KR102005244B1 - Battery management system and method for operating thereof - Google Patents

Battery management system and method for operating thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102005244B1
KR102005244B1 KR1020170099747A KR20170099747A KR102005244B1 KR 102005244 B1 KR102005244 B1 KR 102005244B1 KR 1020170099747 A KR1020170099747 A KR 1020170099747A KR 20170099747 A KR20170099747 A KR 20170099747A KR 102005244 B1 KR102005244 B1 KR 102005244B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
mcu
battery cell
cell information
bus
Prior art date
Application number
KR1020170099747A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190015925A (en
Inventor
송민수
길정환
Original Assignee
(주)캠시스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)캠시스 filed Critical (주)캠시스
Priority to KR1020170099747A priority Critical patent/KR102005244B1/en
Publication of KR20190015925A publication Critical patent/KR20190015925A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102005244B1 publication Critical patent/KR102005244B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0084—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to control modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

배터리 관리 시스템 및 이의 동작 방법이 개시된다. 배터리 관리 시스템은, 제1 배터리셀의 전압 정보 및 온도 정보를 측정하여 제1 배터리셀 정보를 생성하는 제1 측정회로 및 상기 제1 측정회로로부터 상기 제1 배터리셀 정보를 전달받아 상기 제1 배터리셀의 관리 기능을 수행하는 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit)을 포함하는 복수의 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리셀의 전압 정보 및 온도 정보를 측정하여 제2 배터리셀 정보를 생성하는 제2 측정회로 및 제2 측정회로로부터 제2 배터리셀 정보를 전달받아 제2 배터리셀의 관리 기능을 수행하는 저성능 마이크로 컨트롤러 유닛을 포함하는 복수의 제2 배터리 모듈을 포함한다.A battery management system and method of operation thereof are disclosed. The battery management system includes a first measurement circuit for measuring voltage information and temperature information of a first battery cell to generate first battery cell information and a second measurement circuit for receiving the first battery cell information from the first measurement circuit, A plurality of first battery modules including a high-performance microcontroller unit (MCU) for performing a cell management function, and a second battery cell module for measuring voltage information and temperature information of the second battery cell to generate second battery cell information And a low-performance microcontroller unit that receives the second battery cell information from the second measurement circuit and the second measurement circuit and performs a management function of the second battery cell.

Figure R1020170099747
Figure R1020170099747

Description

배터리 관리 시스템 및 이의 동작 방법{Battery management system and method for operating thereof}[0001] The present invention relates to a battery management system and method for operating the same,

본 발명은 배터리 관리 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery management system and a method of operating the same.

가솔린이나 경유를 연료로 사용하는 자동차는 대기를 오염시키는 공해를 발생하여 환경에 심각한 영향을 주고 있다. 그래서, 최근에는 공해 발생을 줄이기 위하여, 전기 자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력이 기울여지고 있다. 이에 따라, 최근에는 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있다. 전기 자동차 등과 같이 모터 구동을 위한 대전력을 필요로 하는 기기에 사용될 수 있도록, 복수개의 고출력 이차 전지가 직렬로 연결되어 대용량의 이차 전지가 구성된다.Cars using gasoline or diesel fuel are polluting the atmosphere and causing serious environmental impacts. Therefore, in recent years, much efforts have been made to develop an electric vehicle or a hybrid vehicle in order to reduce pollution. Accordingly, a high output secondary battery using a non-aqueous electrolyte having a high energy density has been developed. BACKGROUND ART A plurality of high-output secondary batteries are connected in series to constitute a large-capacity secondary battery so that they can be used in devices requiring large power for driving a motor such as electric vehicles.

이와 같이, 하나의 대용량 이차 전지(이하, 배터리팩이라 함)는 통상 직렬로 연결되는 복수개의 이차 전지로 이루어진다. 하이브리드 자동차용 배터리팩의 경우, 수 개에서 많게는 수십 개의 이차 전지가 충전과 방전을 번갈아 가면서 수행하게 됨에 따라 이러한 충방전을 제어하여 배터리가 적정한 동작 상태로 유지되도록 관리할 필요성이 있다.As described above, one large-capacity secondary battery (hereinafter referred to as a battery pack) is usually composed of a plurality of secondary batteries connected in series. In the case of a battery pack for a hybrid vehicle, several to many dozens of secondary batteries are alternately charged and discharged, so that it is necessary to control the charging and discharging to maintain the battery in an appropriate operating state.

이를 위하여, 배터리에 대한 전반적인 상태를 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)이 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차에 구비된다. 배터리 관리 시스템은 배터리의 전압, 전류, 온도 등을 검출하여 연산을 통해 충전 상태(SOC)를 추정하고, 차량의 전기 소비 효율이 가장 좋아지도록 충전 상태를 제어한다.To this end, a battery management system (BMS) for managing the overall state of the battery is provided in a hybrid vehicle or an electric vehicle. The battery management system detects the voltage, current, and temperature of the battery, estimates the state of charge (SOC) through calculation, and controls the state of charge so that the electric consumption efficiency of the vehicle becomes the best.

종래의 배터리 관리 시스템에는 배터리팩 전체를 관장하는 메인 MCU(Micro Controller Unit)가 있고, 배터리팩을 구성하는 각각의 배터리 모듈에는 슬레이브 MCU가 있다. 그래서, 각 슬레이브 MCU는 해당 배터리 모듈의 배터리셀 정보를 수집 및 추정하여 CAN 네트워크를 통해 제공하도록 동작하였다. 또는, 메인 MCU가 직접 각 배터리 모듈의 배터리셀 정보를 수집 및 추정하였다.In the conventional battery management system, there is a main MCU (Micro Controller Unit) for managing the entire battery pack, and each battery module constituting the battery pack has a slave MCU. Thus, each slave MCU operates to collect and estimate the battery cell information of the corresponding battery module and provide it through the CAN network. Alternatively, the main MCU directly collects and estimates battery cell information of each battery module.

이러한 종래의 배터리 관리 시스템은, 메인 MCU 또는 각 배터리 모듈에 내장된 슬레이브 MCU들 중 어떤 MCU가 그 기능을 상실 했을 때, 해당 배터리 모듈의 배터리셀 정보를 수집 및 추정할 수 없기 때문에, 차량에 안전적인 문제를 일으킬 가능성이 존재한다.Such a conventional battery management system can not collect and estimate battery cell information of the corresponding battery module when any MCU of the main MCU or the slave MCU built in each battery module loses its function, There is a possibility to cause problems.

