KR20230089456A

KR20230089456A - Bcs 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20230089456A
Application number: KR1020210178091A
Authority: KR
Inventors: 김지환
Original assignee: (주)컨트롤웍스
Priority date: 2021-12-13
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2023-06-20

Abstract

BMS(Battery Management System)에 전압을 인가하는 다수의 BCS들을 빠른 모사 주기로 제어할 수 있는 BCS 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 각각의 BCS별로 배치되어 전압을 생성하는 전압 생성부, 상기 각각의 BCS별로 배치되어 상기 전압 생성부의 출력 배선에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부, 상기 각각의 BCS별로 배치되어 상기 전류 측정부로부터 측정된 전류를 기초로 배터리 셀 모델에 상응하는 보상값을 산출하는 셀 모델 연산부, 그리고 상기 각각의 BCS에서 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정하여 상기 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 상기 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부로 전송하는 제어부를 포함하고, 상기 셀 모델 연산부는, 상기 제어부로부터 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 수신하면 상기 파라미터값을 기초로 상기 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 전압값을 연산하여 상기 연산한 전압값에 상응하는 전압을 생성하도록 상기 전압 생성부를 제어할 수 있다.

Description

BCS 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING BATTARY CELL SIMULATOR}

본 발명은 BCS(Battery Cell Simulator) 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 BMS(Battery Management System)에 전압을 인가하는 다수의 BCS들을 빠른 모사 주기로 제어할 수 있는 BCS 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기 차량은, 연료를 이용하는 차량과 달리 다수의 배터리 셀들을 직렬로 연결하여 에너지원으로 사용하고 있다.

하지만, 직렬로 연결된 다수의 배터리 셀에는, 다른 배터리 셀에 비해 과도하게 충전되거나 또는 다른 배터리 셀에 비해 충전이 미약한 배터리 셀이 발생할 수 있다.

그러므로, 전기 차량은, 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)을 통해 배터리 셀의 충전량을 관리할 수 있다.

이러한, 배터리 관리 시스템을 평가하기 위하여 실제 배터리를 사용할 경우에는, 많은 시간과 에너지가 소모될 수 있다.

따라서, 실제 배터리가 아닌 배터리를 모사한 배터리 셀 모사 장치(BCS: Battery Cell Simulator)를 이용하여 배터리 관리 시스템을 평가할 수 있다.

배터리 셀 모사 장치는, 배터리를 모사하여 배터리 관리 시스템에 전압(V)를 인가하는 장치로서, 안정적인 전압 공급을 위하여 전압 생성부가 배치될 수 있다.

여기서, 배터리 셀 모사 장치는, 상위 제어 장치로부터 특정 배터리 모델에 상응하는 처리 제어 명령을 수신하고, 그에 상응하여 특정 배터리 모델을 모사한 전압을 생성하여 배터리 관리 시스템에 제공할 수 있다.

또한, 상위 제어 장치는, 각각의 배터리 셀 모사 장치가 모사해야 할 배터리 셀 모델을 설정하고, 설정한 배터리 셀 모델에 대한 다양한 파라미터값들을 연산 처리하며, 연산 처리한 데이터를 기초로 각 배터리 셀 모사 장치로 처리 제어 명령을 전송하고, 각 배터리 셀 모사 장치로부터 수신되는 측정값을 기초로 설정된 배터리 셀 모델에 따라 연산 처리된 결과값을 다시 각 배터리 셀 모사 장치로 전송할 수 있다.

하지만, 상위 제어 장치는, 배터리 셀 모사 장치의 수가 증가할수록 배터리 셀 모델에 대한 연산 부하가 비례하여 증가할 뿐만 아니라, 많은 데이터를 다수의 배터리 셀 모사 장치과 주고 받아야하므로, 통신 속도가 현저하게 저하되고, 통신 지연의 문제가 발생하며, 모사 주기가 느려지는 문제들이 있었다.

