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JP7435957B2 - バッテリー管理装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリー管理装置及び方法に関し、より詳しくは、バッテリー情報測定及びバッテリー状態診断に求められる消耗電力を効果的に節減可能なバッテリー管理装置及び方法に関する。
本出願は、2020年07月10日出願の韓国特許出願第10-2020-0085464号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
最近、ノートブックPC、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急増し、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれ、反復的な充放電の可能な高性能バッテリーについての研究が活発に進行しつつある。
現在、商用化したバッテリーとしては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムバッテリーなどがあり、このうち、リチウムバッテリーは、ニッケル系のバッテリーに比べてメモリー効果がほとんど起こらず、充放電が自由で、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
このようなバッテリーは、生産及び組み立てられた後、顧客に引き渡すために流通過程を経る。ところが、流通過程でバッテリーの自然放電が起こることがあり、特に、製造過程で欠陷が発生したバッテリーの場合、正常のバッテリーよりもさらに放電され得る。したがって、バッテリーの流通過程で、バッテリーの電圧及び温度を測定してバッテリーの欠陷を診断することは非常に重要な過程の一つである。
但し、バッテリーの流通過程で、作業者がバッテリー各々の電圧及び温度などを測定することには限界がある。
また、バッテリーの流通過程では、常用電源が供給されない場合が多いため、作業者によらず、バッテリー管理システム(Battery management system;BMS)などを用いてバッテリーの電圧及び温度などを測定し、バッテリーの状態を診断するとしても、バッテリー管理システムに提供可能な電力量は制限的である。
そこで、バッテリーの流通過程におけるバッテリーの状態を持続的に診断するために、無駄な電力消耗を減らして消費電力を画期的に節減できる技術の開発が求められる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、測定部が測定モードで動作する時点と制御部が通信モードで動作する時点を同期化し、制御部が通信モードで動作する動作時間を減らすことで、バッテリーの流通過程などのように提供される電力が限定的な状況で無駄な電力の消費を減らすことができるバッテリー管理装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに理解されるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
本発明の一面によるバッテリー管理装置は、バッテリーと連結され、予め設定された測定周期毎に所定の測定時間の間に測定モードで動作し、前記測定モードで動作する間に前記バッテリーの電圧及び温度の少なくとも一つを含むバッテリー情報を測定するように構成された測定部と、予め設定された通信周期毎に予め設定された動作時間の間に通信モードで動作し、前記通信モードで動作する間に前記測定部から前記バッテリー情報を受信し、次の通信周期において、前記通信モードの動作時点で前記測定部が前記測定モードで動作するように、前記通信周期及び前記測定周期に基づいて前記測定部が前記測定モードで動作する次の動作時点を設定し、前記測定時間に基づいて以後の通信周期毎に前記通信モードで動作する前記動作時間を変更するように構成された制御部と、を含み得る。
前記測定部は、前記次の動作時点において前記測定モードで動作して前記バッテリー情報を測定し、前記バッテリー情報を測定した後、前記測定周期毎に前記測定モードで動作するように構成され得る。
前記制御部は、前記次の動作時点を設定した後、前記動作時間を前記測定時間に対応して変更するように構成され得る。
前記測定部は、前記バッテリーが複数で備えられた場合、複数のバッテリーに各々対応するように複数で備えられ、前記測定周期毎に各々動作して前記複数のバッテリーのうち対応するバッテリーのバッテリー情報を測定するように構成され得る。
前記制御部は、前記次の通信周期において、前記通信モードの動作時点から複数の測定部のうち第1の測定部が前記測定モードで動作し、前記第1の測定部の動作終了時点から前記複数の測定部のうち第2の測定部が前記測定モードで動作するように、前記通信周期、前記測定周期及び前記測定時間に基づいて前記複数の測定部各々に対して前記次の動作時点を設定するように構成され得る。
前記制御部は、前記複数の測定部各々に対して前記通信モードの動作開始時点と前記測定モードの動作開始時点との時間間隔を算出し、算出された時間間隔、前記測定周期及び前記測定時間に基づいて前記複数の測定部各々に対する前記次の動作時点を設定するように構成され得る。
前記制御部は、前記複数の測定部各々に対する識別番号に基づいて、下記の数式1によって前記複数の測定部各々に対する前記次の動作時点を設定するように構成され得る。
<数1>
Figure 0007435957000001
ここで、TNEXTは、前記次の動作時点であり、Tは、前記測定周期であり、Nは、前記複数の測定部に各々設定された識別番号であって正数であり、TGNは、前記制御部の前記通信モードの動作開始時点と、前記識別番号がNである測定部の前記測定モードの動作開始時点との時間間隔であり、Tは、前記測定時間であり得る。
前記制御部は、前記次の動作時点を設定した後、前記複数の測定部の個数と前記測定時間に基づいて前記動作時間を変更するように構成され得る。
前記制御部は、下記の数式2によって前記動作時間を変更するように構成され得る。
<数2>
Figure 0007435957000002
ここで、Tは、前記動作時間であり、Mは、前記複数の測定部の個数であり、Tは、前記測定時間であり得る。
前記測定部は、前記予め設定された測定周期毎に測定した前記バッテリー情報を保存し、前記測定モードで動作する間に前記制御部が前記通信モードで動作すると、保存されたバッテリー情報を前記制御部に全て送信するように構成され得る。
前記制御部は、前記予め設定された通信周期毎に前記次の動作時点を設定するように構成され得る。