본 발명은 종래의 배터리 관리 시스템에서의 메인 MCU없이, 각 배터리 모듈의 MCU들 중 미리 선정된 복수의 MCU가 메인 MCU 기능을 수행하거나 고장난 MCU의 기능을 대신하여 수행하는 배터리 관리 시스템 및 이의 동작 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a battery management system in which a plurality of pre-selected MCUs of MCUs of each battery module performs a main MCU function or performs a function of a failed MCU in place of a main MCU in a conventional battery management system, .

본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 관리 시스템이 개시된다.According to an aspect of the invention, a battery management system is disclosed.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은, 제1 배터리셀의 전압 정보 및 온도 정보를 측정하여 제1 배터리셀 정보를 생성하는 제1 측정회로 및 상기 제1 측정회로로부터 상기 제1 배터리셀 정보를 전달받아 상기 제1 배터리셀의 관리 기능을 수행하는 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit)을 포함하는 복수의 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리셀의 전압 정보 및 온도 정보를 측정하여 제2 배터리셀 정보를 생성하는 제2 측정회로 및 상기 제2 측정회로로부터 상기 제2 배터리셀 정보를 전달받아 상기 제2 배터리셀의 관리 기능을 수행하는 저성능 마이크로 컨트롤러 유닛을 포함하는 복수의 제2 배터리 모듈을 포함하되, 상기 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛 및 상기 저성능 마이크로 컨트롤러 유닛은 CAN(Controller Area Network) 버스로 연결되고, 상기 제1 측정회로 및 상기 제2 측정회로는 SPI(Serial Peripheral Interface) 버스로 연결되고, 상기 복수의 제1 배터리 모듈 중 적어도 하나의 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛은, 상기 CAN 버스 또는 상기 SPI 버스를 이용하여 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛을 발견하는 경우, 상기 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛을 대신하여 배터리 관리 기능을 수행한다.A battery management system according to an embodiment of the present invention includes a first measurement circuit for generating first battery cell information by measuring voltage information and temperature information of a first battery cell and a second measurement circuit for generating first battery cell information from the first measurement circuit, And a micro controller unit (MCU) that performs a management function of the first battery cell, and measures voltage information and temperature information of the first battery module and the second battery cell, A second measurement circuit for generating battery cell information and a low performance microcontroller unit for receiving the second battery cell information from the second measurement circuit and performing a management function of the second battery cell, Wherein the high performance microcontroller unit and the low performance microcontroller unit are connected by a CAN (Controller Area Network) bus, Wherein the first measurement circuit and the second measurement circuit are connected by an SPI (Serial Peripheral Interface) bus, and at least one high performance microcontroller unit of the plurality of first battery modules uses the CAN bus or the SPI bus When a malfunctioning microcontroller unit is found, a battery management function is performed on behalf of the malfunctioning microcontroller unit.

상기 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛 및 상기 저성능 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 CAN 버스를 통해 상기 제1 배터리셀 정보 및 상기 제2 배터리셀 정보를 서로 주고받는다.The high performance microcontroller unit and the low performance microcontroller unit exchange the first battery cell information and the second battery cell information via the CAN bus.

상기 적어도 하나의 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛은, 상기 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 CAN 통신 에러 메시지를 수신하는 경우, 상기 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛을 감지한다.The at least one high performance microcontroller unit senses the failed microcontroller unit when receiving a CAN communication error message from the failed microcontroller unit.

상기 제1 측정회로 및 상기 제2 측정회로는 상기 SPI 버스를 통해 상기 제1 배터리셀 정보 및 상기 제2 배터리셀 정보를 서로 주고받고, 상기 제1 측정회로는 상기 제2 배터리셀 정보를 상기 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛으로 전달하고, 상기 제2 측정회로는 상기 제1 배터리셀 정보를 상기 저성능 마이크로 컨트롤러 유닛으로 전달한다.Wherein the first measurement circuit and the second measurement circuit communicate the first battery cell information and the second battery cell information via the SPI bus and the first measurement circuit transmits the second battery cell information to the high performance To the microcontroller unit, and the second measurement circuit forwards the first battery cell information to the low performance microcontroller unit.

상기 적어도 하나의 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛은, 상기 CAN 버스를 통해 획득되는 다른 마이크로 컨트롤러 유닛이 전송한 배터리셀 정보와 상기 SPI 버스를 통해 획득되는 다른 측정회로가 전송한 배터리셀 정보를 비교하여 일치하지 않는 경우, 상기 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛을 감지한다.Wherein the at least one high performance microcontroller unit compares battery cell information transmitted by another microcontroller unit acquired through the CAN bus with battery cell information transmitted by another measurement circuit obtained through the SPI bus, , It detects the failed microcontroller unit.

상기 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛 및 상기 저성능 마이크로 컨트롤러 유닛은 미리 설정된 성능 기준으로 구분된다.The high performance microcontroller unit and the low performance microcontroller unit are distinguished by predetermined performance criteria.

상기 SPI 버스는 데이지 체인(daisy chain) 방식이다.The SPI bus is daisy chain.

상기 측정회로는 밸런싱 회로를 포함하되, 상기 밸런싱 회로는 배터리셀에 대하여 전압 및 온도를 제어하여 배터리셀 밸런싱을 수행한다.The measuring circuit includes a balancing circuit, wherein the balancing circuit controls voltage and temperature for the battery cell to perform battery cell balancing.

상기 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛 및 상기 저성능 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 CAN 버스를 통해 배터리셀 정보를 전송함으로써, 배터리셀 정보를 상기 CAN 버스에 연결된 외부 장치로 제공한다.The high performance microcontroller unit and the low performance microcontroller unit transmit battery cell information via the CAN bus, thereby providing battery cell information to an external device connected to the CAN bus.

