는, 배터리 시스템 정보, 배터리 진단 정보 및 배터리 관련 제어 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 데이터 변환부는, 상기 제2 변환 정보의 식별 정보가 상기 배터리 진단 정보로서 미리 정해진 조건에 부합하는 경우, 상기 제1 통신부에게 상기 제2 변환 정보에 대응되는 상기 제1 배터리 정보에 대한 요청을 송신하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 통신부는, 상기 데이터 변환부로부터 상기 제1 배터리 정보에 대한 요청을 수신한 후, 상기 배터리 관리 시스템에게 상기 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 정보 제공 장치는 상기 제1 변환 정보 및 제2 변환 정보를 각각 디코딩하여 제1 디코딩 정보 및 제2 디코딩 정보를 획득하고, 상기 제1 디코딩 정보 및 상기 제2 디코딩 정보를 출력하도록 구성된 디코딩부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 통신 프로토콜은 Modbus TCP 통신 프로토콜일 수 있다.
상기 제2 통신 프로토콜은 CAN 통신 프로토콜일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 정보 제공 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 에너지 저장 시스템은 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 정보 제공 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 정보 제공 방법은 제1 통신 프로토콜을 이용하여, 배터리 관리 시스템으로부터 배터리와 관련된 제1 배터리 정보를 수신하는 제1 수신 단계; 상기 제1 수신 단계와 병렬적으로, 상기 제1 통신 프로토콜과 다른 방식의 제2 통신 프로토콜을 이용하여, 상기 배터리 관리 시스템으로부터 상기 배터리와 관련되며 상기 제1 배터리 정보와 상이한 제2 배터리 정보를 수신하는 제2 수신 단계; 상기 제1 배터리 정보를 소정의 데이터 구조로 변환하여 제1 변환 정보를 획득하고, 상기 제2 배터리 정보를 상기 소정의 데이터 구조로 변환하여 제2 변환 정보를 획득하는 데이터 변환 단계; 및 상기 제1 변환 정보 및 상기 제2 변환 정보를 출력하는 데이터 출력 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 배터리 정보에 대한 통신 효율이 높은 제1 통신 프로토콜과 제2 배터리 정보에 대한 통신 효율이 높은 제2 통신 프로토콜을 모두 이용하여 배터리 관리 시스템으로부터 배터리 관련 정보들을 수신함으로써, 데이터 통신에 소요되는 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 서로 다른 통신 프로토콜을 통해서 수신한 배터리 정보들이 동일한 데이터 구조로 변환된 후, 연관되어 저장됨으로써 배터리 관련 정보들의 관리 및 처리가 보다 수월해질 수 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 종래의 배터리 관리 시스템과 모니터링 장치가 CAN 통신 프로토콜을 이용하여 통신하는 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 배터리 관리 시스템과 모니터링 장치가 Modbus TCP 통신 프로토콜을 이용하여 통신하는 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치와 배터리 관리 시스템의 연결 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치에 의해 변환되는 변환 정보의 데이터 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치와 배터리 관리 시스템의 통신 과정의 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치를 포함하는 배터리 팩을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치를 포함하는 에너지 저장 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 정보 제공 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.
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 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)와 배터리 관리 시스템(200)의 연결 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)는 제1 통신부(110), 제2 통신부(120) 및 데이터 변환부(130)를 포함할 수 있다.
제1 통신부(110)는 제1 통신 프로토콜을 이용하여, 배터리 관리 시스템(200)으로부터 배터리와 관련된 제1 배터리 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
여기서, 제1 통신 프로토콜은 제1 통신부(110)와 배터리 관리 시스템(200) 간의 데이터 통신을 위한 통신 프로토콜이다. 예컨대, 제1 통신 프로토콜은 Modbus TCP 통신 프로토콜일 수 있다.
예컨대, 도 4의 실시예에서, 배터리 관리 시스템(200)과 제1 통신부(110)는 서로 연결될 수 있다. 여기서, 배터리 관리 시스템(200)과 제1 통신부(110)는 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있으며, 제1 통신 프로토콜을 이용하여 데이터 통신을 수행할 수 있다.
제2 통신부(120)는 상기 제1 통신 프로토콜과 다른 방식의 제2 통신 프로토콜을 이용하여, 상기 배터리 관리 시스템(200)으로부터 상기 배터리와 관련되며 상기 제1 배터리 정보와 상이한 제2 배터리 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
여기서, 제2 통신 프로토콜은 제2 통신부(120)와 배터리 관리 시스템(200) 간의 데이터 통신을 위한 통신 프로토콜이다. 그리고, 제2 통신 프로토콜은 제1 통신 프로토콜과 상이한 통신 프로토콜이다. 예컨대, 제2 통신 프로토콜은 CAN 통신 프로토콜일 수 있다.
예컨대, 도 4의 실시예에서, 배터리 관리 시스템(200)과 제2 통신부(120)는 서로 연결될 수 있다. 여기서, 배터리 관리 시스템(200)과 제2 통신부(120)는 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있으며, 제2 통신 프로토콜을 이용하여 데이터 통신을 수행할 수 있다.
그리고, 제2 통신부(120)가 배터리 관리 시스템(200)으로부터 수신하는 제2 배터리 정보는, 제1 통신부(110)가 배터리 관리 시스템(200)으로부터 수신하는 제1 배터리 정보와는 다른 정보일 수 있다. 즉, 제1 통신부(110) 및 제2 통신부(120)는 적용된 통신 프로토콜에 최적화된 배터리 정보를 배터리 관리 시스템(200)으로부터 각각 수신하도록 구성될 수 있다.