前記制御部は、受信したバッテリー情報で前記バッテリーの電圧値及び温度値を抽出し、抽出された電圧値と基準電圧値を比較して電圧比較結果を獲得し、抽出された温度値と基準温度値を比較して温度比較結果を獲得し、前記電圧比較結果及び前記温度比較結果の少なくとも一つに基づいてバッテリーの状態を診断するように構成され得る。
本発明の他面によるバッテリー管理方法は、測定部において、予め設定された測定周期毎に所定の測定時間の間に測定モードで動作し、前記測定モードで動作する間に対応するバッテリーの電圧及び温度の少なくとも一つを含むバッテリー情報を測定するバッテリー情報測定段階と、制御部において、予め設定された通信周期毎に予め設定された動作時間の間に通信モードで動作し、前記通信モードで動作する間に前記測定モード動作段階で測定された前記バッテリー情報を受信するバッテリー情報受信段階と、前記制御部において、次の通信周期において、前記通信モードの動作時点で前記測定部が前記測定モードで動作するように、前記通信周期及び前記測定周期に基づいて前記測定部が前記測定モードで動作する次の動作時点を設定する動作時点設定段階と、前記制御部において、前記測定時間に基づいて以後の通信周期毎に前記通信モードで動作する前記動作時間を変更する動作時間変更段階と、を含み得る。
本発明の一面によると、測定部が測定モードで動作する時点と制御部が通信モードで動作する時点を同期化することで、制御部が通信モードで動作する間に消費する電力を画期的に節減することができる。
本発明の効果は上述した効果に制限されず、言及されていない本発明の他の効果は請求範囲の記載から当業者により明らかに理解されるだろう。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施例によるバッテリー管理装置を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリー管理装置の例示的構成を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリー管理装置の測定部の動作を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリー管理装置の制御部の動作を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリー管理装置の動作を概略的に示した第1比較例である。 本発明の一実施例によるバッテリー管理装置の動作を概略的に示した第1実施例である。 本発明の一実施例によるバッテリー管理装置の他の例示的構成を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリー管理装置の動作を概略的に示した第2比較例である。 本発明の一実施例によるバッテリー管理装置の動作を概略的に示した第2実施例である。 本発明の他の実施例によるバッテリー管理方法を概略的に示した図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
また、本発明に関連する公知の機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨をぼやかすと判断される場合、その説明を省略する。
第1、第2などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちいずれか一つを残りと区別する目的として使用され、このような用語によって構成要素が限定されることではない。
なお、明細書の全体にかけて、ある部分が、ある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。
また、明細書に記載の「制御部」のような用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を示し、これはハードウェアやソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの結合せにより具現され得る。
さらに、明細書の全体に亘って、ある部分が他の部分と「連結(接続)」されているとするとき、これは、「直接的に連結(接続)」されている場合のみならず、その中間に他の素子を介して「間接的に(接続)」されている場合も含む。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。
図1は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100を概略的に示した図である。図2は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100の例示的構成を概略的に示した図である。
図1及び図2を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100は、測定部110及び制御部120を含み得る。
測定部110は、バッテリーBと連結されるように構成され得る。
ここで、バッテリーBは、負極端子及び正極端子を備え、物理的に分離可能な一つの独立したセルを意味する。一例で、パウチ型リチウムポリマーセルの一つがバッテリーBとして看做され得る。また、一つ以上のセルが、直列及び/または並列で接続して備えられたバッテリーモジュールがバッテリーBとして看做され得る。
また、測定部110は、予め設定された測定周期T毎に所定の測定時間Tの間に測定モードで動作するように構成され得る。
図3は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100の測定部110の動作を概略的に示した図である。
図3の実施例で、測定部110は、黒色で示された領域において測定モードで動作し、黒色で示されていない領域では待機モードで動作し得る。
具体的には、測定部110は、予め設定された測定周期T毎に測定モードで動作し、測定モードで動作しないときには、待機モードで動作し得る。そして、測定部110は、所定の測定時間Tの間、測定モードで動作し得る。
また、測定部110は、前記測定モードで動作する間に前記バッテリーBの電圧及び温度の少なくとも一つを含むバッテリー情報を測定するように構成され得る。
例えば、測定部110は、バッテリーBの正極端子及び負極端子と連結され得る。そして、測定部110は、バッテリーBの正極電圧及び負極電圧を測定し、測定された正極電圧と測定された負極電圧との差を計算してバッテリーBの電圧を算出し得る。また、測定部110は、バッテリーBと連結され、バッテリーBの温度を測定し得る。
例えば、バッテリーBは、流通過程で一定期間コンテナなどの場所に保管され得る。測定部110が常用電源と接続できない場合、コンテナなどに備えられた電源供給装置または測定部110に備えられた補助供給源などから測定部110に提供される電力は限定的であり得る。これによって、測定部110は、限定された電力を効果的に使用するために、待機モードの場合にはバッテリーBの電圧及び温度を測定しないが、測定モードの場合にはバッテリーBの電圧及び/または温度を測定できる。