상기 CAN 버스는, 상기 복수의 제1 배터리 모듈 및 상기 복수의 제2 배터리 모듈을 연결하는 내부 CAN 버스 및 상기 복수의 제1 배터리 모듈 및 상기 외부 장치와 연결되는 외부 CAN 버스를 포함한다.The CAN bus includes an internal CAN bus connecting the plurality of first battery modules and the plurality of second battery modules, and an external CAN bus connected to the plurality of first battery modules and the external device.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 측정회로 및 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit)을 포함하는 복수의 제1 배터리 모듈 및 제2 측정회로 및 저성능 마이크로 컨트롤러 유닛을 포함하는 복수의 제2 배터리 모듈을 포함하며, 상기 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛 및 상기 저성능 마이크로 컨트롤러 유닛이 CAN(Controller Area Network) 버스로 연결되고, 상기 제1 측정회로 및 상기 제2 측정회로가 SPI(Serial Peripheral Interface) 버스로 연결되는 배터리 관리 시스템의 동작 방법이 개시된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a microcontroller comprising a plurality of first battery modules including a first measurement circuit and a high performance microcontroller unit (MCU) 2 battery module, wherein the high performance microcontroller unit and the low performance microcontroller unit are connected by a CAN (Controller Area Network) bus, and the first measurement circuit and the second measurement circuit are connected to a serial peripheral interface bus (SPI) A method of operating a battery management system is disclosed.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 동작 방법은, 상기 제1 측정회로가 제1 배터리셀의 전압 정보 및 온도 정보를 측정하여 제1 배터리셀 정보를 생성하고, 상기 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛 이 상기 제1 측정회로로부터 상기 제1 배터리셀 정보를 전달받아 상기 제1 배터리셀의 관리 기능을 수행하는 단계, 상기 제2 측정회로가 제2 배터리셀의 전압 정보 및 온도 정보를 측정하여 제2 배터리셀 정보를 생성하고, 상기 저성능 마이크로 컨트롤러 유닛 이 상기 제2 측정회로로부터 상기 제2 배터리셀 정보를 전달받아 상기 제2 배터리셀의 관리 기능을 수행하는 단계, 상기 복수의 제1 배터리 모듈 중 적어도 하나의 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛이, 상기 CAN 버스 또는 상기 SPI 버스를 이용하여 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛을 발견하는 단계 및 상기 적어도 하나의 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛이 상기 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛을 발견함에 따라 상기 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛을 대신하여 배터리 관리 기능을 수행하는 단계를 포함한다.The method of operating a battery management system according to an embodiment of the present invention is characterized in that the first measurement circuit measures voltage information and temperature information of a first battery cell to generate first battery cell information, The first measurement circuit receiving the first battery cell information from the first measurement circuit and performing a management function of the first battery cell, the second measurement circuit measuring voltage information and temperature information of the second battery cell, Wherein the low-performance microcontroller unit receives the second battery cell information from the second measurement circuit and performs a management function of the second battery cell, wherein at least one of the plurality of first battery modules Of the high performance microcontroller unit detects the failed microcontroller unit using the CAN bus or the SPI bus As it discovers the at least one high-performance micro-controller, a microcontroller unit the faulty unit is a step of performing a battery management functions on behalf of the failed microcontroller unit.

상기 제1 배터리셀의 관리 기능을 수행하는 단계 및 상기 제2 배터리셀의 관리 기능을 수행하는 단계는, 상기 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛 및 상기 저성능 마이크로 컨트롤러 유닛이 상기 CAN 버스를 통해 상기 제1 배터리셀 정보 및 상기 제2 배터리셀 정보를 서로 주고받는 단계를 포함한다.Performing the management function of the first battery cell and performing the management function of the second battery cell may be performed by the high performance microcontroller unit and the low performance microcontroller unit via the CAN bus, Information and the second battery cell information to each other.

상기 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛을 발견하는 단계는, 상기 적어도 하나의 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛이, 상기 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 CAN 통신 에러 메시지를 수신하는 경우, 상기 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛을 감지한다.The step of finding the failed microcontroller unit detects the failed microcontroller unit when the at least one high performance microcontroller unit receives a CAN communication error message from the failed microcontroller unit.

상기 제1 배터리셀의 관리 기능을 수행하는 단계 및 상기 제2 배터리셀의 관리 기능을 수행하는 단계는, 상기 제1 측정회로 및 상기 제2 측정회로가 상기 SPI 버스를 통해 상기 제1 배터리셀 정보 및 상기 제2 배터리셀 정보를 서로 주고받는 단계, 상기 제1 측정회로가 상기 제2 배터리셀 정보를 상기 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛으로 전달하는 단계 및 상기 제2 측정회로가 상기 제1 배터리셀 정보를 상기 저성능 마이크로 컨트롤러 유닛으로 전달하는 단계를 포함한다.Performing the management function of the first battery cell and performing the management function of the second battery cell may be performed by the first measurement circuit and the second measurement circuit via the SPI bus, And transmitting the first battery cell information to the high performance microcontroller unit, and the second measurement circuit transmitting the first battery cell information to the high performance microcontroller unit, To a low performance microcontroller unit.

상기 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛을 발견하는 단계는, 상기 적어도 하나의 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛이, 상기 CAN 버스를 통해 획득되는 다른 마이크로 컨트롤러 유닛이 전송한 배터리셀 정보와 상기 SPI 버스를 통해 획득되는 다른 측정회로가 전송한 배터리셀 정보를 비교하여 일치하지 않는 경우, 상기 고장난 마이크로 컨트롤러 유닛을 감지한다.The step of discovering the failed microcontroller unit may include detecting that the at least one high performance microcontroller unit has battery cell information transmitted by another microcontroller unit obtained via the CAN bus and another measurement circuit obtained via the SPI bus The transmitted battery cell information is compared with each other, and if it does not match, the failed microcontroller unit is detected.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템 및 이의 동작 방법은, 종래의 배터리 관리 시스템에서의 메인 MCU없이, 각 배터리 모듈의 MCU들 중 미리 선정된 복수의 MCU가 메인 MCU 기능을 수행하거나 고장난 MCU의 기능을 대신하여 수행할 수 있다.The battery management system and the method of operating the same according to the embodiment of the present invention are characterized in that without a main MCU in a conventional battery management system, a plurality of pre-selected MCUs of MCUs of each battery module perform a main MCU function, Function can be performed instead.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템이 적용된 배터리팩의 구조를 예시하여 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 각 배터리 모듈의 동작 방법을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 동작 방법을 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a configuration of a battery management system according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a diagram illustrating the structure of a battery pack to which a battery management system according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is a diagram illustrating an operation method of each battery module of the battery management system according to the embodiment of the present invention.
4 illustrates a method of operating a battery management system according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprising ", or" comprising ", etc. should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps. Also, the terms "part," " module, "and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .

이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템이 적용된 배터리팩의 구조를 예시하여 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 각 배터리 모듈의 동작 방법을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 동작 방법을 나타낸 도면이다. 이하, 도 1을 중심으로 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템에 대하여 설명하되, 도 2 내지 도 4를 참조하기로 한다.2 is a view illustrating the structure of a battery pack to which a battery management system according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 3 is a view illustrating a structure of a battery management system according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of operating a battery management system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. Hereinafter, a battery management system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, with reference to FIGS. 2 to 4. FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은 제1 배터리 모듈(10), 제2 배터리 모듈(20), 제3 배터리 모듈(30), 제4 배터리 모듈(40), CAN(Controller Area Network) 버스(50) 및 SPI(Serial Peripheral Interface) 버스(60)를 포함한다.1, a battery management system according to an embodiment of the present invention includes a first battery module 10, a second battery module 20, a third battery module 30, a fourth battery module 40, a CAN (Controller Area Network) bus 50 and an SPI (Serial Peripheral Interface) bus 60.

여기서, 제1 배터리 모듈(10)은 제1 CAN 트랜시버(11), 제1 고성능 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit, 이하 MCU라 함)(12), 제1 측정회로(13) 및 제1 배터리셀(15)을 포함한다.Here, the first battery module 10 includes a first CAN transceiver 11, a first high performance microcontroller unit (MCU) 12, a first measurement circuit 13, And a battery cell (15).

그리고, 제2 배터리 모듈(20)은 제2 CAN 트랜시버(21), 제2 고성능 MCU(22), 제2 측정회로(23) 및 제2 배터리셀(25)을 포함한다.The second battery module 20 includes a second CAN transceiver 21, a second high performance MCU 22, a second measurement circuit 23 and a second battery cell 25.

그리고, 제3 배터리 모듈(30)은 제3 CAN 트랜시버(31), 제1 저성능 MCU(32), 제3 측정회로(33) 및 제3 배터리셀(35)을 포함한다.The third battery module 30 includes a third CAN transceiver 31, a first low performance MCU 32, a third measurement circuit 33 and a third battery cell 35.

그리고, 제4 배터리 모듈(40)은 제4 CAN 트랜시버(41), 제2 저성능 MCU(42), 제4 측정회로(43) 및 제4 배터리셀(45)을 포함한다.The fourth battery module 40 includes a fourth CAN transceiver 41, a second low performance MCU 42, a fourth measurement circuit 43 and a fourth battery cell 45.

고성능 MCU(12, 22) 및 저성능 MCU(32, 42)는 미리 설정된 성능 기준으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 고성능 MCU(12, 22)는 멀티코어를 가지거나 클럭 주파수가 높은 MCU일 수 있다.The high performance MCUs 12 and 22 and the low performance MCUs 32 and 42 can be distinguished by preset performance criteria. For example, the high performance MCUs 12 and 22 can be multicore or MCUs with a high clock frequency.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리팩은 10개의 배터리 모듈로 구성될 수 있으며, 메인 배터리 관리 시스템을 포함하지 않는다. 그리고, 각 배터리 모듈은 내부 CAN 버스로 연결되며, 선정된 1번 및 6번 배터리 모듈은 외부 CAN 버스로 연결되고, 고사양의 MCU가 포함될 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, the battery pack may be composed of ten battery modules, and does not include a main battery management system. Each battery module is connected to the internal CAN bus. Selected battery modules 1 and 6 are connected to an external CAN bus, and high-end MCUs can be included.

제1 배터리 모듈(10), 제2 배터리 모듈(20), 제3 배터리 모듈(30) 및 제4 배터리 모듈(40)은 각각 제1 CAN 트랜시버(11), 제2 CAN 트랜시버(21), 제3 CAN 트랜시버(31) 및 제4 CAN 트랜시버(41)를 통해 CAN 버스(50)에 연결되며, CAN 버스(50)를 통해 서로 CAN 통신을 수행하고, CAN 버스(50)에 연결된 외부 장치와 CAN 통신을 수행한다.The first battery module 10, the second battery module 20, the third battery module 30 and the fourth battery module 40 are connected to the first CAN transceiver 11, the second CAN transceiver 21, 3 CAN transceiver 31 and a fourth CAN transceiver 41 and performs CAN communication with each other via the CAN bus 50 and is connected to an external device connected to the CAN bus 50 and CAN And performs communication.

즉, 각 배터리 모듈(10, 20, 30, 40)의 제1 고성능 MCU(12), 제2 고성능 MCU(22), 제1 저성능 MCU(32) 및 제2 저성능 MCU(42)는 각각 제1 CAN 트랜시버(11), 제2 CAN 트랜시버(21), 제3 CAN 트랜시버(31) 및 제4 CAN 트랜시버(41)를 통해 CAN 버스(50)에 연결되며, CAN 버스(50)를 통해 서로 및 외부 장치와 CAN 통신을 수행할 수 있다.That is, the first high performance MCU 12, the second high performance MCU 22, the first low performance MCU 32, and the second low performance MCU 42 of each battery module 10, 20, 30, Is connected to the CAN bus 50 via a first CAN transceiver 11, a second CAN transceiver 21, a third CAN transceiver 31 and a fourth CAN transceiver 41, And CAN communication with an external device.

제1 측정회로(13), 제2 측정회로(23), 제3 측정회로(33) 및 제4 측정회로(43)는 데이지 체인(daisy chain) 방식의 SPI(Serial Peripheral Interface) 버스(60)에 연결된다. 이때, 측정회로(13, 23, 33, 43)들은 서로 마스터와 슬레이브의 관계로 연결될 수 있다.The first measurement circuit 13, the second measurement circuit 23, the third measurement circuit 33 and the fourth measurement circuit 43 are connected to a SPI (Serial Peripheral Interface) bus 60 of daisy chain type, Lt; / RTI > At this time, the measuring circuits 13, 23, 33, and 43 may be connected to each other in a master-slave relationship.

제1 배터리셀(15), 제2 배터리셀(25), 제3 배터리셀(35) 및 제4 배터리셀(45)은 직렬로 연결될 수 있다.The first battery cell 15, the second battery cell 25, the third battery cell 35 and the fourth battery cell 45 may be connected in series.