데이터 변환부(130)는 상기 제1 통신부(110) 및 상기 제2 통신부(120)와 연결되도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 데이터 변환부(130)는 제1 통신부(110) 및 제2 통신부(120) 모두와 통신 가능하도록 연결될 수 있다.
예컨대, 도 4의 실시예에서, 데이터 변환부(130)는 제1 통신부(110) 및 제2 통신부(120)와 연결될 수 있다. 그리고, 데이터 변환부(130)는 제1 통신부(110)로부터 제1 배터리 정보를 수신하고, 제2 통신부(120)로부터 제2 배터리 정보를 수신할 수 있다.
데이터 변환부(130)는 상기 제1 배터리 정보를 소정의 데이터 구조로 변환하여 제1 변환 정보를 획득하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 데이터 변환부(130)는 제1 통신부(110)로부터 수신한 제1 배터리 정보를 미리 정해진 소정의 데이터 구조에 대응되도록 변환하여, 제1 변환 정보를 획득할 수 있다.
또한, 데이터 변환부(130)는 상기 제2 배터리 정보를 상기 소정의 데이터 구조로 변환하여 제2 변환 정보를 획득하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 데이터 변환부(130)는 제2 통신부(120)로부터 수신한 제2 배터리 정보를 미리 정해진 소정의 데이터 구조에 대응되도록 변환하여, 제2 변환 정보를 획득할 수 있다.
즉, 데이터 변환부(130)는 제1 통신부(110)로부터 수신한 제1 배터리 정보와 제2 통신부(120)로부터 수신한 제2 배터리 정보를, 동일한 데이터 구조를 갖는 정보로 변환시킬 수 있다.
따라서, 제1 통신부(110)가 제1 통신 프로토콜을 이용하여 배터리 관리 장치로부터 수신한 제1 배터리 정보와 제2 통신부(120)가 제2 통신 프로토콜을 이용하여 배터리 관리 장치로부터 수신한 제2 배터리 정보가 데이터 변환부(130)에 의해 동일한 데이터 구조로 변환됨으로써 데이터 포맷이 통일될 수 있다.
데이터 변환부(130)는 상기 제1 변환 정보 및 상기 제2 변환 정보를 출력하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 데이터 변환부(130)는 동일한 데이터 구조를 갖는 제1 변환 정보 및 제2 변환 정보를 출력하여 저장시킬 수 있다.
즉, 데이터 변환부(130)는 서로 데이터 구조가 상이한 제1 배터리 정보와 제2 배터리 정보를, 동일한 데이터 구조를 갖는 제1 변환 정보와 제2 변환 정보로 변환하여 출력할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)는 제1 배터리 정보에 대한 통신 효율이 높은 제1 통신 프로토콜과 제2 배터리 정보에 대한 통신 효율이 높은 제2 통신 프로토콜을 모두 이용하여 배터리 관리 시스템(200)으로부터 배터리 관련 정보들을 수신할 수 있다.
또한, 배터리 정보 제공 장치(100)는 제1 배터리 정보와 제2 배터리 정보를 동일한 데이터 구조로 변환할 수 있기 때문에, 제1 통신 프로토콜 및 제2 통신 프로토콜 각각을 이용하여 수신한 배터리 정보를 통합 관리할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)에 구비된 데이터 변환부(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 데이터 변환부(130)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 데이터 변환부(130)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 데이터 변환부(130) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 데이터 변환부(130)와 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)에 의해 변환되는 변환 정보의 데이터 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 소정의 데이터 구조는, 대상 정보 필드(131), 식별 정보 필드(132), 및 배터리 정보의 값(Value) 필드 중 적어도 하나를 포함하는 구조로 구성될 수 있다.
대상 정보는 배터리 관리 시스템(200)으로부터 수신한 배터리 정보의 대상이 되는 배터리를 식별하기 위한 정보일 수 있다. 그리고, 대상 정보 필드(131)는 상기 대상 정보가 포함될 수 있는 데이터 공간일 수 있다.
예컨대, 대상 정보에는 배터리 셀의 ID, 배터리 모듈의 ID, 또는 배터리 랙의 ID 등이 포함될 수 있다. 구체적으로, 대상 정보에는 제1 배터리 셀, 제2 배터리 셀, 제1 배터리 모듈, 제2 배터리 모듈, 제1 배터리 랙 또는 제2 배터리 랙 등이 포함될 수 있다.
여기서, 배터리 셀이란 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 배터리 셀로 간주될 수 있다. 그리고, 배터리 모듈은 하나 이상의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 구비된 셀 어셈블리를 의미한다. 그리고, 배터리 랙이란 하우징에 하나 이상의 배터리 모듈이 구비된 셀 어셈블리를 의미한다.
식별 정보는 배터리 관리 시스템(200)으로부터 수신한 배터리 정보의 분류 항목을 나타내는 정보일 수 있다. 그리고, 식별 정보 필드(132)는 상기 식별 정보가 포함될 수 있는 데이터 공간일 수 있다.
예컨대, 식별 정보에는 배터리 상태 정보, 배터리 진단 정보, 배터리 시스템 정보 또는 배터리 관련 제어 정보 등이 포함될 수 있다.
배터리 정보의 값은 배터리 관리 시스템(200)으로부터 수신한 배터리 정보의 내용을 나타내는 정보일 수 있다. 그리고, 값 필드(133)는 상기 배터리 정보의 값이 포함될 수 있는 데이터 공간일 수 있다.
예컨대, 배터리 정보의 값은 배터리의 상태 정보를 나타내는 전류값, 전압값, 온도값, 충전 상태 또는 건강 상태 등이 포함될 수 있고, 과충전 상태 또는 과방전 상태 등의 배터리 진단 상태 정보가 포함될 수도 있다. 이외에도, 배터리 정보의 값에는 배터리 시스템 정보 및 배터리 관련 제어 정보의 구체적인 내용이 포함될 수 있다.