制御部120は、予め設定された通信周期T毎に予め設定された動作時間Tの間に通信モードで動作するように構成され得る。
図4は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100の制御部120の動作を概略的に示した図である。
図4の実施例で、黒色で示された領域で制御部120は通信モードで動作し、黒色で示されていない領域で制御部120は待機モードで動作し得る。
具体的には、制御部120は、予め設定された通信周期T毎に通信モードで動作し、通信モードで動作していないときは、待機モードで動作し得る。そして、制御部120は、所定の動作時間Tの間に通信モードで動作し得る。
前述した実施例と同様に、バッテリーBの流通過程で、測定部110及び制御部120に提供可能な電力は限定的であり得る。これによって、測定部110と同様に、制御部120は、限定された電力を効果的に使用するために、予め設定された通信周期T毎に通信モードで動作し、その外には待機モードで動作し得る。
また、制御部120は、前記通信モードで動作する間に前記測定部110から前記バッテリー情報を受信するように構成され得る。
望ましくは、制御部120が通信モードで動作する間に、測定部110は測定モードで動作し得る。即ち、制御部120が通信モードで動作し、測定部110が測定モードで動作すると、制御部120と測定部110とは通信可能に接続され得る。このために、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tは、測定部110に設定された測定周期Tに対応するように予め設定され得る。
より望ましくは、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tは、測定部110に設定された測定周期Tと同一であり得る。この場合、制御部120が通信モードで動作する間に、測定部110は測定モードで動作するしかないため、制御部120は、測定部110からバッテリー情報を受信し得る。
測定部110が測定モードで動作する測定時間Tは、測定部110に設定された測定周期Tに比べて著しく短い時間であり得る。即ち、測定部110は、一周期のほとんどを待機モードで動作し、測定時間Tの間のみ測定モードで動作してバッテリー情報を測定し得る。これは、測定部110に常用電源が接続されていない状況で、測定部110が限定的な電力を効率的に用いてバッテリー情報を測定するためには、測定モードで動作する測定周期Tを測定時間Tに比べて相対的に長く設定し、測定時間Tを測定周期Tに比べて相対的に短く設定することが望ましいためである。例えば、測定部110に設定された測定周期Tは1hであり、測定部110が測定モードで動作する測定時間Tは100msであり得る。
また、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tは、制御部120に設定された通信周期Tに比べて著しく短い時間であり得る。即ち、制御部120は、一周期のほとんどを待機モードで動作し、動作時間Tの間のみ通信モードで動作して測定部110からバッテリー情報を受信し得る。測定部110と同様に、制御部120にも常用電源が接続されていない状況で制御部120が限定的な電力を用いて測定部110と効率的に通信するためには、制御部120が通信モードで動作する通信周期Tを動作時間Tに比べて相対的に長く設定し、動作時間Tを通信周期Tに比べて相対的に短く設定することが望ましい。例えば、制御部120に設定された通信周期Tは6hであり、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tは1hであり得る。
ここで、制御部120は、動作モードで動作する動作時間Tの間に測定部110と少なくとも1回通信を行わなければならないため、動作時間Tは測定部110に設定された測定周期T以上に設定され得る。望ましくは、制御部120の動作時間Tと測定部110の測定周期Tは同一に設定され得る。例えば、制御部120に設定された動作時間Tと測定部110に設定された測定周期Tは、1hであり得る。そして、制御部120は、測定部110が測定モードで動作する測定時間T(100ms)の間、測定部110からバッテリー情報を受信し得る。
また、制御部120は、前記通信周期T及び前記測定周期T に基づいて前記測定部110が前記測定モードで動作する次の動作時点を設定するように構成され得る。
例えば、制御部120は、前記通信モードの動作開始時点で前記測定部110が前記測定モードで動作するように、前記測定周期Tに基づいて前記次の動作時点を設定するように構成され得る。即ち、制御部120は、測定部110からバッテリー情報を受信した後、制御部120が次の通信周期Tから通信モードで動作し始める時点で測定部110が測定モードで動作するように測定部110の次の動作時点を設定し得る。
即ち、制御部120によって測定部110の次の動作時点が設定されることで、次の通信周期Tから制御部120が通信モードで動作する時点と同じ時点で測定部110が測定モードで動作することができる。
そして、制御部120は、前記測定時間Tに基づいて以後の通信周期T毎に前記通信モードで動作する前記動作時間Tを変更するように構成され得る。
例えば、初期に制御部120が通信モードで動作する動作時間Tは、測定部110の測定周期Tと同一に1hに設定されており、測定部110が測定モードで動作する測定時間Tは100msと仮定する。この場合、制御部120が通信モードで動作する動作開始時点で測定部110が測定モードで動作しなければ、制御部120は、測定部110からバッテリー情報を受信するために、通信周期T毎に最大1hの間に通信モードで動作しなければならない。そして、測定部110の次の動作時点が変更されなければ、制御部120は測定部110が測定モードで動作する100msの間にバッテリー情報を受信するために、通信周期T毎に1hの間に通信モードで動作されなければならないという問題がある。
したがって、制御部120は、通信モードで動作する動作開始時点で測定部110が測定モードで動作するように、測定部110の次の動作時点を設定し得る。即ち、次の通信周期Tからは同じ時点で制御部120が通信モードで動作し、測定部110が測定モードで動作できるため、制御部120は、測定部110が測定モードで動作する測定時間T(100ms)だけ通信モードで動作するとしても測定部110からバッテリー情報を受信することができる。即ち、制御部120によって測定部110の次の動作時点が設定されることで、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tを1hから100msに減らすことができる。
