WO2024058419A1 - 동기 신호를 생성하는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 - Google Patents

동기 신호를 생성하는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 Download PDF

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WO2024058419A1
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battery pack
battery
bms
management system
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이예슬
양성열
신중식
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • Embodiments disclosed in this document relate to a battery pack that generates a synchronization signal and a vehicle including the same.
  • the battery charges power therein and can supply power to a drive motor of a vehicle (eg, an electric vehicle (EV) or a hybrid electric vehicle (HEV)).
  • a vehicle eg, an electric vehicle (EV) or a hybrid electric vehicle (HEV)
  • EV electric vehicle
  • HEV hybrid electric vehicle
  • the battery may consist of one or more battery packs.
  • Each of the one or more battery packs may include a plurality of battery modules, and each of the plurality of battery modules may include a plurality of battery cells.
  • One or more battery packs may be implemented using different materials (e.g., anode material, cathode material, separator, electrolyte).
  • the cathode material may be implemented as a combination of nickel, cobalt, aluminum, or manganese (e.g., NCM, NCA, or LFP).
  • the anode material may be implemented with graphite, silicon, or the like.
  • One or more battery packs may be managed by a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • the BMS can receive control commands from the vehicle's ECU (electronic control unit) and control the battery pack based on the received control commands.
  • ECU electronic control unit
  • a situation may occur in which the battery pack that supplies power to the motor is changed.
  • balancing is required between a plurality of battery packs in a car, and to balance the power capacity between the plurality of battery packs, the battery pack that supplies power to the motor may be changed.
  • power must be continuously supplied even in situations where the battery pack that supplies power to the motor is changed.
  • the plurality of battery packs need to be synchronized with each other to reduce the time error of operations of the plurality of battery packs.
  • a battery pack that generates a synchronization signal includes one or more battery modules including a plurality of battery cells capable of supplying power to a motor of a vehicle; A battery management system electrically connected to another battery management system of another battery pack, wherein the battery management system transmits a designated first synchronization signal to the other battery pack before performing a designated task, and the other battery pack.
  • a designated second synchronization signal may be received from, a reference synchronization signal may be determined based on the first synchronization signal and the second synchronization signal, and the specified task may be performed based on the reference synchronization signal.
  • the one or more battery modules and the one or more battery modules of the other battery pack may have at least one material different from each other.
  • the one or more battery modules may be implemented using NCM (Ni, Co, and Mn) or silicon.
  • the reference synchronization signal is a synchronization signal generated first among the first synchronization signal and the second synchronization signal, and the first synchronization signal is It may be generated after a designated time interval from the previous reference synchronization signal.
  • the reference synchronization signal is a synchronization signal generated later among the first synchronization signal and the second synchronization signal, and the first synchronization signal is It may be generated after a designated time interval from the previous reference synchronization signal.
  • one of the battery pack and the other battery pack may selectively supply power to the motor.
  • the battery management system of a battery pack that generates a synchronization signal is provided through an electrical connection path between the IO (input output) pin of the battery management system and the IO pin of the other battery management system.
  • the first synchronization signal may be transmitted, and the second synchronization signal may be received.
  • a vehicle including a battery pack that generates a synchronization signal includes a motor capable of generating power by receiving power, a plurality of battery modules, and a first battery management system.
  • a second battery pack including one battery pack, a plurality of battery modules and a second battery management system, a switch forming an electrical path between the motor and the first battery pack and/or the second battery pack, and the first battery pack.
  • the one or more battery modules of the first battery pack and the one or more battery modules of the second battery pack are at least one The materials may be different.
  • the reference synchronization signal may be a synchronization signal generated first among the synchronization signals.
  • the reference synchronization signal may be a synchronization signal generated later among the synchronization signals.
  • an electrical connection between the IO (input output) pin of the first battery management system and the IO pin of the second battery management system may be exchanged through the path.
  • a method of operating a battery pack that generates a synchronization signal includes transmitting a designated first synchronization signal to another battery pack before performing a designated task, and transmitting a designated first synchronization signal from the other battery pack. Receiving a synchronization signal, determining a reference synchronization signal based on the first synchronization signal and the second synchronization signal, and performing the specified task based on the reference synchronization signal. there is.
  • one or more battery modules of the battery pack and one or more battery modules of the other battery pack have at least one material different from each other. You can.
  • the reference synchronization signal is a synchronization signal generated first among the first synchronization signal and the second synchronization signal
  • the first synchronization signal is The synchronization signal may be generated after a specified time interval from the immediately previous reference synchronization signal.
  • a battery pack and a vehicle including the same may have operations of each of a plurality of battery packs synchronized with each other. Accordingly, the operation error of each of the plurality of battery packs may be reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram of a vehicle according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2A is a timing diagram of a battery pack of a vehicle according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2B is a timing diagram of a vehicle battery pack according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a flowchart showing operations of a battery pack of a vehicle according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a flowchart showing operations of a battery pack of a vehicle according to an embodiment of the present disclosure.
  • phrases such as “at least one of , B, or C” may include any one of the items listed together in the corresponding phrase, or any possible combination thereof.
  • Terms such as “first”, “second”, “first”, “second”, “A”, “B”, “(a)” or “(b)” simply refer to the element in question. It can be used to distinguish between and, unless specifically stated to the contrary, does not limit the components in other respects (e.g., importance or order).
  • connection or “couple” one (e.g., first) component to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • connection or “couple” one (e.g., first) component to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • connection or “coupled,” or “connected,” it means that any component is connected to another component directly (e.g., wired or wirelessly), or indirectly ( This means that it can be connected (e.g. via a third component).
  • Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers.
  • a computer program product may be distributed on a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)) or distributed online, directly through an application store or between two user devices (e.g. : can be downloaded or uploaded).
  • a machine-readable storage medium e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • CD-ROM compact disc read only memory
  • online distribution at least a portion of the computer program product may be at least temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.
  • each component (e.g., module or program) of the above-described components may include a single or plural entity, and some of the plurality of entities are separately arranged in other components. It could be. According to embodiments disclosed in this document, one or more of the above-described components or operations may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, multiple components (eg, modules or programs) may be integrated into a single component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar manner as those performed by the corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order. , may be omitted, or one or more other operations may be added.
  • Figure 1 is a block diagram of a car 101 according to an embodiment of the present disclosure.
  • a car 101 may include a motor 110, a controller 120, a switch 130, and a plurality of battery packs 140 and 150.
  • Components within the vehicle 101 (controller 120, switch 130, and a plurality of battery packs 140 and 150) are electrically connected to each other using in-vehicle network (IVN) technology.
