KR101360306B1 - 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템 - Google Patents

통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템에 관한 것으로서, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀이 집합된 복수의 셀모듈과; 상기 셀모듈에 접속되어 상기 셀모듈의 상태 정보를 수집하는 복수의 셀회로모듈과; 상기 복수의 셀회로모듈에서 수집된 셀 또는 셀모듈의 상태 정보를 전달받는 배터리관리부와; 상기 배터리관리부의 제어 및 상기 셀모듈의 출력을 제어하기 위한 제어부;를 포함하며, 상기 복수의 셀회로모듈은 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 상호 접속되어 상위 셀회로모듈에 수집된 셀모듈의 상태 정보를 하위 셀회로모듈로 순차적으로 전송하여 누적된 각 셀모듈의 상태 정보가 상기 배터리관리부로 전송되는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈 내에 제 1, 2 접속부를 배치하여 셀회로모듈 내에서 환류되는 노이즈를 감쇄시킴과 동시에, 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 감쇄시키도록 구성함으로써, 정밀한 출력 제어가 구현될 수 있다.

Description

통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템{COMMUNICATION ERROR ATTENUATION FUNCTION WITH DISTRIBUTED BATTERY MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈 내에 제 1, 2 접속부를 배치하여 셀회로모듈 내에서 환류되는 노이즈를 감쇄시킴과 동시에, 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 감쇄시키도록 구성함으로써, 정밀한 출력 제어가 구현되는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 배터리 관리 시스템(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)이란 전기차, 전기 오토바이, 에너지 저장장치 등에 사용되는 중대형 2차 전지용 배터리 관리 시스템을 의미하는 것으로써, 과충전, 과방전을 방지하는 PCM의 기능에 2차 전지의 입, 출력 및 잔량 제어 기능을 구비한다.
여기서, 상기 배터리 관리 시스템은 일체형과 분산형으로 나눌 수 있으며, 특히, 분산형 배터리 관리 시스템은 주 전원인 수십 내지 수백개의 셀(Cell)을 일정한 갯수로 모듈화시킨 셀모듈을 상호 직렬로 연결하여 각각의 셀 또는 셀모듈을 모니터링함으로써, 셀 또는 셀모듈의 이상여부를 판단하여 주 전원의 출력을 제어하는 기능을 수행한다.
여기서, 상기 셀모듈에는 각각의 셀의 전압, 전류, 온도 등의 상태 정보를 제어부에 전달하기 위하여 각각의 셀모듈 간의 통신으로 상기 상태 정보를 전송하도록 마련되는데, 종래의 배터리 관리 시스템은 이러한 상태 정보를 전송하는 과정에서 셀모듈 내부 또는 통신 선로 상에서 통신 에러가 발생되어 정밀한 출력 제어가 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은, 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈 내에 제 1, 2 접속부를 배치하여 셀회로모듈 내에서 환류되는 노이즈를 감쇄시킴과 동시에, 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 감쇄시키도록 구성함으로써, 정밀한 출력 제어가 구현될 수 있는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀이 집합된 복수의 셀모듈과; 상기 셀모듈에 접속되어 상기 셀모듈의 상태 정보를 수집하는 복수의 셀회로모듈과; 상기 복수의 셀회로모듈에서 수집된 셀 또는 셀모듈의 상태 정보를 전달받는 배터리관리부와; 상기 배터리관리부의 제어 및 상기 셀모듈의 출력을 제어하기 위한 제어부;를 포함하며, 상기 복수의 셀회로모듈은 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 상호 접속되어 상위 셀회로모듈에 수집된 셀모듈의 상태 정보를 하위 셀회로모듈로 순차적으로 전송하여 누적된 각 셀모듈의 상태 정보가 상기 배터리관리부로 전송되는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 셀회로모듈은 복수개의 핀을 구비한 시리얼 통신 방식으로 상호 연결되며, 상기 셀모듈의 상태 정보는 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀으로 전달되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 셀회로모듈은 복수개의 회로그라운드와 복수개의 프레임 그라운드를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 셀회로모듈은 상기 회로그라운드와 프레임 그라운드를 상호 접속시키는 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)와 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀과 프레임 그라운드를 상호 접속시키는 제 2 접속부를 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)는 상기 셀 또는 셀회로모듈에서 환류되는 노이즈를 상기 프레임 그라운드로 전달하여 감쇄시키며, 상기 제 2 접속부는 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 상기 프레임 그라운드로 전달하여 감쇄시키도록 마련될 수 있다.
본 발명에 의해, 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈 내에 제 1, 2 접속부를 배치하여 셀회로모듈 내에서 환류되는 노이즈를 감쇄시킴과 동시에, 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 감쇄시키도록 구성함으로써, 정밀한 출력 제어가 구현될 수 있다.
첨부의 하기 도면들은, 전술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템을 개략적으로 도시한 블럭도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈을 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템을 개략적으로 도시한 블럭도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈을 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템은, 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀(12)이 집합된 복수의 셀모듈(10)과; 상기 셀모듈(10)에 접속되어 상기 셀모듈(10)의 상태 정보를 수집하는 복수의 셀회로모듈(20)과; 상기 복수의 셀회로모듈(20)에서 수집된 셀(12) 또는 셀모듈(10)의 상태 정보를 전달받는 배터리관리부(30)와; 상기 배터리관리부(30)의 제어 및 상기 셀모듈(10)의 출력을 제어하기 위한 제어부(40);를 포함하며, 상기 복수의 셀회로모듈(20)은 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 상호 접속되어 상위 셀회로모듈(20)에 수집된 셀모듈(10)의 상태 정보를 하위 셀회로모듈(20)로 순차적으로 전송하여 누적된 각 셀모듈(10)의 상태 정보가 상기 배터리관리부(30)로 전송되도록 마련될 수 있다.
여기서, 상기 셀모듈(10)은 도 1 에서와 같이, 복수개의 셀(12)이 모듈화되어 마련되는 구성요소로써, 상기 복수개의 셀(12)이 직렬 또는 병렬로 접속된 상태의 집합체로 마련될 수 있다.
여기서, 상기 셀모듈(10)은 각각 셀회로모듈(20)에 접속되며, 상기 셀모듈(10)에 각각 접속된 셀회로모듈(20)은 접속된 셀모듈(10) 또는 셀모듈(10)이 포함하는 셀(12)의 상태 정보, 예를 들면, 각각의 셀(12) 또는 셀모듈(10)의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 수집하여 이에 대한 데이터를 하위 셀회로모듈(20)로 전달하는 역할을 수행한다.
여기서, 상기 복수의 셀회로모듈(20)은, 도 1 에서와 같이, 복수개의 핀을 구비한 시리얼 통신 방식으로 상호 연결되며, 상기 셀모듈(10)의 상태 정보는 해당 셀모듈(10)에 접속된 셀회로모듈(20)에서 수집되어 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀(22)으로 전달되도록 상위 셀회로모듈(20)에서 하위 셀회로모듈(20)로 전달되어 최종적으로 배터리관리부(30)로 전송되도록 마련될 수 있다.
한편, 상기 셀회로모듈(20)은, 도 2 에서와 같이, 복수개의 회로그라운드(24)와 복수개의 프레임 그라운드(26)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 셀회로모듈(20)은 상기 회로그라운드(24)와 프레임 그라운드(26)를 상호 접속시키는 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)(25)와 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀(22)과 프레임 그라운드(26)를 상호 접속시키는 제 2 접속부(27)를 추가적으로 포함할 수 있다.
즉, 상기 셀회로모듈(20) 내에 도 2 에서와 같이, 회로그라운드(24)와 프레임 그라운드(26)를 복수개 배치시키고, 서로 대응되는 회로그라운드(24)와 프레임 그라운드(26)를 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)(25)를 통하여 접속시키고, 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀(22)과 프레임 그라운드(26)를 제 2 접속부(27)를 통하여 접속시킴으로써 셀회로모듈(20)이 구성되는 것이다.
여기서, 상기 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)(25)는 상기 셀(12) 또는 셀회로모듈(20)에서 환류되는 노이즈를 상기 프레임 그라운드(26)로 전달하여 감쇄시키며, 상기 제 2 접속부(27)는 셀회로모듈(20) 간의 통신으로 발생된 노이즈를 상기 프레임 그라운드(26)로 전달하여 감쇄시키도록 마련됨으로써, 셀모듈(10)의 정확하고 정밀한 상태정보를 손실 없이 배터리관리부(30)로 전달할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 제어부(40)는 상기 배터리관리부(30)로 전달된 셀(12) 또는 셀모듈(10)의 상태정보에 따라 상기 배터리관리부(30)를 제어 및 상기 셀모듈(10)의 출력을 제어함으로써, 배터리 관리 시스템의 정밀한 출력을 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템은, 배터리 관리 시스템의 셀회로모듈 내에 제 1, 2 접속부를 배치하여 셀회로모듈 내에서 환류되는 노이즈를 감쇄시킴과 동시에, 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 감쇄시키도록 구성함으로써, 정밀한 출력 제어가 구현될 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 셀모듈 12 : 셀
20 : 셀회로모듈 22 : 핀
24 : 회로그라운드 25 : 제 1 접속부
26 : 프레임 그라운드 27 : 제 2 접속부
30 : 배터리관리부 40 : 제어부

