KR101897077B1

KR101897077B1 - 배터리 관리 시스템, 및 그것의 동작 방법

Info

Publication number: KR101897077B1
Application number: KR1020170096493A
Authority: KR
Inventors: 박재성
Original assignee: 현대오트론 주식회사
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2018-09-10

Abstract

본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은, 직렬 연결된 배터리 셀들의 각각의 양전압단과 음전압단 사이에 연결된 복수의 밸런싱 유닛들, 및 상기 밸런싱 유닛들에 연결된 적어도 하나의 센싱 칩을 포함하고, 상기 적어도 하나의 센싱 칩은, 상기 밸런싱 유닛들의 어느 하나의 제 1 출력 노드와 제 3 출력 노드의 전압을 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 어느 하나의 밸런싱 유닛의 제 2 출력 노드와 상기 제 3 출력 노드 사이에 연결된 밸런싱 스위치, 및 상기 아날로그 디지털 변환기 및 상기 밸런싱 스위치를 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다.

Description

배터리 관리 시스템, 및 그것의 동작 방법{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM, AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 배터리 관리 시스템, 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.

전기 자동차는 일반 내연기관 자동차와 달리 배터리, 인버터와 컨버터, 전기모터, 배터리관리시스템(battery management system; BMS) 등으로 구성하고 있다. 배터리는 재충전이 가능한 2차 전지가 이용되며, 전기 자동차의 성능 및 가격에 가장 큰 영향을 미친다. 전기모터는 배터리를 통해 구동력을 발생하며, 인버터와 컨버터는 직류와 교류를 변화시키는 역할을 한다. BMS는 전기 자동차에 적용되는 배터리는 전기적인 에너지를 저장하고 필요 시 방전 과정을 통해서 차량의 동력원으로 사용될 수 있도록 하며, 제동 시 버려지는 에너지를 전기에너지로 회생하여 저장하는 역할을 담당한다. 전기 자동차의 구동에 따른 다양한 에너지 흐름을 효과적으로 사용될 수 있도록 시스템화한 것이다. 전기 자동차에서 BMS는 배터리의 냉각성능을 제어하고 차량운행에 필요한 배터리의 충전상태(SOC), 최대 충전 및 방전 파워, 각종 경고 및 결함에 의한 정보를 실시간으로 관리하고 통제하여 배터리의 최적 동작환경을 조성하는 것이 주된 목적이다. 뿐만 아니라 배터리의 충방전 동작 시 과충전 및 과방전 등과 같은 배터리에 손상을 줄 수 있는 상황을 미연에 방지하여 배터리의 수명(State of Health)을 연장시키는 기능도 담당하며 배터리로부터 수집된 다양한 정보를 이용하여 배터리 정보를 제공하는 것도 담당한다. BMS의 초기 운영조건은 단순히 배터리의 전압과 전류에 의한 경험적 운영으로 배터리 보호와 효율적 운영은 기대하기 어려웠으나, 최근에 소개되는 BMS는 이러한 문제점을 해결하기 위해 배터리 각 셀(cell)의 전압, 온도 및 전체 전압과 전류 등을 모니터링 하여 분석 효율적으로 배터리를 관리할 수 있는 알고리즘을 제공하여 배터리를 보호하고 수명을 연장할 수 있도록 도와준다.

등록특허: 10-1628859, 등록일: 2016년 06월 02일, 제목: 배터리 관리 시스템의 배터리 셀 진단 회로 및 진단 장치. 일본등록특허: JP 5594893, 등록일: 2014년 08월 15일, 제목: 전지 제어 장치 및 이것을 구비한 축전 장치.