각 측정회로(13, 23, 33, 43)는 각각 제1 배터리셀(15), 제2 배터리셀(25), 제3 배터리셀(35) 및 제4 배터리셀(45)의 전압 정보 및 온도 정보를 측정한다. 측정된 각 배터리셀(15, 25, 35, 45)의 전압 정보 및 온도 정보를 포함하는 배터리셀 정보는 SPI 통신을 통해 각 MCU(12, 22, 32, 42)로 전달될 수 있다. 이때, 각 측정회로(13, 23, 33, 43)는 SPI 버스(60)를 통해 서로 배터리셀 정보를 주고 받을 수 있으며, 다른 측정회로에서 생성된 배터리셀 정보가 각 측정회로(13, 23, 33, 43)를 통해 각 MCU(12, 22, 32, 42)로 전달될 수 있다.The measuring circuits 13, 23, 33 and 43 measure the voltage information of the first battery cell 15, the second battery cell 25, the third battery cell 35 and the fourth battery cell 45, Measure information. Battery cell information including voltage information and temperature information of each of the measured battery cells 15, 25, 35, and 45 can be transmitted to each MCU 12, 22, 32, and 42 through SPI communication. At this time, each of the measurement circuits 13, 23, 33, and 43 can exchange battery cell information with each other via the SPI bus 60. Battery cell information generated by the other measurement circuit is supplied to each measurement circuit 13, 23, 33, and 43 to the MCUs 12, 22, 32, and 42, respectively.

또한, 각 측정회로(13, 23, 33, 43)는 밸런싱 회로를 포함하여, 각 배터리셀(15, 25, 35, 45)에 대하여 전압 및 온도를 제어하여 배터리셀 밸런싱을 수행한다.Each of the measurement circuits 13, 23, 33, and 43 includes a balancing circuit to control voltage and temperature for each battery cell 15, 25, 35, and 45 to perform battery cell balancing.

각 MCU(12, 22, 32, 42)는 각 배터리셀(15, 25, 35, 45)에 대하여 배터리 관리 기능을 수행한다. 예를 들어, 배터리 관리 기능은 충전 상태(SOC: State Of Charge) 및 성능 상태(SOH: State Of Health) 추정 기능, 전력 추정 기능, 배터리셀 밸런싱 기능, 진단 기능, 배터리팩 온도 관리 기능, 안전 기능, 로깅 기능, 통신 기능을 포함할 수 있다.Each of the MCUs 12, 22, 32 and 42 performs a battery management function for each of the battery cells 15, 25, 35 and 45. For example, the battery management function includes a state of charge (SOC) and a state of health (SOH) estimation function, a power estimation function, a battery cell balancing function, a diagnosis function, a battery pack temperature management function, , A logging function, and a communication function.

즉, 각 MCU(12, 22, 32, 42)는 각 측정회로(13, 23, 33, 43)를 통해 획득되는 배터리셀 정보를 이용하여 측정회로(13, 23, 33, 43)가 배터리셀 밸런싱을 수행하도록 제어할 수 있다.That is, each of the MCUs 12, 22, 32, and 42 uses the battery cell information acquired through the measurement circuits 13, 23, 33, So as to perform balancing.

또한, 각 MCU(12, 22, 32, 42)는 각 측정회로(13, 23, 33, 43)를 통해 획득되는 배터리셀 정보를 CAN 통신을 통해 서로 주고 받거나, CAN 버스(50)에 연결된 외부 장치로 전송할 수 있다.Each of the MCUs 12, 22, 32 and 42 receives the battery cell information acquired through the respective measurement circuits 13, 23, 33 and 43 via CAN communication, Device.

또한, 각 MCU(12, 22, 32, 42)는 각 측정회로(13, 23, 33, 43)로부터 다른 측정회로가 생성한 배터리셀 정보를 전달받을 수 있다.Each of the MCUs 12, 22, 32, and 42 can receive the battery cell information generated by the other measurement circuits from the measurement circuits 13, 23, 33, and 43.

MCU(12, 22, 32, 42)들 중 고성능 MCU(12, 22)는 MCU(12, 22, 32, 42)들 중 고장난 MCU가 발견되는 경우, 고장난 MCU를 대신하여 배터리 관리 기능을 수행한다.The high performance MCUs 12 and 22 among the MCUs 12, 22, 32 and 42 perform a battery management function in place of the failed MCU when a malfunctioning MCU is found among the MCUs 12, 22, 32 and 42 .

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 동작 방법에 대하여 이하에서 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation method of the battery management system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

우선, 도 3에서는, 각 배터리 모듈(10, 20, 30, 40)에서 각 MCU(12, 22, 32, 42)가 각 배터리셀(15, 25, 35, 45)에 대하여 배터리 관리 기능을 수행하는 방법에 대하여 설명한다.3, each MCU 12, 22, 32, 42 of each battery module 10, 20, 30, 40 performs a battery management function for each battery cell 15, 25, 35, 45 Will be described.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은 전체적인 배터리 관리 기능을 수행하는 별도의 메인 MCU가 적용되지 않으며, 각 MCU(12, 22, 32, 42) 중 제1 고성능 MCU(12) 및 제2 고성능 MCU(22)는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템에서 전체적인 배터리 관리 기능을 수행하도록 미리 선정된 MCU이다. 제1 고성능 MCU(12) 및 제2 고성능 MCU(22)는 독립적으로, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 시스템에서 전체적인 배터리 관리 기능을 수행할 수 있는 성능을 가지고 있으나, 초기에는 비활성화되어 있다. 제1 고성능 MCU(12) 및 제2 고성능 MCU(22)의 전체적인 배터리 관리 기능은 추후, 고장난 MCU가 발견되면, 활성화될 수 있다.The battery management system according to the embodiment of the present invention does not employ a separate main MCU for performing the overall battery management function and the first high performance MCU 12 and the second high performance MCU 12 of the MCUs 12, 22, 32, The MCU 22 is an MCU previously selected to perform the overall battery management function in the battery management system according to the embodiment of the present invention. The first high performance MCU 12 and the second high performance MCU 22 have the capability of performing an overall battery management function in the battery management system according to the embodiment of the present invention, but are initially inactivated. The overall battery management function of the first high performance MCU 12 and the second high performance MCU 22 can be activated later if a malfunctioning MCU is found.