  • IVN in-vehicle network
  • In-vehicle communication technologies may include controller area network (CAN), media oriented systems transport (MOST) network, local interconnect network (LIN), Ethernet, and/or X-by-Wire (flexray).
  • the automobile 101 may further include components not shown in FIG. 1 .
  • the car 101 may further include an inverter between the motor 110 and the switch 130.
  • the inverter may include a DC-DC converter.
  • vehicle 101 is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and/or a hydrogen electric vehicle ( It may include a fuel cell electric vehicle (FCEV).
  • EV electric vehicle
  • HEV hybrid electric vehicle
  • PHEV plug-in hybrid electric vehicle
  • FCEV fuel cell electric vehicle
  • the motor 110 may convert the power transmitted through the switch 130 into power (motor power) and transmit it to the driving wheels of the car 101.
  • the rotation direction, rotational force, and rotation speed (revolution per minute, RPM) of the motor 110 may be determined by the voltage of power transmitted through the switch 130.
  • the motor 110 may generate back electromotive force during regenerative braking of the vehicle 101.
  • back electromotive force can be used to charge a plurality of battery packs 140 and 150.
  • the controller 120 may control charging and/or discharging of a plurality of battery packs 140 and 150 of the vehicle 101.
  • the controller 120 may further include a communication module, processor, and memory, although not shown in the drawing.
  • the memory of the controller 120 may be a non-transitory storage medium that stores instructions executed by the processor.
  • the memory of the controller 120 includes flash memory, hard disk, solid state disk (SSD), random access memory (RAM), static random access memory (SRAM), read only memory (ROM), It may be implemented as at least one of storage media such as programmable read only memory (PROM), electrically erasable and programmable ROM (EEPROM), erasable and programmable ROM (EPROM), and/or registers.
  • Processors of the controller 120 include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), central processing units (CPUs), microcontrollers, and /Or it may be implemented with at least one of processing devices such as microprocessors.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • CPUs central processing units
  • microcontrollers and /Or it may be implemented with at least one of processing devices such as microprocessors.
  • the controller 120 may control the switch 130 to set a power transmission path. In one embodiment, the controller 120 may control the switch 130 to electrically connect all of the plurality of battery packs 140 and 150 to the motor 110. For example, the controller 120 may control the switch 130 based on battery information of the plurality of battery packs 140 and 150. In one embodiment, the controller 120 may control the switch 130 to electrically disconnect all of the plurality of battery packs 140 and 150 from the motor 110 . In one embodiment, the controller 120 controls the switch 130 to electrically connect one battery pack among the plurality of battery packs 140 and 150 to the motor 110 and connect the other battery pack to the motor ( 110) can be electrically disconnected. In one embodiment, the controller 120 may control the switch 130 to switch the battery pack electrically connected to the motor 110.
  • the switch 130 may create a power transmission path.
  • the switch 130 may be implemented as a relay.
  • the plurality of battery packs 140 and 150 may be implemented using different materials (eg, an anode material, a cathode material, a separator, or an electrolyte material).
  • the plurality of battery packs 140 and 150 may have at least one different material.
  • the battery pack 140 may include battery cells using NCM, and the battery pack 150 may include battery cells using silicon.
  • the characteristics eg, lifespan, energy density, charging speed
  • the plurality of battery packs 140 and 150 may be different.
  • battery cells using NCM Ni, Co, and Mn
  • NCM Ni, Co, and Mn
  • Si battery cells using Si
  • the plurality of battery packs 140 and 150 may be implemented using the same materials.
  • the battery pack 140 may include a BMS 141 and a plurality of battery modules 143 and 145.
  • the BMS 141 displays battery information (e.g., state of charge (SOC) and battery status (overvoltage, overcurrent, overheating, etc.)) of the plurality of battery modules 143 and 145 in real time. It can be obtained.
  • the BMS 141 may provide battery information to the controller 120.
  • the battery information may include information about the voltage, current, temperature, SOC, and state of health (SOH) of the plurality of battery modules 143 and 145.
  • BMS 141 may initiate a task based on a reference synchronization signal. In one embodiment, BMS 141 may initiate a task from a reference synchronization signal. In one embodiment, a task may be performed for at least a specified time interval. In one embodiment, the reference synchronization signal may be determined based on the first synchronization signal of the BMS 141 and/or the second synchronization signal of the BMS 151. In one embodiment, the designated time interval may have a preset length of time (e.g., 100 milliseconds). In one embodiment, a task may refer to a unit process performed by the BMS 141.
  • the task may include controlling the plurality of battery modules 143 and 145, obtaining battery information of the plurality of battery modules 143 and 145, or transmitting data.
  • the tasks include sending a battery cell voltage measurement command, requesting transmission of battery cell voltage, calculating the voltage and/or current of the battery pack 140, transmitting the voltage and/or current of the battery pack 140, and BDU ( battery disconnect unit) control.
  • a task may be performed over at least one time interval.
  • the battery pack 150 may include a BMS 151 and a plurality of battery modules 153 and 155.
  • the BMS 151 may acquire battery information (e.g., state of charge (SOC) and battery status (overvoltage, overcurrent, overheating, etc.)) of the plurality of battery modules 153 and 155 in real time.
  • the BMS 151 may provide battery information to the controller 120.
  • the battery information may include information about the voltage, current, temperature, SOC, and SOH of the plurality of battery modules 153 and 155.
  • BMS 151 may initiate a task based on a reference synchronization signal. In one embodiment, BMS 151 may initiate a task from a reference sync signal. In one embodiment, a task may be performed for at least a specified time interval. In one embodiment, the reference synchronization signal may be determined based on the second synchronization signal of the BMS 151 and/or the first synchronization signal of the BMS 141. In one embodiment, the designated time interval may have a preset length of time (e.g., 100 milliseconds). In one embodiment, a task may refer to a unit process performed by the BMS 151.
  • the task may include controlling the plurality of battery modules 153 and 155, obtaining battery information of the plurality of battery modules 153 and 155, or transmitting data.
  • tasks may include sending a battery cell voltage measurement command, requesting transmission of battery cell voltage, calculating the voltage and/or current of battery pack 150, transmitting voltage and/or current of battery pack 150, and controlling the BDU. may include.
  • a task may be performed over at least one time interval.
  • the operation of the BMSs 141 and 151 to determine a reference synchronization signal and perform a task will be described.
  • the following description takes the BMS 141 as an example, but can also be applied to the BMS 151.
  • the BMS 141 may have an internal clock (clock, clk).
  • the clock signal of the internal clock may be generated periodically.
  • the BMS 141 may generate a first synchronization signal based on a specified number of clock signals. For example, if a clock signal occurs at a period of 1 millisecond and the designated time interval is 100 milliseconds, the BMS 141 may generate a first synchronization signal when 100 clock signals are generated.