본 발명의 목적은 정밀하게 전압을 측정하는 배터리 관리 시스템, 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은, 직렬 연결된 배터리 셀들의 각각의 양전압단과 음전압단 사이에 연결된 복수의 밸런싱 유닛들; 및 상기 밸런싱 유닛들에 연결된 적어도 하나의 센싱 칩을 포함하고, 상기 적어도 하나의 센싱 칩은, 상기 밸런싱 유닛들의 어느 하나의 제 1 출력 노드와 제 3 출력 노드의 전압을 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 어느 하나의 밸런싱 유닛의 제 2 출력 노드와 상기 제 3 출력 노드 사이에 연결된 밸런싱 스위치; 및 상기 아날로그 디지털 변환기 및 상기 밸런싱 스위치를 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 어느 하나의 밸런싱 유닛은, 상기 양전압단과 상기 제 1 출력 노드 사이에 연결된 제 1 필터 저항; 상기 제 1 출력 노드와 상기 제 3 출력 노드 사이에 연결된 필터 캐패시터; 상기 양전압단과 상기 제 2 출력 노드 사이에 연결된 밸런싱 저항; 상기 제 2 출력 노드와 상기 제 3 출력 노드 사이에 연결된 밸런싱 캐패시터; 및 상기 음전압단과 상기 제 3 출력 노드 사이에 연결된 제 2 필터 저항을 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 어느 하나의 밸런싱 유닛은, 상기 양전압단과 상기 음전압단 사이에 정전기 방전 캐패시터를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어 회로는 밸런싱 동작시 상기 밸런싱 스위치를 온 시킬 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어 회로는 마이컴의 감지 명령에 의거하여 상기 밸런싱 스위치를 오프 시키고, 상기 아날로그 디지털 변환기를 활성화시킬 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 밸런싱 스위치의 온/오프 상태를 감지하는 밸런싱 상태 체크부; 감지 명령에 의거하여 상기 아날로그 디지털 변환기를 활성화시키는 아날로그 디지털 변환 활성 신호를 발생하는 ADC 제어부; 상기 밸런싱 스위치를 오프 시키도록 제어하는 오프 제어부; 및 상기 밸런싱 스위치를 온 시키도록 제어하는 온 제어부를 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 ADC 제어부는 상기 밸런싱 스위치가 오프 상태일 때 상기 감지 명령에 의거하여 상기 아날로그 디지털 변환 활성 신호를 발생할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 ADC 제어부는 상기 밸런싱 스위치가 온 상태일 때 상기 감지 명령에 의거하여 제 1 시간 동안 대기한 후 상기 아날로그 디지털 변환 활성 신호를 발생할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 제 1 시간을 카운팅하는 T1 타이머를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 오프 제어부는 상기 밸런싱 스위치가 온 상태일 때 상기 감지 명령에 의거하여 제 2 시간 후에 상기 밸런싱 스위치를 오프 시킬 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 제 2 시간을 카운팅하는 T2 타이머를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 아날로그 디지털 변환기의 출력 비트의 개수를 선택하는 비트 선택부를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 선택된 비트의 개수는 상기 제 2 시간에 따라 가변 될 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 배터리 셀들 중에서 어느 하나의 타겟 셀에 대한 감지 동작시, 상기 타겟 셀의 상위 셀 혹은 하위 셀의 밸런싱 상태가 체크되고, 상기 상위 셀 혹은 상기 하위 셀의 밸런싱 상태에 따라 서로 다른 방법으로 상기 타겟 셀의 아날로그 디지털 변환 동작이 수행될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템의 동작 방법은: 감지 명령에 의거하여 타겟 셀의 밸런싱 상태, 상기 타겟 셀의 상위 셀 혹은 하위 셀의 밸런싱 상태를 체크하는 단계; 상기 하위 셀만 밸런싱 동작 중인지 판별하는 단계; 및 상기 하위 셀만 밸런싱 동작 중이라면, 상기 타겟 셀의 배터리 전압에 대한 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 하위 셀만 밸런싱 동작 중이 아니라면, 상기 타겟 셀 혹은 상기 상위 셀이 밸런싱 동작 중인지 판별하는 단계; 및 상기 타겟 셀 혹은 상기 상위 셀이 밸런싱 동작 중이라면, 대응하는 밸런싱 스위치를 오프 시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

제 16 항에 있어서, 상기 밸런싱 스위치를 오프 시킨 후, 제 1 시간 동안 대기하는 단계; 및 상기 제 1 시간을 대기한 후에 상기 타겟 셀에 대한 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 감지 명령을 수신한 후 제 2 시간 후에 밸런싱 스위치를 원상태로 복귀시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 감지 명령을 마이컴으로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템, 및 그것의 동작 방법은, 감지 명령에 의거하여 자동으로 밸런싱 온/오프 상태를 체크하고, 온/오프 상태에 따라 적절하게 타겟 셀의 아날로그 디지털 변환 동작을 수행함으로써, 정밀하면서도 빠르게 배터리 전압을 측정할 수 있다.

이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 모터 시스템(10)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 BMS(200)의 감지/밸런싱 회로(220)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제어 회로(231)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 상/하위 셀의 밸런싱 상태를 고려한 타겟 셀의 ADC 동작을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(BMS, 200)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 BMS의 감지/밸런싱 회로(220a)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 BMS의 감지/밸런싱 회로(220b)를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 분산형(distributed) 구조의 배터리 관리 시스템을 예시적으로 보여주는 도면이다.