S310 단계에서, 각 MCU(12, 22, 32, 42)는 각 측정회로(13, 23, 33, 43)가 각 배터리셀(15, 25, 35, 45)의 전압 정보 및 온도 정보를 측정하도록 제어한다. 즉, 각 MCU(12, 22, 32, 42)는 측정회로(13, 23, 33, 43)가 측정한 전압 정보 및 온도 정보를 측정회로(13, 23, 33, 43)로부터 전달받을 수 있다. 이때, 각 측정회로(13, 23, 33, 43)는 측정한 전압 정보 및 온도 정보를 SPI 버스(60)를 통해 서로 주고 받으며, 각 MCU(12, 22, 32, 42)는 각 측정회로(13, 23, 33, 43)로부터 모든 배터리셀(15, 25, 35, 45)의 전압 정보 및 온도 정보를 전달받을 수 있다.In step S310, each of the MCUs 12, 22, 32, and 42 causes the respective measurement circuits 13, 23, 33, and 43 to measure voltage information and temperature information of each battery cell 15, 25, . That is, each of the MCUs 12, 22, 32, and 42 can receive voltage information and temperature information measured by the measurement circuits 13, 23, 33, and 43 from the measurement circuits 13, 23, . At this time, the measurement circuits 13, 23, 33, and 43 transmit and receive the measured voltage information and the temperature information to each other through the SPI bus 60. Each MCU 12, 22, 32, 25, 35, and 45 from the battery cells 13, 23, 33, and 43, respectively.

S320 단계에서, 각 MCU(12, 22, 32, 42)는 측정된 전압 정보 및 온도 정보를 이용하여 각 배터리셀(15, 25, 35, 45)에 대하여 배터리 관리 기능을 수행한다.In step S320, each of the MCUs 12, 22, 32, and 42 performs a battery management function for each of the battery cells 15, 25, 35, and 45 using the measured voltage information and temperature information.

S330 단계에서, 각 MCU(12, 22, 32, 42)는 각 측정회로(13, 23, 33, 43)로부터 획득한 전압 정보 및 온도 정보를 포함하는 배터리셀 정보를 CAN 버스(50)를 통해 전송함으로써, 배터리셀 정보를 서로 공유하고, 외부 장치로 제공할 수 있다.In step S330, each of the MCUs 12, 22, 32, and 42 transmits battery cell information including voltage information and temperature information obtained from each measurement circuit 13, 23, 33, The battery cell information can be shared with each other and provided to an external device.

S340 단계에서, 각 MCU(12, 22, 32, 42)는 각 측정회로(13, 23, 33, 43)에 포함된 밸런싱 회로가 각 배터리셀(15, 25, 35, 45)에 대하여 전압 및 온도를 제어하여 배터리셀 밸런싱을 수행하도록 제어한다.The balancing circuit included in each of the measurement circuits 13, 23, 33 and 43 supplies voltage and current to each battery cell 15, 25, 35 and 45, And controls the battery cell balancing by controlling the temperature.

다음으로, 도 4에서는, 각 MCU(12, 22, 32, 42) 중 미리 선정된 제1 고성능 MCU(12) 및 제2 고성능 MCU(22)가 고장난 MCU를 발견하고, 고장난 MCU를 대신하여 배터리 관리 기능을 수행하는 방법에 대하여 설명한다.Next, in FIG. 4, the first high-performance MCU 12 and the second high-performance MCU 22 selected in advance among the MCUs 12, 22, 32, and 42 find an MCU that has failed, A method of performing the management function will be described.

S410 단계에서, 각 MCU(12, 22, 32, 42)는 도 3에서 전술한 바와 같이, 각 배터리셀(15, 25, 35, 45)에 대하여 배터리 관리 기능을 수행한다.In step S410, each of the MCUs 12, 22, 32, and 42 performs a battery management function on each of the battery cells 15, 25, 35, and 45 as described above with reference to FIG.

S420 단계에서, MCU(12, 22, 32, 42) 중 적어도 하나의 고성능 MCU(12, 22)가 고장난 MCU를 감지한다.At step S420, at least one of the high performance MCUs 12, 22 of the MCUs 12, 22, 32, 42 detects the failed MCU.

예를 들어, 제1 고성능 MCU(12) 및 제2 고성능 MCU(22)는 CAN 버스(50)를 통해 고장난 MCU로부터 CAN 통신 에러 메시지를 수신하는 경우, 고장난 MCU를 감지할 수 있다.For example, the first high-performance MCU 12 and the second high-performance MCU 22 can detect a failed MCU when receiving a CAN communication error message from the failed MCU via the CAN bus 50.

또한, 제1 고성능 MCU(12) 및 제2 고성능 MCU(22)는 CAN 버스(50)를 통해 획득되는 다른 MCU가 전송한 배터리셀 정보와 SPI 버스(60)를 통해 획득되는 다른 측정회로가 전송한 배터리셀 정보를 비교하여 일치하지 않는 경우, 고장난 MCU를 감지할 수 있다.The first high-performance MCU 12 and the second high-performance MCU 22 also receive the battery cell information transmitted by the other MCU obtained through the CAN bus 50 and the other measurement circuit obtained through the SPI bus 60, If one battery cell information is not matched, a failed MCU can be detected.

S430 단계에서, MCU(12, 22, 32, 42) 중 적어도 하나의 고성능 MCU(12, 22)가 감지된 고장난 MCU를 대신하여, 고장난 MCU가 속한 배터리 모듈의 배터리셀에 대한 배터리 관리 기능을 수행한다.In step S430, instead of the failed MCU in which at least one of the MCUs 12, 22, 32, and 42 is detected, the battery management function for the battery cell of the battery module to which the failed MCU belongs is performed do.

한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.On the other hand, the components of the above-described embodiment can be easily grasped from a process viewpoint. That is, each component can be identified as a respective process. Further, the process of the above-described embodiment can be easily grasped from the viewpoint of the components of the apparatus.

또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, the above-described technical features may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Should be regarded as belonging to the following claims.

10: 제1 배터리 모듈
20: 제2 배터리 모듈
30: 제3 배터리 모듈
40: 제4 배터리 모듈
50: CAN(Controller Area Network) 버스
60: SPI(Serial Peripheral Interface) 버스10: first battery module
20: Second battery module
30: Third battery module
40: Fourth battery module
50: CAN (Controller Area Network) bus
60: Serial Peripheral Interface (SPI) bus

Claims (15)