따라서, 향후, 배터리 셀 모사 장치의 수가 증가하여도 통신 부하를 최소화하고, 모사 주기를 최소화하며, 전체 크기를 줄이고 경량화할 수 있는 BCS 제어 장치의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 공개특허 10-2020-0071362호(2020. 6. 19 공개)

본 발명의 일실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 상위 제어기인 제어부에서 BCS별로 배터리 셀 모델을 설정하고, BCS별로 배치된 셀 모델 연산부에서 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 기초로 전압을 생성하도록 전압 생성부를 제어함으로써, BCS의 수가 증가하여도 통신 부하를 최소화하고, 모사 주기를 최소화하며, 전체 크기를 줄이고 경량화할 수 있는 BCS 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 의한 BCS 제어 장치는, 다수의 BCS(Battery Cell Simulator)를 제어하는 BCS 제어 장치로서, 각각의 BCS별로 배치되어 전압을 생성하는 전압 생성부, 상기 각각의 BCS별로 배치되어 상기 전압 생성부의 출력 배선에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부, 상기 각각의 BCS별로 배치되어 상기 전류 측정부로부터 측정된 전류를 기초로 배터리 셀 모델에 상응하는 보상값을 산출하는 셀 모델 연산부, 그리고 상기 각각의 BCS에서 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정하여 상기 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 상기 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부로 전송하는 제어부를 포함하고, 상기 셀 모델 연산부는, 상기 제어부로부터 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 수신하면 상기 파라미터값을 기초로 상기 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 전압값을 연산하여 상기 연산한 전압값에 상응하는 전압을 생성하도록 상기 전압 생성부를 제어할 수 있다.

BCS 제어 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부에 유선으로 통신 연결되어 상기 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 전송할 수 있다.

BCS 제어 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부에 병렬 연결될 수 있다.

BCS 제어 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부에 무선으로 통신 연결되어 상기 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 전송할 수 있다.

BCS 제어 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, BCS 식별 정보와 배터리 셀 모델의 파라미터 정보를 포함하는 데이터를 무선 통신으로 상기 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부로 전송할 수 있다.

BCS 제어 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 각각의 BCS별로 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정하는 사용자 입력을 수신하는 사용자 입력부, 그리고 상기 사용자 입력부로부터 상기 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 획득하는 파라미터 획득부를 더 포함할 수 있다.

BCS 제어 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 파라미터 획득부는, 배터리 셀 모델별 파라미터값들이 저장된 내부 메모리로부터 상기 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 획득할 수 있다.

BCS 제어 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 파라미터 획득부는, 외부 서버로 상기 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 요청하고, 상기 외부 서버로부터 상기 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 획득할 수 있다.

BCS 제어 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 특정 BCS에 설정된 배터리 셀 모델의 변경을 요청하는 사용자 입력이 수신되면 상기 변경된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 획득하고, 상기 변경된 파라미터값을 상기 특정 BCS에 배치된 셀 모델 연산부로 전송할 수 있다.

BCS 제어 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 변경된 파라미터값을 전송할 때, 상기 특정 BCS에 배치된 셀 모델 연산부, 전압 생성부 및 전류 측정부의 구동을 중단시키고, 나머지 다른 BCS에 배치된 셀 모델 연산부, 전압 생성부 및 전류 측정부의 구동을 유지시킬 수 있다.

BCS 제어 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 각각의 BCS에서 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정할 때, BMS(Battery Management System)별로 다수의 BCS를 분류하여 그룹핑하고, 상기 BMS별로 분류된 BCS 그룹들마다 배터리 셀 모델을 설정할 수 있다.

BCS 제어 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 다수의 BCS들 중 최상단 BCS 및 최하단 BCS와 통신을 수행하여 정상 동작 여부를 확인하고, 상기 최상단 BCS 및 최하단 BCS가 정상 동작이면 상기 최상단 BCS 및 최하단 BCS를 포함한 배터리 팩에 상응하는 전체 BCS들이 정상 동작하는 것으로 인지할 수 있다.