  • the BMS 141 may generate the first synchronization signal after a specified time interval (eg, 100 milliseconds) from the previous reference synchronization signal.
  • a specified time interval eg, 100 milliseconds
  • the BMS 141 may transmit the first synchronization signal to the BMS 151 through the electrical connection path 160 between the BMS 141 and the BMS 151.
  • the electrical connection path 160 between the BMS 141 and the BMS 151 includes an input output (IO) pin of a microcontroller (MCU) included in the BMS 141 and an IO pin of the MCU of the BMS 151. It can form in the liver.
  • one or more electrical connection paths 160 may be formed.
  • generation of the first synchronization signal and transmission of the first synchronization signal may occur at substantially the same time.
  • the BMS 141 may receive the second synchronization signal from the BMS 151 through the electrical connection path 160.
  • the second synchronization signal may be generated based on the clock signal of the internal clock (clk) of the BMS 151.
  • generation of the second synchronization signal and reception of the second synchronization signal may occur at substantially the same time.
  • the operations of the BMS 141 generating a first synchronization signal and receiving the second synchronization signal of the BMS 151 are performed by the BMS 141 and the BMS 151 exchanging synchronization signals with each other. It can be understood.
  • the BMS 141 may determine a reference synchronization signal based on the first synchronization signal and the second synchronization signal. In one embodiment, the BMS 141 may determine the synchronization signal generated first among the first synchronization signal and the second synchronization signal as the reference synchronization signal. In another embodiment, the BMS 141 may determine a synchronization signal generated later among the first synchronization signal and the second synchronization signal as the reference synchronization signal.
  • the BMS 141 may perform a designated task based on a reference synchronization signal. In one embodiment, BMS 141 may initiate a task from a reference synchronization signal. For example, the BMS 141 performs control of the plurality of battery modules 153 and 155, acquisition of battery information of the plurality of battery modules 153 and 155, or data transmission within a specified time interval from the reference synchronization signal. can do.
  • the BMS 141 may generate a new first synchronization signal based on a specified number of clock signals generated from the reference synchronization signal.
  • the BMS 141 may not generate the first synchronization signal. For example, if the reference synchronization signal is determined to be the synchronization signal to be generated first, the BMS 141 may not generate the first synchronization signal when receiving the second synchronization signal of the BMS 151.
  • FIG. 2A is a timing diagram of the battery packs 140 and 150 of the automobile 101 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2B is a timing diagram of the battery packs 140 and 150 of the automobile 101 according to an embodiment of the present disclosure.
  • a plurality of tasks 221, 223, 225, 227, and 229 may be started from reference synchronization signals 211, 213, 215, 217, and 219.
  • a plurality of tasks 221, 223, 225, 227, and 229 may be performed within a specified time interval 230.
  • the BMS 141 generates the first synchronization signal 241 at the first time point 261, and the BMS 151 generates the second synchronization signal 251 later than the first time point 261.
  • the reference synchronization signal of the BMS 141 and BMS 151 may be determined as the first synchronization signal 241.
  • the BMS 141 and BMS 151 may each perform a task during a designated time interval 231 from the first synchronization signal 241.
  • Each of the BMS 141 and BMS 151 may generate a synchronization signal after a designated time interval 231 from the reference synchronization signal at the first time point 261. However, due to various causes (eg, internal clock error), the synchronization signal generation timing of the BMS 141 and the BMS 151 may be different.
  • the BMS 141 generates the first synchronization signal 243 later than the second time point 263, and the BMS 151 generates the second synchronization signal 253 at the second time point 263.
  • the reference synchronization signal of the BMS 141 and BMS 151 may be determined as the second synchronization signal 253.
  • the BMS 141 and BMS 151 may each perform tasks during a time interval 233 designated by the second synchronization signal 253.
  • the BMS 141 generates the first synchronization signal 243 later than the third time point 265, and the BMS 151 generates the second synchronization signal 253 at the third time point 265.
  • the reference synchronization signal of the BMS 141 and BMS 151 may be determined as the second synchronization signal 255.
  • the BMS 141 and BMS 151 may each perform tasks during a time interval 235 designated by the second synchronization signal 255.
  • FIG. 3 is a flowchart showing operations of the battery packs 140 and 150 of the automobile 101 according to an embodiment of the present disclosure. Below, FIG. 3 is explained as being performed using the BMS 141. However, the operations in FIG. 3 may also be performed by the BMS 151.
  • the BMS 141 may generate a synchronization signal.
  • the BMS 141 may generate the first synchronization signal after a specified time interval from the previous reference synchronization point.
  • BMS 141 may determine a reference synchronization signal.
  • the BMS 141 may determine the reference synchronization signal based on the first synchronization signal of the BMS 141 and/or the second synchronization signal of the BMS 151.
  • the BMS 141 may determine the synchronization signal generated first among the first synchronization signal and the second synchronization signal as the reference synchronization signal.
  • the BMS 141 may determine a synchronization signal generated later among the first synchronization signal and the second synchronization signal as the reference synchronization signal.
  • the BMS 141 may perform a task based on the reference synchronization signal.
  • BMS 141 may initiate a task from a reference synchronization signal.
  • the BMS 141 performs control of the plurality of battery modules 153 and 155, acquisition of battery information of the plurality of battery modules 153 and 155, or data transmission within a specified time interval from the reference synchronization signal. can do.
  • the BMS 141 may perform the operations of FIG. 3 again.
  • FIG. 4 is a flowchart showing operations of the battery packs 140 and 150 of the automobile 101 according to an embodiment of the present disclosure. Below, FIG. 3 is explained as being performed using the BMS 141. However, the operations in FIG. 3 may also be performed by the BMS 151.
  • the BMS 141 may generate a first synchronization signal.
  • the BMS 141 may generate the first synchronization signal after a specified time interval from the previous reference synchronization point.
  • BMS 141 may receive a second synchronization signal.
  • the BMS 141 may receive the second synchronization signal of the BMS 151 through the electrical connection path 160 between the BMS 141 and the BMS 151.
  • the electrical connection path 160 between the BMS 141 and the BMS 151 may be formed between the IO pin of the MCU included in the BMS 141 and the IO pin of the MCU of the BMS 151.
  • one or more electrical connection paths 160 may be formed.
  • generation of the second synchronization signal and reception of the second synchronization signal may occur at substantially the same time.
  • the BMS 141 may determine whether the first synchronization signal is generated before the second synchronization signal.
  • the BMS 141 may perform operation 430. In one embodiment, when the first synchronization signal is generated later than the second synchronization signal, the BMS 141 may perform operation 435.
