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KR101889206B1 - 배터리 관리 장치 - Google Patents

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KR101889206B1
KR101889206B1 KR1020167029210A KR20167029210A KR101889206B1 KR 101889206 B1 KR101889206 B1 KR 101889206B1 KR 1020167029210 A KR1020167029210 A KR 1020167029210A KR 20167029210 A KR20167029210 A KR 20167029210A KR 101889206 B1 KR101889206 B1 KR 101889206B1
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KR
South Korea
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battery
management unit
circuit
battery pack
replaceable
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KR1020167029210A
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KR20160135794A (ko
Inventor
앤토니 안-타오 양
고돈 칭 첸
Original Assignee
알리스 에코 에이알케이(케이만) 코. 엘티디.
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Publication date
Application filed by 알리스 에코 에이알케이(케이만) 코. 엘티디. filed Critical 알리스 에코 에이알케이(케이만) 코. 엘티디.
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Abstract

배터리 관리 장치가 제공된다.배터리 관리 장치는 배터리 모듈의 품질을 제어하는 능력을 증가시키고,시스템 집적도를 증가시키기 위해 사용된다. 배터리 관리 장치는 교체가능한 배터리 모듈 및 배터리 팩 관리 유닛을 포함한다. 교체가능한 배터리 모듈은 배터리 관리 유닛, 릴레이부 및 배터리 셀 패키지를 포함한다. 배터리 관리 유닛은 전압 측정 회로 및 메모리 회로를 포함한다. 전압 측정 회로와 메모리 회로는 서로 절연된다. 릴레이부는 교체가능한 배터리 모듈의 내부 회로를 스위칭하는데 사용된다. 배터리 셀 패키지는 배터리 관리 유닛과 연결되고, 배터리 관리 장치의 전력원으로서의 역할을 한다. 배터리 팩 관리 유닛은 교체가능한 배터리 모듈의 전압 측정 회로와 연결된다. 전압 측정 회로는 배터리 셀 패키지에 의해 전력공급 받는다. 전압 측정 회로는 전압 정보를 배터리 팩 관리 유닛으로 전송한다. 배터리 작업 데이터는 메모리 회로내에 저장된다. 메모리 회로는 메모리 입력/출력 커넥터를 통해 배터리 팩 관리 유닛에 의해서만 액세스 가능하다.

Description

배터리 관리 장치{BATTERY MANAGEMENT DEVICE}
본 발명은 배터리 관리 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는, 독립적이고 분리된 메모리 회로를 가진 복수의 배터리 모듈을 사용하는 배터리 관리 장치에 관한 것이다.
요즈음에, 전기 자동차는 화석 연로 자동차를 대체하기 시작한다. 또한, 전기 자동차는 대중 교통 분야에 점점 적용된다. 대중 교통 자동차에 전기-전력 시스템을 실행하는 많은 실현 가능한 방법들 중 하나는 교체가능한 배터리 팩과 배터리 교체 스테이션을 사용하는 것이다. 예를 들어, 배터리 교체 스테이션 내의 배터리 팩은 우선 완전히 충전된다. 전기 버스의 배터리 팩이 거의 고갈될 때, 전기 버스는 명시된 배터리 교체 스테이션에서 정지한다. 그리고 나서, 전기 버스의 고갈된 배터리 팩과 배터리 교체 스테이션의 완전히-충전된 배터리 팩은 5 내지 10분 이내에 서로 교환된다. 결과적으로, 전기 버스는 연속적으로 구동되기 위하여 완전히-충전된 배터리 팩으로부터 충분한 전기 전력을 얻을 수 있다.
실제로, 배터리 팩의 배터리 모듈 내의 각각의 배터리 셀은 그 서비스 시간 동안에 서로 다른 속도로 퇴화된다. 게다가, 각각의 배터리 모듈의 커패시티는 서비스 시간의 3년 이후에 필연적으로 퇴화된다. 배터리 커패시티의 퇴화는 약 30 퍼센트까지 연비 감소를 야기한다. 배터리 팩이 뷸균일하게 전기를 방전하기 때문에, 배터리 팩의 모든 배터리 모듈은 유사한 커패시티 범위 및 유사한 내부 저항 범위에서 유지되어야 한다. 배터리 모델의 연식과 무관하게, 배터리 팩의 임의의 퇴화된 배터리 모듈은 새로운 것으로 대체될 필요가 있다. 배터리 모듈의 상태를 알기 위해, 배터리 팩 제공자는 자주 배터리 모듈을 테스트할 필요가 있다. 배터리 모듈의 커패시티가 예측되고, 배터리 팩의 상태를 안 이후에, 배터리 팩 제공자는 우수한 서비스를 전기 버스 에이전시와 전기 택시 에이전시에 제공할 수 있다.