한편, 본 발명 일 실시예에 따른 BCS 제어 장치의 BCS 제어 방법은, 전압 생성부, 전류 측정부, 셀 모델 연산부가 배치된 각각의 BCS와 통신을 수행하는 제어부를 포함하는 BCS 제어 장치의 BCS 제어 방법으로서, 상기 제어부가 상기 각각의 BCS별로 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정하는 단계, 상기 제어부가 상기 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 추출하여 상기 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부로 전송하는 단계, 상기 셀 모델 연산부가 상기 파라미터값을 기초로 상기 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 전압값을 연산하는 단계, 상기 전압 생성부가 상기 연산한 전압을 생성하는 단계, 상기 전류 측정부가 상기 전압 생성부의 출력 배선에 흐르는 전류를 측정하는 단계, 상기 셀 모델 연산부가 상기 전류 측정부로부터 측정된 전류를 기초로 배터리 셀 모델에 상응하는 보상값을 산출하는 단계, 및 상기 전압 생성부가 상기 보상값을 기초로 보상된 전압을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 BCS 제어 장치 및 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 상위 제어기인 제어부에서 BCS별로 배터리 셀 모델을 설정하고, BCS별로 배치된 셀 모델 연산부에서 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 기초로 전압을 생성하도록 전압 생성부를 제어함으로써, BCS의 수가 증가하여도 통신 부하를 최소화하고, 모사 주기를 최소화하며, 전체 크기를 줄이고 경량화할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상위 제어기가 기존보다 관리할 수 있는 BCS 수량을 증가시킬 수 있고, 필요한 성능이 낮아졌기 때문에 크기를 줄일 수 있으며, 경량화가 가능하다.

또한, 본 발명은, 모바일 기기 수준으로 크기를 줄여서 평소에는 셀전압측정장치만 BMS에 연결되어 있고, 필요시에 상위 제어기를 연결하여 필요한 통신 실행함으로써, 한 대의 상위제어기가 여러 개의 BMS 시스템을 테스트할 수 있다.

또한, 본 발명은, 통신 부하가 줄었기 때문에 무선 통신을 이용한 업데이트가 가능하고, BCS가 각각 설정된 셀 모델에 따라 동작하고 있을 때, 상위 제어기가 최상단 셀과 최하단 셀을 측정하여 전체 배터리 팩의 정상동작 여부를 체크할 수 있다.

또한, 본 발명은, BCS별로 셀 모델 연산부가 있기 때문에 셀 모델 설정을 여러 가지로 조합해서 사용 가능하다.

또한, 본 발명은, 셀 모델을 변경할 때, 모든 BCS의 동작을 중단시킬 필요 없이 셀 모델의 변경이 필요한 BCS만 동작을 중단시키고, 나머지 BCS들의 동작을 계속 정상적으로 유지할 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은, 본 발명에 따른 BCS 제어 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 BCS 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.

도 1은, 본 발명에 따른 BCS 제어 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 BCS 제어 장치는, 제어부(400), 통신부(300), 통신부(300)에 의해 제어부(400)와 통신 연결되는 다수의 BCS(Battery Cell Simulator)(100)를 포함할 수 있다.

그리고, 다수의 BCS(100)는, BMS(Battery Management System)(200)로 생성한 전압을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 각각의 BCS(100)별로 전압 생성부(120), 전류 측정부(130) 및 셀 모델 연산부(110)가 배치될 수 있다.

여기서, 전압 생성부(120)는, 각각의 BCS(100)별로 배치되어 전압을 생성하여 BMS(200)로 제공할 수 있다.

그리고, 전류 측정부(130)는, 각각의 BCS(100)별로 배치되어 전압 생성부(120)의 출력 배선에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.

일 예로, 전류 측정부(130)는, 전압 생성부(120)의 출력 배선에 흐르는 양 전류를 측정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정하지 않는다.

다음, 셀 모델 연산부(110)는, 각각의 BCS(100)별로 배치되어 전류 측정부(130)로부터 측정된 전류를 기초로 배터리 셀 모델에 상응하는 보상값을 산출할 수 있다.

또한, 셀 모델 연산부(110)는, 제어부(400)로부터 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 수신하면 파라미터값을 기초로 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 전압값을 연산하여 연산한 전압값에 상응하는 전압을 생성하도록 전압 생성부(120)를 제어할 수도 있다.

여기서, 셀 모델 연산부(110)는, 파라미터값을 기초로 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 모사 파라미터값을 연산하고, 연산한 모사 파라미터값을 기초로 전압 생성부(120)를 제어할 수 있다.

일 예로, 셀 모델 연산부(110)는, 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 모사 파라미터값을 연산할 때, 배터리 셀 전압, 배터리 팩 전압, 배터리 셀의 최소 전압, 배터리 셀의 최대 전압, 배터리 셀의 최대 및 최소 전압차, 배터리 팩 전력, 배터리 팩의 에너지 소비 및 저장량, 배터리 팩 전류, 배터리 셀의 시간당 충전량, 배터리 셀의 SOC(State Of Charge), 전류 테스트 모드, 배터리 팩의 온도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 모사 파라미터값을 연산할 수 있다.

