WO2019027190A1 - 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩 - Google Patents

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WO2019027190A1
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slave
battery
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control unit
communication unit
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김지은
이상훈
최연식
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a battery management device and a battery pack including the same, and more particularly, to a battery management device capable of preventing degradation of a battery pack by maintaining a temperature of the battery pack within a normal temperature range, A battery management device, and a battery pack including the same.
  • Secondary batteries having high electrical properties such as high energy density and high ease of application according to the product group are widely used not only in portable devices but also in electric vehicles (EVs) or hybrid vehicles (HVs) driven by electric driving sources Has been applied.
  • EVs electric vehicles
  • HVs hybrid vehicles
  • the battery pack applied to the automobile or the like typically has an assembly in which a plurality of unit rechargeable battery cells are formed, and a plurality of the assemblies or battery modules, and the cells include a positive electrode collector, a separator, an active material, And the like, which can be charged and discharged by an electrochemical reaction between the components.
  • Such a battery pack is used for power supply control for a driving load of a motor or the like, an electric property value measurement such as a current or a voltage, an charge / discharge control, an equalization control of voltage, an algorithm for estimating SOC (State Of Charge) And a battery management system (BMS) for monitoring and controlling the state of the secondary battery.
  • an electric property value measurement such as a current or a voltage
  • an charge / discharge control such as a current or a voltage
  • an equalization control of voltage such as a current or a voltage
  • BMS battery management system
  • This exothermic phenomenon may cause a secondary problem that the performance of the secondary battery that causes the electrochemical reaction is impaired (damaged), which may lead to deterioration of performance, can not guarantee the life of the battery, and may cause explosion due to heat It is known that it can be a fatal weakness to safety such as.
  • the battery pack is monitored for temperature, and the temperature of the battery pack is maintained within the normal range temperature by driving the cooling device for controlling the temperature of the battery pack according to the monitoring result.
  • the temperature of the battery pack is not managed and the battery pack is exposed to a high temperature or a low temperature environment.
  • degradation of the secondary battery included in the battery pack is accelerated .
  • the present invention relates to a battery management apparatus capable of effectively cooling a battery pack while using power of the battery module evenly by operating a battery cooling unit based on information on state of charge of a plurality of battery modules of the battery pack and a battery pack including the same It has its purpose.
  • a battery management apparatus including a master BMS and a plurality of slave BMSs communicably connected to the master BMS.
  • the master BMS may include a master control unit for generating operation order information between the plurality of slave BMSs based on charge state information of each of the plurality of battery modules connected to the plurality of slave BMSs.
  • the plurality of slave BMSs include a slave communication unit for receiving the operation sequence information generated by the master control unit, receiving the battery temperature information measured by the temperature measurement unit, and a slave communication unit for receiving And a slave control unit for operating the battery cooling unit using the output of the corresponding battery module according to the temperature value of the battery temperature information when the slave communication unit receives the first operation signal from the slave communication unit can do.
  • the master control unit may generate the operation order information so that the operation order is faster as the charge amount of the charge state information is larger.
  • the slave control unit may control the output of the corresponding battery module so that the output of the corresponding battery module is supplied to the battery cooling unit have.
  • the slave controller may block at least one of an output of the corresponding battery module and a communication between the slave communication unit and the temperature measuring unit when the charged state of the charged state information is equal to or less than a predetermined first charged state.
  • the slave controller is configured to transmit the first operation signal to the slave communication unit of the slave BMS corresponding to the next operation sequence according to the operation order information, when the charge amount of the charge state information is equal to or less than a preset first charge amount, It is possible to control the communication unit.
  • the slave control unit determines that the slave BMS
  • the slave communication unit can control the slave communication unit to transmit the second operation signal to the slave communication unit.
  • the slave communication unit may control the slave communication unit to transmit the third operation signal to the slave communication unit of the slave BMS corresponding to the following operation sequence.
  • the slave control unit may control the slave communication unit And the output of the battery module is controlled so that the output is supplied to the battery cooling unit.
  • the slave controller receives the second operation signal or the third operation signal, and when the charge amount of the charge state information is equal to or less than the preset second charge amount, And the communication between the slave communication unit and the temperature measurement unit.
  • the battery pack according to the present invention may include the battery management device.
  • the automobile according to the present invention may include the battery management device.
  • the operation sequence information is generated based on the charge status information of the plurality of battery modules, and the battery temperature information is updated until the charge amount of the battery module is reduced to a preset charge amount or less,
  • the battery pack can be cooled by using the power of the battery module evenly by operating the battery cooling section according to the temperature value of the battery pack.
  • FIG. 1 is a schematic view of a battery management apparatus and a battery pack including the same according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view schematically showing a configuration of a master BMS of a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a slave BMS of a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view schematically showing an example of charge state information used in the battery management apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
  • FIG. 5 is a view schematically showing an example of charge status information of the first battery module discharged in FIG.
  • FIG. 6 is a view schematically showing an example of charge status information of the third battery module discharged in FIG.
  • FIG. 7 is a view schematically showing an example of charge status information of the second battery module discharged in FIG.
  • FIG. 8 is a view schematically showing an example of charge status information of the first battery module discharged in FIG.
  • FIG. 9 is a view schematically showing an example of charge status information of the third battery module discharged in FIG.
  • FIG. 10 is a view schematically showing an example of charge status information of the second battery module discharged in FIG.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a battery management apparatus and a battery pack including the same according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a configuration of a master BMS of a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a configuration of a slave BMS of a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the battery management system may include a master BMS 100 and a plurality of slave BMSs 200a, 200b, and 200c.
  • the master BMS 100 integrally controls a plurality of slave BMSs 200a, 200b and 200c and communicates with a plurality of slave BMSs 200a, 200b and 200c through a master communication unit 120, To request and receive information necessary for integrated control and to transmit signals including control commands.
  • the plurality of slave BMSs 200a, 200b, and 200c are connected to a plurality of battery modules 10a, 10b, and 10c included in the battery pack to charge and discharge the plurality of battery modules 10a, 10b, and 10c, respectively. Can be controlled.
  • the battery pack includes three battery modules 10a, 10b, and 10c, and the battery management system includes three slave BMSs 200a, 200b, and 200c and one master BMS 100 .
  • the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the battery pack may include only two battery modules or may include four or more battery modules.
  • the battery management system may include two slave BMSs or four or more slave BMSs corresponding to the number of battery modules included in the battery pack.
  • a plurality of slave BMSs 200a, 200b, and 200c are referred to as a first slave BMS 200a, a second slave BMS 200b, and a third slave BMS 200c, respectively.
  • the plurality of battery modules 10a, 10b and 10c connected to the first slave BMS 200a, the second slave BMS 200b and the third slave BMS 200c are connected to the first battery module 10a, The second battery module 10b and the third battery module 10c.
  • the master BMS 100 may include a master control unit 110.
  • the master control unit 110 generates a plurality of slave BMSs 200a, 200b, and 200c based on the charge state information of each of the plurality of battery modules 10a, 10b, and 10c connected to the plurality of slave BMSs 200a, 200b, Can be generated.
  • the master control unit 110 may control the master communication unit 120 to transmit a charging status information request signal for requesting charging status information to a plurality of slave BMSs 200a, 200b, and 200c.
  • the charge status information may mean the amount of power charged in each battery module 10a, 10b, 10c.
  • the charge status information may be a charge amount indicating a charged amount of the battery module 10a, 10b, or 10c as a percentage.
  • the plurality of slave BMSs 200a, 200b and 200c may include slave communication units 220a, 220b and 220c and slave controllers 210a, 210b and 210c, respectively.
  • the slave communication units 220a, 220b and 220c receive the operation order information generated by the master control unit 110 from the master communication unit 120 of the master BMS 100 and measure the operation order information by the temperature measuring unit 300 Lt; / RTI > battery temperature information.
  • the battery temperature information may be the internal temperature of the battery pack including the battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the temperature measuring unit 300 may include a temperature measuring sensor positioned inside the battery pack to measure the temperature.
  • the temperature measuring unit 300 may further include a wireless communication module for transmitting the measured temperature measurement information to the slave communication units 220a, 220b and 220c.
  • the wireless communication module may transmit the temperature measurement information measured every predetermined communication time to the slave communication units 220a, 220b, and 220c. Particularly, the wireless communication module can transmit temperature measurement information measured every preset communication time to all of the slave communication units 220a, 220b, and 220c of the plurality of slave BMSs 200a, 200b, and 200c. That is, the wireless communication module can perform communication with the slave communication units 220a, 220b, and 220c in a majority.
  • the wireless communication module transmits all the slave communication units of the first slave BMS 200a, the second slave BMS 200b and the third slave BMS 200c every 10 minutes, (220a, 220b, 220c).
  • Such a wireless communication module may include one or more of WLAN (Wi-Fi), Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), IrDA (Infrared Data Association), UWB (Ultra Wideband) And can communicate with the slave communication units 220a, 220b, and 220c through wireless communication.
  • WLAN Wi-Fi
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • UWB Ultra Wideband
  • the wireless communication module can perform communication with the slave communication units 220a, 220b, and 220c through wireless communication using the Bluetooth 4.0. Accordingly, the wireless communication module can minimize the power consumed in communication and maintain long-time communication with the slave communication units 220a, 220b, and 220c.
  • the slave communication units 220a, 220b, and 220c communicate with the wireless communication module of the temperature measurement unit 300 through the wireless communication method using the Bluetooth 4.0, so that the battery modules 10a , 10b, 10c can be minimized.
  • the temperature measuring unit 300 may be included in the battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c may correspond to the first operation order according to the operation order information received by the slave communication units 220a, 220b and 220c, or may be connected to the first slave communication units 220a, 220b,
  • the battery cooling unit 400 can be operated using the output of the corresponding battery module 10a, 10b, or 10c according to the temperature value of the battery temperature information.
  • the battery cooling unit 400 may include a component for cooling the battery pack and the battery modules 10a, 10b, 10c located inside or outside the battery pack including the battery management apparatus according to an embodiment of the present invention Lt; / RTI >
  • the battery cooling unit 400 may include a pump for supplying cooling water to the periphery of the battery pack.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c may control the slave communication units 220a, 220b and 220c in a specific case to perform a communication operation for receiving the battery temperature information from the temperature measuring unit 300.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c may operate the battery cooling unit 400 using the outputs of the corresponding battery modules 10a, 10b, and 10c according to the temperature value of the battery temperature information Cooling operation can be performed.
  • the first operation sequence of the slave BMSs 200a, 200b, 200c including the slave controllers 210a, 210b, 210c corresponds to the first operation sequence according to the operation sequence information
  • the first operation signal may be received from another slave communication unit included in the second slave communication unit.
  • the operating sequence information can be generated so that the operating sequence is faster.
  • the master control unit 110 can generate the operation order information so that the order of operation is prioritized in the order of the amount of the charged state information of each of the battery modules 10a, 10b, and 10c.
  • FIG. 4 is a view schematically showing an example of charge state information used in the battery management apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
  • the master control unit 110 receives the charge state information A of the first battery module 10a having a charge amount of 80% and the charge state information A of the second battery module 10b , And the charging state information C of the third battery module 10c with the charging amount of 60%.
  • the master controller 110 determines the operation order of the first slave BMS 200a, the operation order of the second slave BMS 200b, and the operation order of the third slave BMS 200c, May be determined as the first order, the third order, and the second order, respectively, to generate the operation order information.
  • the master control unit 110 may control the master communication unit 120 to transmit the generated operation order information to the slave communication units 220a, 220b, and 220c of the plurality of slave BMSs 200a, 200b, and 200c .
  • the master control unit 110 generates operation sequence information corresponding to the charge status information of the battery modules 10a, 10b, and 10c connected to the plurality of slave BMSs 200a, 200b, and 200c, To the plurality of slave BMSs (200a, 200b, 200c).
  • the battery management apparatus can be mounted on a vehicle to manage a battery pack of the vehicle.
  • the master control unit 110 controls the slave communication units 220a, 220b, and 220c of the plurality of slave BMSs 200a, 200b, and 200c when a parking signal indicating the parking status is output from an ECU (Electronic Control Unit)
  • the master communication unit 120 may transmit the charging status information request signal to the master communication unit 120 to transmit the charging status information request signal.
  • the master control unit 110 transmits a charging state information request signal for requesting the charging state information to the plurality of slave BMSs 200a, 200b, 200c
  • the slave communication units 220a, 220b, and 220c of the master communication unit 120 and generate the operation order information in accordance with the received charging state information.
  • the master control unit 110 includes at least one processor and may be operatively connected to the master communication unit 120 and a master memory unit 130, which will be described later. Accordingly, the master control unit 110 can be configured to manage the overall operation of the master BMS.
  • Each processor included in the master control unit 110 may include a processor, an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, a register, a communication modem, a data processing device, etc., And may optionally include.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • At least one of the various control logic of the master control unit 110 may be combined, and the combined control logic may be written in a computer-readable code system and recorded in a computer-readable recording medium.
  • the recording medium is not particularly limited as long as it can be accessed by the processor.
  • the recording medium may include at least one selected from the group including ROM, RAM, register, CD-ROM, magnetic tape, hard disk, floppy disk and optical data recording device.
  • the code system may be modulated with a carrier signal and included in a communication carrier at a specific point in time, and executed by a processor.
  • functional programs, code, and code segments for implementing the combined control logic may be easily inferred by programmers skilled in the art to which the present invention pertains.
  • the master BMS may further include the master communication unit 120 and the master memory unit 130 described above.
  • the master communication unit 120 communicates with the slave communication units 220a, 220b, and 220c included in the plurality of slave BMSs 200a, 200b, and 200c and the ECU of the vehicle using at least one of wired communication and wireless communication can do.
  • the wired communication may be wired communication using one or more of CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network) and FlexRay.
  • the wireless communication uses at least one of WLAN (Wireless LAN) (Wi-Fi), Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), infrared data association (IrDA), Ultra Wideband (UWB) Lt; / RTI >
  • WLAN Wireless LAN
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA infrared data association
  • UWB Ultra Wideband
  • the master memory unit 130 temporarily stores the charging status information of each of the plurality of battery modules 10a, 10b and 10c received by the master communication unit 120, 110 to output the stored charge state information.
  • the master memory unit 130 stores operation order information generated from the master control unit 110 and the master communication unit 120 transmits slave communication units 220a, 220b, and 220c of the slave BMSs 200a, 200b, It is possible to output the operation order information to the master communication unit 120 when transmitting the operation order information.
  • the master memory unit 130 may store program codes in which processes executable by the master control unit 110 are defined.
  • the master memory unit 130 is not limited to any kind of known information storage means known to be capable of recording, erasing, updating, and reading data.
  • the master memory unit 130 may be a DRAM, an SDRAM, a flash memory, a ROM, an EEPROM, a register, or the like.
  • the master memory unit 130 may be physically separated from the master control unit 110, or may be integrally integrated with the master control unit 110 in a chip or the like.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c receive the operation order information from the slave communication units 220a, 220b, and 220c, and receive the operation order information from the slave BMSs 200a, 200b, It is possible to confirm whether or not the operation sequence corresponds to the first operation sequence according to the operation sequence information.
  • the operation sequence of the slave BMSs 200a, 200b, and 200c included in the slave units 210a, 210b, and 210c corresponds to the initial operation sequence according to the operation sequence information as a result of the checking of the operation sequence, (220a, 220b, 220c) to receive battery temperature information from the temperature measuring unit (300).
  • the battery cooling unit 400 can be operated using the output of the corresponding battery module 10a, 10b, 10c according to the temperature value of the battery temperature information.
  • the corresponding battery modules 10a, 10b and 10c correspond to the respective battery modules 10a, 10b and 10c connected to the respective slave BMSs 200a, 200b and 200c including the slave controllers 210a, 210b and 210c.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c operate the slave communication units 220a, 220b and 220c when the operation order of the slave BMSs 200a, 200b and 200c included therein is the first order, And the battery cooling unit 400 can be operated by controlling the output of the corresponding battery module 10a, 10b, 10c according to the temperature value of the received battery temperature information.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c When the temperature value of the battery temperature information is included in a predetermined temperature value interval, the slave controllers 210a, 210b, and 210c output the corresponding battery modules 10a, 10b, and 10c to the battery cooling unit 400, The output of the corresponding battery module 10a, 10b, 10c can be controlled so as to be supplied to the battery module 10a, 10b, 10c.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c shut off the outputs of the corresponding battery modules 10a, 10b, and 10c,
  • the controller 400 may not operate.
  • the predetermined temperature value interval may be a temperature value interval of the battery pack in which deterioration of the battery pack, heat generation, and performance deterioration occur.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c can confirm the operation order of the slave BMSs 200a, 200b, and 200c included therein.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c receive the battery temperature information through the slave communication units 220a, 220b and 220c when the operation order is the first order, It is possible to confirm whether the temperature value is included in the predetermined temperature value section.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c control the outputs of the corresponding battery modules 10a, 10b and 10c when the temperature value of the battery temperature information is included in the preset temperature value interval, Can be operated.
  • the operation sequence of the slave BMSs 200a, 200b, and 200c including the slave BMSs 200a, 200b, and 200c does not correspond to the initial operation sequence according to the operation sequence information Communication between the slave communication units 220a, 220b and 220c and the temperature measuring unit 300 can be blocked.
  • the output of the corresponding battery module 10a, 10b, 10c may be cut off and the battery cooling unit 400 may not be operated.
  • the electric power of the battery modules 10a, 10b, 10c having the largest amount of charge among the plurality of battery modules 10a, 10b, 10c of the battery pack provided in the vehicle is used first To monitor the temperature of the battery pack, and to operate the battery cooling unit 400 when the battery pack is overheated.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c are connected to the slave controllers 210a, 210b and 210c of the battery modules 10a, 10b and 10c, respectively, The communication between the output and slave communication units 220a, 220b, and 220c and the temperature measurement unit 300 can be blocked.
  • the slave controllers 210a, 210b, 210c communicate with the temperature measuring unit 300 when the slave communication units 220a, 220b, And operates the battery cooling unit 400 according to the temperature value of the battery temperature information.
  • the charged power of the battery modules 10a, 10b, and 10c can be discharged due to the operation of the slave communication units 220a, 220b, and 220c and the battery cooling unit 400.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c may be configured such that when the charged state information of the battery modules 10a, 10b, and 10c of the battery modules 10a, 10b, and 10c is equal to or less than the preset first charged state S1, The output of the battery modules 10a, 10b and 10c and the communication between the slave communication units 220a, 220b and 220c and the temperature measuring unit 300 are blocked to thereby prevent the electric power charged in the battery modules 10a, 10b and 10c It is possible to prevent the phenomenon in which the temperature is reduced below the predetermined level.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c may be configured to operate in the following order of operation according to the operation sequence information if the charge amounts of the charge status information of the battery modules 10a, 10b, and 10c are equal to or less than the preset first charge amount S1 220b, and 220c to transmit the first operation signal to the slave communication unit of the slave BMS.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c interrupt the communication between the outputs of the battery modules 10a, 10b and 10c and the slave communication units 220a, 220b and 220c and the temperature measuring unit 300,
  • the slave control unit of the slave BMS corresponding to the next operation sequence according to the operation order information monitors the battery temperature information and controls the slave communication units 220a, 220b and 220c so as to operate the battery cooling unit 400, Can be transmitted.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c perform the above-described communication and cooling operations according to the initial operation sequence according to the operation sequence information, and the battery modules 10a, 10b, and 10c The communication operation and the cooling operation are stopped and the first operation signal is transmitted to the slave communication unit of the slave BMS corresponding to the next procedure.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c of the plurality of slave BMSs 200a, 200b and 200c monitor the battery temperature information and operate the battery cooling unit 400 in the order of operating sequence information, Can be performed until the charging amount of the charging status information of the battery modules 10a, 10b, 10c is reduced to a predetermined first charging amount S1 or less.
  • the first, second, and third orders of operation order information are the first slave BMS 200a, the third slave BMS 200c, and the second slave BMS 200b, respectively, if the charge amounts are 80%, 40%, and 60% ).
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a confirms that the operating order of the first slave BMS 200a is the first order according to the operation order information, and operates the slave communication unit 220a to perform the temperature measurement
  • the battery temperature information can be received from the unit 300.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a controls the output of the first battery module 10a when the temperature value of the battery temperature information is included in the predetermined temperature value interval, Lt; / RTI >
  • FIG. 5 is a view schematically showing an example of charge status information of the first battery module discharged in FIG.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a operates the slave communication unit 220a to receive the battery temperature information from the temperature measuring unit 300, and the first battery module 10a,
  • the amount of charge state information A of the first battery module 10a can be reduced to a preset first charge amount S1 of 20% or less by operating the battery cooling unit 400 by controlling the output of the first battery module 10a.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a monitors the charge status information, and when the charge amount of the charge status information A is set to the first The output of the first battery module 10a and the communication between the slave communication unit 220a and the temperature measuring unit 300 can be blocked when the charged amount S1 is 20% or less.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a determines that the first battery module 10a , It is possible to prevent the discharge of the first battery module 10a from being continued.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a determines whether the amount of the charged state information A of the first battery module 10a is equal to or less than 20% It is possible to control the slave communication unit 220a to transmit the first operation signal to the slave communication unit 220c of the third slave BMS 200c corresponding to the second order.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c continues the monitoring of the battery temperature information and the operation of the battery cooling unit 400, following the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a .
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c receive the first operation signals from the slave communication units 220a, 220b and 220c and the temperature measuring unit 300, And controls the output of the corresponding battery module 10a, 10b, 10c according to the temperature value of the received battery temperature information to operate the battery cooling unit 400 .
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c When the temperature value of the battery temperature information is included in a predetermined temperature value interval, the slave controllers 210a, 210b, and 210c output the corresponding battery modules 10a, 10b, and 10c to the battery cooling unit 400, The output of the corresponding battery module 10a, 10b, 10c can be controlled so as to be supplied to the battery module 10a, 10b, 10c.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c shut off the outputs of the corresponding battery modules 10a, 10b, and 10c,
  • the controller 400 may not operate.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c may control the charging of the battery modules 10a, 10b and 10c when the charging state information of the battery modules 10a, 10b and 10c is equal to or less than the preset first charging quantity S1.
  • the communication between the output and slave communication units 220a, 220b, and 220c and the temperature measurement unit 300 can be blocked.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c may be configured to operate in accordance with the operation sequence information corresponding to the operation sequence information when the charge status information of the battery modules 10a, 10b, and 10c is equal to or less than the preset first charge level S1 220b, and 220c to transmit the first operation signal to the slave communication unit of the slave BMS.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c in the second case are different from the slave controllers 210a, 210b, and 210c in the first case only in the order in which the slave controllers 210a, 210b,
  • the communication operation and the cooling operation can be performed in the same manner.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c in the second case are configured such that the charging amount information of the charging status information of the battery modules 10a, 10b and 10c is equal to or less than the preset first charging amount S1,
  • the slave communication units 220a, 220b and 220c can be controlled so as to transmit the second operation signal to the slave communication units of the slave BMS corresponding to the initial operation sequence according to the operation order information.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c may determine that the charging amount of the battery modules 10a, 10b and 10c is less than the preset first charging amount S1, , 200b, and 200c can be confirmed as the last operating sequence, that is, the last operating sequence of the operating sequence information.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c may control the slave communication units 220a, 220b, and 220c to transmit the second operation signals instead of the first operation signals, can do.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c can control the slave communication units 220a, 220b, and 220c to transmit the second operation signals to the slave communication units of the slave BMS corresponding to the first operation sequence according to the operation order information have.
  • the slave controllers 210a, 210b To the slave communication of the slave BMSs 200a, 200b, and 200c corresponding to the slave BMSs 200a, 200b, and 200c.
  • a plurality of battery modules 10a, 10b, and 10c included in the battery pack are first used for a communication operation and a cooling operation using up to a predetermined first charge amount S1 or lower can do.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a operates when the charging state information A of the first battery module 10a is 20% or less of the preset first charging amount S1
  • the slave communication unit 220a may control the slave communication unit 220c to transmit the first operation signal to the slave communication unit 220c of the third slave BMS 200c having the second order.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c transmits the slave communication unit 220c to the slave communication unit 220c, So that the battery temperature information can be received from the temperature measuring unit 300.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c controls the output of the third battery module 10c when the temperature value of the battery temperature information is included in the preset temperature value interval, Lt; / RTI >
  • FIG. 6 is a view schematically showing an example of charge status information of the third battery module discharged in FIG.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c operates the slave communication unit 220c to receive battery temperature information from the temperature measurement unit 300, and the third battery module 10c,
  • the charging amount information C of the third battery module 10c may be reduced to a predetermined first charging amount S1 of 20% or less by controlling the output of the first battery module 10c.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c determines that the charge amount of the charge state information C of the third battery module 10c is less than or equal to the preset first charge amount S1 of 20% 10c and communication between the slave communication unit 220c and the temperature measuring unit 300.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c determines whether the charge amount C of the third battery module 10c is less than or equal to the preset first charge amount S1 by 20% It is possible to control the slave communication unit 220c to transmit the first operation signal to the slave communication unit 220b of the second slave BMS 200b corresponding to the third order.
  • FIG. 7 is a view schematically showing an example of charge status information of the second battery module discharged in FIG.
  • the charging state information B of the second battery module 10b of the slave control unit 210b of the second slave BMS 200b is 20% or less of the preset first charging amount S1 and the last order according to the operation order information, And if it corresponds to the last order, transmits the second operation signal to the slave communication unit 220a of the first slave BMS 200a corresponding to the first order, that is, the first order according to the operation order information,
  • the control unit 220b can be controlled.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c may operate according to the temperature values of the battery temperature information
  • the battery cooling unit 400 can be operated using the outputs of the corresponding battery modules 10a, 10b, and 10c.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c may receive the third operation signal or the third operation signal from the slave communication units 220a, 220b, and 220c, respectively, 10b, and 10c according to the communication operation of receiving the battery temperature information from the temperature measuring unit 300 by operating the battery temperature sensor 300 and the temperature value of the battery temperature information, To perform the cooling operation.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c in the third and fourth cases are arranged in accordance with the operation order information with respect to the slave controllers 210a, 210b, and 210c in the first case and the second case,
  • the communication operation and the cooling operation can be performed in the same manner when the operation order is satisfied.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c in the third case can perform the communication operation and the cooling operation when the slave communication units 220a, 220b, and 220c receive the second operation signals.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c may be configured to perform the communication operation and the cooling operation when the charge amount of the charge status information of the battery modules 10a, 10b, and 10c is equal to or less than the preset second charge amount S2, One or more of the cooling operations may be stopped.
  • the preset second charging amount S2 is a minimum charging amount that should be maintained to prevent deterioration of the battery modules 10a, 10b, and 10c and reduction in life span at a power value lower than the preset first charging amount S1 have.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c are connected to the slave communication units (10a, 10b and 10c) when the charging state information of the battery modules 10a, 10b and 10c is equal to or less than the second charging amount S2
  • the battery module 10a, 10b, or 10c is cut off by interrupting the communication between the battery module 10a, 10b, 10c and the temperature measuring unit 300, , 10b, and 10c can be prevented from being discharged.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c may be configured to determine whether or not the battery packs 10a, 10b, and 10c correspond to the next operation sequence according to the operation sequence information, 220b, and 220c to transmit the third operation signal to the slave communication unit of the slave BMS.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c determines whether the charge state information C of the third battery module 10c is lowered to 20% or less of the first charge amount S1 set in advance And control the slave communication unit 220c to transmit the second operation signal to the slave communication unit 220b of the second slave BMS 200b corresponding to the first order, that is, the first order according to the operation order information.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a operates the slave communication unit 220a to receive the battery temperature information from the temperature measurement unit 300 when the second operation signal is received by the slave communication unit 220a can do.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a controls the output of the first battery module 10a when the temperature value of the battery temperature information is included in the predetermined temperature value interval, Lt; / RTI >
  • FIG. 8 is a view schematically showing an example of charge status information of the first battery module discharged in FIG.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a operates the slave communication unit 220a to receive the battery temperature information from the temperature measurement unit 300, and the first battery module 10a,
  • the amount of charge state information A of the first battery module 10a can be reduced to 10% or less of the preset second charge amount S2 by controlling the output of the first battery module 10a.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a monitors the charge state information, and when the charge amount of the charge state information A is set to the second (second) preset by the operation of the slave communication unit 220a and the battery cooling unit 400, The output of the first battery module 10a and the communication between the slave communication unit 220a and the temperature measurement unit 300 can be blocked when the charged amount S2 is 10% or less.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a determines that the charge amount of the charge state information A of the first battery module 10a is less than 10% of the preset second charge amount S2 due to the communication operation and the cooling operation The communication operation and the cooling operation are interrupted to prevent the discharge of the first battery module 10a from continuing.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a calculates It is possible to control the slave communication unit 220a to transmit the third operation signal to the slave communication unit 220c of the third slave BMS 200c corresponding to the second order.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c continues the monitoring of the battery temperature information and the operation of the battery cooling unit 400, following the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a .
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c can perform the communication and cooling operations described above when the slave communication units 220a, 220b, and 220c receive the third operation signals.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c may be configured to perform the communication operation and the cooling operation when the charge amount of the charge status information of the battery modules 10a, 10b, and 10c is equal to or less than the preset second charge amount S2, One or more of the cooling operations may be stopped.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c are connected to the slave communication units (10a, 10b and 10c) when the charging state information of the battery modules 10a, 10b and 10c is equal to or less than the second charging amount S2
  • the battery module 10a, 10b, or 10c is cut off by interrupting the communication between the battery module 10a, 10b, 10c and the temperature measuring unit 300, , 10b, and 10c can be prevented from being discharged.
  • the charged amount charged in all the battery modules 10a, 10b, 10c of the battery pack is reduced to a preset first charged amount S1 or less.
  • the slave control unit 210a of the first slave BMS 200a operates when the charging state information A of the first battery module 10a is 10% or less of the preset second charging amount S2
  • the slave communication unit 220c can control the slave communication unit 220c to transmit the third operation signal to the slave communication unit 220c of the third slave BMS 200c having the second order.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c transmits the slave communication unit 220c to the slave communication unit 220c, So that the battery temperature information can be received from the temperature measuring unit 300.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c controls the output of the third battery module 10c when the temperature value of the battery temperature information is included in the preset temperature value interval, Lt; / RTI >
  • FIG. 9 is a view schematically showing an example of charge status information of the third battery module discharged in FIG.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c operates the slave communication unit 220c to receive the battery temperature information from the temperature measuring unit 300, and the third battery module 10c,
  • the charge amount of the charge state information C of the third battery module 10c can be reduced to 10% or less of the preset second charge amount S2 by controlling the output of the third battery module 10c.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c determines that the charging state information C of the third battery module 10c is less than or equal to the predetermined second charging amount S2 of 10% 10c and communication between the slave communication unit 220c and the temperature measuring unit 300.
  • the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c determines that the charge amount C of the third battery module 10c is less than or equal to 10% of the preset second charge amount S2,
  • the slave communication units 220a, 220b, and 220c may be controlled so that the third operation signal is transmitted to the slave communication unit 220b of the second slave BMS 200b corresponding to the third order.
  • the communication operation and the cooling operation can be continued following the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c of the slave control unit 210b of the second slave BMS 200b.
  • FIG. 10 is a view schematically showing an example of charge status information of the second battery module discharged in FIG.
  • the slave control unit 210b of the second slave BMS 200b is the same as the slave control unit 210c of the third slave BMS 200c
  • the communication operation and the cooling operation can be continued until the charging state information B of the second battery module 10b is reduced to 10% or less of the preset second charging amount S2.
  • the battery management apparatus determines the order of operation of the battery modules 10a, 10b, And 10c is reduced to a preset first charge amount S1 or lower, the communication operation and the cooling operation can be performed in the order of the determined operation sequence.
  • the battery management device again performs the communication operation and the cooling operation in the determined operation order, 10a, 10b, and 10c to the predetermined second charging amount S2.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c include at least one processor and may be operatively connected to the slave communication units 220a, 220b and 220c and slave memory units 230a, 230b and 230c . Accordingly, the slave controllers 210a, 210b, and 210c may be configured to manage overall operations of the slave BMSs 200a, 200b, and 200c.
  • the slave controllers 210a, 210b, and 210c may include a sensing unit configured to detect states of the battery modules 10a, 10b, and 10c.
  • the sensing unit may include a voltage measuring circuit for detecting the voltage of the battery modules 10a, 10b, and 10c, a current measuring circuit for detecting the current of the battery modules 10a, 10b, and 10c, And a temperature detection circuit for detecting the temperature of the semiconductor device.
  • the slave controllers 210a, 210b and 210c provide sensing information indicating the states of the detected battery modules 10a, 10b and 10c to the slave communication units 220a, 220b and 220c. Accordingly, the slave communication units 220a, 220b, and 220c can transmit sensing information to the master communication unit 120 of the master BMS using wireless communication or wire communication.
  • Each processor included in the slave controllers 210a, 210b, and 210c may include a processor, an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, a register, a communication modem, Processing apparatus, and the like.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • At least one of the various control logic of the slave controllers 210a, 210b, and 210c may be combined, and the combined control logic may be written in a computer-readable code system and recorded in a computer-readable recording medium.
  • the recording medium is not particularly limited as long as it can be accessed by the processor.
  • the recording medium may include at least one selected from the group including ROM, RAM, register, CD-ROM, magnetic tape, hard disk, floppy disk and optical data recording device.
  • the code system may be modulated with a carrier signal and included in a communication carrier at a specific point in time, and executed by a processor.
  • functional programs, code, and code segments for implementing the combined control logic may be easily inferred by programmers skilled in the art to which the present invention pertains.
  • the slave BMSs 200a, 200b, and 200c may further include the slave communication units 220a, 220b, and 220c and the slave memory units 230a, 230b, and 230c.
  • the slave communication units 220a, 220b and 220c communicate with other slave communication units included in the master communication unit 120 included in the master BMS and the plurality of slave BMSs 200a, 200b and 200c using wireless communication .
  • the wireless communication uses at least one of WLAN (Wireless LAN) (Wi-Fi), Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), infrared data association (IrDA), Ultra Wideband (UWB) Lt; / RTI >
  • WLAN Wireless LAN
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA infrared data association
  • UWB Ultra Wideband
  • the slave memory units 230a, 230b and 230c temporarily store operation order information received from the master communication unit 120 and output the stored operation order information at the request of the slave controllers 210a, 210b and 210c have.
  • slave memory units 230a, 230b, and 230c may store program codes in which processes executable by the slave controllers 210a, 210b, and 210c are defined.
  • the slave memory units 230a, 230b, and 230c are not limited to any kind of known information storage means known to be capable of recording, erasing, updating, and reading data.
  • the slave memory units 230a, 230b, and 230c may be a DRAM, an SDRAM, a flash memory, a ROM, an EEPROM, a register, or the like.
  • slave memory units 230a, 230b, and 230c may be physically separated from the slave controllers 210a, 210b, and 210c, or may be integrated with the slave controllers 210a, 210b, and 210c have.
  • the battery pack according to the present invention includes at least one of the above-described battery modules.
  • the battery pack may further include a case for accommodating such a battery module, a cartridge, a bus bar, and the like.
  • the battery pack according to an embodiment of the present invention may further include the above-described battery management device to perform cooling of the battery pack by using power of each battery module.
  • the battery management device according to the present invention can be applied to an automobile such as an electric car or a hybrid car. That is, the automobile according to the present invention may include the battery management apparatus according to the present invention.

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 관리 장치는 마스터 BMS와 복수의 슬레이브 BMS를 포함하고, 상기 마스터 BMS는 상기 복수의 슬레이브 BMS 마다 연결된 복수의 배터리 모듈 각각의 충전 상태 정보에 기초하여 상기 복수의 슬레이브 BMS 간의 작동 순서 정보를 생성하는 마스터 제어부를 포함하며, 상기 복수의 슬레이브 BMS는 상기 마스터 제어부에 의해 생성된 상기 작동 순서 정보를 수신하고, 온도 측정부에 의해 측정된 배터리 온도 정보를 수신하는 슬레이브 통신부 및 상기 수신된 상기 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하거나 상기 슬레이브 통신부가 다른 슬레이브 통신부로부터 제1 작동 신호를 수신하는 경우, 상기 배터리 온도 정보의 온도값에 따라, 상응하는 배터리 모듈의 출력을 이용하여 배터리 냉각부를 작동시키는 슬레이브 제어부를 포함한다.

Description

배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩
본 발명은 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 모듈의 충전 상태 정보에 기초하여 배터리 팩의 온도를 정상 온도 범위 내로 유지시킴으로써, 배터리 팩의 퇴화를 방지할 수 있는 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 7월 31일자로 출원된 한국출원번호 제10-2017-0096810호를 우선권 주장하며, 그에 대한 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.
이러한 이차 전지는 전기 화학적 반응에 의하여 충방전을 끊임없이 반복할 수 있어 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지 활용원으로 주목받고 있다.
상기 자동차 등에 적용되는 배터리 팩은 통상적으로 단위 이차전지 셀(cell)이 복수 개 구성되는 어셈블리와 상기 어셈블리 내지 배터리 모듈이 복수 개로 이루어지며, 상기 셀은 양극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액, 알루미늄 박막층 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 충방전이 가능한 구조가 된다.
이러한 상기 배터리 팩은 모터 등의 구동부하에 대한 전력 공급 제어, 전류, 전압 등의 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge) 등의 추정을 위한 알고리즘이 적용되어 이차전지의 상태를 모니터링하고 제어하는 BMS(Battery Management System) 등이 추가적으로 포함되어 구성된다.
또한, 상기 배터리 팩은 상당한 개수의 이차전지가 멀티 구조로 집합되어 대용량의 시스템을 구성하게 된다. 이차전지는 내부의 전기 화학적 반응에 의하여 충전 또는 방전이 끊임없이 반복적으로 일어나며 이러한 충방전 과정은 불가피하게 발열을 수반하게 되는데 상기와 같이 이차전지가 대형화된 구조에서는 상기 충방전에 따른 발열은 비약적으로 증가하게 된다.
이와 같은 발열 현상은 전기 화학적 반응을 일으키는 이차전지에 내재적인 데미지(손상)를 미치게 되어 성능 저하를 초래할 수 있고, 배터리의 수명을 보장할 수 없다는 이차적인 문제를 야기할 수 있으며 발열에 의한 폭발 현상 등 안전성에도 치명적인 약점이 될 수 있다고 알려져 있다.
이에 따라, 배터리 팩에는 온도에 대한 모니터링을 수행하고, 모니터링 결과에 따라 배터리 팩의 온도를 조절하기 위한 냉각 장치를 구동함으로써, 배터리 팩의 온도를 정상 범위 온도 내로 유지시킨다.
하지만, 자동차에 구비된 배터리 팩의 경우, 외부에 장시간 주차된 상태로 방치되면 외부 온도가 변화함에도 불구하고 배터리 팩의 온도에 대한 모니터링 뿐만 아니라 냉각 장치의 구동이 중지되므로 배터리 팩의 온도를 정상 범위 온도 내로 유지시킬 수 없는 문제점이 있다.
이에 따라, 배터리 팩을 구비한 자동차가 주차 상태로 장시간 방치되는 경우, 배터리 팩의 온도가 관리되지 않아 배터리 팩이 고온 또는 저온 환경에 노출됨으로써, 배터리 팩에 포함된 이차 전지의 퇴화가 가속되는 문제점이 있다.
본 발명은 배터리 팩의 복수의 배터리 모듈의 충전 상태 정보에 기초하여 배터리 냉각부를 작동시킴으로써, 배터리 모듈의 전력을 균등히 사용하면서 배터리 팩을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는 마스터 BMS 및 상기 마스터 BMS와 통신을 통해 연결된 복수의 슬레이브 BMS를 포함한다.
바람직하게, 상기 마스터 BMS는 상기 복수의 슬레이브 BMS 마다 연결된 복수의 배터리 모듈 각각의 충전 상태 정보에 기초하여 상기 복수의 슬레이브 BMS 간의 작동 순서 정보를 생성하는 마스터 제어부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 슬레이브 BMS는 상기 마스터 제어부에 의해 생성된 상기 작동 순서 정보를 수신하고, 온도 측정부에 의해 측정된 배터리 온도 정보를 수신하는 슬레이브 통신부 및 상기 수신된 상기 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하거나 상기 슬레이브 통신부가 다른 슬레이브 통신부로부터 제1 작동 신호를 수신하는 경우, 상기 배터리 온도 정보의 온도값에 따라, 상응하는 배터리 모듈의 출력을 이용하여 배터리 냉각부를 작동시키는 슬레이브 제어부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 마스터 제어부는 상기 충전 상태 정보의 충전량이 많을수록 작동 순서가 빠르도록 상기 작동 순서 정보를 생성할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬레이브 제어부는 상기 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되는 경우, 상기 상응하는 배터리 모듈의 출력이 상기 배터리 냉각부로 공급되도록 상기 상응하는 배터리 모듈의 출력을 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬레이브 제어부는 상기 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량 이하인 경우, 상기 상응하는 배터리 모듈의 출력 및 상기 슬레이브 통신부와 상기 온도 측정부 간의 통신 중 하나 이상을 차단할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬레이브 제어부는 상기 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량 이하인 경우, 상기 작동 순서 정보에 따른 다음 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 통신부로 상기 제1 작동 신호를 송신하도록 상기 슬레이브 통신부를 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬레이브 제어부는 상기 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량 이하이고, 상기 작동 순서 정보에 따른 최후 작동 순서에 해당하는 경우, 상기 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 통신부로 제2 작동 신호를 송신하도록 상기 슬레이브 통신부를 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬레이브 제어부는 상기 슬레이브 통신부가 상기 제2 작동 신호를 수신하고, 상기 충전 상태 정보의 충전량이 상기 미리 설정된 제1 충전량 보다 낮은 값으로 미리 설정된 제2 충전량 이하인 경우, 상기 작동 순서 정보에 따른 다음 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 통신부로 제3 작동 신호를 송신하도록 상기 슬레이브 통신부를 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬레이브 제어부는 상기 슬레이브 통신부가 상기 제2 작동 신호 또는 상기 제3 작동 신호를 수신하고, 상기 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되는 경우, 상기 상응하는 배터리 모듈의 출력이 상기 배터리 냉각부로 공급되도록 상기 배터리 모듈의 출력을 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬레이브 제어부는 상기 슬레이브 통신부가 상기 제2 작동 신호 또는 상기 제3 작동 신호를 수신하고, 상기 충전 상태 정보의 충전량이 상기 미리 설정된 제2 충전량 이하인 경우, 상기 상응하는 배터리 모듈의 출력 및 상기 슬레이브 통신부와 상기 온도 측정부 간의 통신 중 하나 이상을 차단할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 상기 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차는 상기 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 배터리 모듈의 충전 상태 정보에 기초하여 작동 순서 정보를 생성하고, 생성된 작동 순서 정보의 작동 순서 순으로 배터리 모듈의 충전량이 미리 설정된 충전량 이하로 감소될 때까지 배터리 온도 정보의 온도값에 따라 배터리 냉각부를 작동시킴으로써, 배터리 모듈의 전력을 균등히 사용하여 배터리 팩을 냉각시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 마스터 BMS의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 슬레이브 BMS의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치에서 사용되는 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에서 제1 배터리 모듈이 방전된 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에서 제3 배터리 모듈이 방전된 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에서 제2 배터리 모듈이 방전된 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에서 제1 배터리 모듈이 방전된 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에서 제3 배터리 모듈이 방전된 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에서 제2 배터리 모듈이 방전된 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 마스터 BMS의 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 슬레이브 BMS의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 배터리 관리 시스템은 마스터 BMS(100) 및 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)를 포함할 수 있다.
상기 마스터 BMS(100)는 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)를 통합 제어하는 기능을 수행하며, 후술되는 마스터 통신부(120)를 통해 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)와 통신을 수행하여 통합 제어에 필요한 정보를 요청 및 수신하고 제어 명령을 포함하는 신호를 송신할 수 있다.
한편, 상기 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)는 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)과 연결되어 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c) 각각의 충방전을 제어할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 배터리 팩은 3개의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)을 포함하고, 배터리 관리 시스템은 3개의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)와 하나의 마스터 BMS(100)를 포함하는 것으로 가정한다. 다만, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 배터리 팩은 2개의 배터리 모듈만을 포함하거나 4개 이상의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템은 배터리 팩에 포함된 배터리 모듈의 수에 대응하여 2개의 슬레이브 BMS 또는 4개 이상의 슬레이브 BMS를 포함할 수 있다.
또한, 설명의 편의를 위해, 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)를 각각 제1 슬레이브 BMS(200a), 제2 슬레이브 BMS(200b) 및 제3 슬레이브 BMS(200c)라 한다. 그리고, 제1 슬레이브 BMS(200a), 제2 슬레이브 BMS(200b) 및 제3 슬레이브 BMS(200c)와 각각 연결되는 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)을 각각 제1 배터리 모듈(10a), 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c)이라 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 마스터 BMS(100)와 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
상기 마스터 BMS(100)는 마스터 제어부(110)를 포함할 수 있다.
상기 마스터 제어부(110)는 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c) 마다 연결된 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c) 각각의 충전 상태 정보에 기초하여 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c) 간의 작동 순서 정보를 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 마스터 제어부(110)는 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)로 충전 상태 정보를 요청하는 충전 상태 정보 요청 신호를 송신하도록 마스터 통신부(120)를 제어할 수 있다.
여기서, 충전 상태 정보는 각각의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)에 충전된 전력량을 의미할 수 있다. 예를 들어, 충전 상태 정보는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 용량 대비 충전된 전력량을 백분율로 표시하는 충전량일 수 있다.
상기 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)는 각각 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c) 및 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)를 포함할 수 있다.
상기 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)는 마스터 BMS(100)의 마스터 통신부(120)로부터 마스터 제어부(110)에 의해 생성된 작동 순서 정보를 수신하고, 후술되는 온도 측정부(300)에 의해 측정된 배터리 온도 정보를 수신할 수 있다.
여기서, 배터리 온도 정보는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩의 내부 온도일 수 있다.
한편, 온도 측정부(300)는 배터리 팩의 내부에 위치하여 온도를 측정하는 온도 측정 센서를 포함할 수 있다. 또한, 온도 측정부(300)는 측정된 온도 측정 정보를 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)로 송신하기 위하여 무선 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.
이러한, 무선 통신 모듈은 미리 설정된 통신 시간 마다 측정된 온도 측정 정보를 상기 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)로 송신할 수 있다. 특히, 무선 통신 모듈은 미리 설정된 통신 시간 마다 측정된 온도 측정 정보를 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 모든 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)로 송신할 수 있다. 즉, 무선 통신 모듈은 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 일대다수로 통신을 수행할 수 있다.
예를 들어, 무선 통신 모듈은 미리 설정된 통신 시간이 10분으로 설정된 경우, 10분 마다 제1 슬레이브 BMS(200a), 제2 슬레이브 BMS(200b) 및 제3 슬레이브 BMS(200c) 각각의 모든 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)로 온도 측정 정보를 송신할 수 있다.
이러한, 무선 통신 모듈은 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband) 및 ZigBee 중 하나 이상을 이용하는 무선 통신을 통해 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 통신을 수행할 수 있다.
바람직하게, 무선 통신 모듈은 블루투스 4.0을 이용하는 무선 통신을 통해 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 통신을 수행할 수 있다. 이를 통해, 무선 통신 모듈은 통신에 소비되는 전력을 최소화하여 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 장시간 통신을 유지할 수 있다.
또한, 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)는 상술한 바와 같이, 온도 측정부(300)의 무선 통신 모듈과 블루투스 4.0을 이용하는 무선 통신 방식을 통해 통신을 수행함으로써, 통신에 소비되는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 전력을 최소할 수 있다.
이러한, 온도 측정부(300)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치에 포함될 수 있다.
상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)로 수신된 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하거나 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)가 다른 슬레이브 통신부로부터 제1 작동 신호를 수신하는 경우, 배터리 온도 정보의 온도값에 따라, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 이용하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있다.
여기서, 배터리 냉각부(400)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치가 포함된 배터리 팩의 내부 또는 외부에 위치하여 배터리 팩 및 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)을 냉각시키기 위한 구성 요소일 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 냉각부(400)는, 배터리 팩 주변으로 냉각수를 공급하는 펌프를 포함하는 형태로 구성될 수 있다.
상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 특정 경우에 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 제어하여 온도 측정부(300)로부터 배터리 온도 정보를 수신하는 통신 동작을 수행할 수 있다. 또한 이 경우, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는, 배터리 온도 정보의 온도값에 따라, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 이용하여 배터리 냉각부(400)를 작동시키는 냉각 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 특정 경우는 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)가 포함된 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 작동 순서가 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하는 제1 경우, 또는 다른 슬레이브 BMS에 포함된 다른 슬레이브 통신부로부터 제1 작동 신호를 수신하는 제2 경우일 수 있다.
상술된 제1 경우와 제2 경우에 대해서는 후술하여 설명하도록 한다.
이하, 상기 마스터 제어부(110)가 작동 순서 정보를 생성하는 과정에 대해서 설명하도록 한다.
상기 마스터 제어부(110)는 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c) 각각의 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)로부터 충전 상태 정보 요청 신호의 응답으로 충전 상태 정보가 수신되면, 충전 상태 정보의 충전량이 많을수록 작동 순서가 빠르도록 작동 순서 정보를 생성할 수 있다.
다시 말해, 상기 마스터 제어부(110)는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c) 각각의 충전 상태 정보의 충전량이 많은 순으로 작동 순서가 우선되도록 작동 순서 정보를 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치에서 사용되는 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 더 참조하면, 상기 마스터 제어부(110)는 마스터 통신부(120)를 통해 충전량이 80%인 제1 배터리 모듈(10a)의 충전 상태 정보 A, 충전량이 40%인 제2 배터리 모듈(10b)의 충전 상태 정보 B, 충전량이 60%인 제3 배터리 모듈(10c)의 충전 상태 정보 C를 수신할 수 있다.
이때, 상기 마스터 제어부(110)는 충전 상태 정보의 충전량이 많은 순으로 제1 슬레이브 BMS(200a)의 작동 순위, 제2 슬레이브 BMS(200b)의 작동 순위 및 제3 슬레이브 BMS(200c)의 작동 순위를 각각 제1 순위, 제3 순위 및 제2 순위로 결정하여 작동 순서 정보를 생성할 수 있다.
이후, 상기 마스터 제어부(110)는 생성된 작동 순서 정보가 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c) 각각으로 송신되도록 마스터 통신부(120)를 제어할 수 있다.
즉, 상기 마스터 제어부(110)는 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)와 연결된 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보에 대응하여 작동 순서 정보를 생성하고, 생성된 작동 순서 정보를 다시 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)로 송신하도록 구성될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 자동차에 장착되어 자동차의 배터리 팩을 관리할 수 있다.
이때, 상기 마스터 제어부(110)는 자동차의 ECU(Electronic Control Unit)로부터 주차 상태를 알리는 주차 신호가 출력되는 경우, 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)로 충전 상태 정보를 요청하는 충전 상태 정보 요청 신호를 송신하도록 마스터 통신부(120)를 제어할 수 있다.
다시 말해, 마스터 제어부(110)는 주차 상태인 자동차의 배터리 팩을 관리하기 위하여 ECU로부터 주차 신호가 출력되면, 충전 상태 정보를 요청하는 충전 상태 정보 요청 신호를 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)로 송신하도록 마스터 통신부(120)를 제어하고, 수신된 충전 상태 정보에 대응하여 작동 순서 정보를 생성 할 수 있다.
한편, 상기 마스터 제어부(110)는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 마스터 통신부(120) 및 후술되는 마스터 메모리부(130)에 동작 가능하게 연결될 수 있다. 이를 통해, 상기 마스터 제어부(110)는 마스터 BMS의 전반적인 동작을 관리하도록 구성될 수 있다.
상기 마스터 제어부(110)에 포함된 각 프로세서는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
상기 마스터 제어부(110)의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다.
여기서, 기록매체는 프로세서에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
여기서, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 BMS는 상술된 마스터 통신부(120) 및 마스터 메모리부(130)를 더 포함할 수 있다.
상기 마스터 통신부(120)는 유선 통신 및 무선 통신 중 하나 이상을 이용하여 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c) 각각에 포함된 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c) 및 자동차의 ECU와 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 유선 통신은 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network) 및 FlexRay 중 하나 이상을 이용하는 유선 통신일 수 있다. 또한, 무선 통신은 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선　통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband) 및 ZigBee 중 하나 이상을 이용하는 무선 통신일 수 있다.
상기 마스터 메모리부(130)는 마스터 통신부(120)로 수신된 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c) 각각의 충전 상태 정보를 임시로 저장하고, 마스터 제어부(110)의 요청에 따라 마스터 제어부(110)로 저장된 충전 상태 정보를 출력할 수 있다.
또한, 상기 마스터 메모리부(130)는 마스터 제어부(110)로부터 생성된 작동 순서 정보를 저장하고, 마스터 통신부(120)가 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)로 작동 순서 정보를 송신 시 작동 순서 정보를 마스터 통신부(120)로 출력할 수 있다.
또한, 상기 마스터 메모리부(130)는 마스터 제어부(110)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.
이러한, 상기 마스터 메모리부(130)는 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 마스터 메모리부(130)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다.
한편, 상기 마스터 메모리부(130)는 마스터 제어부(110)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 칩 등에 마스터 제어부(110)와 일체로 집적화되어 있을 수도 있다.
이하, 상술된 제1 경우와 제2 경우에 대해서 구체적으로 설명하도록 한다.
우선, 제1 경우부터 설명하면, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)로 작동 순서 정보가 수신되면 자신이 포함된 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 작동 순서가 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하는지 여부를 확인할 수 있다.
상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 상술된 작동 순서의 확인 결과, 자신이 포함된 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 작동 순서가 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하면, 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 작동시켜 온도 측정부(300)로부터 배터리 온도 정보를 수신할 수 있다.
또한, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 상술된 작동 순서의 확인 결과, 자신이 포함된 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 작동 순서가 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하면, 배터리 온도 정보의 온도값에 따라, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 이용하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있다.
여기서, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)은 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)가 포함된 각 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)에 연결된 각각의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)일 수 있다.
즉, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 자신이 포함된 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 작동 순서가 제1 순위이면 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 작동시켜 배터리 온도 정보를 온도 측정부(300)로부터 수신하고, 수신된 배터리 온도 정보의 온도값에 따라, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 제어하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있다.
이때, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되는 경우, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력이 배터리 냉각부(400)로 공급되도록 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 제어할 수 있다.
반대로, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되지 않는 경우, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 차단하여 배터리 냉각부(400)를 작동시키지 않을 수 있다.
여기서, 미리 설정된 온도값 구간은 배터리 팩의 열화, 발열 및 성능 저하가 발생하는 배터리 팩의 온도값 구간일 수 있다.
정리하면, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 작동 순서 정보가 수신되면 자신이 포함된 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 작동 순서를 확인할 수 있다. 이후, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 작동 순서의 확인 결과, 작동 순서가 제1 순위이면 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 통해 배터리 온도 정보를 수신하고, 수신된 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되는지 확인할 수 있다. 최종적으로, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되면 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 제어하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있다.
한편, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 상술된 작동 순서의 확인 결과, 자신이 포함된 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 작동 순서가 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하지 않으면, 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 온도 측정부(300) 간의 통신을 차단할 수 있다.
또한, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 상술된 작동 순서의 확인 결과, 자신이 포함된 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 작동 순서가 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하지 않으면, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 차단하여 배터리 냉각부(400)를 작동시키지 않을 수 있다.
이러한, 본 발명의 구성에 따르면 자동차가 주차 시, 자동차에 구비된 배터리 팩의 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c) 중 충전량이 가장 많은 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 전력을 우선 이용하여 배터리 팩의 온도를 모니터링하고, 배터리 팩의 과열 시 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있다.
한편, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하인 경우, 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력 및 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 온도 측정부(300) 간의 통신 중 하나 이상을 차단할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 상술한 바와 같이, 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하면 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)가 온도 측정부(300)와 통신을 수행하도록 제어하고, 배터리 온도 정보의 온도값에 따라 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있다.
이로 인해, 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전된 전력은 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 배터리 냉각부(400)의 작동으로 인해 방전될 수 있다.
이에, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하인 경우, 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력 및 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 온도 측정부(300) 간의 통신 중 하나 이상을 차단함으로써, 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)에 충전된 전력이 일정 이하로 감소하는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하인 경우, 작동 순서 정보에 따른 다음 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 통신부로 제1 작동 신호를 송신하도록 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력 및 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 온도 측정부(300) 간의 통신을 차단한 이후, 작동 순서 정보에 따른 다음 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 제어부가배터리 온도 정보를 모니터링하고 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있도록 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 제어하여 제1 작동 신호를 송신할 수 있다.
즉, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하면 상술된 통신 동작과 냉각 동작을 수행하고, 통신 동작과 냉각 동작으로 인해 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하로 방전되면 통신 동작과 냉각 동작 중지하며 다음 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 통신부로 제1 작동 신호를 송신하도록 구성될 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면, 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 작동 순서 정보의 작동 순서 순으로 배터리 온도 정보의 모니터링과 배터리 냉각부(400)의 작동을 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하로 감소할 때까지 수행할 수 있다.
이하, 예를 들어 제1 경우를 설명하도록 한다.
상술된 도 4를 참조한 설명과 같이, 제1 배터리 모듈(10a)의 충전 상태 정보 A, 제2 배터리 모듈(10b)의 충전 상태 정보 B 및 제3 배터리 모듈(10c)의 충전 상태 정보 C 각각의 충전량이 80%, 40% 및 60%이면 작동 순서 정보의 제1 순위, 제2 순위 및 제3 순위는 각각 제1 슬레이브 BMS(200a), 제3 슬레이브 BMS(200c) 및 제2 슬레이브 BMS(200b)일 수 있다.
이에 따라, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)는 작동 순서 정보에 따라 제1 슬레이브 BMS(200a)의 작동 순위가 제1 순위임을 확인하고, 슬레이브 통신부(220a)를 작동시켜 온도 측정부(300)로부터 배터리 온도 정보를 수신할 수 있다.
이후, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)는 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되는 경우 제1 배터리 모듈(10a)의 출력을 제어하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있다.
도 5는 도 4에서 제1 배터리 모듈이 방전된 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 더 참조하면, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)가 슬레이브 통신부(220a)를 작동시켜 온도 측정부(300)로부터 배터리 온도 정보를 수신하고, 제1 배터리 모듈(10a)의 출력을 제어하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킴으로써, 제1 배터리 모듈(10a)의 충전 상태 정보 A의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 20% 이하로 감소할 수 있다.
이때, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)는 충전 상태 정보를 모니터링하고, 슬레이브 통신부(220a)와 배터리 냉각부(400)의 작동으로 인해 충전 상태 정보 A의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 20% 이하인 경우, 제1 배터리 모듈(10a)의 출력 및 슬레이브 통신부(220a)와 온도 측정부(300) 간의 통신 중 하나 이상을 차단할 수 있다.
즉, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)는 제1 배터리 모듈(10a)의 충전 상태 정보 A의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 20% 이하이면, 제1 배터리 모듈(10a)의 출력을 차단함으로써, 제1 배터리 모듈(10a)의 방전이 지속되는 현상을 차단할 수 있다.
한편, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)는 제1 배터리 모듈(10a)의 충전 상태 정보 A의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 20% 이하이면, 작동 순서 정보에 따른 제2 순위에 해당하는 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 통신부(220c)로 제1 동작 신호가 송신되도록 슬레이브 통신부(220a)를 제어할 수 있다.
이를 통해, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)는 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)에 이어서, 배터리 온도 정보의 모니터링과 배터리 냉각부(400)의 작동을 지속시킬 수 있다.
이하, 상술된 제2 경우에 대해 설명하도록 한다.
상술한 바와 같이, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)가 제1 작동 신호를 수신하면, 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 온도 측정부(300)가 통신을 수행하도록 제어하여 배터리 온도 정보를 수신하고, 수신된 배터리 온도 정보의 온도값에 따라, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 제어하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있다.
이때, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되는 경우, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력이 배터리 냉각부(400)로 공급되도록 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 제어할 수 있다.
반대로, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되지 않는 경우, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 차단하여 배터리 냉각부(400)를 작동시키지 않을 수 있다.
이후, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하인 경우, 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력 및 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 온도 측정부(300) 간의 통신 중 하나 이상을 차단할 수 있다.
또한, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하인 경우, 작동 순서 정보에 따른 다음 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 통신부로 제1 작동 신호를 송신하도록 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 제어할 수 있다.
이러한, 제2 경우에서의 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 제1 경우에서의 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c) 대비, 작동 순서 정보에 따라 작동되는 순서가 다를 뿐, 작동 순서에 해당하는 경우, 통신 동작과 냉각 동작은 동일하게 수행할 수 있다.
다만, 제2 경우에서의 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하이고 작동 순서 정보에 따른 최후 작동 순서에 해당하는 경우, 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 통신부로 제2 작동 신호를 송신하도록 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하이면, 자신이 포함된 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 작동 순서가 최후 작동 순서 즉, 작동 순서 정보의 마지막 작동 순서인지 확인할 수 있다.
상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 작동 순서의 확인 결과, 작동 순서 정보의 마지막 작동 순서에 해당하면 제1 작동 신호 대신 제2 작동 신호를 송신하도록 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 제어할 수 있다.
이때, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 제2 작동 신호를 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 통신부로 송신하도록 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 제어할 수 있다.
즉, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하이고, 마지막 작동 순서에 해당하면 제2 작동 신호를 최초 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 슬레이브 통신에 송신하도록 구성될 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면, 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)을 충전량이 많은 순으로 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하까지 우선 이용하여 통신 동작과 냉각 동작을 수행할 수 있다.
이하, 예를 들어 제2 경우를 설명하도록 한다.
상술된 도 5를 참조한 설명과 같이, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)는 제1 배터리 모듈(10a)의 충전 상태 정보 A가 미리 설정된 제1 충전량(S1) 20% 이하이면 작동 순서가 제2 순위에 해당하는 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 통신부(220c)로 제1 동작 신호가 송신되도록 슬레이브 통신부(220a)를 제어할 수 있다.
이후, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 통신부(220c)가 제1 동작 신호를 수신하면, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)는 배터리 온도 정보를 모니터링하기 위하여 슬레이브 통신부(220c)를 작동시켜 온도 측정부(300)로부터 배터리 온도 정보를 수신할 수 있다.
이후, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)는 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되는 경우 제3 배터리 모듈(10c)의 출력을 제어하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있다.
도 6은 도 5에서 제3 배터리 모듈이 방전된 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 더 참조하면, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)가 슬레이브 통신부(220c)를 작동시켜 온도 측정부(300)로부터 배터리 온도 정보를 수신하고, 제3 배터리 모듈(10c)의 출력을 제어하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킴으로써, 제3 배터리 모듈(10c)의 충전 상태 정보 C의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 20% 이하로 감소할 수 있다.
이에 따라, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)는 제3 배터리 모듈(10c)의 충전 상태 정보 C의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 20% 이하인 경우, 제3 배터리 모듈(10c)의 출력 및 슬레이브 통신부(220c)와 온도 측정부(300) 간의 통신 중 하나 이상을 차단할 수 있다.
또한, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)는 제3 배터리 모듈(10c)의 충전 상태 정보 C의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 20% 이하인 경우, 작동 순서 정보에 따른 제3 순위에 해당하는 제2 슬레이브 BMS(200b)의 슬레이브 통신부(220b)로 제1 동작 신호가 송신되도록 슬레이브 통신부(220c)를 제어할 수 있다.
이를 통해, 제2 슬레이브 BMS(200b)의 슬레이브 제어부(210b) 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)에 이어서, 배터리 온도 정보의 모니터링과 배터리 냉각부(400)의 작동을 지속시킬 수 있다.
도 7은 도 6에서 제2 배터리 모듈이 방전된 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7을 더 참조하면, 제2 슬레이브 BMS(200b)의 슬레이브 제어부(210b) 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)가 제1 동작 신호를 수신하는 경우, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)와 동일하게 제2 배터리 모듈(10b)의 충전 상태 정보 B가 미리 설정된 제1 충전량(S1) 20% 이하로 감소될 때까지, 배터리 온도 정보의 모니터링과 제2 배터리 모듈(10b)의 출력을 이용한 배터리 냉각부(400)의 작동을 지속시킬 수 있다.
제2 슬레이브 BMS(200b)의 슬레이브 제어부(210b) 제2 배터리 모듈(10b)의 충전 상태 정보 B가 미리 설정된 제1 충전량(S1) 20% 이하이고, 작동 순서 정보에 따른 최후 순서 즉, 제3 순위에 해당하는지 확인하고, 최후 순서에 해당하면 작동 순서 정보에 따른 최초 순서 즉, 제1 순위에 해당하는 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 통신부(220a)로 제2 동작 신호를 송신하도록 슬레이브 통신부(220b)를 제어할 수 있다.
한편, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)가 다른 슬레이브 통신부로부터 제2 작동 신호 또는 제3 작동 신호를 수신하는 경우, 배터리 온도 정보의 온도값에 따라, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 이용하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 다른 슬레이브 통신부로부터 제2 작동 신호를 수신하는 제3 경우 또는 제3 작동 신호를 수신하는 제4 경우, 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 작동시켜 온도 측정부(300)로부터 배터리 온도 정보를 수신하는 통신 동작과 배터리 온도 정보의 온도값에 따라, 상응하는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 출력을 이용하여 배터리 냉각부(400)를 작동시키는 냉각 동작을 수행할 수 있다.
다시 말해, 제3 경우 및 제4 경우에서의 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 상술된 제1 경우 및 제2 경우에의 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c) 대비, 작동 순서 정보에 따라 작동되는 것이 다를 뿐, 작동 순서에 해당하는 경우, 통신 동작과 냉각 동작은 동일하게 수행할 수 있다.
이에 따라, 이하에서는 반복되는 설명을 생략하고 제3 경우 및 제4 경우에서의 차이가 있는 구성에 대해서 설명하도록 한다.
상술한 바와 같이, 제3 경우에서의 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)가 제2 작동 신호를 수신하면, 통신 동작과 냉각 동작을 수행할 수 있다.
이후, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 통신 동작과 냉각 동작으로 인해 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제2 충전량(S2) 이하인 경우, 통신 동작 및 냉각 동작 중 하나 이상을 중지할 수 있다.
여기서, 미리 설정된 제2 충전량(S2)은 미리 설정된 제1 충전량(S1) 보다 작은 전력값으로 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 열화와 수명 감소를 방지하기 위해 유지되어야하는 최소의 충전량일 수 있다.
즉, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 통신 동작과 냉각 동작으로 인해 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제2 충전량(S2) 이하인 경우, 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 온도 측정부(300) 간의 통신을 차단하고, 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 전력을 차단하여 배터리 냉각부(400)의 동작을 차단시킴으로써 더 이상 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)이 방전되는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제2 충전량(S2) 이하인 경우, 작동 순서 정보에 따른 다음 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 통신부로 제3 작동 신호를 송신하도록 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 제어할 수 있다.
이하, 예를 들어 제3 경우를 설명하도록 한다.
상술된 도 7를 참조한 설명과 같이, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)는 제3 배터리 모듈(10c)의 충전 상태 정보 C가 미리 설정된 제1 충전량(S1) 20% 이하로 감소하여 작동 순서 정보에 따른 최초 순서 즉, 제1 순위에 해당하는 제2 슬레이브 BMS(200b)의 슬레이브 통신부(220b)로 제2 동작 신호를 송신하도록 슬레이브 통신부(220c)를 제어할 수 있다.
이에 따라, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)는 슬레이브 통신부(220a)로 제2 동작 신호가 수신되면 슬레이브 통신부(220a)를 작동시켜 온도 측정부(300)로부터 배터리 온도 정보를 수신할 수 있다.
이후, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)는 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되는 경우 제1 배터리 모듈(10a)의 출력을 제어하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있다.
도 8은 도 7에서 제1 배터리 모듈이 방전된 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8를 더 참조하면, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)가 슬레이브 통신부(220a)를 작동시켜 온도 측정부(300)로부터 배터리 온도 정보를 수신하고, 제1 배터리 모듈(10a)의 출력을 제어하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킴으로써, 제1 배터리 모듈(10a)의 충전 상태 정보 A의 충전량이 미리 설정된 제2 충전량(S2) 10% 이하로 감소할 수 있다.
이때, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)는 충전 상태 정보를 모니터링하고, 슬레이브 통신부(220a)와 배터리 냉각부(400)의 작동으로 인해 충전 상태 정보 A의 충전량이 미리 설정된 제2 충전량(S2) 10% 이하인 경우, 제1 배터리 모듈(10a)의 출력 및 슬레이브 통신부(220a)와 온도 측정부(300) 간의 통신 중 하나 이상을 차단할 수 있다.
즉, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)는 통신 동작과 냉각 동작으로 인해 제1 배터리 모듈(10a)의 충전 상태 정보 A의 충전량이 미리 설정된 제2 충전량(S2) 10% 이하로 감소하면, 통신 동작과 냉각 동작을 차단함으로써, 제1 배터리 모듈(10a)의 방전이 지속되는 현상을 차단할 수 있다.
한편, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)는 제1 배터리 모듈(10a)의 충전 상태 정보 A의 충전량이 미리 설정된 제2 충전량(S2) 10% 이하이면, 작동 순서 정보에 따른 제2 순위에 해당하는 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 통신부(220c)로 제3 동작 신호가 송신되도록 슬레이브 통신부(220a)를 제어할 수 있다.
이를 통해, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)는 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)에 이어서, 배터리 온도 정보의 모니터링과 배터리 냉각부(400)의 작동을 지속시킬 수 있다.
이하, 상술된 제4 경우에 대해 설명하도록 한다.
상술한 바와 같이, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)가 제3 작동 신호를 수신하면, 상술된 통신 동작과 냉각 동작을 수행할 수 있다.
이후, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 통신 동작과 냉각 동작으로 인해 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제2 충전량(S2) 이하인 경우, 통신 동작 및 냉각 동작 중 하나 이상을 중지할 수 있다.
즉, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 통신 동작과 냉각 동작으로 인해 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제2 충전량(S2) 이하인 경우, 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)와 온도 측정부(300) 간의 통신을 차단하고, 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 전력을 차단하여 배터리 냉각부(400)의 동작을 차단시킴으로써 더 이상 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)이 방전되는 현상을 방지할 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면, 배터리 팩의 모든 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)에 충전된 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하로 감소하는 경우, 다시 작동 순서 정보에 따른 작동 순서로 통신 동작과 냉각 동작으로 수행함으로써, 배터리 냉각에 방전되는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 전력을 단계별로 감소시킬 수 있다.
이하, 예를 들어 제4 경우를 설명하도록 한다.
상술된 도 8를 참조한 설명과 같이, 제1 슬레이브 BMS(200a)의 슬레이브 제어부(210a)는 제1 배터리 모듈(10a)의 충전 상태 정보 A가 미리 설정된 제2 충전량(S2) 10% 이하이면 작동 순서가 제2 순위에 해당하는 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 통신부(220c)로 제3 동작 신호가 송신되도록 슬레이브 통신부(220c)를 제어할 수 있다.
이후, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 통신부(220c)가 제3 동작 신호를 수신하면, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)는 배터리 온도 정보를 모니터링하기 위하여 슬레이브 통신부(220c)를 작동시켜 온도 측정부(300)로부터 배터리 온도 정보를 수신할 수 있다.
이후, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)는 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되는 경우 제3 배터리 모듈(10c)의 출력을 제어하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킬 수 있다.
도 9는 도 8에서 제3 배터리 모듈이 방전된 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9를 더 참조하면, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)가 슬레이브 통신부(220c)를 작동시켜 온도 측정부(300)로부터 배터리 온도 정보를 수신하고, 제3 배터리 모듈(10c)의 출력을 제어하여 배터리 냉각부(400)를 작동시킴으로써, 제3 배터리 모듈(10c)의 충전 상태 정보 C의 충전량이 미리 설정된 제2 충전량(S2) 10% 이하로 감소할 수 있다.
이에 따라, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)는 제3 배터리 모듈(10c)의 충전 상태 정보 C의 충전량이 미리 설정된 제2 충전량(S2) 10% 이하인 경우, 제3 배터리 모듈(10c)의 출력 및 슬레이브 통신부(220c)와 온도 측정부(300) 간의 통신 중 하나 이상을 차단할 수 있다.
또한, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)는 제3 배터리 모듈(10c)의 충전 상태 정보 C의 충전량이 미리 설정된 제2 충전량(S2) 10% 이하인 경우, 작동 순서 정보에 따른 제3 순위에 해당하는 제2 슬레이브 BMS(200b)의 슬레이브 통신부(220b)로 제3 동작 신호가 송신되도록 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)를 제어할 수 있다.
이를 통해, 제2 슬레이브 BMS(200b)의 슬레이브 제어부(210b) 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)에 이어서, 통신 동작과 냉각 동작을 지속할 수 있다.
도 10은 도 9에서 제2 배터리 모듈이 방전된 충전 상태 정보의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10을 더 참조하면, 제2 슬레이브 BMS(200b)의 슬레이브 제어부(210b) 슬레이브 통신부(220b)가 제3 동작 신호를 수신하는 경우, 제3 슬레이브 BMS(200c)의 슬레이브 제어부(210c)와 동일하게 제2 배터리 모듈(10b)의 충전 상태 정보 B가 미리 설정된 제2 충전량(S2) 10% 이하로 감소될 때까지, 통신 동작과 냉각 동작을 지속할 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면, 배터리 관리 장치는 최초 배터리 관리 동작을 수행 시 각 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)에 충전된 충전량이 많은 순으로 작동 순서를 결정하고, 각 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하로 감소할 때까지 결정된 작동 순서 순으로 통신 동작과 냉각 동작을 수행할 수 있다.
이후, 배터리 관리 장치는 각 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전량이 모두 미리 설정된 제1 충전량(S1) 이하로 감소하면 다시, 결정된 작동 순서 순으로 통신 동작과 냉각 동작을 수행하여 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 충전량을 미리 설정된 제2 충전량(S2)까지 방전시킬 수 있다.
이에 따라, 복수의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)을 포함하는 배터리 팩을 냉각시키는데 있어서, 어느 하나의 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)만이 방전되는 현상을 방지하고 각 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 전력을 골고루 이용하여 냉각 동작을 수행할 수 있다.
한편, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)및 후술되는 슬레이브 메모리부(230a, 230b, 230c)에 동작 가능하게 연결될 수 있다. 이를 통해, 상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)의 전반적인 동작을 관리하도록 구성될 수 있다.
상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는, 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 상태를 검출하도록 구성된 센싱부를 포함할 수 있다. 예컨대, 센싱부는, 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 전압을 검출하는 전압 측정 회로, 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 전류를 검출하는 전류 측정 회로, 또는 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 온도를 검출하는 온도 검출 회로를 포함할 수 있다.
상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)는, 검출된 배터리 모듈(10a, 10b, 10c)의 상태를 나타내는 센싱 정보를 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)에게 제공한다. 이에 따라, 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)는 무선 통신 또는 유선 통신을 이용하여 센싱 정보를 마스터 BMS의 마스터 통신부(120)로 송신할 수 있다.
상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)에 포함된 각 프로세서는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
상기 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다.
여기서, 기록매체는 프로세서에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
여기서, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c)는 상술된 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c) 및 슬레이브 메모리부(230a, 230b, 230c)를 더 포함할 수 있다.
상기 슬레이브 통신부(220a, 220b, 220c)는 무선 통신을 이용하여 마스터 BMS에 포함된 마스터 통신부(120) 및 복수의 슬레이브 BMS(200a, 200b, 200c) 각각에 포함된 다른 슬레이브 통신부와 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 무선 통신은 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband) 및 ZigBee 중 하나 이상을 이용하는 무선 통신일 수 있다.
상기 슬레이브 메모리부(230a, 230b, 230c)는 마스터 통신부(120)로부터 수신된 작동 순서 정보를 임시로 저장하고, 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)의 요청에 따라 저장된 작동 순서 정보를 출력할 수 있다.
또한, 상기 슬레이브 메모리부(230a, 230b, 230c)는 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.
이러한, 상기 슬레이브 메모리부(230a, 230b, 230c)는 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 슬레이브 메모리부(230a, 230b, 230c)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다.
한편, 상기 슬레이브 메모리부(230a, 230b, 230c)는 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 칩 등에 슬레이브 제어부(210a, 210b, 210c)와 일체로 집적화되어 있을 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 배터리 모듈을 하나 이상 포함한다. 이때, 배터리 팩에는 배터리 모듈 이외에, 이러한 배터리 모듈을 수납하기 위한 케이스, 카트리지 및 버스바 등이 더 포함될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 상술된 배터리 관리 장치를 더 포함하여 배터리 모듈 각각 전력을 골고루 이용하여 배터리 팩의 냉각을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (10)

  1. 마스터 BMS 및 상기 마스터 BMS와 통신을 통해 연결된 복수의 슬레이브 BMS를 포함하는 배터리 관리 장치에 있어서,
    상기 마스터 BMS는
    상기 복수의 슬레이브 BMS 마다 연결된 복수의 배터리 모듈 각각의 충전 상태 정보에 기초하여 상기 복수의 슬레이브 BMS 간의 작동 순서 정보를 생성하는 마스터 제어부를 포함하고,
    상기 복수의 슬레이브 BMS는
    상기 마스터 제어부에 의해 생성된 상기 작동 순서 정보를 수신하고, 온도 측정부에 의해 측정된 배터리 온도 정보를 수신하는 슬레이브 통신부 및
    상기 수신된 상기 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하거나 상기 슬레이브 통신부가 다른 슬레이브 통신부로부터 제1 작동 신호를 수신하는 경우, 상기 배터리 온도 정보의 온도값에 따라, 상응하는 배터리 모듈의 출력을 이용하여 배터리 냉각부를 작동시키는 슬레이브 제어부를 포함하는
    배터리 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 제어부는
    상기 충전 상태 정보의 충전량이 많을수록 작동 순서가 빠르도록 상기 작동 순서 정보를 생성하는 배터리 관리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬레이브 제어부는
    상기 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되는 경우, 상기 상응하는 배터리 모듈의 출력이 상기 배터리 냉각부로 공급되도록 상기 상응하는 배터리 모듈의 출력을 제어하는 배터리 관리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슬레이브 제어부는
    상기 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량 이하인 경우, 상기 상응하는 배터리 모듈의 출력 및 상기 슬레이브 통신부와 상기 온도 측정부 간의 통신 중 하나 이상을 차단하는 배터리 관리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬레이브 제어부는
    상기 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량 이하인 경우, 상기 작동 순서 정보에 따른 다음 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 통신부로 상기 제1 작동 신호를 송신하도록 상기 슬레이브 통신부를 제어하는 배터리 관리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬레이브 제어부는
    상기 충전 상태 정보의 충전량이 미리 설정된 제1 충전량 이하이고, 상기 작동 순서 정보에 따른 최후 작동 순서에 해당하는 경우, 상기 작동 순서 정보에 따른 최초 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 통신부로 제2 작동 신호를 송신하도록 상기 슬레이브 통신부를 제어하는 배터리 관리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 슬레이브 제어부는
    상기 슬레이브 통신부가 상기 제2 작동 신호를 수신하고, 상기 충전 상태 정보의 충전량이 상기 미리 설정된 제1 충전량 보다 낮은 값으로 미리 설정된 제2 충전량 이하인 경우, 상기 작동 순서 정보에 따른 다음 작동 순서에 해당하는 슬레이브 BMS의 슬레이브 통신부로 제3 작동 신호를 송신하도록 상기 슬레이브 통신부를 제어하는 배터리 관리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 슬레이브 제어부는
    상기 슬레이브 통신부가 상기 제2 작동 신호 또는 상기 제3 작동 신호를 수신하고, 상기 배터리 온도 정보의 온도값이 미리 설정된 온도값 구간에 포함되는 경우, 상기 상응하는 배터리 모듈의 출력이 상기 배터리 냉각부로 공급되도록 상기 배터리 모듈의 출력을 제어하는 배터리 관리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 슬레이브 제어부는
    상기 슬레이브 통신부가 상기 제2 작동 신호 또는 상기 제3 작동 신호를 수신하고, 상기 충전 상태 정보의 충전량이 상기 미리 설정된 제2 충전량 이하인 경우, 상기 상응하는 배터리 모듈의 출력 및 상기 슬레이브 통신부와 상기 온도 측정부 간의 통신 중 하나 이상을 차단하는 배터리 관리 장치.
  10. 상기 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 관리 장치를
    포함하는 배터리 팩.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10938221B1 (en) 2020-06-02 2021-03-02 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system with limp home mode
CN112428879A (zh) * 2020-12-03 2021-03-02 重庆峘能电动车科技有限公司 电池包以及具有电池包的电池管理控制***
CN113875064A (zh) * 2019-09-09 2021-12-31 株式会社Lg新能源 用于使用中间节点进行通信的电池管理***和方法
US11245268B1 (en) 2020-07-24 2022-02-08 Inventus Power, Inc. Mode-based disabling of communiction bus of a battery management system
CN114523882A (zh) * 2022-03-21 2022-05-24 苏州赤兔驱动科技有限公司 一种多元式高精度锂电池预热***
US11404885B1 (en) 2021-02-24 2022-08-02 Inventus Power, Inc. Large-format battery management systems with gateway PCBA
US11411407B1 (en) 2021-02-24 2022-08-09 Inventus Power, Inc. Large-format battery management systems with gateway PCBA
US11476677B2 (en) 2020-06-02 2022-10-18 Inventus Power, Inc. Battery pack charge cell balancing
US11489343B2 (en) 2020-06-02 2022-11-01 Inventus Power, Inc. Hardware short circuit protection in a large battery pack
US11509144B2 (en) 2020-06-02 2022-11-22 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system with in-rush current protection for master-slave battery packs
US11552479B2 (en) 2020-06-02 2023-01-10 Inventus Power, Inc. Battery charge balancing circuit for series connections
US11588334B2 (en) 2020-06-02 2023-02-21 Inventus Power, Inc. Broadcast of discharge current based on state-of-health imbalance between battery packs
US11594892B2 (en) 2020-06-02 2023-02-28 Inventus Power, Inc. Battery pack with series or parallel identification signal

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11872905B2 (en) 2021-04-16 2024-01-16 Texas Instruments Incorporated Wireless protocol for battery management
KR20210016795A (ko) * 2019-08-05 2021-02-17 주식회사 엘지화학 에너지 허브 장치 및 에너지 관리 방법
DE102019212479A1 (de) * 2019-08-21 2021-02-25 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug, Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems und Elektrofahrzeug
KR20210034373A (ko) * 2019-09-20 2021-03-30 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 방법, 및 이를 포함하는 배터리 관리 시스템
JP7513391B2 (ja) 2019-12-19 2024-07-09 横河電機株式会社 二次電池管理システム及び二次電池管理方法
CN115243927A (zh) * 2020-02-14 2022-10-25 森萨塔科技公司 解决车辆无线电池管理***内的通信故障
KR20210108816A (ko) * 2020-02-26 2021-09-03 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 정보 제공 장치 및 방법
WO2022201251A1 (ja) * 2021-03-22 2022-09-29 株式会社 東芝 蓄電池モジュールおよび蓄電池システム
US20220360979A1 (en) * 2021-05-07 2022-11-10 Texas Instruments Incorporated Key refreshment with session count for wireless management of modular subsystems
US11736928B2 (en) 2021-05-07 2023-08-22 Texas Instruments Incorporated Wireless management of modular subsystems with proxy node options
US11812268B2 (en) * 2021-09-30 2023-11-07 Texas Instruments Incorporated Data integrity options for wireless management of modular subsystems

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140138067A (ko) * 2013-05-23 2014-12-03 삼성에스디아이 주식회사 배터리 랙 및 그 구동 방법
KR20150071432A (ko) * 2013-12-18 2015-06-26 현대자동차주식회사 배터리팩 결로방지 방법
KR20150071758A (ko) * 2013-12-18 2015-06-29 현대자동차주식회사 배터리 승온 시스템
JP2016143113A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 日立化成株式会社 無線電池システムおよび無線システム
KR20170052028A (ko) * 2015-11-03 2017-05-12 주식회사 엘지화학 배터리 관리를 위한 제어전원 공급시스템과 그 공급방법 및 이를 이용한 에너지저장시스템
KR20170096810A (ko) 2016-02-17 2017-08-25 삼성전자주식회사 원격 이미지 전송 시스템, 디스플레이 장치 및 그의 가이드 표시 방법

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4101205B2 (ja) * 2004-05-11 2008-06-18 松下電器産業株式会社 電池パック及び電源装置
KR100766982B1 (ko) * 2006-09-05 2007-10-15 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
CN102437384B (zh) 2006-11-06 2014-08-06 日本电气株式会社 电池控制***以及电池控制方法
CN101572419A (zh) * 2008-04-30 2009-11-04 许国永 利用太阳能为照明灯具或其他用电器提供电源的方法及装置
JP5304277B2 (ja) 2009-01-29 2013-10-02 株式会社エクォス・リサーチ 電池ハイブリッドシステム及びその使用方法
KR101360825B1 (ko) * 2009-12-21 2014-02-10 에스케이이노베이션 주식회사 하이브리드 차량용 고전압 배터리 관리 장치
DE102009055262A1 (de) 2009-12-23 2011-06-30 Endress + Hauser GmbH + Co. KG, 79689 Verfahren zur Ermittlung und Überwachung des Füllstands eines Mediums in einem Behälter nach einem Laufzeitmessverfahren
JP2012016078A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Hitachi Ltd 充電制御システム
JP2012257436A (ja) 2011-06-10 2012-12-27 Hitachi Automotive Systems Ltd 電動車両充電制御方法および電動車両充電制御システム
KR20140048359A (ko) 2012-10-05 2014-04-24 현대자동차주식회사 배터리 관리시스템 및 관리방법
KR101768251B1 (ko) 2013-04-05 2017-08-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈의 정상 연결 상태 확인을 제공하는 배터리 팩
KR102210890B1 (ko) 2013-06-05 2021-02-02 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템, 및 배터리 시스템의 관리 방법
WO2015040655A1 (ja) * 2013-09-20 2015-03-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 スイッチング装置および蓄電池システム
CN104953198A (zh) * 2014-03-26 2015-09-30 苏州宝时得电动工具有限公司 电池包组的控制方法、电池包组及电动工具
CN104467066A (zh) * 2014-05-13 2015-03-25 冯林 电子烟及用于电子烟的电源组件
KR101863700B1 (ko) 2015-02-24 2018-06-01 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치
CN104953676B (zh) * 2015-07-17 2018-03-23 贵州大学 一种太阳能汽车电池控制***及控制方法
KR101670356B1 (ko) 2015-12-07 2016-10-28 국방과학연구소 전류 경로 가변을 통한 온도 관리가 가능한 배터리 셀 및 이를 이용한 배터리 모듈
KR102636361B1 (ko) 2016-01-05 2024-02-14 삼성전자주식회사 배터리 제어 장치 및 배터리 제어 시스템
KR102137759B1 (ko) 2017-07-06 2020-07-24 주식회사 엘지화학 배터리 팩 관리 장치
KR102155331B1 (ko) 2017-07-06 2020-09-11 주식회사 엘지화학 무선 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리팩
KR102157882B1 (ko) * 2017-07-19 2020-09-18 주식회사 엘지화학 무선 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리팩
KR102204301B1 (ko) 2017-07-20 2021-01-15 주식회사 엘지화학 무선 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리팩
KR102173778B1 (ko) * 2017-07-25 2020-11-03 주식회사 엘지화학 배터리 관리 유닛 및 이를 포함하는 배터리팩
US20200395627A1 (en) * 2019-06-11 2020-12-17 Flex Ltd. Extended temperature and lifecycle for battery operated asset trackers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140138067A (ko) * 2013-05-23 2014-12-03 삼성에스디아이 주식회사 배터리 랙 및 그 구동 방법
KR20150071432A (ko) * 2013-12-18 2015-06-26 현대자동차주식회사 배터리팩 결로방지 방법
KR20150071758A (ko) * 2013-12-18 2015-06-29 현대자동차주식회사 배터리 승온 시스템
JP2016143113A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 日立化成株式会社 無線電池システムおよび無線システム
KR20170052028A (ko) * 2015-11-03 2017-05-12 주식회사 엘지화학 배터리 관리를 위한 제어전원 공급시스템과 그 공급방법 및 이를 이용한 에너지저장시스템
KR20170096810A (ko) 2016-02-17 2017-08-25 삼성전자주식회사 원격 이미지 전송 시스템, 디스플레이 장치 및 그의 가이드 표시 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3540844A4

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113875064A (zh) * 2019-09-09 2021-12-31 株式会社Lg新能源 用于使用中间节点进行通信的电池管理***和方法
CN113875064B (zh) * 2019-09-09 2024-05-17 株式会社Lg新能源 用于使用中间节点进行通信的电池管理***和方法
US11588334B2 (en) 2020-06-02 2023-02-21 Inventus Power, Inc. Broadcast of discharge current based on state-of-health imbalance between battery packs
US10944278B1 (en) 2020-06-02 2021-03-09 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system with configuration list for master-slave battery packs
US11095140B1 (en) 2020-06-02 2021-08-17 Inventus Power, Inc. Large-format battery managment system
US11133690B1 (en) 2020-06-02 2021-09-28 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system
US10944279B1 (en) 2020-06-02 2021-03-09 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system with in-rush current management
US11848580B2 (en) 2020-06-02 2023-12-19 Inventus Power, Inc. Broadcast of discharge current based on state-of-health imbalance between battery packs
US11817723B2 (en) 2020-06-02 2023-11-14 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system with in-rush protection using multiple thermistors
US11594892B2 (en) 2020-06-02 2023-02-28 Inventus Power, Inc. Battery pack with series or parallel identification signal
US11699908B2 (en) 2020-06-02 2023-07-11 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system identifies power degradation
US11476677B2 (en) 2020-06-02 2022-10-18 Inventus Power, Inc. Battery pack charge cell balancing
US11489343B2 (en) 2020-06-02 2022-11-01 Inventus Power, Inc. Hardware short circuit protection in a large battery pack
US11509144B2 (en) 2020-06-02 2022-11-22 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system with in-rush current protection for master-slave battery packs
US11552479B2 (en) 2020-06-02 2023-01-10 Inventus Power, Inc. Battery charge balancing circuit for series connections
US10938221B1 (en) 2020-06-02 2021-03-02 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system with limp home mode
US11705741B2 (en) 2020-07-24 2023-07-18 Inventus Power, Inc. Mode-based disabling of communication bus of a battery management system
US11245268B1 (en) 2020-07-24 2022-02-08 Inventus Power, Inc. Mode-based disabling of communiction bus of a battery management system
CN112428879A (zh) * 2020-12-03 2021-03-02 重庆峘能电动车科技有限公司 电池包以及具有电池包的电池管理控制***
US11411407B1 (en) 2021-02-24 2022-08-09 Inventus Power, Inc. Large-format battery management systems with gateway PCBA
US11404885B1 (en) 2021-02-24 2022-08-02 Inventus Power, Inc. Large-format battery management systems with gateway PCBA
CN114523882A (zh) * 2022-03-21 2022-05-24 苏州赤兔驱动科技有限公司 一种多元式高精度锂电池预热***
CN114523882B (zh) * 2022-03-21 2023-12-19 苏州赤兔驱动科技有限公司 一种多元式高精度锂电池预热***

Also Published As

Publication number Publication date
JP6874260B2 (ja) 2021-05-19
EP3540844B1 (en) 2022-08-31
CN110024208A (zh) 2019-07-16
JP2020501299A (ja) 2020-01-16
KR102164547B1 (ko) 2020-10-12
EP3540844A1 (en) 2019-09-18
US11056732B2 (en) 2021-07-06
KR20190012981A (ko) 2019-02-11
CN110024208B (zh) 2023-05-02
EP3540844A4 (en) 2020-03-11
US20190273293A1 (en) 2019-09-05

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