아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 혹은 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 모터 시스템(10)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 전기 모터 시스템(10)은 배터리(100), 배터리 관리 시스템(200, 이하 'BMS'라고 함), 인버터(300), 릴레이 스위치(350), 및 모터(400)를 포함할 수 있다.

배터리(100)는, 도시되지 않았지만, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀들을 갖는 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 배터리 셀들의 각각은 리튬 배터리 셀로 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 적어도 2개의 배터리 모듈들은 직렬 연결되거나 병렬 연결될 수도 있다.

BMS(200)는 배터리(100)의 배터리 셀들의 각각에 연결되고, 배터리 셀의 전압, 전류 및 온도를 모니터링 하거나, 주행 가능 거리 예측을 위한 배터리 용량(SOC, state of charge)를 계산하거나, 배터리 교체를 위한 노화 수명 예측(SOH, state of health estimation)하거나, 배터리 시스템의 안전 운영을 위한 경보 및 사전 안전 예방 조치(protection)을 수행하거나, 배터리 시스템 진단 기능(diagnosis)을 수행하거나, 냉각팬 제어를 통해 배터리 최적 온도를 유지하도록 구현될 수 있다.

또한, BMS(200)는 감지/밸런싱 회로(220), 마이컴(240), 및 릴레이 제어 회로(260)를 포함할 수 있다.

감지/밸런싱 회로(220)는 배터리 셀의 전압, 전류 및 온도를 모니터링하고, 그 모니터링 결과값을 마이컴(240)으로 전송하거나, 모니터링 결과값에 따라 릴레이 제어 회로(260) 혹은 그 외의 장치를 직접 제어하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 감지/밸런싱 회로(220)는 고전압 감지 시 릴레이 스위치(350)를 차단시키도록 릴레이 제어 회로(260)를 직접 제어하거나, 오픈 부하 감지시 사용자에게 고장 정보를 실시간으로 디스플레이 하도록 구현될 수 있다.

실시 예에 있어서, 감지/밸런싱 회로(220)는 적어도 하나의 센싱 IC(integrated circuit; 230)를 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 센싱 IC(230)는 대응하는 배터리 셀들의 다양한 종류의 고장을 진단하도록 구현될 수 있다. 여기서 다양한 종류의 고장은 과전압(over voltage: OV), 저전압(under voltage; UV), 고온(over temperature; OT), 과전류(over current: OC), 저전류(under current: UC), 오픈 로드(open load: OL)을 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 센싱 IC(230)는 주기적으로 대응하는 셀의 고장을 진단하고, 그 결과값을 마이컴(240)으로 전송할 수 있다.

마이컴(240)는 BMS(200)의 전체적인 동작을 제어하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 마이컴(240)은 마이크로콘트롤러(microcontroller, MCU)를 포함할 수 있다.

또한, 마이컴(240)은 감지/밸런싱 회로(220)로부터 모니터링 결과값을 수신하고, 수신된 결과값, 주행 상태, 배터리 전체 전압, 모터 제어 유무 등 이용하여 배터리 고장을 종합적으로 진단하고, 진단 결과에 따라 감지/밸런싱 회로(220) 혹은 릴레이 제어 회로(260)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 마이컴(240)은 과전압(over voltage), 저전압(under voltage), 고온(over temperature), 과전류(over current), 저전류(under current), 오픈 로드(open load) 등을 알고리즘(소프트웨어/펌웨어)에 의거하여 판단할 수 있다.

릴레이 제어 회로(260)는 감지/밸런싱 회로(220) 및/혹은 마이컴(240)의 제어에 따라 릴레이 스위치(350)를 온/오프 하도록 구현될 수 있다.

또한, BMS(200)는 배터리(100)의 모든 셀들을 동시에 밸런싱 하도록 구현될 수 있다.

또한, BMS(200)는 배터리(100)의 셀들 중 일부에서 밸런싱을 수행하면서 나머지 셀에서는 고장 진단을 수행하도록 구현될 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의

BMS(200)는 배터리 셀의 센싱 동작 중에 밸런싱 전류에 의한 전압 오차를 보상하도록 구현될 수 있다.