기존에는, 배터리 모듈은 특별한 시설에서 다시 테스트된다. 배터리 모듈이 다시 테스트된 이후에, 작업 데이터, SOH(건강 상태) 데이터, SOC(충전 상태) 및 배터리 팩 관리 유닛이나 전자 제어 유닛(ECU)로부터 치환된 배터리 모듈의 사용 히스토리나 새로-설치된 배터리 모듈을 다운로드하고 전송할 필요가 있다. 이러한 프로세스는 시간이 소요되고, 배터리 팩 제공자에게 비쌈이 자명하다.
게다가, 배터리 모듈의 오류 이벤트가 발생할 때, 서지 전류(surge current)가 생성된다. 서지 전류는 배터리 셀을 파괴하고, 배터리 관리 유닛을 손상시킨다. 이러한 상황에서, 배터리 관리 유닛 내에 저장된 배터리 모듈의 작업 데이터는 회복 불가능하다. 이는, 배터리 모듈의 사용자가 배터리 모듈의 작업 데이터를 얻지 못한다는 말이다.
그러므로, 서지 전류로 인한 배터리 관리 유닛의 손상, 배터리 모듈의 회복 불가능한 작업 데이터 및 배터리 모듈의 상태를 얻기 위한 시간 소모적 프로세스와 같은 종래의 기술의 문제점을 극복하기 위한 배터리 관리 장치를 제공할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 전자 제어 유닛, 충전 시스템 및 배터리 모듈 사이의 신뢰성 있고 효율적인 데이터 전송을 제공하기 위한 배터리 관리 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 전기 자동차의 전기화학적 시스템이나 배터리 모듈이 오작동하더라도, 작업 데이터와 배터리 모듈의 사용 히스토리를 기록할 수 있는 배터리 관리 장치를 제공한다. 결과적으로, 배터리 서비스 스테이션은 제조 결함을 추적하고, 임차한 배터리 모듈의 품질과 성능을 모니터링할 수 있다.
본 발명의 추가적인 목적은 작업 데이터와 배터리 모듈의 사용 히스토리를 배터리 서비스 스테이션으로 개별적으로 제공할 수 있고, 배터리 모듈이 충전될 때, 작업 데이터와 배터리 모듈의 사용 히스토리를 효율적으로 비교할 수 있는 배터리 관리 장치를 제공하는 것이다. 결과적으로, 모든 배터리 모듈의 상태가 검사된다.
본 발명의 양태에 따르면, 배터리 관리 장치가 제공된다. 배터리 관리 장치는 교체가능한 배터리 모듈 및 배터리 팩 관리 유닛을 포함한다. 교체가능한 배터리 모듈은 배터리 관리 유닛, 릴레이부 및 배터리 셀 패키지를 포함한다. 배터리 관리 유닛은 전압 측정 회로 및 메모리 회로를 포함한다. 전압 측정 회로와 메모리 회로는 서로 절연된다. 릴레이부는 교체가능한 배터리 모듈의 내부 회로를 스위칭하는데 사용된다. 배터리 셀 패키지는 배터리 관리 유닛과 연결되고, 배터리 관리 장치의 전력원으로서의 역할을 한다. 배터리 팩 관리 유닛은 교체가능한 배터리 모듈의 전압 측정 회로와 연결된다. 전압 측정 회로는 배터리 셀 패키지에 의해 전력공급 받는다. 전압 측정 회로는 전압 정보를 배터리 팩 관리 유닛으로 전송한다. 배터리 작업 데이터는 메모리 회로내에 저장된다. 메모리 회로는 메모리 입력/출력 커넥터를 통해 배터리 팩 관리 유닛에 의해서만 액세스 가능하다.
본 발명의 상기 내용은 이하의 상세한 설명과 첨부 도면을 검토한 이후에 기술 분야의 당업자에게 좀 더 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차를 위한 배터리 관리 장치의 아키텍쳐를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 관리 장치의 아키텍쳐의 상세한 회로를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 아키텍쳐의 상세한 회로를 개략적으로 나타내는데, 배터리 관리 장치는 충전 시스템과 연결된다.
