KR101426163B1 - Bms 시뮬레이터 - Google Patents

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KR101426163B1
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이희관
김철생
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사단법인 전북대학교자동차부품금형기술혁신센터
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries

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Abstract

본 발명은 장치 구현 비용을 획기적으로 감소하면서 빠른 제어 속도와 제어 안정선을 보장할 수 있는 BMS 시뮬레이터에 관한 것으로,
상기 BMS 시뮬레이터는 콘트롤러의 제어값을 상기 전압 시뮬레이션부, 전류 시뮬레이션부, 및 온도 시뮬레이션부가 인식할 수 있는 신호 형태로 변환하여 출력하는 제어부; 상기 제어부의 제어하에 BMS(Battery Management System) 성능 테스트를 위한 전압을 제공하는 전압 시뮬레이션부; 상기 제어부의 제어하에 BMS 성능 테스트를 위한 전류를 제공하는 전류 시뮬레이션부; 및 상기 제어부의 제어하에 BMS 성능 테스트를 위한 온도를 제공하는 온도 시뮬레이션부를 포함할 수 있다.

Description

BMS 시뮬레이터{BMS SIMULATIOR}
본 발명은 BMS의 성능 검증을 위한 장치에 관한 것으로, 특히 소형 전기차동차의 차세대 에너지원인 리튬이온 배터리 팩을 관리하는 BMS(Battery Management System)의 성능 검증을 수행할 수 있도록 하는 BMS 시뮬레이터에 관한 것이다.
하이브리드 전기차에서 배터리 시스템은 직접적인 에너지 입출력을 담당하는 배터리와, 관리 및 제어를 위한 알고리즘 수행을 담당하는 배터리 관리장치 및 각 구성 부품을 전기적으로 연결 해주는 전선과 안전장치(BMS)등 주변 시스템으로 구성된다.
BMS(Battery Management System)은 전기자동차의 최적 배터리 제어를 통한 주행거리 향상 및 안전성을 확보해주는 필수 요소이며, 배터리 관리 기술(BMS)은 크게 두 가지로 나눌 수 있다.
첫 번째로 열에 약한 배터리를 균등 냉각하여 동일한 성능 구현이 가능토록 하여 주는 열관리 제어와, 두 번째로 배터리의 각 상태를 판단하여 최적 효율 점에서 작동토록 하는 SOC(State of Charge) 제어로 나눌 수 있다.
한편, BMS를 제작하는 업체의 경우, 제품 개발 및 생산 후 신뢰성 평가 단계에서 실제 배터리에 장착 후 테스트를 필요로 하는 경우가 발생하는데, 이를 위한 배터리 시뮬레이터 제작 기술이 필요하다. 이때 사용하는 BMS 시뮬레이터는 BMS의 ECU 개발을 위한 SW 개발 환경 제공 및 BMS 성능 시험을 위한 가상 소스(전압, 전류, 온도)등을 제공하는 역할을 한다.
따라서 BMS 시뮬레이터의 설계와 동작은 주어진 규격과 기준에 따라야 하며, 수행에 주어진 모든 기능적, 비기능적 요건을 만족하여야 하기 때문에 HIL(Hardware In the loop)시스템으로 구현되어야 한다.
그러나 기존의 BMS 시뮬레이터는 하이브리드 전기 자동차의 배터리를 시뮬레이션 하기 위하여 고가의 전원공급 모듈(Power supply)을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 모사하고, 컴퓨터와의 표준 통신 방식인 GPIB(General Purpose Input output Bus)를 이용하여 시뮬레이터를 개발 하였으나, 이는 속도가 느린 통신 방식의 한계점과 막대한 비용을 필요로 하기 때문에 많은 문제가 발생하였다.