또한, 도 5의 데이터 구조에는 대상 정보 필드(131), 식별 정보 필드(132) 및 값 필드(133)만이 포함되었지만, 배터리 정보의 저장 위치를 나타내는 필드, 배터리 정보의 크기를 나타내는 필드 등의 배터리 정보에 대한 다양한 필드가 더 포함될 수 있음을 유의한다.
상기 데이터 변환부(130)는, 상기 제1 배터리 정보 및 상기 제2 배터리 정보를 상기 소정의 데이터 구조에 대응되게 변환시키도록 구성될 수 있다.
배터리 관리 시스템(200)으로부터 제1 통신 프로토콜을 이용하여 수신한 제1 배터리 정보와 제2 통신 프로토콜을 이용하여 수신한 제2 배터리 정보는 데이터 구조가 서로 상이할 수 있다. 따라서, 배터리 정보 제공 장치(100)는 공통된 데이터 포맷(상기 소정의 데이터 구조)으로 제1 배터리 정보와 제2 배터리 정보를 변환하여, 제1 변환 정보와 제2 변환 정보를 통합 관리할 수 있는 장점이 있다.
즉, 배터리 정보 제공 장치(100)는 제1 배터리 정보와 제2 배터리 정보를 서로 상이한 데이터 구조로 변환하여 관리하지 않고, 통일된 데이터 구조를 이용하여 관리함으로써, 복수의 서로 다른 통신 프로토콜을 이용하여 수신한 배터리 정보를 보다 용이하게 관리할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)는 상기 데이터 변환부(130)로부터 상기 제1 변환 정보 및 상기 제2 변환 정보를 수신하여 저장하도록 구성된 저장부(140)를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 도 3 및 도 4의 실시예에서, 배터리 정보 제공 장치(100)에는 저장부(140)가 더 포함될 수 있다. 또한, 저장부(140)는 데이터 변환부(130)와 연결되어, 데이터 변환부(130)에서 출력된 제1 변환 정보 및 제2 변환 정보를 저장할 수 있다.
여기서, 저장부(140)는 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 정보 저장 수단에는 RAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등이 포함될 수 있다. 또한, 저장부(140)는 데이터 변환부(130)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수도 있다.
상기 데이터 변환부(130)는, 상기 대상 정보가 대응되는 변환 정보들을 연관시켜서 상기 저장부(140)에 저장하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 데이터 변환부(130)는 제1 변환 정보의 대상 정보 필드(131)에 포함된 대상 정보를 확인하고, 제2 변환 정보의 대상 정보 필드(131)에 포함된 대상 정보를 확인하여, 동일한 대상 정보를 포함하는 변환 정보들을 연관시켜서 저장부(140)에 저장할 수 있다.
예컨대, 제1 변환 정보의 대상 정보 필드(131)에 포함된 대상 정보가 제1 배터리 셀이고, 제2 변환 정보의 대상 정보 필드(131)에 포함된 대상 정보가 제1 배터리 셀이라고 가정한다. 데이터 변환부(130)는 공통되는 대상 정보인 제1 배터리 셀을 포함하는 제1 변환 정보 및 제2 변환 정보를 연관시켜서 저장부(140)에 저장할 수 있다.
따라서, 서로 다른 통신 프로토콜을 통해서 수신한 배터리 정보들이 동일한 데이터 구조로 변환된 후, 연관되어 저장됨으로써 배터리 관련 정보들의 관리 및 처리가 보다 수월해질 수 있다.
상기 제1 통신부(110)는, 상기 배터리 관리 시스템(200)에게 상기 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신한 경우에만, 상기 배터리 관리 시스템(200)으로부터 상기 정보 제공 요청에 대응되는 상기 제1 배터리 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제1 통신부(110)는 제1 통신 프로토콜을 이용하여 배터리 관리 시스템(200)에게 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신할 수 있다. 이후, 제1 통신부(110)는 제1 통신 프로토콜을 이용하여 배터리 관리 시스템(200)으로부터 제1 배터리 정보를 수신할 수 있다.
예컨대, 제1 통신 프로토콜은 Modbus TCP 통신 프로토콜과 같은 Request-Response 방식을 채용한 통신 프로토콜일 수 있다.
제1 통신부(110)에 의해 송신되는 정보 제공 요청에는 제1 배터리 정보에 대한 대상 정보 및 식별 정보가 지정될 수 있다. 즉, 제1 통신부(110)는 정보 제공 요청의 대상이 되는 제1 배터리 정보의 대상 정보 및 식별 정보를 지정한 후, 배터리 관리 시스템(200)에게 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신할 수 있다.
예컨대, 제1 통신부(110)가 제1 배터리 셀에 대한 전압 정보를 수신하고자 할 때, 제1 통신부(110)가 배터리 관리 시스템(200)에게 송신하는 정보 제공 요청에는 대상 정보로써 제1 배터리 셀이 포함되고, 식별 정보로써 전압 정보가 포함될 수 있다. 이후, 제1 통신부(110)가 배터리 관리 장치로부터 제1 배터리 정보를 수신하고, 데이터 변환부(130)는 상기 제1 배터리 정보를 제1 변환 정보로 변환할 수 있다. 이 경우, 제1 변환 정보의 대상 정보 필드(131)에는 "제1 배터리 셀"이 포함되고, 식별 정보 필드(132)에는 "전압 정보"가 포함되며, 값 필드(133)에는, 예컨대, "3.8[V]"의 전압값이 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 통신부(110)는, 소정의 주기마다 또는 상기 데이터 변환부(130)의 요청이 있는 경우에만, 상기 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제1 통신부(110)는 소정의 주기마다 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 배터리 관리 시스템(200)에게 송신하고, 이에 대한 응답으로 제1 배터리 정보를 수신할 수 있다.