本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100は、測定部110が測定モードで動作する時点と制御部120が通信モードで動作する時点を同期化することで、制御部120が通信モードで動作する間に消費する電力を画期的に節減できる。
一方、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100に備えられた制御部120は、本発明で行われる多様な制御ロジッグを実行するために、当業界に知られたASIC(application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路)、他のチップセット、論理回路、レジスター、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。また、制御ロジッグがソフトウェアとして具現されるとき、制御部120は、プログラムモジュールの集合として具現され得る。この際、プログラムモジュールはメモリーに保存され、制御部120によって実行され得る。メモリーは、制御部120の内部または外部にあってもよく、公知の多様な手段で制御部120と接続され得る。
以下、図5の比較例及び図6の実施例を参照して、バッテリー管理装置100の動作をより具体的に説明する。
図5は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100の動作を概略的に示した第1比較例である。具体的には、図5は、測定部110の次の動作時点及び制御部120の動作時間Tが変更されていない比較例を示した図である。
図6は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100の動作を概略的に示した第1実施例である。具体的に、図6は、本発明によって測定部110の次の動作時点及び制御部120の動作時間Tが変更された実施例を示した図である。
図5の比較例で、制御部120は、C1時点及びC3時点において通信モードで動作し得る。即ち、図4及び図5を参照すると、C1時点とC2時点との間隔及びC3時点とC4時点との間隔は、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tであり得る。そして、C1時点とC3時点との間隔は、制御部120の通信周期Tであり得る。また、測定部110は、S0~S7時点の各々において測定モードで動作し得る。ここで、S0時点とS1時点との間隔、S1時点とS2時点との間隔、S2時点とS3時点との間隔、S3時点とS4時点との間隔、S4時点とS5時点との間隔、S5時点とS6時点との間隔及びS6時点とS7時点との間隔は、測定部110の測定周期Tであり得る。ここで、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tは、測定部110の測定周期Tと同一であり得る。
具体的には、制御部120は、測定部110からバッテリー情報を受信するために、測定部110の測定周期Tに対応する時間の間に通信モードで動作し得る。即ち、制御部120の通信周期Tと測定部110の測定周期Tが互いに対応するように調節されていないため、制御部120は、通信モードで動作する間に測定部110からバッテリー情報を受信するために、実際のバッテリー情報を受信するのに必要な時間よりも長い時間を通信モードで動作しなければならないという問題がある。
例えば、図5の比較例において、制御部120が通信モードで動作するC1時点及びC3時点は各々測定部110が測定モードで動作するS1時点及びS7時点と同一ではないため、制御部120は、測定部110の測定周期Tに対応する時間の間に通信モードで動作しなければならないという問題がある。
一方、図6の実施例において、制御部120は、C1~C2時点において通信モードで動作する間、測定部110からバッテリー情報を受信し、測定部110の次の動作時点を設定し得る。具体的には、制御部120は、通信モードの動作終了時点を測定部110の次の動作時点に設定し得る。即ち、制御部120の通信モードの動作終了時点C2と測定部110の次の動作時点S2'は、同一であり得る。
具体的には、図6の実施例において、斜線ハッチング領域は、図5の比較例において測定部110が測定モードで動作する時点と一致する。即ち、図5と図6を比較すると、図5の比較例において、測定部110は、S2、S3、S4、S5、S6及びS7時点において測定モードで動作する一方、図6の実施例において、測定部110は、S2'、S3'、S4'、S5'、S6'及びS7'時点において測定モードで動作する。
そして、図6の実施例において、制御部120の次の通信周期Tの通信モード動作開始時点C3と測定部110の測定モード動作開始時点S7'は、互いに同一である。これは、制御部120が通信周期T及び測定時間Tを考慮して、測定部110が測定モードで動作する次の動作時点をS2からS2'に変更したためである。
具体的には、前記測定部110は、前記次の動作時点において前記測定モードで動作して前記バッテリー情報を測定し、前記バッテリー情報を測定した後、前記測定周期TS毎に前記測定モードで動作するように構成され得る。
例えば、図3及び図6を参照すると、測定部110の測定周期Tそのものは以前と同一に維持されるが、制御部120によって設定された次の動作時点で測定部110が測定モードで動作するため、同一の時点(C3及びS7')で制御部120が通信モードで動作して測定部110が測定モードで動作できるのである。
また、前記制御部120は、前記次の動作時点を設定した後、前記動作時間Tを前記測定時間Tに対応して変更するように構成され得る。
具体的には、制御部120は、測定部110に対する次の動作時点を設定した後、通信モードで動作する動作時間Tを測定部110が測定モードで動作する測定時間Tと同一に変更し得る。
例えば、制御部120は、測定周期Tに基づいて測定部110が測定モードで動作し始める時点及び測定部110が測定モードで動作する測定時間Tが分かるため、次の通信周期Tから通信モードで動作する動作時間Tを測定部110が測定モードで動作する測定時間Tと同一に設定することができる。即ち、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tの間に測定部110も測定モードで動作できるため、制御部120は、動作時間Tを測定時間Tと同一に変更しても測定部110からバッテリー情報を受信することができる。
したがって、本発明の一実施例によると、測定部110が測定モードで動作する時点と制御部120が通信モードで動作する時点を同期化し、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tを減らすことで、バッテリーBの流通過程などのように提供される電力が限定的な状況で無駄な電力の消費を減らすことができるという長所がある。
図7は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100の他の例示的構成を概略的に示した図である。
具体的には、図7は、複数のバッテリーBに各々対応するようにバッテリー管理装置100に複数の測定部110が備えられた実施例を概略的に示した図である。
前記測定部110は、前記バッテリーBが複数で備えられた場合、複数のバッテリーBに各々対応するように複数で備えられ得る。
例えば、図7の実施例において、第1バッテリーB1、第2バッテリーB2、及び第3バッテリーB3が備えられたと仮定する。バッテリー管理装置100は、第1バッテリーB1に対応する第1測定部110a、第2バッテリーB2に対応する第2測定部110b及び第3バッテリーB3に対応する第3測定部110cを含み得る。
そして、測定部110は、前記測定周期T毎に各々動作して前記複数のバッテリーBのうち対応するバッテリーBのバッテリー情報を測定するように構成され得る。
具体的には、複数の測定部110は、各々設定された測定周期T毎に測定モードで動作し、対応するバッテリーBのバッテリー情報を測定し得る。
望ましくは、図7の実施例において、第1測定部110a、第2測定部110b及び第3測定部110cに設定された測定周期T及び測定時間Tは、同一であり得る。但し、第1測定部110a、第2測定部110b及び第3測定部110cが各々測定モードで動作する時点は、互いに相違しても、同一であってもよい。
例えば、第1測定部110a、第2測定部110b及び第3測定部110cが各々測定モードで動作する時点が同一の場合、制御部120が第1測定部110a、第2測定部110b及び第3測定部110cの各々からバッテリー情報を受信する過程で通信干渉が発生し得る。より望ましくは、第1測定部110a、第2測定部110b及び第3測定部110cが各々測定モードで動作する時点は互いに相違し得る。
前記制御部120は、前記通信周期T 前記測定時間T 、及び前記測定周期T に基づいて前記複数の測定部110各々に対して前記次の動作時点を設定するように構成され得る。
具体的には、制御部120は、通信モードで動作する通信周期T 複数の測定部110が各々測定モードで動作する測定時間T 、及び複数の測定部110に各々設定された測定周期T に基づいて、複数の測定部110各々に対する次の動作時点を設定し得る。
図8は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100の動作を概略的に示した第2比較例である。具体的には、図8は、複数の測定部110の次の動作時点及び制御部120の動作時間Tが変更されていない比較例を示した図である。
図9は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100の動作を概略的に示した第2実施例である。具体的には、図9は、本発明によって測定部110の次の動作時点及び制御部120の動作時間Tが変更された実施例を示した図である。
図8の比較例において、制御部120は、C1時点において通信モードで動作し得る。具体的には、制御部120は、C1時点で動作時間Tの間に通信モードで動作し得る。そして、第1測定部110a、第2測定部110b及び第3測定部110cは各々、S1時点、S2時点及びS3時点で測定時間Tの間に測定モードで動作し得る。即ち、制御部120は、第1測定部110a、第2測定部110b及び第3測定部110cからバッテリー情報を各々受信するために、C1時点からC2時点まで通信モードで動作し得る。
その後、図8の比較例において、制御部120は、C3時点でさらに通信モードで動作し得る。即ち、C1時点とC3時点との間隔は、通信周期Tと同一であり得る。この場合、制御部120によって、第1測定部110a、第2測定部110b及び第3測定部110cの各々に対する次の動作時点が設定されておらず、制御部120の動作時間Tが変更されていないため、制御部120は、第1測定部110a、第2測定部110b及び第3測定部110cから各々バッテリー情報を受信するために、測定時間Tの間に通信モードで動作しなければならないという問題がある。
図9の実施例において、図8の比較例と同様に、制御部120は、C1時点からC2時点まで通信モードで動作し、第1測定部110a、第2測定部110b及び第3測定部110cから各々バッテリー情報を受信し得る。
一方、図8の比較例と異なり、図9の実施例において、制御部120は、第1測定部110a、第2測定部110b及び第3測定部110cの各々に対して次の動作時点を設定する。即ち、第1測定部110aが測定モードで動作する次の動作時点はC2時点に設定され、第2測定部110bが測定モードで動作する次の動作時点はC2+T時点に設定され、第3測定部110cが測定モードで動作する次の動作時点はC2+2T時点に設定され得る。
その後、第1測定部110aは、C2時点において測定モードで動作した後、C2時点を基準で測定周期T毎に測定モードで動作し得る。そして、第2測定部110bは、C2+T時点において測定モードで動作した後、C2+T時点を基準で測定周期T毎に測定モードで動作し得る。また、第3測定部110cは、C2+2T時点から測定モードで動作した後、C2+2T時点を基準で測定周期T毎に測定モードで動作し得る。
ここで、制御部120は、前記複数の測定部110各々の識別番号に基づいて、下記の数式1によって前記複数の測定部110各々に対する前記次の動作時点を設定するように構成され得る。
Figure 0007435957000003
ここで、TNEXTは、前記次の動作時点であり、Tは、前記測定周期であり、Nは、前記複数の測定部110に各々設定された識別番号であって正数であり、TGNは、前記制御部120の前記通信モードの動作開始時点と前記識別番号がNである測定部110の前記測定モードの動作開始時点との時間間隔であり、Tは、前記測定時間である。
以下では、図9の実施例において、第1測定部110aの識別番号が1であり、第2測定部110bの識別番号が2であり、第3測定部110cの識別番号が3であると仮定する。
具体的には、前記制御部120は、前記複数の測定部110各々に対して前記通信モードの動作開始時点と前記測定モードの動作開始時点との時間間隔を算出し、算出された時間間隔、前記測定周期T及び前記測定時間Tに基づいて前記複数の測定部110各々に対する前記次の動作時点を設定するように構成され得る。
図9の実施例において、制御部120の通信モードの動作開始時点は、C1時点である。そして、第1測定部110aの測定モードの動作開始時点は、S1である。数式1を参照すると、制御部120によって算出された第1測定部110aに対するTGNは、「S1-C1」となる。即ち、制御部120によって算出された第1測定部110aに対する次の動作時点TNEXTは「T-(S1-C1)」の数式によって算出できる。ここで、測定周期Tは、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tと同一であるため、「C2-C1」になる。即ち、制御部120によって算出された第1測定部110aに対する次の動作時点TNEXTは、「(C2-C1)-(S1-C1)」の数式によって算出された「C2-S1」になる。これによって、第1測定部110aは、S1時点から「C2-S1」時点以後に測定モードで動作し得る。即ち、第1測定部110aは、「S1+(C2-S1)」の数式によって、C2時点において測定モードで動作し得る。
同様に、図9の実施例において、第2測定部110bの測定モードの動作開始時点はS2である。数式1を参照すると、制御部120によって算出された第2測定部110bに対するTGNは、「S2-C1」になる。即ち、制御部120によって算出された第2測定部110bに対する次の動作時点TNEXTは、「T-(S2-C1)+T」の数式によって算出できる。ここで、測定周期Tは、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tと同一であるため、「C2-C1」になる。即ち、制御部120によって算出された第2測定部110bに対する次の動作時点TNEXTは、「(C2-C1)-(S2-C1)+T」の数式によって算出された「C2-S2+T」になる。これによって、第2測定部110bは、S2時点から「C2-S2+T」時点以後に測定モードで動作し得る。即ち、第1測定部110aは、「S2+(C2-S2)+T」の数式によってC2+T時点において測定モードで動作し得る。
同様に、図9の実施例において、第3測定部110cの測定モードの動作開始時点はS3である。数式1を参照すると、制御部120によって算出された第3測定部110cに対するTGNは、「S3-C1」になる。即ち、制御部120によって算出された第3測定部110cに対する次の動作時点TNEXTは、「T-(S3-C1)+2T」の数式によって算出できる。ここで、測定周期Tは、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tと同一であるため、「C2-C1」になる。即ち、制御部120によって算出された第3測定部110cに対する次の動作時点TNEXTは、「(C2-C1)-(S3-C1)+2T」の数式によって算出された「C2-S3+2T」になる。これによって、第3測定部110cは、S3時点から「C2-S3+2T」の時点以後に測定モードで動作し得る。即ち、第3測定部110cは、「S3+(C2-S3)+2T」の数式によってC2+2T時点において測定モードで動作し得る。
その後、前記制御部120は、前記次の動作時点を設定した後、前記複数の測定部110の個数と前記測定時間Tに基づいて前記動作時間Tを変更するように構成され得る。
具体的には、前記制御部120は、下記の数式2によって前記動作時間Tを変更するように構成され得る。
Figure 0007435957000004
ここで、Tは、前記動作時間Tであり、Mは、前記複数の測定部110の個数であり、Tは、前記測定時間Tである。
図9の実施例において、複数の測定部110の個数は3である。これによって、数式2を参照すると、制御部120は、次の通信周期Tから通信モードで動作する動作時間Tを「3×T」の数式によって3Tに変更し得る。即ち、初期の通信周期Tでは、制御部120の動作時間Tが測定部110の測定周期Tと同一に「C2-C1」に設定されたが、次の通信周期Tからは制御部120の動作時間Tを「3T」に著しく減らすことができる。
したがって、本発明の一実施例によると、制御部120が通信モードで動作する間に消耗する電力が大幅節約される。また、図8の比較例及び図9の実施例を参照すると、測定部110の測定周期T及び制御部120の通信周期Tそのものは変更されないため、制御部120によって消耗する電力は大幅減少し、バッテリー情報は同一に測定可能である。
前記測定部110は、前記予め設定された測定周期T毎に測定した前記バッテリー情報を保存するように構成され得る。
そして、測定部110は、前記測定モードで動作する間に前記制御部120が前記通信モードで動作すると、保存されたバッテリー情報を前記制御部120に全て送信するように構成され得る。
一般的に、測定部110はセンシングモジュールであるため、測定したバッテリー情報を保存する保存空間が制御部120より小さいことがある。したがって、測定部110は、測定周期T毎に測定したバッテリー情報を保存し、制御部120が通信モードで動作すると、保存されたバッテリー情報を制御部120に全て送信し得る。その後、測定部110は、保存されたバッテリー情報を削除し、新しいバッテリー情報を保存するための保存空間を確保し得る。
もし、図9の実施例と異なり、制御部120が通信モードで動作するのに消耗する電力を減らすために、制御部120の通信周期Tを既存よりも延ばしたと仮定する。この場合、制御部120が通信モードで動作する回数が減少するため、電力消耗は減少し得る。しかし、制御部120が通信モードで動作する回数が減少した分だけ、測定部110が保存しなければならないバッテリー情報は増加し得る。即ち、測定部110に保存空間がさらに求められ得る。したがって、このような場合には、バッテリー管理装置100に含まれる測定部110のコストが増加するという問題がある。また、図9の実施例とは異なり、数百個のバッテリーBが流通する場合を仮定すると、バッテリー管理装置100には、各々のバッテリーBに対応するように数百個の測定部110が求められる。この場合、バッテリー管理装置100のコスト(具体的には、数百個の測定部110の総費用)が著しく増加し得るという問題がある。
これとは異なり、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100は、複数の測定部110が各々測定モードで動作する時点と、制御部120が通信モードで動作する時点を同期化し、制御部120が通信モードで動作する動作時間Tを適切に変更できる。したがって、本発明の一実施例によると、限定された電力を効率的に使用できるだけではなく、合理的なコストでバッテリー管理装置100を備えることができるという長所がある。
前記制御部120は、前記予め設定された通信周期T毎に前記次の動作時点を設定するように構成され得る。
理想的な状態では、制御部120によって測定部110の次の動作時点が設定されると、測定部110は、設定された次の動作時点を基準で予め設定された測定周期T毎に測定モードで動作できる。しかし、実際状況では測定部110の動作モードが待機モードから測定モードに変更される時間、または制御部120の動作モードが待機モードから通信モードに変更される時間などによって、測定部110が測定モードで動作する測定周期Tまたは制御部120が通信モードで動作する通信周期Tに誤差が発生し得る。したがって、制御部120は、このような誤差が発生することを予め防止するために、通信周期T毎に測定部110の次の動作時点を設定するように構成され得る。
前記制御部120は、受信したバッテリー情報から前記バッテリーBの電圧値及び温度値を抽出するように構成され得る。
そして、制御部120は、抽出された電圧値と基準電圧値を比較して電圧比較結果を獲得し、抽出された温度値と基準温度値を比較して温度比較結果を獲得するように構成され得る。
ここで、基準電圧値は、バッテリーBの状態を異常状態に診断する基準になる電圧値であって、予め設定された値であり得る。そして、基準温度値は、バッテリーBの状態を異常状態に診断する基準になる温度値であって、予め設定された値であり得る。そして、基準電圧値及び基準温度値は、制御部120のメモリーに保存され得る。
具体的には、制御部120は、抽出された電圧値と基準電圧値との大きさを比較して電圧比較結果を獲得し得る。また、制御部120は、抽出された温度値と基準温度値との大きさを比較して温度比較結果を獲得し得る。
そして、制御部120は、前記電圧比較結果及び前記温度比較結果の少なくとも一つに基づいてバッテリーBの状態を診断するように構成され得る。
具体的には、制御部120は、抽出された電圧値が基準電圧値以下である場合、または抽出された温度値が基準温度値以下である場合に、当該バッテリーBの状態を異常状態として診断し得る。
また、図1及び図2を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100は、通信部130を含み得る。
通信部130は、制御部120が測定部110から受信したバッテリー情報を外部へ出力するように構成され得る。
具体的には、通信部130は、外部サーバー及び/または診断装置と通信可能に構成され得る。そして、通信部130は、制御部120が受信したバッテリー情報を外部サーバー及び/または診断装置に送信し得る。この場合、外部サーバー及び/または診断装置は、通信部130からバッテリー情報を受信し、受信したバッテリー情報、基準電圧値及び基準温度値に基づいて、バッテリーの状態を診断し得る。
例えば、外部サーバーはクラウドサーバーであり、診断装置はバッテリー管理装置(BMS)であり得る。
即ち、本発明の一実施例によると、バッテリー管理装置によって獲得されたバッテリー情報が外部サーバー及び/または外部装置に保存されることで、流通過程におけるバッテリーの状態履歴が効果的に保存される。また、外部サーバー及び/または外部装置によってバッテリーの状態が診断できるため、バッテリーの状態履歴とバッテリーの状態診断結果が効果的に保存及び管理される。
図10は、本発明の他の実施例によるバッテリー管理方法を概略的に示した図である。
本発明の他の実施例によるバッテリー管理方法の各段階は、本発明の一実施例によるバッテリー管理装置100によって行われ得る。
以下、説明の便宜のために、前述した内容と重複する内容は簡略に説明するか、または省略する。
図10を参照すると、バッテリー管理方法は、バッテリー情報測定段階S100、バッテリー情報受信段階S200、動作時点設定段階S300及び動作時間変更段階S400を含み得る。
バッテリー情報測定段階S100は、予め設定された測定周期T毎に所定の測定時間Tの間に測定モードで動作して、前記測定モードで動作する間に対応するバッテリーBの電圧及び温度の少なくとも一つを含むバッテリー情報を測定する段階であって、測定部110によって行われ得る。
例えば、図3の実施例において、測定部110は、測定周期T毎に測定時間Tの間に測定モードで動作し得る。そして、測定部110は、測定モードで動作する間に連結されたバッテリーBの電圧及び温度の少なくとも一つを含むバッテリー情報を測定し得る。
バッテリー情報受信段階S200は、予め設定された通信周期T毎に予め設定された動作時間Tの間に通信モードで動作し、前記通信モードで動作する間に前記測定モード動作段階で測定された前記バッテリー情報を受信する段階であって、制御部120によって行われ得る。
例えば、図4の実施例において、制御部120は、通信周期T毎に動作時間Tの間に通信モードで動作し得る。そして、制御部120は、通信モードで動作する間に、測定モードで動作する測定部110からバッテリー情報を受信し得る。
動作時点設定段階S300は、前記通信周期T及び前記測定時間Tの少なくとも一つに基づいて前記測定部110が前記測定モードで動作する次の動作時点を設定する段階であって、制御部120によって行われ得る。
具体的には、制御部120は、測定部110からバッテリー情報を受信した後、上述した数式1を用いて測定部110が通信モードで動作しなければならない次の動作時点を設定し得る。
例えば、図6の実施例において、制御部120は、測定部110の次の動作時点をC2時点と同一のS2'時点に設定し得る。
他の例で、図9の実施例において、制御部120は、第1測定部110aの次の動作時点をC2時点に設定し、第2測定部110bの次の動作時点をC2+T時点に設定し、第3測定部110cの次の動作時点をC2+2T時点に設定し得る。
動作時間変更段階S400は、前記測定時間Tに基づいて、以後の通信周期T毎に前記通信モードで動作する前記動作時間Tを変更する段階であって、制御部120によって行われ得る。
具体的には、制御部120は、以後の通信周期T毎に通信モードで動作する動作時間Tを測定部110が測定モードで動作する測定時間Tと同一に設定し得る。
例えば、図6の実施例において、制御部120は、動作時間Tを測定部110の測定時間Tと同一に設定し得る。
他の例で、図9の実施例において、制御部120は、動作時間Tを第1測定部110a、第2測定部110b及び第3測定部110cの測定時間Tの合計である3Tに設定し得る。
以上で説明した本発明の実施例は、必ずしも装置及び方法を通じて具現されることではなく、本発明の実施例の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じて具現され得、このような具現は、本発明が属する技術分野における専門家であれば、前述した実施例の記載から容易に具現できるはずである。
以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