  • the BMS 141 may determine the first synchronization signal as the reference synchronization signal. In operation 435, the BMS 141 may determine the second synchronization signal as the reference synchronization signal.
  • the BMS 141 may perform the operations of FIG. 4 again.
  • both operations 410 and 415 are shown as being performed, but this is only an example. Depending on the embodiment, only one of operations 410 and 415 may be performed. For example, if the first synchronization signal is generated before the second synchronization signal is generated, the BMS 151 may not generate the second synchronization signal. In this case, operation 415 may not be performed. For another example, when the second synchronization signal is received before the first synchronization signal is generated, the BMS 141 may not generate the first synchronization signal. In this case, operation 410 may not be performed. In this case, the BMS 141 and BMS 151 may determine one generated synchronization signal as the reference synchronization signal.

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Abstract

본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩은, 자동차의 모터로 전력을 공급할 수 있는 복수의 배터리 셀들을 포함하는 하나 이상의 배터리 모듈들; 다른 배터리 팩의 다른 배터리 관리 시스템과 전기적으로 연결된 배터리 관리 시스템을 포함하고, 지정된 태스크를 수행하기 전에 상기 다른 배터리 팩에게 지정된 제1 동기 신호를 송신하고, 및 상기 다른 배터리 팩으로부터 지정된 제2 동기 신호를 수신하고, 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호에 기초하여, 기준 동기 신호를 결정하고, 상기 기준 동기 신호에 기초하여, 상기 지정된 태스크를 수행할 수 있다.

Description

동기 신호를 생성하는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
관련출원과의 상호인용
본 문서에 개시된 실시예들은 2022.09.16.에 출원된 한국 특허 출원 제10-2022-0117486호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용을 본 명세서의 일부로서 포함한다.
기술분야
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 동기 신호를 생성하는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.
배터리는 그 내부에 전력을 충전하고, 자동차(예: 전기 자동차(electric vehicle, EV) 또는 하이브리드 자동차(hybrid electric vehicle, HEV))의 구동 모터에 전원을 공급할 수 있다.
배터리는 하나 이상의 배터리 팩들로 구성될 수 있다. 하나 이상의 배터리 팩들 각각은 복수의 배터리 모듈들을 포함하고, 복수의 배터리 모듈들 각각은 복수의 배터리 셀들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 배터리 팩들은 서로 다른 소재들(예: 양극재, 음극재, 분리막, 전해질)을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 양극재는 니켈, 코발트, 알루미늄, 또는 망간 등의 조합(예: NCM, NCA, 또는 LFP)으로 구현될 수 있다. 다른 예를 들어, 음극재는 흑연, 또는 실리콘 등으로 구현될 수 있다.
하나 이상의 배터리 팩들은 배터리 관리시스템(battery management system, BMS)에 의해 관리될 수 있다.
BMS는 자동차의 ECU(electronic control unit)로부터 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 기초하여 배터리 팩을 제어할 수 있다.
자동차에 복수의 배터리 팩들이 탑재되는 경우, 모터에 전력을 공급하는 배터리 팩이 변경되는 상황이 발생할 수 있다. 예를 들어, 자동차의 복수의 배터리 팩들 간에는 밸런싱이 필요하며, 복수의 배터리 팩들 간의 전력 용량의 밸런싱을 위해, 모터에 전력을 공급하는 배터리 팩이 변경될 수 있다. 그러나, 모터에 전력을 공급하는 배터리 팩이 변경되는 상황에서도 전력은 끊임없이 공급되어야 한다.
모터에 전력을 공급하는 배터리 팩이 변경되는 상황에서 복수의 배터리 팩들 각각의 동작들의 시간 오차가 많은 경우, 모터에 전력이 공급되지 않은 상황이 발생할 수도 있다. 따라서, 복수의 배터리 팩들은 서로 동기되어 복수의 배터리 팩들의 동작들의 시간 오차가 감소될 필요가 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩은, 자동차의 모터로 전력을 공급할 수 있는 복수의 배터리 셀들을 포함하는 하나 이상의 배터리 모듈들; 다른 배터리 팩의 다른 배터리 관리 시스템과 전기적으로 연결된 배터리 관리 시스템을 포함하고, 상기 배터리 관리 시스템은, 지정된 태스크를 수행하기 전에 상기 다른 배터리 팩에게 지정된 제1 동기 신호를 송신하고, 및 상기 다른 배터리 팩으로부터 지정된 제2 동기 신호를 수신하고, 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호에 기초하여, 기준 동기 신호를 결정하고, 상기 기준 동기 신호에 기초하여, 상기 지정된 태스크를 수행할 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩에 있어서, 상기 하나 이상의 배터리 모듈들 및 상기 다른 배터리 팩의 하나 이상의 배터리 모듈들은 적어도 하나의 소재가 서로 다를 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩에 있어서, 상기 하나 이상의 배터리 모듈들은 NCM(Ni, Co, and Mn) 또는 실리콘을 이용하여 구현될 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩에 있어서, 상기 기준 동기 신호는 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 먼저 생성된 동기 신호이고, 상기 제1 동기 신호는 직전의 기준 동기 신호로부터 지정된 시간 간격 이후에 생성될 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩에 있어서, 상기 기준 동기 신호는 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 나중에 생성된 동기 신호이고, 상기 제1 동기 신호는 직전의 기준 동기 신호로부터 지정된 시간 간격 이후에 생성될 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩에 있어서, 상기 배터리 팩 및 상기 다른 배터리 팩 중 하나의 배터리 팩이 선택적으로 상기 모터로 전력을 공급할 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩의 상기 배터리 관리 시스템은, 상기 배터리 관리 시스템의 IO(input output) 핀과 상기 다른 배터리 관리 시스템의 IO 핀 간의 전기적 연결 경로를 통해 상기 제1 동기 신호를 송신하고, 및 상기 제2 동기 신호를 수신할 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩을 포함하는 자동차는, 전력을 공급받아 동력을 발생시킬 수 있는 모터, 복수의 배터리 모듈들 및 제1 배터리 관리 시스템을 포함하는 제1 배터리 팩, 복수의 배터리 모듈들 및 제2 배터리 관리 시스템을 포함하는 제2 배터리 팩, 상기 모터와 상기 제1 배터리 팩 및/또는 상기 제2 배터리 팩 간의 전기적 경로를 형성하는 스위치, 및 상기 제1 배터리 팩 및 상기 제2 배터리 팩 중 적어도 하나의 배터리 팩이 선택적으로 상기 모터로 전력을 공급하도록 상기 제1 배터리 팩 및 상기 제2 배터리 팩을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 제1 배터리 관리 시스템 및 상기 제2 배터리 관리 시스템은 지정된 태스크들을 수행하기 전에 동기 신호들을 서로 교환하고, 상기 동기 신호들에 기초하여, 기준 동기 신호를 각각 결정하고, 상기 기준 동기 신호에 기초하여, 상기 지정된 태스크들을 각각 수행할 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩을 포함하는 자동차에 있어서, 상기 제1 배터리 팩의 상기 하나 이상의 배터리 모듈들 및 상기 제2 배터리 팩의 하나 이상의 배터리 모듈들은 적어도 하나의 소재가 서로 다를 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩을 포함하는 자동차에 있어서, 상기 기준 동기 신호는 상기 동기 신호들 중 먼저 생성된 동기 신호일 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩을 포함하는 자동차에 있어서, 상기 기준 동기 신호는 상기 동기 신호들 중 나중에 생성된 동기 신호일 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩을 포함하는 자동차에 있어서, 상기 제1 배터리 관리 시스템의 IO(input output) 핀과 상기 제2 배터리 관리 시스템의 IO 핀 간의 전기적 연결 경로를 통해 상기 동기 신호들이 교환될 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩의 동작 방법은, 지정된 태스크를 수행하기 전에 다른 배터리 팩에게 지정된 제1 동기 신호를 송신하고, 및 상기 다른 배터리 팩으로부터 지정된 제2 동기 신호를 수신하는 동작, 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호에 기초하여, 기준 동기 신호를 결정하는 동작, 및 상기 기준 동기 신호에 기초하여, 상기 지정된 태스크를 수행하는 동작을 포함할 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩의 동작 방법에 있어서, 상기 배터리 팩의 하나 이상의 배터리 모듈들 및 상기 다른 배터리 팩의 하나 이상의 배터리 모듈들은 적어도 하나의 소재가 서로 다를 수 있다.