또한, 제1 통신부(110)는 데이터 변환부(130)의 요청이 있는 경우에도, 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 배터리 관리 시스템(200)에게 송신하고, 이에 대한 응답으로 제1 배터리 정보를 수신할 수 있다. 이 경우, 제1 배터리 정보에 포함되는 대상 정보 및 식별 정보는 데이터 변환부(130)에 의해서 지정될 수 있다.
반면, 상기 제2 통신부(120)는, 상기 배터리 관리 시스템(200)에게 상기 제2 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신하지 않더라도, 상기 제2 통신 프로토콜을 이용하여 상기 배터리 관리 시스템(200)으로부터 상기 제2 배터리 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제2 통신 프로토콜은 CAN 통신 프로토콜과 같이 Request-Response 방식을 채용하지 않는 통신 프로토콜일 수 있다.
따라서, 제2 통신부(120)는 배터리 관리 시스템(200)에게 제2 배터리 정보에 대한 별도의 정보 제공 요청을 송신하지 않더라도, 배터리 관리 시스템(200)으로부터 제2 배터리 정보를 수신할 수 있다.
제1 배터리 정보와 제2 배터리 정보는 실시간 처리(Real-time processing)가 필요한 정보인지 여부를 고려하여 구분될 수도 있다. 여기서, 실시간 처리가 필요한지 여부는, 배터리 관리 시스템(200)에서 획득된 배터리 정보가 배터리 정보 제공 장치(100)에게 제공될 때까지의 과정이 실시간으로 이루어지는 것이 요구되는지에 따라 설정될 수 있다.
바람직하게, 제1 배터리 정보는 제2 배터리 정보보다 실시간 처리에 대한 요구도가 낮을 수 있다. 즉, 제2 배터리 정보는 배터리 관리 시스템(200)에서 획득된 즉시, 별도의 요청이 없더라도 배터리 정보 제공 장치(100)에게 송신되어야 할 정보일 수 있다.
예컨대, 상기 제1 배터리 정보는, 상기 배터리의 전압, 전류, 온도, 충전 상태, 및 건강 상태 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 상태 정보일 수 있다.
또한, 상기 제2 배터리 정보는, 배터리 시스템 정보, 배터리 진단 정보 및 배터리 관련 제어 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
배터리 시스템 정보는 배터리 관리 시스템(200)과 배터리 정보 제공 장치(100)가 처음 연결되었을 때 제공되는 정보일 수 있다. 예컨대, 배터리 시스템 정보에는 배터리 관리 시스템(200)의 제조 일자, 시리얼 번호, 소프트웨어 버전, 하드웨어 버전, 운용 중인 배터리 랙의 개수, 운용 중인 배터리 모듈의 개수, 운용 중인 배터리 셀의 개수, 및 배터리 셀의 종류 등의 배터리 관리 시스템(200)에 대한 정보가 포함될 수 있다.
배터리 진단 정보는 배터리 관리 시스템(200)에서 운용 중인 배터리(배터리 랙, 배터리 모듈 및/또는 배터리 셀)에 대한 진단 정보일 수 있다. 예컨대, 배터리 진단 정보에는 정상 상태, 고전압 상태, 저전압 상태, 과충전 상태, 과방전 상태, 고온 상태 및 저온 상태 등의 배터리 상태를 나타내는 정보가 포함될 수 있다.
배터리 관련 제어 정보는 배터리 관리 시스템(200)에 대한 제어 명령 정보 또는 배터리 관리 시스템(200)에 의한 제어 명령 정보일 수 있다. 예컨대, 배터리 관리 시스템(200)의 시작 명령 정보, 종료 명령 정보, 및 대기 명령 정보 등의 배터리 관리 시스템(200)에 대한 제어 명령 정보와 공조 장치 작동 명령 및 릴레이 동작 상태 전환 명령 등의 배터리 관리 시스템(200)에 의한 제어 명령 정보가 포함될 수 있다.
이러한, 제2 배터리 정보(배터리 시스템 정보, 배터리 진단 정보 및 배터리 관련 제어 정보)는 제1 배터리 정보(배터리 상태 정보)에 비해 용량이 작지만 실시간 처리가 요구되는 정보이다.
예컨대, 도 1 및 도 2를 참조하면, 에러 정보와 같은 배터리 진단 정보는 배터리 관리 시스템(200)에서 확인된 즉시 배터리 정보 제공 장치(100)에게 제공되어야 하는 정보이다. 따라서, 배터리 정보 제공 장치(100)는 제2 통신 프로토콜을 이용하여, 제2 배터리 정보를 배터리 관리 시스템(200)으로부터 수신할 수 있다.
반면, 배터리의 전압 정보와 같은 배터리 상태 정보는 정보 제공 요청이 있는 경우에만 배터리 관리 시스템(200)이 이를 확인하더라도 치명적인 결함이 발생될 가능성이 낮은 정보이다. 또한, 일반적으로, 제1 배터리 정보의 용량이 제2 배터리 정보의 용량보다 클 수 있다.