また、上述の本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想から脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であるため、上述の実施例及び添付された図面によって限定されず、多様な変形が行われるように各実施例の全部または一部を選択的に組み合わせて構成可能である。
100 バッテリー管理装置
110 測定部
110a 第1測定部
110b 第2測定部
110c 第3測定部
120 制御部
130 通信部
B バッテリー
B1 第1バッテリー
B2 第2バッテリー
B3 第3バッテリー

Claims (12)

  1. バッテリーと連結され、予め設定された測定周期毎に所定の測定時間の間に測定モードで動作し、前記測定モードで動作する間に前記バッテリーの電圧及び温度の少なくとも一つを含むバッテリー情報を測定するように構成された測定部と、
    予め設定された通信周期毎に予め設定された動作時間の間に通信モードで動作し、
    前記通信モードで動作する間に前記測定部から前記バッテリー情報を受信し、
    次の通信周期において、前記通信モードの動作時点で前記測定部が前記測定モードで動作するように、前記通信周期及び前記測定周期に基づいて前記測定部が前記測定モードで動作する次の動作時点を設定し、
    前記測定時間に基づいて以後の通信周期毎に前記通信モードで動作する前記動作時間を変更するように構成された制御部と、を含む、バッテリー管理装置。
  2. 前記測定部は、
    前記次の動作時点において前記測定モードで動作して前記バッテリー情報を測定し、前記バッテリー情報を測定した後、前記測定周期毎に前記測定モードで動作するように構成された、請求項1に記載のバッテリー管理装置。
  3. 前記制御部は、
    前記次の動作時点を設定した後、前記動作時間を前記測定時間に対応して変更するように構成された、請求項1または2に記載のバッテリー管理装置。
  4. 前記測定部は、
    前記バッテリーが複数で備えられた場合、複数のバッテリーに各々対応するように複数で備えられ、
    前記測定周期毎に各々動作して前記複数のバッテリーのうち対応するバッテリーのバッテリー情報を測定するように構成され、
    前記制御部は、
    前記次の通信周期において、前記通信モードの動作時点から複数の測定部のうち第1の測定部が前記測定モードで動作し、前記第1の測定部の動作終了時点から前記複数の測定部のうち第2の測定部が前記測定モードで動作するように、前記通信周期、前記測定周期及び前記測定時間に基づいて前記複数の測定部の各々に対して前記次の動作時点を設定するように構成された、請求項に記載のバッテリー管理装置。
  5. 前記制御部は、
    前記複数の測定部の各々に対して前記通信モードの動作開始時点と前記測定モードの動作開始時点との時間間隔を算出し、
    算出された時間間隔、前記測定周期及び前記測定時間に基づいて前記複数の測定部の各々に対する前記次の動作時点を設定するように構成された、請求項に記載のバッテリー管理装置。
  6. 前記制御部は、
    前記複数の測定部の各々に対する識別番号に基づいて、下記の数式1によって前記複数の測定部の各々に対する前記次の動作時点を設定するように構成され、
    Figure 0007435957000005
    NEXTは、前記次の動作時点であり、Tは、前記測定周期であり、Nは、前記複数の測定部に各々設定された識別番号であって正数であり、TGNは、前記制御部の前記通信モードの動作開始時点と、前記識別番号がNである測定部の前記測定モードの動作開始時点との時間間隔であり、Tは、前記測定時間である、請求項4または5に記載のバッテリー管理装置。
  7. 前記制御部は、
    前記次の動作時点を設定した後、前記複数の測定部の個数と前記測定時間に基づいて前記動作時間を変更するように構成された、請求項4から6のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  8. 前記制御部は、
    下記の数式2によって前記動作時間を変更するように構成され、
    Figure 0007435957000006
    は、前記動作時間であり、Mは、前記複数の測定部の個数であり、Tは、前記測定時間である、請求項4から7のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  9. 前記測定部は、
    前記予め設定された測定周期毎に測定した前記バッテリー情報を保存し、
    前記測定モードで動作する間に前記制御部が前記通信モードで動作する場合、保存されたバッテリー情報を前記制御部に全て送信するように構成された、請求項1から8のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  10. 前記制御部は、
    前記予め設定された通信周期毎に前記次の動作時点を設定するように構成された、請求項1から9のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  11. 前記制御部は、
    受信したバッテリー情報で前記バッテリーの電圧値及び温度値を抽出し、
    抽出された電圧値と基準電圧値を比較して電圧比較結果を獲得し、
    抽出された温度値と基準温度値を比較して温度比較結果を獲得し、
    前記電圧比較結果及び前記温度比較結果の少なくとも一つに基づいてバッテリーの状態を診断するように構成された、請求項1から10のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  12. 測定部において、予め設定された測定周期毎に所定の測定時間の間に測定モードで動作し、前記測定モードで動作する間に対応するバッテリーの電圧及び温度の少なくとも一つを含むバッテリー情報を測定するバッテリー情報測定段階と、
    制御部において、予め設定された通信周期毎に予め設定された動作時間の間に通信モードで動作し、前記通信モードで動作する間に前記測定モードで測定された前記バッテリー情報を受信するバッテリー情報受信段階と、
    前記制御部において、次の通信周期において、前記通信モードの動作時点で前記測定部が前記測定モードで動作するように、前記通信周期及び前記測定周期に基づいて前記測定部が前記測定モードで動作する次の動作時点を設定する動作時点設定段階と、
    前記制御部において、前記測定時間に基づいて以後の通信周期毎に前記通信モードで動作する前記動作時間を変更する動作時間変更段階と、を含む、バッテリー管理方法。
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