본 문서에서 개시되는 일 실시 예에 따른 동기 신호를 생성하는 배터리 팩의 동작 방법에 있어서, 상기 기준 동기 신호는 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 먼저 생성된 동기 신호이고, 상기 제1 동기 신호는 직전의 기준 동기 신호로부터 지정된 시간 간격 이후에 생성될 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들에 따른, 배터리 팩, 및 이를 포함하는 자동차는 복수의 배터리 팩들 각각의 동작들이 서로 동기될 수 있다. 이에 따라, 복수의 배터리 팩들 각각의 동작 오차가 줄어들 수 있다.
본 문서의 개시에 따른 배터리 팩, 및 이를 포함하는 자동차의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 효과들은 본 문서의 개시에 따라 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 본 개시의 실시 예에 따른 자동차의 블록도이다.
도 2a는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 자동차의 배터리 팩의 타이밍도이다.
도 2b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 자동차의 배터리 팩의 타이밍도이다.
도 3은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 자동차의 배터리 팩의 동작들을 나타내는 흐름도이다.
도 4는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 자동차의 배터리 팩의 동작들을 나타내는 흐름도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 문서의 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", "첫째", "둘째", "A", "B", "(a)" 또는 "(b)"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다.
본 문서에서, 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 언급되거나 "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로, 또는 무선으로), 또는 간접적으로(예: 제3 구성요소를 통하여) 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
본 문서에 개시된 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 본 문서에 개시된 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 본 문서에 개시된 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 1은, 본 개시의 실시 예에 따른 자동차(101)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 자동차(101)는 모터(110), 컨트롤러(120), 스위치(130), 및 복수의 배터리 팩들(140, 150)을 포함할 수 있다. 자동차(101) 내의 구성 요소들(컨트롤러(120), 스위치(130), 및 복수의 배터리 팩들(140, 150))은 차량 내 통신(in-vehicle network, IVN) 기술을 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 차량 내 통신 기술은 CAN(controller area network), MOST(media oriented systems transport) 네트워크, LIN(local interconnect network), 이더넷(Ethernet) 및/또는 X-by-Wire(flexray)를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라, 자동차(101)는 도 1에서 도시되지 않은 구성 요소들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 자동차(101)는 모터(110)와 스위치(130) 사이의 인버터를 더 포함할 수 있다. 인버터는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 자동차(101)는 전기 자동차(electric vehicle, EV), 하이브리드 자동차(hybrid electric vehicle, HEV), 플러그인 하이브리드 자동차(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV), 및/또는 수소 전기 자동차(fuel cell electric vehicle, FCEV)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 모터(110)는, 스위치(130)를 통해 전달되는 전력을 동력(모터 동력)으로 전환하여 자동차(101)의 구동 바퀴에 전달할 수 있다. 모터(110)의 회전 방향, 회전력 및 회전 속도(revolution per minute, RPM)는 스위치(130)를 통해 전달되는 전력의 전압에 의해 결정될 수 있다.
일 실시 예에서, 모터(110)는, 자동차(101)의 회생 제동 시 역기전력을 발생시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 역기전력은 복수의 배터리 팩들(140, 150)을 충전하는데 이용될 수 있다.
일 실시 예에서, 컨트롤러(120)는, 자동차(101)의 복수의 배터리 팩들(140, 150)의 충전 및/또는 방전을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 컨트롤러(120)는, 도면에 도시하지 않았으나, 통신 모듈, 프로세서 및 메모리를 더 포함할 수 있다. 컨트롤러(120)의 메모리는 프로세서에 의해 실행되는 명령어들(instructions)을 저장하는 저장매체(non-transitory storage medium)일 수 있다. 컨트롤러(120)의 메모리는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SSD(solid state disk), RAM(random access memory), SRAM(static random access memory), ROM(read only memory), PROM(programmable read only memory), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), 및/또는 레지스터(register) 등의 저장매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 컨트롤러(120)의 프로세서는 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processor), PLD(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), CPU(central processing unit), 마이크로 컨트롤러(microcontrollers) 및/또는 마이크로프로세서(microprocessors) 등의 처리장치 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
일 실시 예에서, 컨트롤러(120)는, 스위치(130)를 제어하여 전력의 전달 경로를 설정할 수 있다. 일 실시 예에서, 컨트롤러(120)는 스위치(130)를 제어하여 복수의 배터리 팩들(140, 150) 모두를 모터(110)와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 팩들(140, 150)의 배터리 정보에 기초하여 스위치(130)를 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 컨트롤러(120)는 스위치(130)를 제어하여 복수의 배터리 팩들(140, 150) 모두를 모터(110)와 전기적으로 연결 해제할 수 있다. 일 실시 예에서, 컨트롤러(120)는 스위치(130)를 제어하여 복수의 배터리 팩들(140, 150) 중 하나의 배터리 팩을 모터(110)와 전기적으로 연결하고, 다른 하나의 배터리 팩을 모터(110)와 전기적으로 연결 해제할 수 있다. 일 실시 예에서, 컨트롤러(120)는 스위치(130)를 제어하여 모터(110)와 전기적으로 연결되는 배터리 팩을 스위칭할 수 있다.