따라서, 용량이 제2 배터리 정보보다 상대적으로 크고, 실시간 처리가 필수적으로 요구되지 않는 제1 배터리 정보의 통신이 제2 통신 프로토콜을 이용하여 수행된다면, 배터리 관리 시스템(200)과 배터리 정보 제공 장치(100) 간의 통신을 위한 시스템 자원이 낭비될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 배터리 정보 제공 장치(100)는 제1 통신 프로토콜을 이용하여, 제1 배터리 정보를 배터리 관리 시스템(200)으로부터 수신할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)는 복수의 통신 프로토콜을 통해 배터리 관리 시스템(200)과 통신함으로써, 제1 배터리 정보 및 제2 배터리 정보 각각에 최적화된 통신 환경을 조성할 수 있는 장점이 있다.
상기 제1 배터리 정보는, 용량을 기준으로 상기 제2 배터리 정보와 구분되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 배터리 정보는 상기 제2 배터리 정보보다 큰 용량을 갖도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제1 배터리 정보와 제2 배터리 정보는 제2 통신 프로토콜의 데이터 전송 속도에 따라 구분되도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 배터리 정보와 제2 배터리 정보는 제2 통신 프로토콜의 초당 데이터 전송 용량을 기준으로 구분될 수 있다.
제1 통신 프로토콜의 데이터 전송 속도는 제2 통신 프로토콜의 데이터 전송 속도보다 빠를 수 있다. 예컨대, 제1 통신 프로토콜의 데이터 전송 속도는 최대 100Mbps이고, 제2 통신 프로토콜의 데이터 전송 속도는 최대 1Mbps일 수 있다.
바람직하게, 제1 배터리 정보의 용량은, 제2 배터리 정보의 용량보다 크고, 제1 통신 프로토콜의 초당 데이터 전송 용량(예컨대, 100Mbit)보다 작으며, 제2 통신 프로토콜의 초당 데이터 전송 용량(예컨대, 1Mbit)보다 클 수 있다. 그리고, 제2 배터리 정보의 용량은 제2 통신 프로토콜의 초당 데이터 전송 용량(예컨대, 1Mbit)보다 작을 수 있다.
예를 들어, 배터리 관리 시스템(200)이 15,000개의 배터리 셀과 연결되었다고 가정한다. 배터리 관리 시스템(200)은 15,000개의 배터리 셀 각각의 전압 정보, 전류 정보, 및 온도 정보를 포함하는 제1 배터리 정보를 배터리 정보 제공 장치(100)에게 송신할 수 있다. 그리고, 전압 정보, 전류 정보, 및 온도 정보 각각은 32bit(4byte)의 크기를 갖는다고 가정한다. 이 경우, 배터리 관리 시스템(200)이 송신하는 제1 배터리 정보의 용량은 1.44Mbit(32bit×3×15,000)일 수 있다.
위의 예시에서, 배터리 관리 시스템(200)이 제2 통신 프로토콜을 이용하여 제1 배터리 정보를 배터리 정보 제공 장치(100)로 송신한다면, 한 번에 제1 배터리 정보를 모두 송신할 수 없는 문제가 발생될 수 있다. 즉, 제2 통신 프로토콜의 데이터 초당 데이터 전송 용량(예컨대, 1Mbit)은 제1 배터리 정보의 용량(예컨대, 1.44Mbit)보다 작기 때문에, 배터리 관리 시스템(200)은 제2 통신 프로토콜을 이용하여 제1 배터리 정보를 2회에 걸쳐서 배터리 정보 제공 장치(100)로 송신하여야 한다. 따라서, 용량에 따라 구분될 수 있는 제1 배터리 정보와 제2 배터리 정보를 각각에 대응되는 통신 프로토콜을 이용하여 배터리 정보 제공 장치(100)로 송신하지 않는다면, 통신에 소요되는 시스템 자원의 낭비가 심해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)는 제1 통신 프로토콜의 데이터 전송 속도와 제2 통신 프로토콜의 데이터 전송 속도를 고려하여 제1 배터리 정보와 제2 배터리 정보를 용량에 따라 구분할 수 있다. 따라서, 배터리 정보 제공 장치(100)는 배터리 관리 시스템(200)으로부터 제1 배터리 정보와 제2 배터리 정보를 각각에 대응되는 통신 프로토콜을 이용하여 수신함으로써, 효율적인 통신을 수행할 수 있다. 따라서, 배터리 관리 시스템(200)과 배터리 정보 제공 장치(100) 간의 통신에 소요되는 시스템 자원이 효율적으로 활용되어, 상기 시스템 자원이 낭비되지 않을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)와 배터리 관리 시스템(200)의 통신 과정의 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 데이터 변환부(130)는, 상기 제2 변환 정보의 식별 정보가 상기 배터리 진단 정보로서 미리 정해진 조건에 부합하는 경우, 상기 제1 통신부(110)에게 상기 제2 변환 정보에 대응되는 상기 제1 배터리 정보에 대한 요청을 송신하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 데이터 변환부(130)는 제2 변환 정보의 식별 정보가 배터리 진단 정보일 경우, 제2 변환 정보의 값 필드(133)에 포함된 배터리 정보의 값을 확인할 수 있다. 데이터 변환부(130)는 제2 변환 정보의 배터리 정보의 값이 정상 상태를 나타내지 않으면, 상기 미리 정해진 조건에 부합되는 경우라고 판단할 수 있다.
즉, 데이터 변환부(130)는 제2 변환 정보의 식별 정보가 배터리 진단 정보이고, 배터리 정보의 값이 정상 상태가 아니면, 제1 통신부(110)에게 제1 배터리 정보에 대한 요청을 송신할 수 있다. 구체적으로, 데이터 변환부(130)는 제1 통신부(110)에게 제2 변환 정보의 배터리 정보의 값에 대응되는 제1 배터리 정보에 대한 요청을 송신할 수 있다.