BMS 시뮬레이터의 제작에 있어서 가장 중요한 항목(factor)은 시간(time)이며 이를 위하여 반드시 임베디드 시스템과 같은 빠른 제어방식과 효율적인 알고리즘 설계를 필요로 한다. 실제BMS 모듈은 전기자동차의 배터리팩에 장착되어 전기 자동차 메인 컨트롤러(ECU) 모듈과 CAN(Car Area Network) 통신을 통하여 에러(Error)없이 주어진 명령을 수행해야 하기 때문이다.
이에 본 발명에서는 장치 구현 비용을 획기적으로 감소하면서 빠른 제어 속도와 제어 안정선을 보장할 수 있는 BMS 시뮬레이터를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 콘트롤러의 제어값을 상기 전압 시뮬레이션부, 전류 시뮬레이션부, 및 온도 시뮬레이션부가 인식할 수 있는 신호 형태로 변환하여 출력하는 제어부; 상기 제어부의 제어하에 BMS(Battery Management System) 성능 테스트를 위한 전압을 제공하는 전압 시뮬레이션부; 상기 제어부의 제어하에 BMS 성능 테스트를 위한 전류를 제공하는 전류 시뮬레이션부; 및 상기 제어부의 제어하에 BMS 성능 테스트를 위한 온도를 제공하는 온도 시뮬레이션부를 포함하는 BMS 시뮬레이터를 제공한다.
상기 전압 시뮬레이션부는 상기 제어부의 출력 전압을 디지털-아날로그 변환하는 DC-AC 컨버터; 및 상기 DC-AC 컨버터의 출력 전압을 증폭하는 상기 BMS에 제공하는 증폭기를 포함할 수 있다.
상기 전류 시뮬레이션부는 상기 제어부의 출력 전압을 디지털-아날로그 변환하는 DC-AC 컨버터; 및 상기 DC-AC 컨버터의 출력 전압을 전압-전류 변환하여, 센싱 저항에 전류를 흐르게 함으로서 상기 BMS에서 전류를 흐르게 하는 전압을 V-I 컨버터를 포함할 수 있다.
상기 온도 시뮬레이션부는 상기 제어부의 출력 전압을 디지털-아날로그 변환하는 DC-AC 컨버터; 및 상기 BMS의 온도에 따라 저항 값이 가변되는 가변 저항과, 기 설정된 저항값을 유지하는 기준 저항 구비하고, 상기 가변 저항과 기준 전압을 통해 상기 제어부의 출력 전압을 분압하여 출력하는 V-R 컨버터를 포함할 수 있다.
상기 전압 시뮬레이션부, 전류 시뮬레이션부, 및 온도 시뮬레이션부 각각은 전압 간섭을 보드 레벨에서 차단하기 위한 절연 회로와, 제어 정밀도를 향상하기 위한 DC-DC 컨버터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 전압 시뮬레이션부, 전류 시뮬레이션부, 및 온도 시뮬레이션부 각각은 회로 보호 동작을 수행하는 전류 제한 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 콘트롤러의 제어값을 상기 전압 시뮬레이션부, 전류 시뮬레이션부, 및 온도 시뮬레이션부가 인식할 수 있는 신호 형태로 변환하여 출력하는 FPGA(field-programmable gate array)로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 어드레스, 데이터, 컨트롤 버스로 구성된 어드레스 확장기법을 통해 상기 콘트롤러와 통신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 BMS 시뮬레이터는 컨버터, 증폭기를 이용하여 가상 소스를 구현함으로써, 시스템 구현 비용이 기존 시스템 대비 약 1/10 정도 감소될 수 있도록 한다.
또한, 기존의 시스템 제어방식인 GPIB나 직렬 인터페이스 방식이 아닌 어드레스 확장 기법을 이용함으로써, 인터페이스 속도를 1/1000 정도 감축시켜 채널당 10 μsec이내, 전체 채널에 대하여 1msec속도를 구현할 수 있도록 한다. 이와 같이 빠른 제어속도는 본 발명의 BMS 시뮬레이션 시스템을 CAN 시스템을 이용하여 시스템의 속도를 모니터링하기 위한 최소 이벤트시간을 10msec이내로 하는 고속의 시스템에 적용될 수 있도록 한다.