일 실시 예에서, 스위치(130)는, 전력의 전달 경로를 생성할 수 있다. 예를 들어, 스위치(130)는 릴레이로 구현될 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 배터리 팩들(140, 150)은 서로 다른 소재들(예: 양극재, 음극재, 분리막, 또는 전해질의 소재)을 통해 구현될 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 배터리 팩들(140, 150)은 적어도 하나의 소재가 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩(140)은 NCM을 이용하는 배터리 셀들을 포함하고, 배터리 팩(150)는 실리콘을 이용하는 배터리 셀들을 포함할 수 있다. 복수의 배터리 팩들(140, 150)이 서로 다른 소재들로 구현되는 경우, 복수의 배터리 팩들(140, 150)의 특성(예: 수명, 에너지 밀도, 충전 속도)은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, NCM(Ni, Co, and Mn)을 이용하는 배터리 셀들은 수명이 길지만, 에너지 밀도가 낮고 급속 충전이 불가능하지만, Si를 이용하는 배터리 셀들은 수명이 짧지만 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능할 수 있다. 다른 실시 예에서, 복수의 배터리 팩들(140, 150)은 서로 동일한 소재들을 통해 구현될 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리 팩(140)은 BMS(141), 및 복수의 배터리 모듈들(143, 145)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)는 복수의 배터리 모듈들(143, 145)의 배터리 정보(예: 충전 상태(state of charge, SOC) 및 배터리 상태(과전압, 과전류, 과열 등))를 실시간으로 획득할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)는 배터리 정보를 컨트롤러(120)에게 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 배터리 정보는 복수의 배터리 모듈들(143, 145)의 전압, 전류, 온도, SOC, 및 건강 상태(state of health, SOH)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, BMS(141)는 기준 동기 신호에 기초하여 태스크를 개시할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)는 기준 동기 신호로부터 태스크를 개시할 수 있다. 일 실시 예에서, 태스크는 적어도 지정된 시간 간격 동안 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 기준 동기 신호는 BMS(141)의 제1 동기 신호 및/또는 BMS(151)의 제2 동기 신호에 기초하여 결정될 수 있다. 일 실시 예에서, 지정된 시간 간격은 사전에 설정된 시간 길이(예: 100 밀리초)를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 태스크는 BMS(141)가 수행하는 단위 프로세스를 의미할 수 있다. 일 실시 예에서, 태스크는 복수의 배터리 모듈들(143, 145)의 제어, 복수의 배터리 모듈들(143, 145)의 배터리 정보 획득, 또는 데이터 송신을 포함할 수 있다. 예를 들어, 태스크는 배터리 셀 전압 측정 명령 송신, 배터리 셀 전압 송신 요청, 배터리 팩(140)의 전압, 및/또는 전류 연산, 배터리 팩(140)의 전압, 및/또는 전류 송신, 및 BDU(battery disconnect unit) 제어를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 태스크는 적어도 하나의 시간 간격에 걸쳐 수행될 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리 팩(150)은 BMS(151), 및 복수의 배터리 모듈들(153, 155)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(151)는 복수의 배터리 모듈들(153, 155)의 배터리 정보(예: 충전 상태(SOC) 및 배터리 상태(과전압, 과전류, 과열 등))를 실시간으로 획득할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(151)는 배터리 정보를 컨트롤러(120)에게 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 배터리 정보는 복수의 배터리 모듈들(153, 155)의 전압, 전류, 온도, SOC, 및 SOH에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, BMS(151)는 기준 동기 신호에 기초하여 태스크를 개시할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(151)는 기준 동기 신호로부터 태스크를 개시할 수 있다. 일 실시 예에서, 태스크는 적어도 지정된 시간 간격 동안 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 기준 동기 신호는 BMS(151)의 제2 동기 신호 및/또는 BMS(141)의 제1 동기 신호에 기초하여 결정될 수 있다. 일 실시 예에서, 지정된 시간 간격은 사전에 설정된 시간 길이(예: 100 밀리초)를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 태스크는 BMS(151)가 수행하는 단위 프로세스를 의미할 수 있다. 일 실시 예에서, 태스크는 복수의 배터리 모듈들(153, 155)의 제어, 복수의 배터리 모듈들(153, 155)의 배터리 정보 획득, 또는 데이터 송신을 포함할 수 있다. 예를 들어, 태스크는 배터리 셀 전압 측정 명령 송신, 배터리 셀 전압 송신 요청, 배터리 팩(150)의 전압, 및/또는 전류 연산, 배터리 팩(150)의 전압, 및/또는 전류 송신, 및 BDU 제어를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 태스크는 적어도 하나의 시간 간격에 걸쳐 수행될 수 있다.
이하에서는, BMS들(141, 151)이 기준 동기 신호를 결정하고, 태스크를 수행하는 동작에 대해 설명한다. 이하의 설명은 BMS(141)를 예로 들어 설명하지만, BMS(151)에도 적용될 수 있다.
일 실시 예에서, BMS(141)는 내부 클럭(clock, clk)을 가질 수 있다. 내부 클럭의 클럭 신호는 주기적으로 발생될 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)는 지정된 개수의 클럭 신호에 기초하여 제1 동기 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 클럭 신호가 1 밀리초 주기로 발생하고, 지정된 시간 간격이 100 밀리초인 경우, BMS(141)는 100개의 클럭 신호가 발생하면, 제1 동기 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, BMS(141)는 직전의 기준 동기 신호로부터 지정된 시간 간격(예: 100 밀리초) 이후에 제1 동기 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, BMS(141)는 BMS(141)와 BMS(151) 간의 전기적 연결 경로(160)를 통해 제1 동기 신호를 BMS(151)에게 송신할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)와 BMS(151) 간의 전기적 연결 경로(160)는 BMS(141)에 포함되는 MCU(microcontroller)의 IO(input output) 핀과 BMS(151)의 MCU의 IO 핀 간에 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 전기적 연결 경로(160)는 하나 이상 형성될 수 있다. 여기에서, 제1 동기 신호의 생성과 제1 동기 신호의 송신은 실질적으로 동일한 시점에 발생할 수 있다.
일 실시 예에서, BMS(141)는 전기적 연결 경로(160)를 통해 BMS(151)의 제2 동기 신호를 BMS(151)에게 수신할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 동기 신호는 BMS(151)의 내부 클럭(clk)의 클럭 신호에 기초하여 생성될 수 있다. 여기에서, 제2 동기 신호의 생성과 제2 동기 신호의 수신은 실질적으로 동일한 시점에 발생할 수 있다.