메인 MCU(Micro Controller Unit)가 적용되지 않는 배터리 관리 시스템에 있어서,
복수의 배터리 모듈 - 상기 복수의 배터리 모듈 각각은, 배터리셀, 상기 배터리셀의 전압 정보 및 온도 정보가 포함된 상기 배터리셀 정보를 측정하는 측정회로, 및 상기 측정회로로부터 상기 배터리셀 정보를 전달받아 상기 배터리셀의 관리 기능을 수행하는 MCU을 포함함 -;
상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상기 MCU 사이의 통신 연결을 위한 CAN(Controller Area Network) 버스;
상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상기 측정회로 사이의 통신 연결을 위한 SPI(Serial Peripheral Interface) 버스;를 포함하되,
상기 복수의 배터리 모듈 중 일부의 배터리 모듈에 포함된 MCU는 고성능 MCU이고, 상기 복수의 배터리 모듈 중 상기 일부의 배터리 모듈을 제외한 나머지 배터리 모듈에 포함된 MCU는 저성능 MCU이며,
상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대하여, 상기 측정회로는 상기 SPI 버스를 통해 다른 배터리 모듈 각각의 측정회로로부터 상기 다른 배터리 모듈 각각의 배터리셀 정보인 제1 배터리셀 정보를 수신하고, 상기 다른 배터리 모듈 각각의 상기 제1 배터리셀 정보를 상기 MCU로 전달하고,
상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대하여, 상기 MCU는 상기 CAN 버스를 통해 상기 다른 배터리 모듈 각각의 MCU로부터 상기 다른 배터리 모듈 각각의 배터리셀 정보인 제2 배터리셀 정보를 수신하며,
상기 일부의 배터리 모듈 중 적어도 하나의 배터리 모듈에 대하여, 상기 고성능 MCU는 상기 측정회로로부터 전달받은 상기 다른 배터리 모듈 각각의 제1 배터리셀 정보와 상기 다른 배터리 모듈 각각의 MCU로부터 수신된 상기 제2 배터리셀 정보를 비교하여 상기 다른 배터리 모듈의 MCU의 고장 여부를 판단하되, 상기 다른 배터리 모듈 중 배터리 모듈 A의 상기 제1 배터리셀 정보와 상기 배터리 모듈 A의 상기 제2 배터리셀 정보가 일치하지 않는 경우 상기 배터리 모듈 A의 MCU를 고장난 것으로 판단하고, 상기 고성능 MCU는 상기 배터리 모듈 A의 MCU를 대신하여 상기 배터리 모듈 A의 배터리셀의 관리 기능을 상기 CAN 버스를 통해 수행하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.1. A battery management system in which a main MCU (Micro Controller Unit) is not applied,
A plurality of battery modules each having a battery cell, a measurement circuit for measuring the battery cell information including voltage information and temperature information of the battery cell, and a memory circuit for receiving the battery cell information from the measurement circuit And an MCU performing a management function of the battery cell;
A CAN (Controller Area Network) bus for communication connection between the MCUs of each of the plurality of battery modules;
And a SPI (Serial Peripheral Interface) bus for communicating between the measurement circuits of each of the plurality of battery modules,
Wherein the MCU included in the battery module of the plurality of battery modules is a high performance MCU and the MCU included in the remaining battery modules of the plurality of battery modules except for the battery module is a low performance MCU,
For each of the plurality of battery modules, the measurement circuit receives first battery cell information, which is battery cell information of each of the other battery modules, from the measurement circuit of each of the other battery modules via the SPI bus, Transfers the first battery cell information of the first battery cell to the MCU,
For each of the plurality of battery modules, the MCU receives second battery cell information, which is battery cell information of each of the other battery modules, from the MCU of each of the other battery modules via the CAN bus,
Wherein the high performance MCU has a first battery cell information of each of the other battery modules transmitted from the measurement circuit and a second battery cell information of the second battery module received from the MCU of each of the other battery modules, When the first battery cell information of the battery module A and the second battery cell information of the battery module A do not coincide with each other, The MCU of the battery module A is determined to have failed and the high performance MCU performs the management function of the battery cell of the battery module A on the CAN bus instead of the MCU of the battery module A. . 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 고성능 MCU 및 상기 저성능 MCU은 미리 설정된 성능 기준으로 구분되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the high performance MCU and the low performance MCU are distinguished by a preset performance criterion. 제1항에 있어서,
상기 SPI 버스는 데이지 체인(daisy chain) 방식인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the SPI bus is a daisy chain system. 제1항에 있어서,
상기 측정회로는 밸런싱 회로를 포함하되,
상기 밸런싱 회로는 배터리셀에 대하여 전압 및 온도를 제어하여 배터리셀 밸런싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the measuring circuit comprises a balancing circuit,
Wherein the balancing circuit controls battery cell voltage and temperature to perform battery cell balancing. 제1항에 있어서,
상기 MCU는 상기 배터리셀 정보를 상기 CAN 버스에 연결된 외부 장치로 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the MCU provides the battery cell information to an external device connected to the CAN bus. 제9항에 있어서,
상기 CAN 버스는,
상기 복수의 배터리 모듈 각각을 연결하는 내부 CAN 버스; 및
상기 복수의 배터리 모듈과 상기 외부 장치를 연결하는 외부 CAN 버스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.10. The method of claim 9,
The CAN bus includes:
An internal CAN bus connecting each of the plurality of battery modules; And
And an external CAN bus connecting the plurality of battery modules to the external device. 메인 MCU가 적용되지 않으며, 복수의 배터리 모듈 - 상기 복수의 배터리 모듈 각각은, 배터리셀, 측정회로 및 MCU을 포함하고, 상기 복수의 배터리 모듈 중 일부의 배터리 모듈에 포함된 MCU는 고성능 MCU이고, 상기 복수의 배터리 모듈 중 상기 일부의 배터리 모듈을 제외한 나머지 배터리 모듈에 포함된 MCU는 저성능 MCU임 -, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상기 MCU 사이의 통신 연결을 위한 CAN 버스 및 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상기 측정회로 사이의 통신 연결을 위한 SPI 버스를 포함하는 배터리 관리 시스템의 동작 방법에 있어서,
상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대하여, 상기 측정회로가 상기 배터리셀의 전압 정보 및 온도 정보가 포함된 상기 배터리셀 정보를 측정하고, 상기 MCU가 상기 측정회로로부터 상기 배터리셀 정보를 전달받아 상기 배터리셀의 관리 기능을 수행하는 단계;
상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대하여, 상기 측정회로가 상기 SPI 버스를 통해 다른 배터리 모듈 각각의 측정회로로부터 상기 다른 배터리 모듈 각각의 배터리셀 정보인 제1 배터리셀 정보를 수신하고, 상기 다른 배터리 모듈 각각의 상기 제1 배터리셀 정보를 상기 MCU로 전달하는 단계;
상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대하여, 상기 MCU가 상기 CAN 버스를 통해 상기 다른 배터리 모듈 각각의 MCU로부터 상기 다른 배터리 모듈 각각의 배터리셀 정보인 제2 배터리셀 정보를 수신하는 단계;
상기 일부의 배터리 모듈 중 적어도 하나의 배터리 모듈에 대하여, 상기 고성능 MCU가 상기 측정회로로부터 전달받은 상기 다른 배터리 모듈 각각의 제1 배터리셀 정보와 상기 다른 배터리 모듈 각각의 MCU로부터 수신된 상기 제2 배터리셀 정보를 비교하여 상기 다른 배터리 모듈의 MCU의 고장 여부를 판단하는 단계; 및
상기 다른 배터리 모듈 중 배터리 모듈 A가 고장난 것으로 판단된 경우, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈 각각의 상기 고성능 MCU가 상기 배터리 모듈 A의 MCU를 대신하여 상기 배터리 모듈 A의 배터리셀의 관리 기능을 상기 CAN 버스를 통해 수행하는 단계;를 포함하되,
상기 판단하는 단계는, 상기 배터리 모듈 A의 상기 제1 배터리셀 정보와 상기 배터리 모듈 A의 상기 제2 배터리셀 정보가 일치하지 않는 경우 상기 배터리 모듈 A의 MCU를 고장난 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템의 동작 방법.Wherein the main MCU is not applied, and a plurality of battery modules each including a battery cell, a measurement circuit and an MCU, wherein the MCU included in the battery module of the plurality of battery modules is a high performance MCU, Wherein the MCU included in the battery module other than the battery module of the plurality of battery modules is a low performance MCU, a CAN bus for communication connection between the MCUs of the plurality of battery modules, A method of operating a battery management system including an SPI bus for communication connection between each of the measurement circuits,
The measurement circuit measures the battery cell information including the voltage information and the temperature information of the battery cell, and the MCU receives the battery cell information from the measurement circuit, Performing a management function of the management server;
For each of the plurality of battery modules, the measurement circuit receives first battery cell information, which is battery cell information of each of the other battery modules, from the measurement circuit of each of the other battery modules via the SPI bus, Transmitting the first battery cell information of the first battery cell to the MCU;
Receiving, for each of the plurality of battery modules, the second battery cell information, which is battery cell information of each of the other battery modules, from the MCU of each of the other battery modules via the CAN bus;
Wherein the high-performance MCU is connected to the first battery cell information of each of the other battery modules received from the measurement circuit and the second battery cell information of each of the other battery modules received from the MCU of each of the other battery modules, Comparing the cell information to determine whether the MCU of the other battery module is malfunctioning; And
The high performance MCU of each of the at least one battery module replaces the management function of the battery cell of the battery module A with the CAN bus of the battery module A in place of the MCU of the battery module A, The method comprising the steps of:
Wherein the determining step determines that the MCU of the battery module A has failed if the first battery cell information of the battery module A does not match the second battery cell information of the battery module A, A method of operating a management system. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020170099747A 2017-08-07 2017-08-07 Battery management system and method for operating thereof KR102005244B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170099747A KR102005244B1 (en) 2017-08-07 2017-08-07 Battery management system and method for operating thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170099747A KR102005244B1 (en) 2017-08-07 2017-08-07 Battery management system and method for operating thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190015925A KR20190015925A (en) 2019-02-15
KR102005244B1 true KR102005244B1 (en) 2019-07-31