또한, 전류제어를 위해 실제 시스템과 같이 션트 저항에 필요한 전류를 실제로 공급하고 측정하는 방식을 적용함으로써, 실질적인 시뮬레이션을 할 수 있도록 하였다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 시뮬레이터를 이용하는 BMS 시뮬레이션 시스템을 도시한 도면이다.
도2은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 시뮬레이션 시스템에 적용되는 어드레스 확장기법을 설명하기 위한 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 시뮬레이터의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 하, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 시뮬레이터를 이용하는 BMS 시뮬레이션 시스템을 도시한 도면이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 BMS 시뮬레이션 시스템은 BMS(100), BMS 시뮬레이터(200), 및 콘트롤러(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
BMS(100)는 전기자동차와 대용량 에너지 저장장치의 핵심부품 중 하나로 여러 셀로 연결된 배터리 팩의 전압과 전류를 조절하고 과전압 및 과전류 방지 등의 기능을 수행한다.
BMS 시뮬레이터(200)는 BMS 성능 시험을 위한 가상 소스 등을 제공하는 역할을 하며, 실제 전기 자동차에 주어진 모든 환경 하에서 원하는 기능을 수행할 수 있다.
특히, 본 발명의 BMS 시뮬레이터(200)는 가상의 전압, 전류, 온도 소스를 제공하는 3가지의 기능을 수행할 수 있도록 설계되었으며, 전압 제어를 위한 셀 전압 소스 기능은 컨트롤러(300)에서 입력된 16비트 데이터 신호를 DC-AC 컨버터(Digital Analog Converter)를 통하여 아날로그 전압 신호로 변경된 뒤, 전압 증폭기를 통하여 증폭되어 컨트롤러에 출력함으로써 구현된다. 셀 전류 소스 기능과 셀 온도 소스 기능은 정밀저항 회로를 통하여 물리량을 전압 값으로 변환하여 출력함으로써 구현되도록 한다.
BMS 시뮬레이터(200)는 고전압의 직렬 전압을 출력하여야 하는 데 이를 보다 빠르고 효율적으로 구현하기 위하여, 도2에 도시된 바와 같이 디지털 절연회로(ISO, Isolator)의 적용과 FPGA를 이용한 컨트롤 로직(FPGA)을 구현하였으며 DC-DC 컨버터를 이용하여 정밀도를 향상시켰다. 그리고 이를 효과적으로 제어하기 위하여 어드레스(ADD), 데이터(DATA), 컨트롤(CTRL) 버스로 구성된 어드레스 확장기법을 적용하였다.
콘트롤러(300)는 BMS 시뮬레이터(200)와 BMS(100)간의 전압, 전류, 온도 등이 제대로 전달 되도록 제어(Control) 및 감시(Monitoring) 역할을 한다. BMS 시뮬레이터(200)과의 통신은 어드레스 확장을 통하여 이루어지며, 셀은 필요에 따라서 수량을 늘리거나 줄일 수 있다. 이를 유연하게 대응하기 위해서 각각의 BMS 시뮬레이터(200)는 다수개의(예를 들어, 5개의) 전압 소스, 전류 소스, 온도 소스를 내장하고 있다. 그리고 백 플레인(Back plane)과 시스템 버스(system bus)를 구성하여, 본 발명의 시스템을 효과적으로 추가할 수 있도록 하고 있다.
이러한 콘트롤러(300)는 FPGA 프로그램, 실시간 타겟(RT, Real-Time Target) 프로그램, 원도우 호스트(Windows Host) 프로그램을 구비할 수 있다.
FPGA 프로그램은 성능 테스트될 셀에 대한 정보를 가지는 어드레스 셋 비트(Address Set bit), 성능 테스트될 셀에 인가될 가상 소스 제어값에 대한 정보를 가지는 데이터 셋 비트(Data Set bit), 리드, 라이트, 또는 초기화 동작을 명령하기 위한 제어 비트(Control bit) 등을 제어 할 수 있도록 개발하였으며 모든 알고리즘은 함수로서 사용할 수 있도록 구조화 하였다.