본 발명은 이하의 실시예를 참조하여 좀 더 구체적으로 이제 기술될 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예의 이하의 설명은 오직 설명과 기술을 위해 본 명세서에 제시된다는 점을 유의해야 한다. 이하의 실시예와 도면에서, 본 발명의 개념과 무관한 요소들은 생략되고 도시되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차를 위한 배터리 관리 장치의 아키텍쳐를 개략적으로 나타낸다. 도면에 도시되는 바와 같이, 배터리 관리 장치(100)는 외부 쉘(미도시), 배터리 팩 관리 유닛(102) 및 복수의 교체가능한 배터리 모듈(130)을 포함한다. 배터리 관리 장치(100)의 외부 쉘(미도시)은 배터리 팩 관리 유닛(102)과 복수의 교체가능한 배터리 모듈(130)을 수용하기 위한 수용 공간을 제공한다. 바람직하지만 배타적이지 않게는, 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩이다. 각각의 교체가능한 배터리 모듈(130)은 배터리 셀 패키지(125)와 배터리 관리 유닛(101)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 배터리 관리 장치(100)는 4개의 교체가능한 배터리 모듈(130)을 포함한다. 교체가능한 배터리 모듈(130)의 수는 실제 요구사항에 따라 가변될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 배터리 팩 관리 유닛(102)은 배터리 관리 유닛(101), 복수의 교체가능한 배터리 모듈(130)의 양성 릴레이부(108)(도 2 참조)와 음성 릴레이부(도 2 참조)와 연결된다. 배터리 관리 장치(100)가 전기 자동차와 연결될 때, 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩 관리 유닛(102)을 통해 전기 자동차의 전기 제어 유닛(103)과 연결된다. 대안적으로, 배터리 관리 장치(100)가 충전 시스템(201)(도 3 참조)과 연결되 때, 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩 관리 유닛(102)을 통해 충전 시스템(201)과 연결된다. 이들 구성간의 상세한 연결부는 이후에 기술할 것이다.
다시 도 1을 참조한다. 각각의 교체가능한 배터리 모듈(130)의 배터리 셀 패키지(125)는 대응되는 배터리 관리 유닛(101)과 연결된다. 게다가, 배터리 셀 패키지(125)는 교체가능한 배터리 모듈(130)의 전기적 전력 소스이다. 배터리 관리 유닛(101)은 전압 측정 회로(106)와 메모리 회로(104)를 포함한다. 전압 측정 회로(106)와 메모리 회로(104)는 서로 절연된다. 바람직하지만 배타적이지 않게, 메모리 회로(104)는 비휘발성 메모리 회로이다. 배터리 관리 유닛은 격리 회로(105)를 더 포함한다. 바람직하지만 배타적이지 않게, 격리 회로(105)는 옵토커플러(optocoupler)이다. 이러한 실시예에서, 격리 회로(105)는 배터리 팩 관리 유닛(102)과 전압 측정 회로(106) 사이에 배치된다. 격리 회로(105) 때문에, 배터리 팩 관리 유닛(102)과 전압 측정 회로(106)는 서로 전기적으로 절연된다. 그러나, 배터리 팩 관리 유닛(102)과 전압 측정 회로(106) 사이에 신호가 전송될 수 있다. 메모리 회로(104)는 교체가능한 배터리 모듈(130)의 작업 데이터를 저장하는데 사용된다. 게다가, 메모리 회로(104)는 배터리 팩 관리 유닛(102)에 의해서만 액세스 가능하다. 결과적으로, 배터리 작업 데이터 및 교체가능한 배터리 모듈(130)의 사용 히스토리는 메모리 회로(104)에 의해 연속적으로 축적되고 저장된다.
이러한 실시예에서, 각각의 배터리 관리 유닛(101)은 제1 섹션(101a)과 제2 섹션(101b)으로 더욱 분할된다. 배터리 관리 유닛(101)의 전압 측정 회로(106)와 격리 회로(105)는 제1 섹션(101a)에 포함된다. 배터리 관리 유닛(101)의 메모리 회로(104)는 제2 섹션(101b)에 개별적으로 포함된다. 제1 섹션(101a)와 제2 섹션(101b)은 분리되고 서로 절연되기 때문에, 두 개의 서로 다른 섹션 내의 전압 측정 회로(106)와 메모리 회로(104)는 서로 절연된다. 제1 섹션(101a) 내의 전압 측정 회로(106)는 격리 회로(105)와 명령 I/O 커넥터(127)를 통해 배터리 팩 관리 유닛(102)과 연결된다. 결과적으로, 교체가능한 배터리 모듈(130)의 전압 정보는 배터리 팩 관리 유닛(102)으로 제공된다. 전압 정보는 배터리 팩 관리 유닛(102)에 의해 프로세스되고, 충전 상태(SOC) 정보, 건강 상태(SOH) 정보, 셀 온도 히스토리 정보, 전류 사용 정보, 자동차 위치 히스토리 정보등을 포함하는 배터리 작업 데이터로 전환된다. 배터리 관리 유닛(101)의 제2 섹션(101b) 내의 메모리 회로(104)는 메모리 I/O 커넥터(126)를 통해 배터리 팩 관리 유닛(102)과 연결된다. 메모리 회로(104)는 오직 배터리 팩 관리 유닛(102)과 연결되고 다른 회로와 연결되지 않는다. 결과적으로, 메모리 회로(104)는 메모리 I/O 커넥터(126)를 통해 배터리 팩 관리 유닛(102)에 의해서만 액세스 할 수 있다. 게다가, 제1 섹션(101a) 내의 전압 측정 회로(106)에 전력 공급하기 위한 전기 전력은 배터리 셀 패키지(125)에 의해 제공되고, 제2 섹션(101b) 내의 메모리 회로(104)에 전력 공급하기 위한 전기 전력은 메모리 I/O 커넥터(126)를 통해 낮은 전압 소스(미도시)에 의해 제공된다.
전기 자동차에서 사용되는 배터리 관리 장치(100)의 연결 상태와 충전 모드에서 배터리 관리 장치(100)의 연결 상태는 이하에서 기술될 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 배터리 관리 장치의 아키텍쳐의 상세한 회로망을 개략적으로 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩 관리 유닛(102)과 복수의 교체가능한 배터리 모듈(130)을 포함한다. 간단하게, 배터리 관리 장치(100)의 오직 하나의 교체가능한 배터리 모듈(130)만 도면에 도시된다. 교체가능한 배터리 모듈(130)의 수는 제한되지 않는다는 것에 유의해야 한다. 교체가능한 배터리 모듈(130)은 배터리 셀 패키지(125), 배터리 관리 유닛(101), 양성 릴레이부(108) 및 음성 릴레이부(109)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 배터리 셀 패키지(125)는 교체가능한 배터리 모듈(130)에 전기 에너지를 제공하기 위하여, 복수의 배터리 셀(1251, 1252, 1253, 1254 및 1255)을 포함한다. 배터리 셀 패키지(125) 내의 배터리 셀의 수는 실제 요구사항에 따라 가변될 수 있다. 다시 말해, 배터리 셀 패키지(125) 내의 배터리 셀의 수는 제한되지 않는다. 상기 언급된 바와 같이, 배터리 관리 유닛(101)은 전압 측정 회로(106), 격리 회로(105) 및 메모리 회로(104)를 포함한다. 배터리 관리 유닛(101)은 제1 섹션(101a)과 제2 섹션(101b)으로 분할되는데, 이들은 서로 분리된다. 배터리 관리 유닛(101)의 전압 측정 회로(106)와 격리 회로(105)는 제1 섹션(101a) 내에 포함된다. 배터리 관리 유닛(101)의 메모리 회로(104)는 제2 섹션(101b) 내에 포함된다. 결과적으로, 전압 측정 회로(106)와 메모리 회로(104)는 분리되고, 서로 절연된다.
양성 릴레이부(108)와 음성 릴레이부(109)는 배터리 셀 패키지(125)의 양전극과 음전극에 각각 연결된다. 바람직하지만 배타적이지 않게, 양성 릴레이부(108)는 배터리 셀 패키지(125)의 배터리 셀(1251)의 양전극과 연결되고, 음성 릴레이부(109)는 배터리 셀 패키지(125)의 배터리 셀(1255)의 음전극과 연결된다. 결과적으로, 교체가능한 배터리 모듈(130)의 회로 상태는 제어될 수 있다. 배터리 관리 장치(100)에서, 배터리 팩 관리 유닛(102)은 두 개의 릴레이부 제어 커넥터(128)를 통해, 양성 릴레이부(108)와 음성 릴레이부(109)와 연결된다. 결과적으로, 양성 릴레이부(108)와 음성 릴레이부(109)는 폐쇄 상태나 개방 상태가 되도록 제어된다. 이러한 실시예에서, 양성 릴레이부(108)와 음성 릴레이부(109)는 배터리 모듈 양 전극(110)과 배터리 모듈 음전극(111)에 각각 더욱 연결된다. 결과적으로, 전기 전력을 제공하거나 전기 전력을 수신하기 위하여, 배터리 관리 장치(100)는 전기 자동차나 외부 전력 소스(가령, 도 3에 도시된 충전 시스템(201))과 연결될 수 있다.
배터리 팩 관리 유닛(102) 및 이와 관련된 구성들 사이의 관계는 이하에 나타날 것이다. 다시 도 2를 참조한다. 배터리 팩 관리 유닛(102)은 명령 I/O 커넥터(127)를 통해 교체가능한 배터리 모듈(130)의 배터리 관리 유닛(101) 내의 격리 회로(105)와 전압 측정 회로(106)와 연결된다. 게다가, 격리 회로(105)는 전압 측정 회로(106)와 배터리 팩 관리 유닛(102) 사이에 배치된다. 격리 회로(105) 때문에, 전압 측정 회로(106)와 배터리 팩 관리 유닛(102)은 전기적으로 서로 절연된다. 그러나, 전압 측정 회로(106)와 배터리 팩 관리 유닛(120) 사이에 신호가 전송될 수 있다. 배터리 팩 관리 유닛(102)은 메모리 I/O 커넥터(126)를 통해 교체가능한 배터리 모듈(130)의 배터리 관리 유닛(101) 내의 메모리 회로(104)와 연결된다. 게다가, 메모리 회로(104)에 전력을 공급하기 위한 전기 전력은 배터리 팩 관리 유닛(102) 내의 낮은 전압 소스(미도시)에 의해 제공된다. 게다가, 메모리 회로(104)는 배터리 팩 관리 유닛(102)에 의해서만 액세스될 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 배터리 팩 관리 유닛(102)은 두 개의 릴레이부 제어 커넥터(128)를 통해 교체가능한 배터리 모듈(130)의 양성 릴레이부(108)와 음성 릴레이부(109)와 연결된다. 결과적으로, 배터리 팩 관리 유닛(102)은 릴레이부 제어 커넥터(128)를 통해 양성 릴레이부(108)와 음성 릴레이부(109)의 회로 상태를 조절할 수 있다. 배터리 관리 장치(100)가 전기 자동차와 연결될 때, 배터리 팩 관리 유닛(102)은 배터리 I/O 커넥터(124)를 통해 전기 자동차의 전기 제어 유닛(103)과 연결된다. 결과적으로, 배터리 작업 데이터 및 교체가능한 배터리 모듈(130)의 사용 히스토리는 배터리 팩 관리 유닛(102)으로부터 전기 제어 유닛(103)으로 전송될 수 있다.
본 발명의 배터리 관리 장치(100)가 전기 자동차에 적용될 때, 배터리 팩 관리 유닛(102)은 명령 I/O 커넥터(127)를 통해 배터리 관리 유닛(101)의 전압 측정 회로(106)로부터 전압 정보를 연속적으로 수신한다. 전압 정보가 프로세스된 이후에, 배터리 팩 관리 유닛(102)은 일련의 배터리 작업 데이터를 획득한다. 그리고 나서, 배터리 팩 관리 유닛(102)은 메모리 I/O 커넥터(126)를 통해 배터리 작업 데이터를 메모리 회로(104) 내로 저장하거나, 배터리 I/O 커넥터(124)를 통해 전기 자동차의 전기 제어 유닛(103)으로 배터리 작업 데이터를 제공한다. 게다가, 배터리 관리 유닛(101)의 메모리 회로(104)는 배터리 관리 유닛(101) 내에 포함되고 외부적으로 전력공급 받는 독립적이고 절연된 구성이다. 다시 말해, 교체가능한 배터리 모듈(130)의 배터리 관리 유닛(101)은 메모리 회로(104)를 직접 판독하거나 액세스할 수 없다. 교체가능한 배터리 모듈(130)이 오류 동작되면, 생성된 서지 전류는 배터리 관리 유닛(101)의 제1 섹션(101a) 내의 전압 측정 회로(106) 및 교체가능한 배터리 모듈(130)의 배터리 셀 패키지(125)만 파괴할 수 있다. 배터리 관리 유닛(101)의 제1 섹션(101a)과 제2 섹션(101b)이 분리되고 서로 절연되기 때문에, 배터리 관리 유닛(101)의 제2 섹션(101b) 내의 메모리 회로(104)는 서지 전류에 의해 공격받지 않는다. 이러한 상황하에서, 메모리 회로(104) 내에 저장된 배터리 작업 데이터는 유실되지 않는다. 다시 말해, 메모리 회로(104)는 비행기의 블랙 박스와 유사한 기능을 가진다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 아키텍쳐의 상세한 회를 개략적으로 나타내는데, 여기서, 배터리 관리 장치는 충전 시스템과 연결된다.도 2에서 도시된 바와 같은 배터리 관리 장치(100)는 전기 자동차의 전기 제어 유닛(103)과 연결된다. 반면에, 도 3에 도시된 배터리 관리 장치(100)는 충전 시스템(201)과 연결된다. 이하의 아이템을 제외하고, 배터리 관리 장치(100)의 아키텍쳐는 상기 언급된 것과 유사하다. 도 3을 참조한다. 충전 동작 동안에, 배터리 팩 관리 유닛(102)은 배터리 I/O 커넥터(124)를 통해 충전 시스템(201)과 연결된다. 결과적으로, 배터리 팩 관리 유닛(102)과 충전 시스템(201)은 서로 통신된다. 충전 시스템(201)은 양성 충전 단말(202)과 음성 충전 단말(203)을 더 포함한다. 양성 충전 단말(202)과 음성 충전 단말(203)은 배터리 관리 장치(100)의 배터리 모듈 양전극(11)과 배터리 모듈 음전극(111)에 각각 연결된다. 결과적으로, 배터리 관리 장치(100)의 교체가능한 배터리 모듈(130)은 충전 시스템(201)에 의해 충전될 수 있다. 교체가능한 배터리 모듈(130)의 배터리 작업 데이터는 교체가능한 배터리 모듈(130)의 메모리 회로(104) 내에 저장되기 때문에, 충전 시스템(201)은 배터리 관리 장치(100)의 배터리 팩 관리 유닛(102)을 통해 교체가능한 배터리 모듈(130)의 배터리 작업 데이터를 직접 판독할 수 있다. 결과적으로, 배터리 관리 장치(100)가 충전되는 동안에, 배터리 팩 제공자는 모든 배터리 모듈(130)의 전기적 특징을 테스트할 수 있다. 현재의 전기적 특징과 이전의 전기적 특징을 비교함에 의하여, 모든 교체가능한 배터리 모듈(130)의 상태가 분석될 수 있다. 전기적 특성들을 비교하는 프로세스가 충전 스테이션에서 수행되기 때문에, 비교 프로세스를 수행하는 환경은 전기 자동차 내보다 더욱 안정하다. 다시 말해, 충전 스테이션 내에서 획득된 비교 프로세스의 데이터는 좀 더 신뢰성 있고 정확하다. 본 발명에 따르면, 배터리 팩 제공자는 충전 동작이 수행될 때마다, 배터리 관리 장치(100) 내의 모든 교체가능한 배터리 모듈(130)의 상태를 확인할 수 있다. 교체가능한 배터리 모듈(130)이 심각하게 퇴화되어서 연비 감소를 야기하는 경우에, 교체가능한 배터리 모듈(130)은 새로운 것으로 교체된다. 결과적으로, 배터리 팩 제공자는 우수한 대여 서비스를 제공할 수 있다.