Claims (5)

  1. 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 셀이 집합된 복수의 셀모듈과;
    상기 셀모듈에 접속되어 상기 셀모듈의 상태 정보를 수집하는 복수의 셀회로모듈과;
    상기 복수의 셀회로모듈에서 수집된 셀 또는 셀모듈의 상태 정보를 전달받는 배터리관리부와;
    상기 배터리관리부의 제어 및 상기 셀모듈의 출력을 제어하기 위한 제어부;를 포함하며,
    상기 복수의 셀회로모듈은 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 상호 접속되어 상위 셀회로모듈에 수집된 셀모듈의 상태 정보를 하위 셀회로모듈로 순차적으로 전송하여 누적된 각 셀모듈의 상태 정보가 상기 배터리관리부로 전송되며,
    상기 복수의 셀회로모듈은 복수개의 핀을 구비한 시리얼 통신 방식으로 상호 연결되며, 상기 셀모듈의 상태 정보는 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀으로 전달되는 것을 특징으로 하는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀회로모듈은 복수개의 회로그라운드와 복수개의 프레임 그라운드를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 셀회로모듈은 상기 회로그라운드와 프레임 그라운드를 상호 접속시키는 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)와 상기 복수개의 핀 중 하나의 핀과 프레임 그라운드를 상호 접속시키는 제 2 접속부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 접속부(고주파 노이즈 억제 커패시터)는 상기 셀 또는 셀회로모듈에서 환류되는 노이즈를 상기 프레임 그라운드로 전달하여 감쇄시키며, 상기 제 2 접속부는 셀회로모듈 간의 통신으로 발생된 노이즈를 상기 프레임 그라운드로 전달하여 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템.
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