일 실시 예에서, BMS(141)가 제1 동기 신호를 생성하고, BMS(151)의 제2 동기 신호를 수신하는 동작들은 BMS(141) 및 BMS(151)가 서로 동기 신호들을 서로 교환하는 것으로 이해될 수 있다.
일 실시 예에서, BMS(141)는 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호에 기초하여 기준 동기 신호를 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)는 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호 중 먼저 생성된 동기 신호를 기준 동기 신호로 결정할 수 있다. 다른 실시 예에서, BMS(141)는 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호 중 나중에 생성된 동기 신호를 기준 동기 신호로 결정할 수 있다.
일 실시 예에서, BMS(141)는 기준 동기 신호에 기초하여 지정된 태스크를 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)는 기준 동기 신호로부터 태스크를 개시할 수 있다. 예를 들어, BMS(141)는 기준 동기 신호로부터 지정된 시간 간격 이내에 복수의 배터리 모듈들(153, 155)의 제어, 복수의 배터리 모듈들(153, 155)의 배터리 정보 획득, 또는 데이터 송신을 수행할 수 있다.
이후, BMS(141)는 기준 동기 신호로부터 발생하는 지정된 개수의 클럭 신호에 기초하여 새로운 제1 동기 신호를 생성할 수 있다.
실시 예에 따라, BMS(141)는 제1 동기 신호를 생성하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 기준 동기 신호가 먼저 생성되는 동기 신호로 결정되는 경우, BMS(141)는 BMS(151)의 제2 동기 신호를 수신하면, 제1 동기 신호를 생성하지 않을 수 있다.
도 2a는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 자동차(101)의 배터리 팩(140, 150)의 타이밍도이다. 도 2b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 자동차(101)의 배터리 팩(140, 150)의 타이밍도이다.
도 2a를 참조하면, 복수의 태스크들(221, 223, 225, 227, 229)은 기준 동기 신호들(211, 213, 215, 217, 219)로부터 개시될 수 있다. 복수의 태스크들(221, 223, 225, 227, 229)은 지정된 시간 간격(230) 이내에 수행될 수 있다.
도 2b를 참조하면, BMS(141)는 제1 시점(261)에 제1 동기 신호(241)를 생성하고, BMS(151)는 제1 시점(261)보다 늦게 제2 동기 신호(251)를 생성할 수 있다. 이 경우, BMS(141)와 BMS(151)의 기준 동기 신호는 제1 동기 신호(241)로 결정될 수 있다. 이후, 제1 동기 신호(241)로부터 지정된 시간 간격(231) 동안 BMS(141)와 BMS(151)는 각각 태스크를 수행할 수 있다.
BMS(141)와 BMS(151) 각각은 제1 시점(261)의 기준 동기 신호로부터 지정된 시간 간격(231) 이후에 동기 신호를 생성할 수 있다. 다만, 다양한 원인(예컨대, 내부 클럭 오차)으로 인해 BMS(141)와 BMS(151) 각각의 동기 신호 생성 시점이 서로 상이할 수 있다.
도 2b를 참조하면, BMS(141)는 제2 시점(263)보다 늦게 제1 동기 신호(243)를 생성하고, BMS(151)는 제2 시점(263)에 제2 동기 신호(253)를 생성할 수 있다. 이 경우, BMS(141)와 BMS(151)의 기준 동기 신호는 제2 동기 신호(253)로 결정될 수 있다. 이후, 제2 동기 신호(253)로부터 지정된 시간 간격(233) 동안 BMS(141)와 BMS(151)는 각각 태스크를 수행할 수 있다.
도 2b를 참조하면, BMS(141)는 제3 시점(265)보다 늦게 제1 동기 신호(243)를 생성하고, BMS(151)는 제3 시점(265)에 제2 동기 신호(253)를 생성할 수 있다. 이 경우, BMS(141)와 BMS(151)의 기준 동기 신호는 제2 동기 신호(255)로 결정될 수 있다. 이후, 제2 동기 신호(255)로부터 지정된 시간 간격(235) 동안 BMS(141)와 BMS(151)는 각각 태스크를 수행할 수 있다.
도 3은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 자동차(101)의 배터리 팩(140, 150)의 동작들을 나타내는 흐름도이다. 이하에서, 도 3은 BMS(141)를 이용하여 수행되는 것으로 설명된다. 그러나, 도 3의 동작들은 BMS(151)에 의해서도 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, 동작 310에서, BMS(141)는 동기 신호를 생성할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)는 이전 기준 동기 시점으로부터 지정된 시간 간격 이후에 제1 동기 신호를 생성할 수 있다.
동작 320에서, BMS(141)는 기준 동기 신호를 결정할 수 있다. BMS(141)는 BMS(141)의 제1 동기 신호 및/또는 BMS(151)의 제2 동기 신호에 기초하여 기준 동기 신호를 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)는 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호 중 먼저 생성된 동기 신호를 기준 동기 신호로 결정할 수 있다. 다른 실시 예에서, BMS(141)는 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호 중 나중에 생성된 동기 신호를 기준 동기 신호로 결정할 수 있다.
동작 330에서, BMS(141)는 기준 동기 신호에 기초하여 태스크를 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)는 기준 동기 신호로부터 태스크를 개시할 수 있다. 예를 들어, BMS(141)는 기준 동기 신호로부터 지정된 시간 간격 이내에 복수의 배터리 모듈들(153, 155)의 제어, 복수의 배터리 모듈들(153, 155)의 배터리 정보 획득, 또는 데이터 송신을 수행할 수 있다.
이후, BMS(141)는 도 3의 동작들을 다시 수행할 수 있다.
도 4는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 자동차(101)의 배터리 팩(140, 150)의 동작들을 나타내는 흐름도이다. 이하에서, 도 3은 BMS(141)를 이용하여 수행되는 것으로 설명된다. 그러나, 도 3의 동작들은 BMS(151)에 의해서도 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 동작 410에서, BMS(141)는 제1 동기 신호를 생성할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)는 이전 기준 동기 시점으로부터 지정된 시간 간격 이후에 제1 동기 신호를 생성할 수 있다.
동작 415에서, BMS(141)는 제2 동기 신호를 수신할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)는 BMS(141)와 BMS(151) 간의 전기적 연결 경로(160)를 통해 BMS(151)의 제2 동기 신호를 수신할 수 있다. 일 실시 예에서, BMS(141)와 BMS(151) 간의 전기적 연결 경로(160)는 BMS(141)에 포함되는 MCU의 IO 핀과 BMS(151)의 MCU의 IO 핀 간에 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 전기적 연결 경로(160)는 하나 이상 형성될 수 있다. 여기에서, 제2 동기 신호의 생성과 제2 동기 신호의 수신은 실질적으로 동일한 시점에 발생할 수 있다.