상기 설명으로부터, 본 발명은 배터리 관리 장치를 제공한다. 메모리 회로는 교체가능한 배터리 모듈의 배터리 관리 유닛 내에 독립적으로 포함된다. 메모리 회로는 배터리 팩 관리 유닛에 의해서만 액세스될 수 있고, 전력 공급받는다. 교체가능한 배터리 모듈이 오류 이벤트를 가질 경우에, 메모리 회로 내에 저장된 배터리 작업 데이터는 생성된 서지 전류에 의해 악영향을 받지 않을 것이다. 교체가능한 배터리 모듈들 중 하나가 오류 동작을 가지더라도, 배터리 팩 제공자는 배터리 팩 관리 유닛을 작동시켜서, 메모리 I/O 커넥터를 통해 메모리 회로로부터 배터리 작업 데이터를 판독할 수 있다. 배터리 작업 데이터에 따르면, 교체가능한 배터리 모듈의 오류 이벤트의 원인이 현실화 될 수 있다. 게다가, 배터리 관리 장치가 충전되는 동안에, 현재 전기적 특징과 이전의 전기적 특징을 비교한 결과에 따라, 건강 상태가 계산될 수 있다. 종래의 기술과 비교할 때, 배터리 팩 관리 유닛이나 전자 제어 유닛으로부터 관련된 데이터를 다운로드할 필요가 없다. 테스팅 프로세스가 간단해지기 때문에, 배터리 관리 장치는 산업적으로 가치있고, 법에 따라 특허가능하다.
본 발명이 가장 실제적이고 바람직한 실시예가 되도록 현재 간주되는 것과 관련하여 기술되지만, 본 발명은 개시된 실시예로 제한될 필요가 없다는 것을 이해해야 한다. 그와 반대로, 첨부된 청구항의 사상과 범위 내에 포함된 다양한 수정예과 유사한 장치를 커버하도록 의도되는데, 이러한 수정예와 유사한 구조를 포함하기 위해, 상기 청구항은 가장 넓게 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 적어도 하나의 교체가능한 배터리 모듈 - 각각의 교체가능한 배터리 모듈은,
    전압 측정 회로와 메모리 회로를 포함하는 배터리 관리 유닛 - 상기 전압 측정 회로와 상기 메모리 회로는 서로 절연됨 - 과,
    상기 교체가능한 배터리 모듈의 내부 회로를 스위칭하도록 구성된 릴레이부와, 및
    상기 배터리 관리 유닛과 연결된 배터리 셀 패키지 - 상기 배터리 셀 패키지는 배터리 관리 장치의 전력원임 - 를 포함함 - 과,
    상기 적어도 하나의 교체가능한 배터리 모듈의 전압 측정 회로와 연결된 배터리 팩 관리 유닛을 포함하되,
    각각의 교체가능한 배터리 모듈에서, 상기 전압 측정 회로는 배터리 셀 패키지에 의해 전압공급 받고, 상기 전압 측정 회로는 전압 정보를 배터리 팩 관리 유닛으로 전송하며, 전압 정보는 배터리 팩 관리 유닛에 의해 처리되어 배터리 작업 데이터로 변환되며, 각각의 교체가능한 배터리 모듈의 상기 배터리 작업 데이터는 배터리 팩 관리 유닛에 의해, 대응하는 배터리 관리 유닛의 메모리 회로내에 저장되고, 상기 메모리 회로는 메모리 입력/출력 커넥터를 통해 배터리 팩 관리 유닛에 의해서만 액세스가능한 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 관리 유닛은 제1 섹션과 제2 섹션으로 분할되는데, 상기 전압 측정 회로는 상기 제1 섹션에 포함되고, 상기 메모리 회로는 상기 제2 섹션에 포함되어서, 상기 전압 측정 회로와 상기 메모리 회로는 분리되고 서로 절연되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 섹션은 격리 회로를 더 포함하고, 상기 격리 회로는 상기 배터리 팩 관리 유닛과 상기 전압 측정 회로 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 메모리 회로는 상기 메모리 입력/출력 커넥터를 통해 배터리 팩 관리 유닛의 낮은 전압 소스에 의해 전력공급 받는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 메모리 회로는 비휘발성 메모리 회로인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 셀 패키지는 복수의 배터리 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 팩 관리 유닛이 충전 시스템에 연결되어서 충전 동작을 수행할 때, 충전 시스템은 배터리 팩 관리 유닛을 통해 상기 메모리 회로로부터 배터리 작업 데이터를 판독하고, 충전 동작이 수행되는 동안, 적어도 하나의 교체가능한 배터리 모듈의 상태는, 현재 전기적 특징과 이전의 전기적 특징을 비교한 결과에 따라 충전 시스템에 의해 분석되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 관리 장치가 전기 자동차에서 사용되고, 상기 배터리 관리 유닛이 상기 전기 자동차의 전기 제어 유닛과 연결될 때, 상기 전기 제어 유닛은 상기 배터리 팩 관리 유닛을 통해 상기 메모리 회로로부터 배터리 작업 데이터를 판독하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
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