또한, 셀 모델 연산부(110)는, 전압 생성부(120)가 전압을 생성하여 출력하면 전압 생성부(120)의 출력 배선에 흐르는 전류와 출력 배선의 저항을 기초로 전압 강하값을 산출하고, 산출한 전압 강하값을 기초로 배터리 셀 모델에 상응하는 보상값을 산출하며, 산출한 보상값에 상응하여 전압을 보상하도록 전압 생성부(120)를 제어할 수도 있다.

일 예로, 셀 모델 연산부(110)는, 전압 강하값을 산출할 때, V = i × R (여기서, V는 전압 강하값이고, i는 상기 전압 생성부의 출력 배선에 흐르는 전류값이며, R은 상기 출력 배선의 저항값임)으로 이루어지는 수식에 의해 전압 강하값을 산출할 수 있다.

다음, 제어부(400)는, 각각의 BCS(100)에서 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정하여 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 각각의 BCS(100)별로 배치된 셀 모델 연산부(110)로 전송할 수 있다.

그리고, 제어부(400)는, 각각의 BCS(100)별로 배치된 셀 모델 연산부(110)에 유선으로 통신 연결되어 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 전송할 수 있다.

여기서, 제어부(400)는, 각각의 BCS(100)별로 배치된 셀 모델 연산부(110)에 병렬 연결될 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.

경우에 따라, 제어부(400)는, 각각의 BCS(100)별로 배치된 셀 모델 연산부(110)에 무선으로 통신 연결되어 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 전송할 수도 있다.

여기서, 제어부(400)는, BCS 식별 정보와 배터리 셀 모델의 파라미터 정보를 포함하는 데이터를 무선 통신으로 BCS(100)별로 배치된 셀 모델 연산부(110)로 전송할 수 있다.

또한, 제어부(400)는, 각각의 BCS(100)별로 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정하는 사용자 입력을 수신하는 사용자 입력부(410)과, 사용자 입력부(410)로부터 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 획득하는 파라미터 획득부를 더 포함할 수도 있다.

여기서, 파라미터 획득부는, 배터리 셀 모델별 파라미터값들이 저장된 내부 메모리로부터 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 획득할 수 있다.

경우에 따라, 파라미터 획득부는, 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 획득할 때, 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값이 내부 메모리에 존재하지 않으면 외부 서버로 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 요청하고, 외부 서버로부터 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 획득할 수 있다.

다른 경우로서, 파라미터 획득부는, 외부 서버로 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 요청하고, 외부 서버로부터 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 획득할 수도 있다.

또한, 제어부(400)는, 특정 BCS(100)에 설정된 배터리 셀 모델의 변경을 요청하는 사용자 입력이 수신되면 변경된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 획득하고, 변경된 파라미터값을 특정 BCS(100)에 배치된 셀 모델 연산부(110)로 전송할 수 있다.

여기서, 제어부(400)는, 변경된 파라미터값을 전송할 때, 특정 BCS(100)에 배치된 셀 모델 연산부(110), 전압 생성부(120) 및 전류 측정부(130)의 구동을 중단시키고, 나머지 다른 BCS(100)에 배치된 셀 모델 연산부(110), 전압 생성부(120) 및 전류 측정부(130)의 구동을 유지시킬 수 있다.

또한, 제어부(400)는, 각각의 BCS(100)에서 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정할 때, BMS(Battery Management System)(200)별로 다수의 BCS(100)를 분류하여 그룹핑하고, BMS(200)별로 분류된 BCS(100) 그룹들마다 배터리 셀 모델을 설정할 수도 있다.

또한, 제어부(400)는, 다수의 BCS(100)들 중 최상단 BCS(100) 및 최하단 BCS(100)와 통신을 수행하여 정상 동작 여부를 확인하고, 최상단 BCS(100) 및 최하단 BCS(100)가 정상 동작이면 최상단 BCS(100) 및 최하단 BCS(100)를 포함한 배터리 팩에 상응하는 전체 BCS(100)들이 정상 동작하는 것으로 인지할 수 있다.