동작 420에서, BMS(141)는 제1 동기 신호가 제2 동기 신호보다 먼저 생성되었는지를 판정할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 동기 신호가 제2 동기 신호보다 먼저 생성된 경우, BMS(141)는 동작 430을 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 동기 신호가 제2 동기 신호보다 늦게 생성된 경우, BMS(141)는 동작 435를 수행할 수 있다.
동작 430에서, BMS(141)는 제1 동기 신호를 기준 동기 신호로 결정할 수 있다. 동작 435에서, BMS(141)는 제2 동기 신호를 기준 동기 신호로 결정할 수 있다.
이후, BMS(141)는 도 4의 동작들을 다시 수행할 수 있다.
도 4에서는 동작 410 및 동작 415가 모두 수행되는 것으로 도시되었으나, 이는 예시일 뿐이다. 실시 예에 따라, 동작 410 및 동작 415 중 하나의 동작만이 수행될 수 있다. 예를 들어, 제2 동기 신호가 생성되기 전 제1 동기 신호가 생성되는 경우, BMS(151)는 제2 동기 신호를 생성하지 않을 수 있다. 이 경우, 동작 415는 수행되지 않을 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 동기 신호가 생성되기 전 제2 동기 신호가 수신되는 경우, BMS(141)는 제1 동기 신호를 생성하지 않을 수 있다. 이 경우, 동작 410은 수행되지 않을 수 있다. 이러한 경우, BMS(141) 및 BMS(151)는 생성된 하나의 동기 신호를 기준 동기 신호로 결정할 수 있다.

Claims (15)

  1. 동기 신호를 생성하는 배터리 팩에 있어서,
    자동차의 모터로 전력을 공급할 수 있는 복수의 배터리 셀들을 포함하는 하나 이상의 배터리 모듈들;
    다른 배터리 팩의 다른 배터리 관리 시스템과 전기적으로 연결된 배터리 관리 시스템을 포함하고, 상기 배터리 관리 시스템은,
    지정된 태스크를 수행하기 전에 상기 다른 배터리 팩에게 지정된 제1 동기 신호를 송신하고, 및 상기 다른 배터리 팩으로부터 지정된 제2 동기 신호를 수신하고,
    상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호에 기초하여, 기준 동기 신호를 결정하고,
    상기 기준 동기 신호에 기초하여, 상기 지정된 태스크를 수행하는,
    배터리 팩.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 배터리 모듈들 및 상기 다른 배터리 팩의 하나 이상의 배터리 모듈들은 적어도 하나의 소재가 서로 다른
    배터리 팩.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 하나 이상의 배터리 모듈들은 NCM(Ni, Co, and Mn) 또는 실리콘을 이용하여 구현되는
    배터리 팩.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준 동기 신호는 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 먼저 생성된 동기 신호이고,
    상기 제1 동기 신호는 직전의 기준 동기 신호로부터 지정된 시간 간격 이후에 생성되는
    배터리 팩.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준 동기 신호는 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 나중에 생성된 동기 신호이고,
    상기 제1 동기 신호는 직전의 기준 동기 신호로부터 지정된 시간 간격 이후에 생성되는
    배터리 팩.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 팩 및 상기 다른 배터리 팩 중 하나의 배터리 팩이 선택적으로 상기 모터로 전력을 공급하는
    배터리 팩.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은,
    상기 배터리 관리 시스템의 IO(input output) 핀과 상기 다른 배터리 관리 시스템의 IO 핀 간의 전기적 연결 경로를 통해 상기 제1 동기 신호를 송신하고, 및 상기 제2 동기 신호를 수신하는
    배터리 팩.
  8. 동기 신호를 생성하는 배터리 팩을 포함하는 자동차에 있어서,
    전력을 공급받아 동력을 발생시킬 수 있는 모터,
    복수의 배터리 모듈들 및 제1 배터리 관리 시스템을 포함하는 제1 배터리 팩,
    복수의 배터리 모듈들 및 제2 배터리 관리 시스템을 포함하는 제2 배터리 팩,
    상기 모터와 상기 제1 배터리 팩 및/또는 상기 제2 배터리 팩 간의 전기적 경로를 형성하는 스위치, 및
    상기 제1 배터리 팩 및 상기 제2 배터리 팩 중 적어도 하나의 배터리 팩이 선택적으로 상기 모터로 전력을 공급하도록 상기 제1 배터리 팩 및 상기 제2 배터리 팩을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 제1 배터리 관리 시스템 및 상기 제2 배터리 관리 시스템은
    지정된 태스크들을 수행하기 전에 동기 신호들을 서로 교환하고,
    상기 동기 신호들에 기초하여, 기준 동기 신호를 각각 결정하고,
    상기 기준 동기 신호에 기초하여, 상기 지정된 태스크들을 각각 수행하는
    자동차.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 배터리 팩의 상기 하나 이상의 배터리 모듈들 및 상기 제2 배터리 팩의 하나 이상의 배터리 모듈들은 적어도 하나의 소재가 서로 다른
    자동차.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 기준 동기 신호는 상기 동기 신호들 중 먼저 생성된 동기 신호인
    자동차.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 기준 동기 신호는 상기 동기 신호들 중 나중에 생성된 동기 신호인
    자동차.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 배터리 관리 시스템의 IO(input output) 핀과 상기 제2 배터리 관리 시스템의 IO 핀 간의 전기적 연결 경로를 통해 상기 동기 신호들이 교환되는
    자동차.
  13. 동기 신호를 생성하는 배터리 팩의 동작 방법에 있어서,
    지정된 태스크를 수행하기 전에 다른 배터리 팩에게 지정된 제1 동기 신호를 송신하고, 및 상기 다른 배터리 팩으로부터 지정된 제2 동기 신호를 수신하는 동작,
    상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호에 기초하여, 기준 동기 신호를 결정하는 동작, 및
    상기 기준 동기 신호에 기초하여, 상기 지정된 태스크를 수행하는 동작을 포함하는
    배터리 팩의 동작 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 배터리 팩의 하나 이상의 배터리 모듈들 및 상기 다른 배터리 팩의 하나 이상의 배터리 모듈들은 적어도 하나의 소재가 서로 다른
    배터리 팩의 동작 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 기준 동기 신호는 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호 중 먼저 생성된 동기 신호이고,
    상기 제1 동기 신호는 직전의 기준 동기 신호로부터 지정된 시간 간격 이후에 생성되는
    배터리 팩의 동작 방법.
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