예컨대, 도 6의 실시예에서, 제2 변환 정보의 대상 정보는 "제1 배터리"이고, 식별 정보는 "배터리 진단 정보"이며, 배터리 정보의 값은 "과전압"일 수 있다. 데이터 변환부(130)는 제2 변환 정보의 식별 정보가 "배터리 진단 정보"이지만, 배터리 정보의 값이 "정상 상태"가 아니므로, 제1 통신부(110)에게 "과전압(제2 변환 정보의 배터리 정보의 값)"에 대응되는 제1 배터리 정보에 대한 요청을 송신할 수 있다.
상기 제1 통신부(110)는, 상기 데이터 변환부(130)로부터 상기 제1 배터리 정보에 대한 요청을 수신한 후, 상기 배터리 관리 시스템(200)에게 상기 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신하도록 구성될 수 있다.
제1 통신부(110)가 데이터 변환부(130)로부터 수신한 제1 배터리 정보에 대한 요청에는 제1 배터리 정보에 포함되어야 할 대상 정보 및 식별 정보가 포함될 수 있다. 여기서, 식별 정보는 제2 변환 정보의 배터리 정보의 값에 대응되는 정보일 수 있다.
예컨대, 도 6의 실시예에서, 데이터 변환부(130)가 제1 통신부(110)에게 송신하는 제1 배터리 정보에 대한 요청에는 제1 배터리의 전압 정보가 포함될 수 있다.
다른 실시예로, 제2 변환 정보의 배터리 정보의 값에 "과전류"이 포함된 경우, 데이터 변환부(130)가 제1 통신부(110)에게 송신하는 제1 배터리 정보에 대한 요청에는 제1 배터리의 전류 정보가 포함될 수 있다.
또 다른 실시예로, 제2 변환 정보의 배터리 정보의 값에 "고온"이 포함된 경우, 데이터 변환부(130)가 제1 통신부(110)에게 송신하는 제1 배터리 정보에 대한 요청에는 제1 배터리의 온도 정보가 포함될 수 있다.
이후, 제1 통신부(110)가 배터리 관리 시스템(200)으로부터 제1 배터리 정보를 수신하면, 데이터 변환부(130)는 제1 통신부(110)로부터 제1 배터리 정보를 수신하여 제1 변환 정보를 획득할 수 있다.
예컨대, 도 6의 실시예에서, 제1 변환 정보에는 대상 정보로써 "제1 배터리"가 포함되고, 식별 정보로써 "배터리 상태 정보(구체적으로는, 배터리 전압 정보)"가 포함되며, 배터리 정보의 값으로써 "4.2[V]"가 포함될 수 있다.
이후, 데이터 변환부(130)는 대상 정보가 "제1 배터리"로 동일한 제1 변환 정보와 제2 변환 정보를 연관시켜서 저장부(140)에 저장할 수 있다.
이러한 과정을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)는 배터리 관리 시스템(200)에게 정보 제공을 요청할 제1 배터리 정보를 미리 수신한 제2 배터리 정보에 기반하여 결정할 수 있다. 따라서, 서로 관련된 제1 배터리 정보와 제2 배터리 정보가 연관되어 저장되기 때문에, 배터리 관련 정보들이 보다 효율적으로 관리될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)는 상기 제1 변환 정보 및 제2 변환 정보를 각각 디코딩(Decoding)하여 제1 디코딩 정보 및 제2 디코딩 정보를 획득하도록 구성된 디코딩부(150)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 디코딩 정보란, 변환 정보를 사용자에게 제공될 문자, 기호, 숫자, 및/또는 도형으로 디코드(Decode)한 정보를 일컫는다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 배터리 정보 제공 장치(100)에는 디코딩부(150)가 더 포함되며, 디코딩부(150)는 데이터 변환부(130)와 통신 가능하게 연결될 수 있다. 디코딩부(150)는 데이터 변환부(130)로부터 출력된 제1 변환 정보 및 제2 변환 정보 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 수신한 변환 정보를 디코딩하여 제1 디코딩 정보 및/또는 제2 디코딩 정보를 획득할 수 있다.
예컨대, 도 6의 실시예에서, 설명의 편의를 위하여 제1 변환 정보에는 대상 정보로써 "제1 배터리", 식별 정보로써 "배터리 진단 정보", 배터리 정보의 값으로써 "과전압"이 포함되는 것으로 도시되었으나, 실제로 변환 정보는 배터리 정보 제공 장치(100)에서 이용되는 시스템 코드의 형태를 띨 수 있다. 예컨대, 변환 정보는 0x01, 0xD431, 0x31 등의 16진수의 시스템 코드를 포함할 수 있다.
즉, 디코딩부(150)는 변환 정보에 포함된 시스템 코드를 디코딩하여 사용자가 확인할 수 있는 디코딩 정보를 획득할 수 있다.
상기 디코딩부(150)는, 상기 제1 디코딩 정보 및 상기 제2 디코딩 정보를 출력하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 4의 실시예에서, 디코딩부(150)는 저장부(140)와 통신 가능하게 연결될 수 있다. 그리고, 디코딩부(150)는 제1 디코딩 정보 및 제2 디코딩 정보를 출력하여, 저장부(140)에 저장시킬 수 있다. 바람직하게, 데이터 변환부(130)와 마찬가지로, 디코딩부(150)는 대상 정보가 동일한 디코딩 정보들을 연관시켜서 저장시킬 수 있다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)는 디스플레이부(160)를 더 포함할 수 있다.