원도우 호스트(Windows Host) 프로그램은 사전에 정의 및 등록된 시뮬레이션 시나리오를 파일로부터 읽어올 수 있는 함수를 구비하고, 구비된 함수는 읽어온 시뮬레이션 시나리오에 맞춰 시뮬레이션을 진행할 수 있는 자동 모드와 사용자가 직접 원하는 셀의 전압을 컨트롤할 수 있는 수동 모드를 구비하여 양산 모드뿐만 아니라 정밀 시뮬레이션 시에도 사용할 수 있도록 기능을 다양화한다.
또한, 데이터 입출력 동작을 지원하는 GUI(Graphic User Interface)를 제공하여, 이를 통해 사용자가 시뮬레이션 동작 요청하거나 다양한 제어 파라메터를 선택 및 조정하고, 시뮬레이션 동작 결과를 사용자에게 시청각적으로 표시하도록 한다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 시뮬레이터의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도3을 참고하면, 본 발명의 BMS 시뮬레이터(200)는 PCB 보드 형태로 구현되며, 제어부(210), 전압 시뮬레이션부(220), 전류 시뮬레이션부(230), 및 온도 시뮬레이션부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(210)는 PCB 보드에 장착된 FPGA 칩 형태로 구현되며, 콘트롤러(300)로부터 제공되는 제어 신호(특히, 데이터)에 따라 전압 시뮬레이션부(220), 전류 시뮬레이션부(230), 및 온도 시뮬레이션부(240)를 제어한다. 즉, 콘트롤러(300)의 제어값을 상기 전압 시뮬레이션부, 전류 시뮬레이션부, 및 온도 시뮬레이션부가 인식할 수 있는 신호 형태로 변환하여 출력한다.
전압 시뮬레이션부(220)는 DC-AC 컨버터(Digital to Analog Converter, 221)를 통해 제어부(210)로부터 출력되는 디지털 전압을 아날로그 전압으로 변환한 후, 증폭기(222)를 통해 증폭하여 BMS(100)로 출력한다. 이러한 전압 시뮬레이션부(220)는 중첩되어 최대 400V까지 전압 출력이 가능하도록 설계되었으며, 표1과 같은 스펙(specification)을 가질 수 있다.
전압 범위 0~5V Programmable
전류 범위 0~200mA
셀 개수 40개
전압 범위 총합 0~200V
더하여, 전압 시뮬레이션부(220)는 앞서 설명한 바와 같이 ISO(251)를 사용하여 보드 레벨에서 전압간섭으로부터 차단하였으며, DC-DC 컨버터(261)를 이용하여 제어 정밀도를 높혀준다.
전류 시뮬레이션부(230)에서 셀에 흐르는 전류는 내부에 장착된 션트(Shunt) 저항을 통하여 흐르게 되고 션트 저항에 흐르는 전류는 전압을 발생하게 된다. 이에 전류 시뮬레이션부(230)는 DC-AC 컨버터(231)에서 발생된 전압을 V-I 컨버터(232)를 통하여 센싱(Sensing) 저항에 전류를 흐르게 함으로서 BMS(100)에서 전류를 흐르게 한다. 전압 시뮬레이션부(220) 또한 ISO(252)를 통해 보드를 보호하고 간섭을 최소화하고, DC-DC 컨버터(262)를 통해 제어 정밀도를 높혀준다.
표2는 본 발명의 전류 시뮬레이션부의 스펙 예를 나타낸다.
션트 저항 50mV/200mA ( 0.25ohm)
전류 증폭율 x 100 (OPTIONAL)
전류 범위 0 - 5V (200mA)
온도 시뮬레이션부(240)에서 셀에 발생되는 온도는 서미스터가 내장되어 서미스터의 저항변화에 의해서 BMS(100)의 온도변화를 모니터링 한다. 이에 온도 시뮬레이션부(240)는 온도 감지를 위한 가변 저항을 구비하고, 가변 저항(예를 들어, 0-100KΩ 저항)을 가상으로 변환함으로써, BMS(100)의 온도를 가상으로 시뮬레이션 할 수 있도록 한다. 이때, 서미스터는 저항에 분압저항으로 온도를 나타낸다.
온도 시뮬레이션부(240)의 출력 전압은 레퍼런스(Reference) 저항과 가변저항(즉, 서미스터 시뮬레이션 저항)의 비율로서 결정되고, 측정된 전압을 기준으로 온도로 환산하여 반응하도록 한다. 이는 제어부(210)로부터 출력되는 디지털 전압을 아날로그 전압으로 변환하는 DC-AC 컨버터(241), DC-AC 컨버터(241)의 출력 전압을 가변 저항과 기준 저항을 통해 전압 분배하여 출력하는(즉, 온도 변화에 대응되는 전압 변화를 발생하는 V-R 컨버터(242)를 포함하여 구성된다. 물론, 온도 시뮬레이션부(240)의 앞단에도 ISO(253)와 DC-DC 컨버터(263)가 구비되어, 보드 레벨에서 전압간섭으로부터 차단하고 제어 정밀도가 높아질 수 있도록 한다.
표3은 본 발명의 온도 시뮬레이션부의 스펙 예를 나타낸다.
가변 저항 0 - 100K
해상도 10 bit
이와 같이 구성되는 BMS 시뮬레이터는 하나의 PCB로 집적화되고, 다수개의 (예를 들어, 5개)의 셀을 시뮬레이션 할 수 있도록 구현될 수 있다. 또한 다수개의 보드가 직렬로 연결되도록 한다. 이때, 직렬 연결 가능한 보드의 수는 최대 시뮬레이션 전압에 따라 조절될 수 있을 것이다.
또한, 본 발명에서는 전압 시뮬레이션부(220), 전류 시뮬레이션부(230), 및 온도 시뮬레이션부(240) 각각의 최종 출력단에 전류 제한 회로(미도시)를 추가함으로써, 외부로드(즉, 외란)로부터 해당 회로를 보호할 수 있도록 한다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 도면으로, 이하에서는 설명의 편이를 위해 BMS 시뮬레이션의 출력 전압을 제어하는 경우에 한해 설명하기로 한다.
만약, 사용자가 콘트롤러(300)의 GUI를 통해 BMS 시뮬레이션 동작을 요청하면(S1), 콘트롤러(300)는 먼저 BMS 시뮬레이션의 동작 모드를 확인한다(S2).
S2의 확인 결과, BMS 시뮬레이션의 동작 모드가 자동 모드이면, 사전에 등록된 BMS 시뮬레이션 시나리오를 불러와(S3), 이에 따라 BMS 시뮬레이터(200)의 출력 전압을 제어한다(S4). 예를 들어, 각 셀의 출력 정밀도를 확인하기 위해, BMS 시뮬레이션에 연결된 다수개 셀을 순차적으로 선택하고, 선택된 셀에 5V, 4.5V, 4V, 3.5V, 3V, 2.5V, 2V, 1.5V, 1V, 0.5V 순으로 전압을 인가하는 방식으로 BMS 시뮬레이터(200)의 출력 전압을 제어할 수 있다.
그리고 BMS 시뮬레이터(200)의 출력 전압 각각에 응답하여 BMS(100)가 출력하는 전압을 측정한 후(S5), 콘트롤러(300)의 GUI를 통해 시청각적으로 표시해준다(S9). 다만, 본 발명의 콘트롤러(300)는 BMS(100)의 출력 전압을 단순 표시하거나, 입력 전압과 출력 전압을 비교하여 오차 정도를 산출하여 표시하는 등의 다양한 통보 방법을 가질 수 있을 것이다. 또한, 오차 정도를 보정하기 위한 제어값을 산출하고, 이를 기준으로 BMS 시뮬레이터(200)를 다시 제어하는 등의 후속 작업을 추가적으로 수행할 수도 있을 것이다.