그리고, 제어부(400)는, 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 전송할 때, 테스트 모드, 테스트 타입, 배터리 팩 전류, 배터리 팩 전압, 배터리 팩 전력, 밸런싱 전류 중 적어도 어느 하나를 포함하는 파라미터값을 전송할 수 있다.

다음, BMS(200)는, BCS(100)의 전압 생성부(120)의 제1, 제2 배선에 연결되어 밸런싱 상태를 검출하는 밸런싱부, 그리고 BCS(100)의 전압 생성부(120)의 제1, 제2 배선에 연결되어 전압을 측정하는 전압 측정부를 포함할 수 있다.

또한, 각각의 BCS(100)는, BMS(200)의 밸런싱부로부터 밸런싱 상태 정보를 추출하고, 추출된 밸런싱 상태 정보를 기초로 출력 전압을 가변하도록 전압 생성부(120)를 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은, 상위 제어기인 제어부에서 BCS별로 배터리 셀 모델을 설정하고, BCS별로 배치된 셀 모델 연산부에서 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 기초로 전압을 생성하도록 전압 생성부를 제어함으로써, BCS의 수가 증가하여도 통신 부하를 최소화하고, 모사 주기를 최소화하며, 전체 크기를 줄이고 경량화할 수 있다.

도 2는, 본 발명에 따른 BCS 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부는, 각각의 BCS별로 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정할 수 있다(S100).

그리고, 본 발명의 제어부는, 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 추출하여 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부로 전송할 수 있다(S200).

여기서, 본 발명의 제어부는, 각각의 BCS에서 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정하여 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부로 유선 또는 무선 통신으로 전송할 수 있다.

또한, 본 발명의 제어부는, 특정 BCS에 설정된 배터리 셀 모델의 변경을 요청하는 사용자 입력이 수신되면 변경된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 획득하고, 변경된 파라미터값을 특정 BCS에 배치된 셀 모델 연산부로 전송할 수도 있다.

이때, 본 발명의 제어부는, 변경된 파라미터값을 전송할 때, 특정 BCS의 구동을 중단시키고, 나머지 다른 BCS의 구동을 유지시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제어부는, 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 전송할 때, 테스트 모드, 테스트 타입, 배터리 팩 전류, 배터리 팩 전압, 배터리 팩 전력, 밸런싱 전류 중 적어도 어느 하나를 포함하는 파라미터값을 전송할 수 있다.

이어, 본 발명의 셀 모델 연산부는, 파라미터값을 기초로 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 전압값을 연산할 수 있다(S300).

여기서, 본 발명의 셀 모델 연산부는, 파라미터값을 기초로 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 모사 파라미터값을 연산하고, 연산한 모사 파라미터값을 기초로 전압 생성부를 제어할 수 있다.

일 예로, 본 발명의 셀 모델 연산부는, 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 모사 파라미터값을 연산할 때, 배터리 셀 전압, 배터리 팩 전압, 배터리 셀의 최소 전압, 배터리 셀의 최대 전압, 배터리 셀의 최대 및 최소 전압차, 배터리 팩 전력, 배터리 팩의 에너지 소비 및 저장량, 배터리 팩 전류, 배터리 셀의 시간당 충전량, 배터리 셀의 SOC(State Of Charge), 전류 테스트 모드, 배터리 팩의 온도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 모사 파라미터값을 연산할 수 있다.

다음, 본 발명의 전압 생성부는, 연산한 전압값에 상응하는 전압을 생성할 수 있다(S400).

그리고, 본 발명의 전류 측정부는, 전압 생성부의 출력 배선에 흐르는 전류를 측정할 수 있다(S500).

이어, 본 발명의 셀 모델 연산부는, 전류 측정부로부터 측정된 전류를 기초로 배터리 셀 모델에 상응하는 보상값을 산출할 수 있다(S600).

여기서, 본 발명의 셀 모델 연산부는, 전압 생성부의 출력 배선에 흐르는 전류와 출력 배선의 저항을 기초로 전압 강하값을 산출하고, 산출한 전압 강하값을 기초로 배터리 셀 모델에 상응하는 보상값을 산출하며, 산출한 보상값에 상응하여 전압을 보상하도록 전압 생성부를 제어할 수 있다.

다음, 본 발명의 전압 생성부는, 보상값을 기초로 보상된 전압을 생성할 수 있다(S700).