디스플레이부(160)는 디코딩부(150)와 통신 가능하게 연결될 수 있다. 디스플레이부(160)는 디코딩부(150)에서 출력된 제1 디코딩 정보 및 제2 디코딩 정보를 수신하고, 수신한 제1 디코딩 정보 및 제2 디코딩 정보를 구비된 디스플레이 화면 등을 통해 출력하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 디스플레이부(160)는 대상 정보가 동일한 디코딩 정보들을 연관시켜서 출력시킬 수 있다. 이를 통해서, 사용자는 서로 연관된 제1 디코딩 정보와 제2 디코딩 정보를 용이하게 확인할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(1)은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)를 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)을 개략적으로 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 7은 하나의 배터리 관리 시스템(200)을 포함하는 배터리 팩(1)을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 복수의 배터리 관리 시스템(200a, 200b, 200c)을 포함하는 배터리 팩(1)을 개략적으로 도시한 도면이다.
바람직하게, 배터리 관리 시스템(200)은 제1 통신 프로토콜 및 제2 통신 프로토콜을 모두 이용하여 배터리 정보를 출력할 수 있도록 구성될 수 있다. 따라서, 배터리 관리 시스템(200)은 배터리 정보 제공 장치(100)의 제1 통신부(110) 및 제2 통신부(120)와 연결될 수 있다.
예컨대, 제1 통신 프로토콜만 이용 가능하고, 제2 통신 프로토콜은 이용할 수 없는 배터리 관리 시스템(200)이 배터리 팩(1)에 구비된 경우, 이러한 배터리 관리 시스템(200)은 제1 통신부(110)에만 연결될 수 있다.
또한, 도 7 및 도 8에는 미도시되었으나, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은 하나 이상의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 팩(1)은, 전장품(릴레이, 퓨즈 등) 및 케이스 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(2)(Energy storage system, ESS)은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 정보 제공 장치(100)를 포함하는 에너지 저장 시스템(2)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 에너지 저장 시스템(2)에는 복수의 배터리 랙(300a, 300b, 300c), 복수의 배터리 관리 시스템(200a, 200b, 200c), 및 배터리 정보 제공 장치(100)가 포함될 수 있다.
예컨대, 배터리 랙(300)이란 소정의 프레임 구조에 하나 이상의 배터리 모듈(310)이 안착된 형태의 셀 어셈블리일 수 있다. 또한, 복수의 배터리 랙(300a, 300b, 300c) 각각에는 배터리 관리 시스템(200)이 구비될 수 있다.
그리고, 복수의 배터리 관리 시스템(200a, 200b, 200c)은 배터리 정보 제공 장치(100)와 연결될 수 있다. 다만, 도 9에는 배터리 관리 시스템(200)과 배터리 정보 제공 장치(100)가 유선으로 연결된 예시가 도시되었으나, 배터리 관리 시스템(200)과 배터리 정보 제공 장치(100)는 무선 통신을 통해 연결될 수도 있음을 유의한다.
배터리 정보 제공 장치(100)는 제1 통신부(110) 및 제2 통신부(120)를 이용하여, 배터리 랙(300)에 구비된 배터리 관리 시스템(200)과 통신하도록 구성될 수 있다.
따라서, 복수의 통신 프로토콜을 이용하여 배터리 랙(300)과 관련된 정보가 효율적으로 통신될 수 있는 장점이 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 정보 제공 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
여기서, 배터리 정보 제공 방법은 배터리 정보 제공 장치(100)에 의해서 수행될 수 있다.
이하에서는, 상술한 설명과 중복되는 내용에 대해서는 간략하게 기재함을 유의한다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 정보 제공 방법은 제1 수신 단계(S100), 제2 수신 단계(S200), 데이터 변환 단계(S300), 및 데이터 출력 단계(S400)를 포함할 수 있다.
제1 수신 단계(S100)는 제1 통신 프로토콜을 이용하여, 배터리 관리 시스템(200)으로부터 배터리와 관련된 제1 배터리 정보를 수신하는 단계로서, 제1 통신부(110)에 의해 수행될 수 있다.
제2 수신 단계(S200)는 상기 제1 통신 프로토콜과 다른 방식의 제2 통신 프로토콜을 이용하여, 상기 배터리 관리 시스템(200)으로부터 상기 배터리와 관련되며 상기 제1 배터리 정보와 상이한 제2 배터리 정보를 수신하는 단계로서, 제2 통신부(120)에 의해 수행될 수 있다.
또한, 제2 수신 단계(S200)는 상기 제1 수신 단계(S100)와 병렬적인 단계이다. 즉, 제2 수신 단계(S200)는 제1 수신 단계(S100)와 동일 시점에 수행될 수 있고, 다른 시점에 수행될 수도 있다.
데이터 변환 단계(S300)는 상기 제1 배터리 정보를 소정의 데이터 구조로 변환하여 제1 변환 정보를 획득하고, 상기 제2 배터리 정보를 상기 소정의 데이터 구조로 변환하여 제2 변환 정보를 획득하는 단계로서, 데이터 변환부(130)에 의해 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 데이터 변환부(130)는 제1 통신부(110)와 제2 통신부(120)와 연결될 수 있다. 데이터 변환부(130)는 제1 통신부(110)로부터 제1 배터리 정보를 수신하고, 제2 통신부(120)로부터 제2 배터리 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 데이터 변환부(130)는 제1 배터리 정보와 제2 배터리 정보를 동일한 데이터 구조로 변환하여, 제1 배터리 정보로부터 제1 변환 정보를 획득하고, 제2 배터리 정보로부터 제2 변환 정보를 획득할 수 있다.
데이터 출력 단계(S400)는 상기 제1 변환 정보 및 상기 제2 변환 정보를 출력하는 단계로서, 데이터 변환부(130)에 의해 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 데이터 변환부(130)는 디코딩부(150) 및 저장부(140)와 연결될 수 있다.
데이터 변환부(130)는 제1 변환 정보 및 제2 변환 정보를 저장부(140)에게 출력하여, 제1 변환 정보 및 제2 변환 정보를 저장시킬 수 있다. 바람직하게, 데이터 변환부(130)는 대상 정보가 동일한 변환 정보들끼리 연관시켜서 저장시킬 수 있다.
또한, 데이터 변환부(130)는 제1 변환 정보 및 제2 변환 정보를 디코딩부(150)에게 출력할 수 있다. 디코딩부(150)는 제1 변환 정보 및 제2 변환 정보를 수신하고, 제1 변환 정보를 디코딩하여 제1 디코딩 정보를 획득하고, 제2 변환 정보를 디코딩하여 제2 디코딩 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 디코딩부(150)는 디스플레이부(160) 및/또는 저장부(140)에게 제1 디코딩 정보 및 제2 디코딩 정보를 출력할 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
2: 에너지 저장 시스템
100: 배터리 정보 제공 장치
110: 제1 통신부
120: 제2 통신부
130: 데이터 변환부
131: 대상 정보 필드
132: 식별 정보 필드
133: 값 필드
140: 저장부
150: 디코딩부
160: 디스플레이부
200: 배터리 관리 시스템
300: 배터리 랙
310: 배터리 모듈

Claims (15)

  1. 제1 통신 프로토콜을 이용하여, 배터리 관리 시스템으로부터 배터리와 관련된 제1 배터리 정보를 수신하도록 구성된 제1 통신부;
    상기 제1 통신 프로토콜과 다른 방식의 제2 통신 프로토콜을 이용하여, 상기 배터리 관리 시스템으로부터 상기 배터리와 관련되며 상기 제1 배터리 정보와 상이한 제2 배터리 정보를 수신하도록 구성된 제2 통신부; 및
    상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부와 연결되고, 상기 제1 배터리 정보를 소정의 데이터 구조로 변환하여 제1 변환 정보를 획득하며, 상기 제2 배터리 정보를 상기 소정의 데이터 구조로 변환하여 제2 변환 정보를 획득하고, 상기 제1 변환 정보 및 상기 제2 변환 정보를 출력하도록 구성된 데이터 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 데이터 구조는,
    대상 정보 필드, 식별 정보 필드, 및 값 필드 중 적어도 하나를 포함하는 구조로 구성되고,
    상기 데이터 변환부는,
    상기 제1 배터리 정보 및 상기 제2 배터리 정보를 상기 소정의 데이터 구조에 대응되게 변환시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 변환부로부터 상기 제1 변환 정보 및 상기 제2 변환 정보를 수신하여 저장하도록 구성된 저장부를 더 포함하고,
    상기 데이터 변환부는,
    상기 대상 정보가 대응되는 변환 정보들을 연관시켜서 상기 저장부에 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 통신부는,
    상기 배터리 관리 시스템에게 상기 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신한 경우에만, 상기 배터리 관리 시스템으로부터 상기 정보 제공 요청에 대응되는 상기 제1 배터리 정보를 수신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 통신부는,
    소정의 주기마다 또는 상기 데이터 변환부의 요청이 있는 경우에만, 상기 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 통신부는,
    상기 배터리 관리 시스템에게 상기 제2 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신하지 않더라도, 상기 제2 통신 프로토콜을 이용하여 상기 배터리 관리 시스템으로부터 상기 제2 배터리 정보를 수신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 배터리 정보는,
    용량을 기준으로 상기 제2 배터리 정보와 구분되고, 상기 제2 배터리 정보보다 큰 용량을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 배터리 정보는,
    상기 배터리의 전압, 전류, 온도, 충전 상태, 및 건강 상태 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 상태 정보인 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 배터리 정보는,
    배터리 시스템 정보, 배터리 진단 정보 및 배터리 관련 제어 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 데이터 변환부는,
    상기 제2 변환 정보의 식별 정보가 상기 배터리 진단 정보로서 미리 정해진 조건에 부합하는 경우, 상기 제1 통신부에게 상기 제2 변환 정보에 대응되는 상기 제1 배터리 정보에 대한 요청을 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 통신부는,
    상기 데이터 변환부로부터 상기 제1 배터리 정보에 대한 요청을 수신한 후, 상기 배터리 관리 시스템에게 상기 제1 배터리 정보에 대한 정보 제공 요청을 송신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 변환 정보 및 제2 변환 정보를 각각 디코딩하여 제1 디코딩 정보 및 제2 디코딩 정보를 획득하고, 상기 제1 디코딩 정보 및 상기 제2 디코딩 정보를 출력하도록 구성된 디코딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 배터리 정보 제공 장치를 포함하는 배터리 팩.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 배터리 정보 제공 장치를 포함하는 에너지 저장 시스템.
  15. 제1 통신 프로토콜을 이용하여, 배터리 관리 시스템으로부터 배터리와 관련된 제1 배터리 정보를 수신하는 제1 수신 단계;
    상기 제1 수신 단계와 병렬적으로, 상기 제1 통신 프로토콜과 다른 방식의 제2 통신 프로토콜을 이용하여, 상기 배터리 관리 시스템으로부터 상기 배터리와 관련되며 상기 제1 배터리 정보와 상이한 제2 배터리 정보를 수신하는 제2 수신 단계;
    상기 제1 배터리 정보를 소정의 데이터 구조로 변환하여 제1 변환 정보를 획득하고, 상기 제2 배터리 정보를 상기 소정의 데이터 구조로 변환하여 제2 변환 정보를 획득하는 데이터 변환 단계; 및
    상기 제1 변환 정보 및 상기 제2 변환 정보를 출력하는 데이터 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 정보 제공 방법.
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