한편, S2의 확인 결과, BMS 시뮬레이션의 동작 모드가 수동 모드이면, 콘트롤러(300)는 사용자가 GUI를 통해 BMS 시뮬레이터 제어값을 입력할 수 있도록 한다. 이에 사용자가 BMS 시뮬레이터 제어값을 수동 입력하면(S6), 이에 응답하여 BMS 시뮬레이터(200)의 출력 전압을 제어한 후(S7), BMS(100)가 출력하는 전압을 실시간 측정하여(S8), 콘트롤러(300)의 GUI를 통해 시청각적으로 표시해준다(S9). 이때, 콘트롤러(300)와 BMS(100)은 기존의 자동차 통신 방식인 CAN (Controller Area Network)으로 연결 및 통신할 수 있도록 한다.
더하여, BMS 시뮬레이션 시스템은 이와 동일한 방식으로 BMS 시뮬레이터(200)를 통해 각각의 셀에 입력되는 출력 전류 및 저항을 가변하면서, BMS(100)의 성능을 테스트할 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 콘트롤러의 제어값을 전압 시뮬레이션부, 전류 시뮬레이션부, 및 온도 시뮬레이션부가 인식할 수 있는 신호 형태로 변환하여 출력하는 제어부;
    상기 제어부의 제어하에 BMS(Battery Management System) 성능 테스트를 위한 전압을 제공하는 전압 시뮬레이션부;
    상기 제어부의 제어하에 BMS 성능 테스트를 위한 전류를 제공하는 전류 시뮬레이션부; 및
    상기 제어부의 제어하에 BMS 성능 테스트를 위한 온도를 제공하는 온도 시뮬레이션부를 포함하며,
    상기 전압 시뮬레이션부는 상기 제어부의 출력 전압을 디지털-아날로그 변환하는 DC-AC 컨버터; 및 상기 DC-AC 컨버터의 출력 전압을 증폭하는 상기 BMS에 제공하는 증폭기를 포함하고,
    상기 전류 시뮬레이션부는 상기 제어부의 출력 전압을 디지털-아날로그 변환하는 DC-AC 컨버터; 및 상기 DC-AC 컨버터의 출력 전압을 전압-전류 변환하여, 센싱 저항에 전류를 흐르게 함으로서 상기 BMS에서 전류를 흐르게 하는 전압을 V-I 컨버터를 포함하고,
    상기 온도 시뮬레이션부는 상기 제어부의 출력 전압을 디지털-아날로그 변환하는 DC-AC 컨버터; 및 상기 BMS의 온도에 따라 저항 값이 가변되는 가변 저항과, 기 설정된 저항값을 유지하는 기준 저항 구비하고, 상기 가변 저항과 기준 전압을 통해 상기 제어부의 출력 전압을 분압하여 출력하는 V-R 컨버터를 포함하며,
    상기 제어부는 어드레스, 데이터, 컨트롤 버스로 구성된 어드레스 확장기법을 통해 상기 콘트롤러와 통신하는 것을 특징으로 하는 BMS 시뮬레이터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 전압 시뮬레이션부, 전류 시뮬레이션부, 및 온도 시뮬레이션부 각각은
    전압 간섭을 보드 레벨에서 차단하기 위한 절연 회로와, 제어 정밀도를 향상하기 위한 DC-DC 컨버터 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BMS 시뮬레이터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전압 시뮬레이션부, 전류 시뮬레이션부, 및 온도 시뮬레이션부 각각은
    회로 보호 동작을 수행하는 전류 제한 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BMS 시뮬레이터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 콘트롤러의 제어값을 상기 전압 시뮬레이션부, 전류 시뮬레이션부, 및 온도 시뮬레이션부가 인식할 수 있는 신호 형태로 변환하여 출력하는 FPGA(field-programmable gate array)로 구현되는 것을 특징으로 하는 BMS 시뮬레이터.
  8. 삭제
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