그리고, 본 발명의 제어부는, BCS 제어 종료 요청이 수신되는지를 확인하고(S800), BCS 제어 종료 요청이 수신되면 BCS 제어 동작을 종료할 수 있다.

이상에서 본 발명들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: BCS
200: BMS
300: 통신부
400: 제어부

Claims

다수의 BCS(Battery Cell Simulator)를 제어하는 BCS 제어 장치에 있어서,
각각의 BCS별로 배치되어 전압을 생성하는 전압 생성부;
상기 각각의 BCS별로 배치되어 상기 전압 생성부의 출력 배선에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부;
상기 각각의 BCS별로 배치되어 상기 전류 측정부로부터 측정된 전류를 기초로 배터리 셀 모델에 상응하는 보상값을 산출하는 셀 모델 연산부; 그리고,
상기 각각의 BCS에서 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정하여 상기 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 상기 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부로 전송하는 제어부를 포함하고,
상기 셀 모델 연산부는,
상기 제어부로부터 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 수신하면 상기 파라미터값을 기초로 상기 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 전압값을 연산하여 상기 연산한 전압값에 상응하는 전압을 생성하도록 상기 전압 생성부를 제어하는 것을 특징으로 하는 BCS 제어 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부에 유선으로 통신 연결되어 상기 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 전송하는 것을 특징으로 하는 BCS 제어 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부에 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 BCS 제어 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부에 무선으로 통신 연결되어 상기 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 전송하는 것을 특징으로 하는 BCS 제어 장치.
제4 항에 있어서,
상기 제어부는,
BCS 식별 정보와 배터리 셀 모델의 파라미터 정보를 포함하는 데이터를 무선 통신으로 상기 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부로 전송하는 것을 특징으로 하는 BCS 제어 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
특정 BCS에 설정된 배터리 셀 모델의 변경을 요청하는 사용자 입력이 수신되면 상기 변경된 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 획득하고, 상기 변경된 파라미터값을 상기 특정 BCS에 배치된 셀 모델 연산부로 전송하는 것을 특징으로 하는 BCS 제어 장치.
제6 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 변경된 파라미터값을 전송할 때, 상기 특정 BCS에 배치된 셀 모델 연산부, 전압 생성부 및 전류 측정부의 구동을 중단시키고, 나머지 다른 BCS에 배치된 셀 모델 연산부, 전압 생성부 및 전류 측정부의 구동을 유지시키는 것을 특징으로 하는 BCS 제어 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 각각의 BCS에서 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정할 때, BMS(Battery Management System)별로 다수의 BCS를 분류하여 그룹핑하고, 상기 BMS별로 분류된 BCS 그룹들마다 배터리 셀 모델을 설정하는 것을 특징으로 하는 BCS 제어 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 다수의 BCS들 중 최상단 BCS 및 최하단 BCS와 통신을 수행하여 정상 동작 여부를 확인하고, 상기 최상단 BCS 및 최하단 BCS가 정상 동작이면 상기 최상단 BCS 및 최하단 BCS를 포함한 배터리 팩에 상응하는 전체 BCS들이 정상 동작하는 것으로 인지하는 것을 특징으로 하는 BCS 제어 장치.
전압 생성부, 전류 측정부, 셀 모델 연산부가 배치된 각각의 BCS와 통신을 수행하는 제어부를 포함하는 BCS 제어 장치의 BCS 제어 방법에 있어서,
상기 제어부가, 상기 각각의 BCS별로 모사하고자 하는 배터리 셀 모델을 설정하는 단계;
상기 제어부가, 상기 설정한 배터리 셀 모델에 상응하는 파라미터값을 추출하여 상기 각각의 BCS별로 배치된 셀 모델 연산부로 전송하는 단계;
상기 셀 모델 연산부가, 상기 파라미터값을 기초로 상기 설정된 배터리 셀 모델에 상응하는 전압값을 연산하는 단계;
상기 전압 생성부가, 상기 연산한 전압값에 상응하는 전압을 생성하는 단계;
상기 전류 측정부가, 상기 전압 생성부의 출력 배선에 흐르는 전류를 측정하는 단계;
상기 셀 모델 연산부가, 상기 전류 측정부로부터 측정된 전류를 기초로 배터리 셀 모델에 상응하는 보상값을 산출하는 단계; 및
상기 전압 생성부가, 상기 보상값을 기초로 보상된 전압을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 BCS 제어 방법.