Family

ID=65367557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170099747A KR102005244B1 (en) 2017-08-07 2017-08-07 Battery management system and method for operating thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102005244B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109941108B (en) * 2019-04-02 2021-11-12 中车株洲电力机车有限公司 Rail transit vehicle and fault protection method thereof
CN112406746B (en) * 2019-08-20 2022-06-10 比亚迪股份有限公司 Regulating system and regulating method for temperature monitoring of high-voltage component and vehicle
KR102181275B1 (en) * 2020-05-14 2020-11-23 (주)티톱이앤지 Battery development environment system
WO2024071592A1 (en) * 2022-09-27 2024-04-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery control apparatus for responding to abnormal communication situation and energy storage system including same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013541309A (en) * 2010-08-23 2013-11-07 三洋電機株式会社 Power management system
JP2016046887A (en) * 2014-08-21 2016-04-04 ソニー株式会社 Power storage system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130065351A (en) * 2011-12-09 2013-06-19 현대오트론 주식회사 Battery management system using daisy-chain scheme
KR102481905B1 (en) * 2015-09-22 2022-12-27 주식회사 피엠그로우 Battery diagnosis apparatus and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013541309A (en) * 2010-08-23 2013-11-07 三洋電機株式会社 Power management system
JP2016046887A (en) * 2014-08-21 2016-04-04 ソニー株式会社 Power storage system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190015925A (en) 2019-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102005244B1 (en) Battery management system and method for operating thereof
CN110869784B (en) Method and apparatus for estimating SOC-OCV curve
US8933671B2 (en) System and method for allocating identifier to multi-BMS
CN107565183B (en) Full-life-cycle application-oriented modular distributed battery management system and method
US10572325B2 (en) Power storage management system
EP2762907B1 (en) Apparatus and method for estimating state of charge of battery
KR101813461B1 (en) Method for transmitting data in a battery management system
JP7444064B2 (en) Current sensor diagnostic device and method
KR20170035229A (en) Battery diagnosis apparatus and method
JP7485493B2 (en) Slave BMS, master BMS and battery pack for diagnosing the cause of a communication error
CN112485685B (en) Power bearing capacity parameter determining method and device and electronic equipment
US20200384884A1 (en) Battery state determining system, in-vehicle device, server, battery state determining method, and program
KR20210036258A (en) Apparatus and method for managing battery
JP7127248B2 (en) Battery management system, battery management method, battery pack and electric vehicle
KR102421368B1 (en) Apparatus and method for diagnosing current sensor error
CN114103665A (en) Determination of association of battery modules and subpackets in an electrical energy storage system
CN105452890A (en) Method for diagnosing a state of a battery
CN109808498A (en) A kind of battery system intelligent control method based on Infrared Transmission
KR101613230B1 (en) Wired communication unit changing communication protocol when malfunction has occurred in the communication line and wired communication system including thereof
JP2022519357A (en) Battery management device and method
KR102177723B1 (en) Computations method and computer readable recording medium for vehicle battery remaining capacity available
Shah et al. Platform software development for battery management system in electric vehicle
KR102512981B1 (en) Vehicle, apparatus for measuring of deterioration of battery and method thereof
JP2021128023A (en) Battery diagnostic device and vehicle
CN108417911A (en) Electric vehicle battery management method and system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant