WO2022055180A1 - 배터리 제어 시스템, 배터리 제어 방법 및 전기 차량 - Google Patents

배터리 제어 시스템, 배터리 제어 방법 및 전기 차량 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a battery control technology for driving an electric vehicle without an auxiliary battery.
  • An electric vehicle generally includes a vehicle controller, an electric motor, a switch, a battery pack and an auxiliary battery.
  • the battery pack is used as a main power source for the electric motor
  • the auxiliary battery is used as an auxiliary power source for each device (eg, vehicle controller) in the electric vehicle except for the electric motor.
  • the vehicle controller turns on a switch so that a power path from the battery pack to the electric motor is conducted when an ignition signal from the driver's user device is input while operating at all times using power from the auxiliary battery.
  • a battery pack generally includes a plurality of unit cells having high energy density and excellent charge/discharge characteristics, such as lithium ion cells.
  • a lead-acid battery is usually used as an auxiliary battery, but the lead-acid battery has a lower energy density and lower charge/discharge characteristics than a lithium ion cell.
  • the auxiliary battery occupies a considerable amount of space in the electric vehicle, and easily becomes a low voltage state due to its self-discharge characteristic, which hinders the normal operation of the vehicle controller.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery control system and a battery control method using a battery pack as a sole power source for an electric vehicle without an auxiliary battery.
  • a battery control system includes a vehicle controller connected between a first node and a second node, a vehicle communication unit operatively coupled to the vehicle controller, and connected between the second node and a third node.
  • An electric vehicle comprising an electric motor and a battery pack connected between a fourth node and the second node.
  • the battery control system may include: a battery communication unit configured to transmit a first request signal in response to a start signal for the electric vehicle being received; a first switch connected between the first node and the fourth node; a second switch connected between the first node and the third node; and when both the first switch and the second switch are turned off, in response to the first request signal being received, the first switch is configured to provide a sub power path between the battery pack and the vehicle controller. and a battery controller configured to, after turning on, transmit a notification signal including battery information of the battery pack.
  • the battery communication unit is configured to transmit a second request signal including the battery information to the vehicle communication unit in response to the notification signal being received.
  • the battery communication unit may be coupled to the vehicle communication unit through a short-range communication channel.
  • the battery information may indicate at least one of a voltage, a temperature, and a charging state of the battery pack when the first request signal is received.
  • the battery communication unit may be configured to transmit a third request signal to the battery controller in response to receiving a confirmation signal from the vehicle communication unit after the second request signal is transmitted.
  • the battery controller may be configured to, in response to receiving the third request signal, turn on the second switch to provide a main power path from the battery pack to the electric motor.
  • the battery controller may be configured to detect a battery current flowing through the battery pack after the first switch is turned on.
  • the battery controller may be configured to transmit the notification signal to the vehicle communication unit when the battery current is within a predetermined threshold current range.
  • the battery controller may be configured to turn off the first switch when the battery current is out of a predetermined threshold current range.
  • the battery controller may be configured to transmit a failure signal indicating that an open circuit failure or a short circuit failure has occurred in the sub power path to the battery communication unit when the battery current is out of a predetermined threshold current range.
  • An electric vehicle includes the battery control system.
  • a battery control method is provided to be executable by the battery control system.
  • the battery control method may include: transmitting, by the battery communication unit, the first request signal in response to the start signal for the electric vehicle being received; the battery controller is configured to provide the sub power path between the battery pack and the vehicle controller in response to receiving the first request signal when both the first switch and the second switch are turned off , turning on the first switch; transmitting, by the battery controller, the notification signal after turning on the first switch; and transmitting, by the battery communication unit, the second request signal to the vehicle communication unit in response to receiving the notification signal.
  • the battery control method may include: transmitting, by the battery communication unit, a third request signal to the battery controller in response to receiving a confirmation signal from the vehicle communication unit after the second request signal is transmitted; and turning on, by the battery controller, the second switch to provide a main power path from the battery pack to the electric motor in response to the third request signal being received.
  • the battery pack may be used as the only power source that provides energy required for the electric vehicle. Accordingly, it is possible to prevent inability to start due to the low voltage state of the auxiliary battery.
  • the drivable distance of the electric vehicle may be extended by expanding the capacity of the battery pack by the amount of space occupied by the auxiliary battery in the electric vehicle.
  • a sub power path between the battery pack and the vehicle controller is provided on the condition that a start request from the driver is received, and then the main power path between the battery pack and the electric motor is configured. can provide Accordingly, it is possible to prevent unnecessary consumption of energy of the battery pack due to standby power of the vehicle controller and the electric motor.
  • a failure in the sub power path may be diagnosed based on the battery current flowing through the battery pack while the sub power path is conducting.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary configuration of an electric vehicle including a battery control system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart exemplarily illustrating a battery control method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart exemplarily illustrating a battery control method according to a second embodiment of the present invention.
  • control unit> means a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software.
  • FIG. 1 is a diagram exemplarily showing the configuration of an electric vehicle 1 including a battery control system 100 according to the present invention.
  • an electric vehicle 1 includes a battery pack 10 , a vehicle controller 20 , a vehicle communication unit 30 , an electric motor 40 , and a battery control system 100 .
  • the electric vehicle 1 may further include a peripheral device 50 .
  • the peripheral device 50 may be, for example, a heater, audio, lighting, etc. of the electric vehicle 1 .
  • the vehicle controller 20 is provided to integrally control the electric motor 40 and the peripheral device 50 .
  • the vehicle controller 20 performs two-way communication with the battery control system 100 through the vehicle communication unit 30 during operation.
  • the vehicle controller 20 may have a built-in converter that steps down the DC power from the battery pack 10 to a voltage level required for the operation of the vehicle controller 20 .
  • the vehicle communication unit 30 is operatively coupled to the vehicle controller 20 .
  • the vehicle communication unit 30 is provided to transmit signals, commands and/or messages from the vehicle controller 20 to the battery control system 100 .
  • the electric motor 40 is operatively coupled to the vehicle controller 20 .
  • the electric motor 40 adjusts the rotation speed, torque, and/or rotation direction according to a command from the vehicle controller 20 so that the electric vehicle 1 operates according to the intention of the driver.
  • the electric motor 40 may incorporate an inverter that converts DC power from the battery pack 10 into AC power.
  • the battery pack 10 is provided as a power source required for driving the vehicle controller 20 and the electric motor 40 .
  • the battery pack 10 may include a plurality of battery cells 11 connected in series.
  • the type of the battery cell 11 is not particularly limited as long as it can be repeatedly charged and discharged, such as a lithium ion cell.
  • the battery control system 100 includes a battery communication unit 110 , a first switch SW1 , a second switch SW2 , and a battery controller 130 .
  • the battery communication unit 110 is operatively coupled to the battery controller 130 .
  • the battery communication unit 110 is provided to transmit signals, commands and/or messages from the battery controller 130 to the vehicle communication unit 30 .
  • the battery communication unit 110 and the vehicle communication unit 30 are provided to enable bidirectional communication through a wired network and/or a wireless network.
  • the wired network may be, for example, a controller area network (CAN).
  • the wireless network may be near field communication (NFC), ZigBee, or Bluetooth communication.
  • the battery communication unit 110 and the vehicle communication unit 30 each have an NFC circuit, and are coupled to each other through a communication channel as a basis.
  • the first switch SW1 is operatively coupled to the battery controller 130 .
  • the first switch SW1 is provided to selectively conduct a sub power path from the battery pack 10 to the vehicle controller 20 in response to a first switching signal from the battery controller 130 .
  • the second switch SW2 is operatively coupled to the battery controller 130 .
  • the second switch SW2 is provided to selectively conduct a main power path from the battery pack 10 to the electric motor 40 in response to a second switching signal from the battery controller 130 .
  • a known switching element such as a relay or a field effect transistor (FET) may be used.
  • the battery controller 130 includes a voltage sensor 151 and a controller 170 .
  • the battery controller 130 may further include a temperature sensor 152 and/or a current sensor 153 .
  • the voltage sensor 151 is connected in parallel to the battery pack 10 .
  • the voltage sensor 151 is configured to detect a battery voltage across the battery pack 10 and generate a voltage signal indicative of the detected battery voltage.
  • the temperature sensor 152 is disposed at a predetermined position within a predetermined distance from the battery pack 10 .
  • the temperature sensor 152 is configured to detect a battery temperature of the battery pack 10 and generate a temperature signal indicative of the detected battery temperature.
  • the current sensor 153 is connected in series to the battery through a current path for charging and discharging the battery pack 10 .
  • the current sensor 153 is configured to detect a battery current flowing through the battery pack 10 and generate a current signal indicative of the detected battery current.
  • the controller 170 is hardware, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays), microprocessors ( microprocessors) and may be implemented using at least one of electrical units for performing other functions.
  • a memory device may be embedded in the controller 170 , and as the memory device, for example, RAM, ROM, register, hard disk, optical recording medium, or magnetic recording medium may be used.
  • the memory device may store, update, and/or erase a program including various control logic executed by the control unit 170 and/or data generated when the control logic is executed.
  • the control unit 170 repeatedly collects a voltage signal, a temperature signal, and/or a current signal every set time, and the state of charge (SOC) and/or state of charge (SOH) of the battery pack 10 is health) can be determined. Also, the controller 170 may generate battery information indicating at least one of voltage, temperature, current, SOC, and SOH of the battery pack 10 . SOC and SOH can be calculated by employing well-known methods, and detailed descriptions thereof will be omitted.
  • a 'node' refers to a location or region where two or more electrical components are electrically coupled to each other.
  • the vehicle controller 20 is connected between the first node N1 and the second node N2 . That is, the vehicle controller 20 receives power from the battery pack 10 through the first node N1 and the second node N2 .
  • the peripheral device 50 may be connected in parallel to the vehicle controller 20 between the first node N1 and the second node N2 .
  • the electric motor 40 is connected between the second node N2 and the third node N3 . That is, the electric motor 40 receives power from the battery pack 10 through the second node N2 and the third node N3 .
  • the first switch SW1 is connected between the first node N1 and the fourth node N4.
  • the battery pack 10 is connected between the fourth node N4 and the second node N2 .
  • the second switch SW2 is connected between the first node N1 and the third node N3 .
  • the sub power path When the first switch SW1 is turned on, the sub power path becomes conductive.
  • the sub power path may be a closed circuit passing through the battery pack 10 , the first switch SW1 , the first node N1 , the vehicle controller 20 , and the second node N2 .
  • the sub power path When the sub power path is turned on, power is supplied from the battery pack 10 to the vehicle controller 20 , so that the vehicle controller 20 can be driven.
  • the main power path becomes conductive.
  • the main power path may be a closed circuit via the battery pack 10 , the first switch SW1 , the second switch SW2 , the third node N3 , the electric motor 40 , and the second node N2 . there is.
  • the main power path is turned on, power is supplied from the battery pack 10 to the electric motor 40 , so that the electric motor 40 can be driven.
  • the vehicle communication unit 30 may transmit a power cutoff signal to the battery communication unit 110 in response to receiving a stop signal from the driver.
  • the battery communication unit 110 may transmit a power cutoff signal to the control unit 170 .
  • the controller 170 may sequentially turn off the second switch SW2 and the first switch SW1 in response to a power cut-off signal being received while the electric vehicle 1 is being driven.
  • FIG. 2 is a flowchart exemplarily illustrating a battery control method according to the first embodiment of the present invention.
  • the battery control method of FIG. 2 may be repeated at a predetermined cycle in a state in which the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned off.
  • step S200 the battery communication unit 110 determines whether a start signal is received.
  • the starting signal may be transmitted from the driver's user device 2 .
  • the user device 2 may be, for example, a smart phone capable of short-range communication. After the driver inputs a driving request to the user device 2 , the user device 2 enters into the communication range of the battery communication unit 110 , so that a start signal is transmitted from the user device 2 to the battery communication unit 110 . can be If the value of step S200 is "Yes", the flow proceeds to step S210.
  • step S210 the battery communication unit 110 transmits a first request signal to the battery controller 130 .
  • the first request signal is a signal for switching the vehicle controller 20 from the disabled state to the operational state.
  • step S220 the battery controller 130 generates battery information in response to the first request signal being received.
  • the battery information may indicate at least one of a voltage, a temperature, and a charging state of the battery pack 10 at a time when the first request signal is received.
  • step S230 the battery controller 130 turns on the first switch SW1 .
  • the first switch SW1 When the first switch SW1 is turned on, a sub power path between the battery pack 10 and the vehicle controller 20 is provided, so that the vehicle controller 20 is switched from the disabled state to the operational state.
  • step S240 the battery controller 130 transmits a notification signal including battery information to the battery communication unit 110 .
  • step S250 the battery communication unit 110 transmits a second request signal including battery information to the vehicle communication unit 30 in response to receiving the notification signal.
  • the vehicle communication unit 30 transmits the second request signal to the vehicle controller 20 .
  • the vehicle controller 20 determines whether to drive the electric vehicle 1 based on the battery information of the second request signal. For example, when at least one of the voltage, temperature, and SOC of the battery pack 10 indicated by the battery information is in an abnormal state (eg, overdischarge, overheating, overcooling) that is out of a predetermined safe range, the vehicle controller 20 may electrically It may be determined that the operation of the vehicle 1 is impossible, and otherwise, it may be determined that the operation of the electric vehicle 1 is possible.
  • an abnormal state eg, overdischarge, overheating, overcooling
  • the vehicle controller 20 transmits a confirmation signal to the battery communication unit 110 through the vehicle communication unit 30 . That is, the confirmation signal indicates that the battery pack 10 is in a normal state usable for operation of the electric vehicle 1 .
  • step S260 the battery communication unit 110 determines whether a confirmation signal from the vehicle communication unit 30 is received. If the value of step S260 is "YES”, the flow proceeds to step S270.
  • step S270 the battery communication unit 110 transmits a third request signal to the battery controller 130 .
  • the third request signal is a signal for switching the electric motor 40 from the disabled state to the operational state.
  • step S280 the battery controller 130 turns on the second switch SW2 in response to the third request signal being received.
  • the second switch SW2 is turned on, a main power path is provided between the battery pack 10 and the electric motor 40 , and the electric motor 40 is switched from the disabled state to the operable state.
  • FIG. 3 is a flowchart exemplarily illustrating a battery control method according to a second embodiment of the present invention.
  • the battery control method of FIG. 3 may be repeated at a predetermined cycle in a state in which the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned off.
  • step S300 the battery communication unit 110 determines whether a start signal is received.
  • the starting signal may be transmitted from the driver's user device 2 .
  • the user device 2 may be, for example, a smart phone capable of short-range communication. After the driver inputs a driving request to the user device 2 , the user device 2 enters into the communication range of the battery communication unit 110 , so that a start signal is transmitted from the user device 2 to the battery communication unit 110 . can be If the value of step S300 is "Yes", the flow proceeds to step S310.
  • step S310 the battery communication unit 110 transmits a first request signal to the battery controller 130 .
  • the first request signal is a signal for switching the vehicle controller 20 from the disabled state to the operational state.
  • step S320 the battery controller 130 generates battery information in response to the first request signal being received.
  • the battery information may indicate at least one of a battery voltage, a battery temperature, and a charging state of the battery pack 10 at a time when the first request signal is received.
  • step S330 the battery controller 130 turns on the first switch SW1 .
  • the first switch SW1 When the first switch SW1 is turned on, a sub power path between the battery pack 10 and the vehicle controller 20 is provided, so that the vehicle controller 20 is switched from the disabled state to the operational state.
  • step S332 the battery controller 130 detects a battery current flowing through the battery pack 10 .
  • the battery controller 130 may detect both the battery current and the battery voltage in step S332 .
  • step S334 the battery controller 130 determines whether the battery current is within a predetermined threshold current range.
  • the battery controller 130 in step S334, (i) whether the battery current is within a predetermined threshold current range, and (ii) the battery voltage of the battery information generated in step S320 and the battery detected in step S332 Both can determine whether the voltage difference between the voltages is within a predetermined threshold voltage range. If the value of step S334 is YES, the flow advances to step S340. If the value of step S334 is NO, the flow advances to step S390.
  • step S340 the battery controller 130 transmits a notification signal including battery information to the battery communication unit 110 .
  • step S350 the battery communication unit 110 transmits a second request signal including battery information to the vehicle communication unit 30 in response to receiving the notification signal.
  • the vehicle communication unit 30 transmits the second request signal to the vehicle controller 20 .
  • the vehicle controller 20 determines whether to drive the electric vehicle 1 based on the battery information of the second request signal. For example, when at least one of the voltage, temperature, and SOC of the battery pack 10 indicated by the battery information is in an abnormal state (eg, overdischarge, overheating) that is out of a predetermined safe range, the vehicle controller 20 may control the electric vehicle ( It may be determined that the operation of 1) is impossible, and otherwise, it may be determined that the operation of the electric vehicle 1 is possible. When it is determined that the electric vehicle 1 can be driven, the vehicle controller 20 transmits a confirmation signal to the battery communication unit 110 through the vehicle communication unit 30 .
  • an abnormal state eg, overdischarge, overheating
  • step S360 the battery communication unit 110 determines whether a confirmation signal from the vehicle communication unit 30 is received. If the value of step S360 is "Yes", the flow proceeds to step S370.
  • step S370 the battery communication unit 110 transmits a third request signal to the battery controller 130 .
  • the third request signal is a signal for switching the electric motor 40 from the disabled state to the operational state.
  • step S380 the battery controller 130 turns on the second switch SW2 in response to the third request signal being received.
  • the second switch SW2 is turned on, a main power path is provided between the battery pack 10 and the electric motor 40 , and the electric motor 40 is switched from the disabled state to the operable state.
  • step S390 the battery controller 130 turns off the first switch SW1 .
  • step S392 the battery controller 130 transmits a failure signal to the battery communication unit 110 .
  • the fault signal indicates that an open circuit fault or a short circuit fault has occurred in the sub power path.
  • step S394 the battery communication unit 110 transmits a failure signal to the user device 2 .
  • the embodiment of the present invention described above is not implemented only through the apparatus and method, and may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded.
  • the implementation can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments.

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 제어 시스템은, 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결되는 차량 컨트롤러, 상기 차량 컨트롤러에 동작 가능하게 결합되는 차량 통신부, 상기 제2 노드와 제3 노드 사이에 연결되는 전기 모터 및 제4 노드와 상기 제2 노드 사이에 연결되는 배터리 팩을 포함하는 전기 차량을 위한 것이다. 상기 배터리 제어 시스템은, 상기 전기 차량에 대한 시동 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리 팩과 상기 전기 모터 간의 메인 전원 경로를 제공하기에 앞서서, 상기 배터리 팩과 상기 차량 컨트롤러 간의 서브 전원 경로를 제공한다.

Description

배터리 제어 시스템, 배터리 제어 방법 및 전기 차량
본 발명은 보조 배터리없이 전기 차량을 구동하기 위한 배터리 제어 기술에 관한 것이다.
본 출원은 2020년 09월 14일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2020-0117918호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 차량(예, 전동 스쿠터), 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
전기 차량은, 일반적으로 차량 컨트롤러, 전기 모터, 스위치, 배터리 팩 및 보조 배터리를 포함한다. 배터리 팩은 전기 모터를 위한 주 전원으로서 이용되고, 보조 배터리는 전기 모터를 제외한 전기 차량 내의 각 장치(예, 차량 컨트롤러)를 위한 보조 전원으로서 이용된다. 차량 컨트롤러는, 보조 배터리로부터의 전원을 이용하여 상시 동작하면서, 운전자의 유저 디바이스로부터의 시동 신호(ignition signal)가 입력되는 경우에는 배터리 팩으로부터 전기 모터로의 전원 경로가 도통되도록 스위치를 턴온시킨다.
배터리 팩은 일반적으로 리튬 이온 셀와 같이 에너지 밀도가 높고 충방전 특성이 우수한 복수의 단위 셀을 포함한다. 반면, 보조 배터리로는 대게 납축 전지가 이용되는데, 납축 전지는 리튬 이온 셀에 비하여 에너지 밀도가 낮고 충방전 특성이 떨어진다.
특히, 보조 배터리는 전기 차량 내에서 적지 않은 공간을 차지하며, 자기 방전 특성으로 인해 쉽게 저전압 상태가 되어버려, 차량 컨트롤러가 정상적으로 동작하는 데에 장애가 된다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보조 배터리없이, 배터리 팩을 전기 차량을 위한 유일한 전원으로 이용하는 배터리 제어 시스템 및 배터리 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 제어 시스템은, 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결되는 차량 컨트롤러, 상기 차량 컨트롤러에 동작 가능하게 결합되는 차량 통신부, 상기 제2 노드와 제3 노드 사이에 연결되는 전기 모터 및 제4 노드와 상기 제2 노드 사이에 연결되는 배터리 팩을 포함하는 전기 차량을 위한 것이다. 상기 배터리 제어 시스템은, 상기 전기 차량에 대한 시동 신호가 수신된 것에 응답하여, 제1 요청 신호를 전송하도록 구성되는 배터리 통신부; 상기 제1 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결되는 제1 스위치; 상기 제1 노드와 상기 제3 노드 사이에 연결되는 제2 스위치; 및 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 둘 다 턴 오프되어 있는 경우, 상기 제1 요청 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리 팩과 상기 차량 컨트롤러 간의 서브 전원 경로가 제공되도록 상기 제1 스위치를 턴 온시킨 다음, 상기 배터리 팩의 배터리 정보를 포함하는 통지 신호를 전송하도록 구성되는 배터리 컨트롤러를 포함한다. 상기 배터리 통신부는, 상기 통지 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리 정보를 포함하는 제2 요청 신호를 상기 차량 통신부에게 전송하도록 구성된다.
상기 배터리 통신부는, 근거리 통신 채널을 통해 상기 차량 통신부에 결합될 수 있다.
상기 배터리 정보는, 상기 제1 요청 신호가 수신된 시점에서의 상기 배터리 팩의 전압, 온도 및 충전 상태 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다.
상기 배터리 통신부는, 상기 제2 요청 신호가 전송된 후, 상기 차량 통신부로부터의 확인 신호가 수신된 것에 응답하여, 제3 요청 신호를 상기 배터리 컨트롤러에게 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 배터리 컨트롤러는, 상기 제3 요청 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리 팩으로부터 상기 전기 모터로의 메인 전원 경로가 제공되도록, 상기 제2 스위치를 턴 온시키도록 구성될 수 있다.
상기 배터리 컨트롤러는, 상기 제1 스위치가 턴 온된 다음, 상기 배터리 팩을 통해 흐르는 배터리 전류를 검출하도록 구성될 수 있다.
상기 배터리 컨트롤러는, 상기 배터리 전류가 소정의 임계 전류 범위 내인 경우, 상기 통지 신호를 상기 차량 통신부에게 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 배터리 컨트롤러는, 상기 배터리 전류가 소정의 임계 전류 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 스위치는 턴 오프시키도록 구성될 수 있다.
상기 배터리 컨트롤러는, 상기 배터리 전류가 소정의 임계 전류 범위를 벗어난 경우, 상기 서브 전원 경로 내에 개방 회로 고장 또는 단락 회로 고장이 발생하였음을 나타내는 고장 신호를 상기 배터리 통신부에게 전송하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전기 차량은, 상기 배터리 제어 시스템을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 제어 방법은, 상기 배터리 제어 시스템에 의해 실행 가능하도록 제공된다. 상기 배터리 제어 방법은, 상기 배터리 통신부가, 상기 전기 차량에 대한 상기 시동 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 제1 요청 신호를 전송하는 단계; 상기 배터리 컨트롤러가, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 둘 다 턴 오프되어 있는 경우, 상기 제1 요청 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리 팩과 상기 차량 컨트롤러 간의 상기 서브 전원 경로가 제공되도록, 상기 제1 스위치를 턴 온시키는 단계; 상기 배터리 컨트롤러가, 상기 제1 스위치를 턴 온시킨 다음, 상기 통지 신호를 전송하는 단계; 상기 배터리 통신부가, 상기 통지 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 제2 요청 신호를 상기 차량 통신부에게 전송하는 단계를 포함한다.
상기 배터리 제어 방법은, 상기 배터리 통신부가, 상기 제2 요청 신호가 전송된 후, 상기 차량 통신부로부터의 확인 신호가 수신된 것에 응답하여, 제3 요청 신호를 상기 배터리 컨트롤러에게 전송하는 단계; 및 상기 배터리 컨트롤러가, 상기 제3 요청 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리 팩으로부터 상기 전기 모터로의 메인 전원 경로가 제공되도록, 상기 제2 스위치를 턴 온시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 보조 배터리없이, 배터리 팩을 전기 차량에 요구되는 에너지를 제공하는 유일한 전원으로 이용할 수 있다. 이에 따라, 보조 배터리의 저전압 상태로 인한 시동 불능을 방지할 수 있다.
또한, 전기 차량 내에서 보조 배터리가 차지되던 공간만큼 배터리 팩의 용량을 확장하여 전기 차량의 주행 가능 거리를 연장할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 운전자로부터의 시동 요청에 수신된 것을 조건으로, 배터리 팩과 차량 컨트롤러 간의 서브 전원 경로를 제공한 다음, 배터리 팩과 전기 모터 간의 메인 전원 경로를 제공할 수 있다. 이에 따라, 차량 컨트롤러 및 전기 모터의 대기 전력으로 인해 배터리 팩의 에너지가 불필요하게 소모되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 서브 전원 경로가 도통되어 있는 중에, 배터리 팩을 통해 흐르는 배터리 전류를 기초로 서브 전원 경로 내의 고장을 진단할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 제어 시스템을 포함하는 전기 차량의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 제어 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 제어 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어부>와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 제어 시스템(100)을 포함하는 전기 차량(1)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 전기 차량(1)은, 배터리 팩(10), 차량 컨트롤러(20), 차량 통신부(30), 전기 모터(40) 및 배터리 제어 시스템(100)를 포함한다. 전기 차량(1)은, 주변 장치(50)를 더 포함할 수 있다. 주변 장치(50)는, 예컨대 전기 차량(1)의 히터, 오디오, 조명 등일 수 있다.
차량 컨트롤러(20)는, 전기 모터(40) 및 주변 장치(50)를 통합 제어하도록 제공된다. 차량 컨트롤러(20)는, 동작 중, 차량 통신부(30)를 통해 배터리 제어 시스템(100)과 양방향 통신을 수행한다. 차량 컨트롤러(20)는, 배터리 팩(10)으로부터의 직류 전력을 차량 컨트롤러(20)의 동작에 요구되는 전압 레벨로 강압하는 컨버터를 내장할 수 있다.
차량 통신부(30)는, 차량 컨트롤러(20)에 동작 가능하게 결합된다. 두 구성이 동작 가능하게 결합된다는 것은, 단방향 또는 양방향으로 신호를 송수신 가능하도록 두 구성이 직간접적으로 연결되어 있음을 의미한다. 차량 통신부(30)는, 차량 컨트롤러(20)로부터의 신호, 명령 및/또는 메시지를 배터리 제어 시스템(100)으로 전달하도록 제공된다.
전기 모터(40)는, 차량 컨트롤러(20)에 동작 가능하게 결합된다. 전기 모터(40)는, 차량 컨트롤러(20)로부터의 명령에 따라, 회전 속도, 토크 및/또는 회전 방향을 조절함으로써, 운전자의 의도에 따라 전기 차량(1)의 운행되도록 한다. 전기 모터(40)는, 배터리 팩(10)으로부터의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터를 내장할 수 있다.
배터리 팩(10)은, 차량 컨트롤러(20) 및 전기 모터(40)의 구동에 요구되는 전원으로서 제공된다. 배터리 팩(10)은, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀(11)을 포함할 수 있다. 배터리 셀(11)은, 예컨대 리튬 이온 셀 같이, 반복적인 충방전이 가능한 것이라면, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다.
배터리 제어 시스템(100)은, 배터리 통신부(110), 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2) 및 배터리 컨트롤러(130)를 포함한다.
배터리 통신부(110)는, 배터리 컨트롤러(130)에 동작 가능하게 결합된다. 배터리 통신부(110)는, 배터리 컨트롤러(130)로부터의 신호, 명령 및/또는 메시지를 차량 통신부(30)로 전달하도록 제공된다. 배터리 통신부(110)와 차량 통신부(30)는, 유선 네트워크 및/또는 무선 네트워크를 통해 양방향 통신 가능하도록 제공된다. 유선 네트워크는 예컨대 캔(CAN: controller area network)일 수 있다. 무선 네트워크는, NFC(near field communication), 지그비, 블루투스 통신일 수 있다. 예컨대, 배터리 통신부(110)와 차량 통신부(30)는, 각각 NFC 회로를 가지고, 근거로 통신 채널을 통해 상호 결합된다.
제1 스위치(SW1)는, 배터리 컨트롤러(130)에 동작 가능하게 결합된다. 제1 스위치(SW1)는, 배터리 컨트롤러(130)로부터의 제1 스위칭 신호에 응답하여, 배터리 팩(10)으로부터 차량 컨트롤러(20)로의 서브 전원 경로를 선택적으로 도통시키도록 제공된다.
제2 스위치(SW2)는, 배터리 컨트롤러(130)에 동작 가능하게 결합된다. 제2 스위치(SW2)는, 배터리 컨트롤러(130)로부터의 제2 스위칭 신호에 응답하여, 배터리 팩(10)으로부터 전기 모터(40)로의 메인 전원 경로를 선택적으로 도통시키도록 제공된다.
제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)로는, 릴레이나 FET(Field Effect Transistor) 등와 같은 공지의 스위칭 소자가 이용될 수 있다.
배터리 컨트롤러(130)는, 전압 센서(151) 및 제어부(170)를 포함한다. 배터리 컨트롤러(130)는, 온도 센서(152) 및/또는 전류 센서(153)를 더 포함할 수 있다.
전압 센서(151)는, 배터리 팩(10)에 병렬 연결된다. 전압 센서(151)는, 배터리 팩(10)의 양단에 걸친 배터리 전압을 검출하고, 검출된 배터리 전압을 나타내는 전압 신호를 생성하도록 구성된다.
온도 센서(152)는, 배터리 팩(10)으로부터 소정 거리 내의 정해진 위치에 배치된다. 온도 센서(152)는, 배터리 팩(10)의 배터리 온도를 검출하고, 검출된 배터리 온도을 나타내는 온도 신호를 생성하도록 구성된다.
전류 센서(153)는, 배터리 팩(10)의 충방전을 위한 전류 경로를 통해 배터리에 직렬로 연결된다. 전류 센서(153)는, 배터리 팩(10)을 통해 흐르는 배터리 전류를 검출하고, 검출된 배터리 전류를 나타내는 전류 신호를 생성하도록 구성된다.
제어부(170)는, 하드웨어적으로 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 제어부(170)에는 메모리 디바이스가 내장될 수 있으며, 메모리 디바이스로는 예컨대 RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체가 이용될 수 있다. 메모리 디바이스는, 제어부(170)에 의해 실행되는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 상기 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장, 갱신 및/또는 소거할 수 있다.
제어부(170)는, 전압 신호, 온도 신호 및/또는 전류 신호를 설정 시간마다 반복적으로 수집하여, 배터리 팩(10)의 충전 상태(SOC: state of charge) 및/또는 건상 상태(SOH: state of health)를 결정할 수 있다. 또한, 제어부(170)는, 배터리 팩(10)의 전압, 온도, 전류, SOC 및 SOH 중 적어도 하나를 나타내는 배터리 정보를 생성할 수 있다. SOC 및 SOH는, 공지된 방식들을 채용하여 연산 가능한바, 구체적인 설명은 생략한다.
전기 차량(1) 내에는, 복수의 노드(N1~N4)가 제공된다. 본 명세서에 있어서 '노드'란, 둘 이상의 전기 부품이 상호 전기적으로 결합되는 위치나 영역을 의미한다.
차량 컨트롤러(20)는, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 연결된다. 즉, 차량 컨트롤러(20)는, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)를 통해 배터리 팩(10)으로부터의 전력을 공급받는다. 주변 장치(50)는, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에서, 차량 컨트롤러(20)에 병렬 연결될 수 있다.
전기 모터(40)는, 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3) 사이에 연결된다. 즉, 전기 모터(40)는, 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3)를 통해 배터리 팩(10)으로부터의 전력을 공급받는다.
*56제1 스위치(SW1)는, 제1 노드(N1)와 제4 노드(N4) 사이에 연결된다. 배터리 팩(10)은, 제4 노드(N4)와 제2 노드(N2) 사이에 연결된다. 제2 스위치(SW2)는, 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에 연결된다.
제1 스위치(SW1)가 턴 온되는 경우, 서브 전원 경로가 도통된다. 서브 전원 경로는, 배터리 팩(10), 제1 스위치(SW1), 제1 노드(N1), 차량 컨트롤러(20) 및 제2 노드(N2)를 경유하는 폐회로일 수 있다. 서브 전원 경로의 도통 시, 배터리 팩(10)으로부터 차량 컨트롤러(20)로 전원이 공급되어, 차량 컨트롤러(20)의 구동이 가능해진다.
제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 턴 온되는 경우, 메인 전원 경로가 도통된다. 메인 전원 경로는, 배터리 팩(10), 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 노드(N3), 전기 모터(40) 및 제2 노드(N2)를 경유하는 폐회로일 수 있다. 메인 전원 경로의 도통 시, 배터리 팩(10)으로부터 전기 모터(40)로 전원이 공급되어, 전기 모터(40)의 구동이 가능해진다.
차량 통신부(30)는, 운전자로부터의 운행 정지 신호가 수신된 것에 응답하여, 배터리 통신부(110)에게 전원 차단 신호를 전송할 수 있다. 배터리 통신부(110)는, 전원 차단 신호를 제어부(170)에게 전달할 수 있다. 제어부(170)는, 전기 차량(1)의 운행 중, 전원 차단 신호가 수신된 것에 응답하여, 제2 스위치(SW2)와 제1 스위치(SW1)를 순차적으로 턴 오프시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 제어 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 2의 배터리 제어 방법은, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 턴 오프된 상태에서 소정 주기로 반복될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 단계 S200에서, 배터리 통신부(110)는, 시동 신호가 수신되었는지 여부를 판정한다. 시동 신호는, 운전자의 유저 디바이스(2)로부터 전송되는 것일 수 있다. 유저 디바이스(2)는, 예컨대 근거리 통신이 가능한 스마트폰일 수 있다. 운전자가 유저 디바이스(2)에 운행 요청을 입력한 다음, 유저 디바이스(2)가 배터리 통신부(110)의 통신 범위 내로 진입함에 의해, 시동 신호가 유저 디바이스(2)로부터 배터리 통신부(110)로 전송될 수 있다. 단계 S200의 값이 "예"인 경우, 단계 S210로 진행된다.
단계 S210에서, 배터리 통신부(110)는, 배터리 컨트롤러(130)에게 제1 요청 신호를 전송한다. 제1 요청 신호는, 차량 컨트롤러(20)를 동작 불능 상태로부터 동작 가능 상태로 전환하기 위한 신호이다.
단계 S220에서, 배터리 컨트롤러(130)는, 제1 요청 신호가 수신된 것에 응답하여, 배터리 정보를 생성한다. 배터리 정보는, 제1 요청 신호가 수신된 시점에서의 배터리 팩(10)의 전압, 온도 및 충전 상태 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다.
단계 S230에서, 배터리 컨트롤러(130)는, 제1 스위치(SW1)를 턴 온시킨다. 제1 스위치(SW1)가 턴 온됨에 의해, 배터리 팩(10)과 차량 컨트롤러(20) 간의 서브 전원 경로가 제공되어, 차량 컨트롤러(20)가 동작 불능 상태로부터 동작 가능 상태로 전환된다.
단계 S240에서, 배터리 컨트롤러(130)는, 배터리 정보를 포함하는 통지 신호를 배터리 통신부(110)에게 전송한다.
단계 S250에서, 배터리 통신부(110)는, 통지 신호가 수신된 것에 응답하여, 배터리 정보를 포함하는 제2 요청 신호를 차량 통신부(30)에게 전송한다. 차량 통신부(30)는, 제2 요청 신호를 차량 컨트롤러(20)에게 전달한다. 차량 컨트롤러(20)는, 제2 요청 신호의 배터리 정보를 기초로, 전기 차량(1)의 운행 가부를 판정한다. 예컨대, 차량 컨트롤러(20)는, 배터리 정보가 나타내는 배터리 팩(10)의 전압, 온도 및 SOC 중 적어도 하나가 미리 정해진 안전 범위를 벗어나는 비정상 상태(예, 과방전, 과열, 과냉)인 경우, 전기 차량(1)의 운행이 불가한 것으로 판정하고, 그외에는 전기 차량(1)의 운행이 가능한 것으로 판정할 수 있다. 차량 컨트롤러(20)는, 전기 차량(1)의 운행이 가능한 것으로 판정되는 경우, 차량 통신부(30)를 통해 배터리 통신부(110)에게 확인 신호를 전송한다. 즉, 확인 신호는, 배터리 팩(10)이 전기 차량(1)의 운행에 사용 가능한 정상 상태에 있음을 나타낸다.
단계 S260에서, 배터리 통신부(110)는, 차량 통신부(30)로부터의 확인 신호가 수신되었는지 여부를 판정한다. 단계 S260의 값이 "예"인 경우, 단계 S270로 진행된다.
단계 S270에서, 배터리 통신부(110)는, 제3 요청 신호를 배터리 컨트롤러(130)에게 전송한다. 제3 요청 신호는, 전기 모터(40)를 동작 불능 상태로부터 동작 가능 상태로 전환하기 위한 신호이다.
단계 S280에서, 배터리 컨트롤러(130)는, 제3 요청 신호가 수신된 것에 응답하여, 제2 스위치(SW2)를 턴 온시킨다. 제2 스위치(SW2)가 턴 온됨에 의해, 배터리 팩(10)과 전기 모터(40) 간의 메인 전원 경로가 제공되어, 전기 모터(40)가 동작 불능 상태로부터 동작 가능 상태로 전환된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 제어 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 3의 배터리 제어 방법은, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 턴 오프된 상태에서 소정 주기로 반복될 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 단계 S300에서, 배터리 통신부(110)는, 시동 신호가 수신되었는지 여부를 판정한다. 시동 신호는, 운전자의 유저 디바이스(2)로부터 전송되는 것일 수 있다. 유저 디바이스(2)는, 예컨대 근거리 통신이 가능한 스마트폰일 수 있다. 운전자가 유저 디바이스(2)에 운행 요청을 입력한 다음, 유저 디바이스(2)가 배터리 통신부(110)의 통신 범위 내로 진입함에 의해, 시동 신호가 유저 디바이스(2)로부터 배터리 통신부(110)로 전송될 수 있다. 단계 S300의 값이 "예"인 경우, 단계 S310로 진행된다.
단계 S310에서, 배터리 통신부(110)는, 배터리 컨트롤러(130)에게 제1 요청 신호를 전송한다. 제1 요청 신호는, 차량 컨트롤러(20)를 동작 불능 상태로부터 동작 가능 상태로 전환하기 위한 신호이다.
단계 S320에서, 배터리 컨트롤러(130)는, 제1 요청 신호가 수신된 것에 응답하여, 배터리 정보를 생성한다. 배터리 정보는, 제1 요청 신호가 수신된 시점에서의 배터리 팩(10)의 배터리 전압, 배터리 온도 및 충전 상태 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다.
단계 S330에서, 배터리 컨트롤러(130)는, 제1 스위치(SW1)를 턴 온시킨다. 제1 스위치(SW1)가 턴 온됨에 의해, 배터리 팩(10)과 차량 컨트롤러(20) 간의 서브 전원 경로가 제공되어, 차량 컨트롤러(20)가 동작 불능 상태로부터 동작 가능 상태로 전환된다.
단계 S332에서, 배터리 컨트롤러(130)는, 배터리 팩(10)을 통해 흐르는 배터리 전류를 검출한다. 대안적으로, 배터리 컨트롤러(130)는, 단계 S332에서, 배터리 전류 및 배터리 전압을 둘다 검출할 수 있다.
단계 S334에서, 배터리 컨트롤러(130)는, 배터리 전류가 소정의 임계 전류 범위 내인지 여부를 판정한다. 대안적으로, 배터리 컨트롤러(130)는, 단계 S334에서, (i)배터리 전류가 소정의 임계 전류 범위 내인지 여부 및 (ii)단계 S320에서 생성된 배터리 정보의 배터리 전압과 단계 S332에서 검출된 배터리 전압 간의 전압차가 소정의 임계 전압 범위 내인지 여부를 둘 다 판정할 수 있다. 단계 S334의 값이 "예"인 경우, 단계 S340로 진행된다. 단계 S334의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S390로 진행된다.
단계 S340에서, 배터리 컨트롤러(130)는, 배터리 정보를 포함하는 통지 신호를 배터리 통신부(110)에게 전송한다.
단계 S350에서, 배터리 통신부(110)는, 통지 신호가 수신된 것에 응답하여, 배터리 정보를 포함하는 제2 요청 신호를 차량 통신부(30)에게 전송한다. 차량 통신부(30)는, 제2 요청 신호를 차량 컨트롤러(20)에게 전달한다. 차량 컨트롤러(20)는, 제2 요청 신호의 배터리 정보를 기초로, 전기 차량(1)의 운행 가부를 판정한다. 예컨대, 차량 컨트롤러(20)는, 배터리 정보가 나타내는 배터리 팩(10)의 전압, 온도 및 SOC 중 적어도 하나가 미리 정해진 안전 범위를 벗어나는 비정상 상태(예, 과방전, 과열)인 경우, 전기 차량(1)의 운행이 불가한 것으로 판정하고, 그외에는 전기 차량(1)의 운행이 가능한 것으로 판정할 수 있다. 차량 컨트롤러(20)는, 전기 차량(1)의 운행이 가능한 것으로 판정되는 경우, 차량 통신부(30)를 통해 배터리 통신부(110)에게 확인 신호를 전송한다.
단계 S360에서, 배터리 통신부(110)는, 차량 통신부(30)로부터의 확인 신호가 수신되었는지 여부를 판정한다. 단계 S360의 값이 "예"인 경우, 단계 S370로 진행된다.
단계 S370에서, 배터리 통신부(110)는, 제3 요청 신호를 배터리 컨트롤러(130)에게 전송한다. 제3 요청 신호는, 전기 모터(40)를 동작 불능 상태로부터 동작 가능 상태로 전환하기 위한 신호이다.
단계 S380에서, 배터리 컨트롤러(130)는, 제3 요청 신호가 수신된 것에 응답하여, 제2 스위치(SW2)를 턴 온시킨다. 제2 스위치(SW2)가 턴 온됨에 의해, 배터리 팩(10)과 전기 모터(40) 간의 메인 전원 경로가 제공되어, 전기 모터(40)가 동작 불능 상태로부터 동작 가능 상태로 전환된다.
단계 S390에서, 배터리 컨트롤러(130)는, 제1 스위치(SW1)를 턴 오프시킨다.
단계 S392에서, 배터리 컨트롤러(130)는, 배터리 통신부(110)에게 고장 신호를 전송한다. 고장 신호는, 서브 전원 경로 내에 개방 회로 고장 또는 단락 회로 고장이 발생하였음을 나타낸다.
단계 S394에서, 배터리 통신부(110)는, 고장 신호를 유저 디바이스(2)에게 전송한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

Claims (12)

  1. 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결되는 차량 컨트롤러, 상기 차량 컨트롤러에 동작 가능하게 결합되는 차량 통신부, 상기 제2 노드와 제3 노드 사이에 연결되는 전기 모터 및 제4 노드와 상기 제2 노드 사이에 연결되는 배터리 팩을 포함하는 전기 차량을 위한 배터리 제어 시스템에 있어서,
    상기 전기 차량에 대한 시동 신호가 수신된 것에 응답하여, 제1 요청 신호를 전송하도록 구성되는 배터리 통신부;
    상기 제1 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결되는 제1 스위치;
    상기 제1 노드와 상기 제3 노드 사이에 연결되는 제2 스위치; 및
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 둘 다 턴 오프되어 있는 경우, 상기 제1 요청 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리 팩과 상기 차량 컨트롤러 간의 서브 전원 경로가 제공되도록 상기 제1 스위치를 턴 온시킨 다음, 상기 배터리 팩의 배터리 정보를 포함하는 통지 신호를 전송하도록 구성되는 배터리 컨트롤러를 포함하고,
    상기 배터리 통신부는, 상기 통지 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리 정보를 포함하는 제2 요청 신호를 상기 차량 통신부에게 전송하도록 구성되는 배터리 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 통신부는,
    근거리 통신 채널을 통해 상기 차량 통신부에 결합되는 배터리 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 정보는,
    상기 제1 요청 신호가 수신된 시점에서의 상기 배터리 팩의 전압, 온도 및 충전 상태 중 적어도 하나를 나타내는 배터리 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 통신부는,
    상기 제2 요청 신호가 전송된 후, 상기 차량 통신부로부터의 확인 신호가 수신된 것에 응답하여, 제3 요청 신호를 상기 배터리 컨트롤러에게 전송하도록 구성되는 배터리 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배터리 컨트롤러는,
    상기 제3 요청 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리 팩으로부터 상기 전기 모터로의 메인 전원 경로가 제공되도록, 상기 제2 스위치를 턴 온시키도록 구성되는 배터리 제어 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 배터리 컨트롤러는,
    상기 제1 스위치가 턴 온된 다음, 상기 배터리 팩을 통해 흐르는 배터리 전류를 검출하도록 구성되는 배터리 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 컨트롤러는,
    상기 배터리 전류가 소정의 임계 전류 범위 내인 경우, 상기 통지 신호를 상기 차량 통신부에게 전송하도록 구성되는 배터리 제어 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 컨트롤러는,
    상기 배터리 전류가 소정의 임계 전류 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 스위치는 턴 오프시키도록 구성되는 배터리 제어 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 컨트롤러는,
    상기 배터리 전류가 소정의 임계 전류 범위를 벗어난 경우, 상기 서브 전원 경로 내에 개방 회로 고장 또는 단락 회로 고장이 발생하였음을 나타내는 고장 신호를 상기 배터리 통신부에게 전송하도록 구성되는 배터리 제어 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 제어 시스템을 포함하는 전기 차량.
  11. 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결되는 차량 컨트롤러, 상기 차량 컨트롤러에 동작 가능하게 결합되는 차량 통신부, 상기 제2 노드와 제3 노드 사이에 연결되는 전기 모터 및 제4 노드와 상기 제2 노드 사이에 연결되는 배터리 팩을 포함하는 전기 차량을 위한 배터리 제어 방법에 있어서,
    배터리 통신부가, 상기 전기 차량에 대한 시동 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 제1 요청 신호를 전송하는 단계;
    배터리 컨트롤러가, 상기 제1 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결되는 제1 스위치 및 상기 제1 노드와 상기 제3 노드 사이에 연결되는 제2 스위치가 둘 다 턴 오프되어 있는 경우, 상기 제1 요청 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리 팩과 상기 차량 컨트롤러 간의 서브 전원 경로가 제공되도록, 상기 제1 스위치를 턴 온시키는 단계;
    상기 배터리 컨트롤러가, 상기 제1 스위치를 턴 온시킨 다음, 상기 배터리 팩의 배터리 정보를 포함하는 통지 신호를 전송하는 단계;
    상기 배터리 통신부가, 상기 통지 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리 정보를 포함하는 제2 요청 신호를 상기 차량 통신부에게 전송하는 단계를 포함하는 배터리 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배터리 통신부가, 상기 제2 요청 신호가 전송된 후, 상기 차량 통신부로부터의 확인 신호가 수신된 것에 응답하여, 제3 요청 신호를 상기 배터리 컨트롤러에게 전송하는 단계; 및
    상기 배터리 컨트롤러가, 상기 제3 요청 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리 팩으로부터 상기 전기 모터로의 메인 전원 경로가 제공되도록, 상기 제2 스위치를 턴 온시키는 단계를 더 포함하는 배터리 제어 방법.
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