실시 예에 있어서, BMS(200)는 밸런싱 전류로 인한 전압 오차를 보상하기 위한 보상 회로를 포함할 수 있다. 이 경우, 밸런싱을 유지하면서 센싱 하기 때문에 밸런싱 효율이 증가될 것이다. 실시 예에 있어서, 보상 회로는 배터리 전압에 따라 흐르는 전류의 양을 추정하고, 추정된 전류의 양에 따라 전압 오차를 보상하도록 구현될 수 있다.

실시 예에 있어서, BMS(200)는 고장 진단에 대한 명령, 예를 들어, 타겟 셀에 대한 센싱 명령에 응답하여 자동으로 대응하는 밸런싱을 온/오프 하고, 배터리 전압이 안정화될 때까지 대기한 후에 센싱 동작을 수행하도록 구현될 수 있다. 이러한 센싱 동작이 완료 된 후에는 다시 밸런싱 동작으로 복귀 될 수 있다. 또한, BMS(200)는 밸런싱 효율을 증가시키기 위하여 밸런싱 오프 시간을 최소한으로 유지시킬 수 있다. BMS(200)는 배터리 전압이 안정화 될 때까지의 시간을 추정하고, 밸런싱 오프 시간을 판별하도록 구현될 수 있다.

인버터(300)는 배터리(100)로부터 공급된 직류 전압을 교류 전압으로 전환하도록 구현될 수 있다. 예를 들어 교류 전압은 3 상(u, v, w) 교류 전압 일 수 있다. 또한 인버터(300)는 모터(400)에 요구되는 속도와 토크에 적합하도록 배터리(100)의 출력 전압을 조절하도록 구현될 수 있다.

릴레이 스위치(350)는 릴레이 제어 회로(200)의 제어에 따라 스위칭 동작을 수행함으로써 배터리(100)의 직류 전압을 인버터(300)으로 제공하거나 차단하도록 구현될 수 있다.

모터(400)는 인버터(300)으로부터 수신된 교류 전압에 따라 구동하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 모터(400)는 3 상 교류 모터일 수 있다.

한편, 본 발명의 전기 모터 시스템(10)은 하이브리드(HEV; hybrid electric vehicle), 플러그인 하이브리드(FHEV; plug-in hybrid electric vehicle), 전기 자동차(EV; electric vehicle), 수소 연료 전지차(FCEV; hydrogen fuel cell vehicle) 등에 적용 가능하다.

한편, 도 1에 도시된 전기 모터 시스템(10)은 교류 전압에 의해 구동하는 모터(400)을 사용하였다. 하지만 본 발명의 전기 모터 시스템이 여기에 제한되지 않을 것이다. 본 발명의 전기 모터 시스템은 직류 전압에 의해 구동하는 직류 모터(예를 들어, BLDC 모터 등) 일 수 있다.

일반적인 전기 모터 시스템의 BMS는, 밸런싱 수행 중에 필터 저항에 흐르는 밸런싱 전류에 의한 전압 강하(drop)를 야기하고, 이러한 전압 강하에 대한 측정 전압의 오차를 보상하기 위하여 밸런싱 스위치를 반복적으로 온/오프 수행하고 있다. 이에 일반적인 BMS에서는 정확한 배터리 전압 측정을 위하여 통신 회수 및 전류 소모가 늘어난다.

반면에 본 발명의 전기 모터 시스템(10)의 BMS(200)는, 밸런싱을 유지하면서 자동으로 전압 오차를 보상하거나, 자동으로 밸런싱 스위치를 온/오프 제어함으로써 종래의 그것과 비교하여 밸런싱 효율을 높이면서도 동시에 통신 회수 및/혹은 전류 소모를 현저하게 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 BMS(200)의 감지/밸런싱 회로(220)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 4개의 직렬 연결된 배터리 셀들(BC1 ~ BC4)을 감지/밸런싱을 수행하는 하나의 센싱 IC(230)가 도시된다. 하지만, 본 발명의 배터리 셀들의 개수 및/혹은 센싱 IC의 개수는 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 타겟 셀(BC3)에 대한 감지/밸런싱을 위해 필요한 구성들(211, 231, SW, ADC 등)이 도시된다.

실시 예에 있어서, 셀들(BC1 ~ BC4)의 각각에는 밸런싱 유닛(예, 211)이 연결될 수 있다. 아래에서는 셀(BC3)에 대한 밸런싱 유닛(211)의 구성에 대하여 설명하도록 하겠다. 도 2에 도시된 바와 같이, 밸런싱 유닛(211)은 필터 저항(Rf)와 필터 캐패시터(Cf), 밸런싱 저항(Rb)와 밸런싱 저항(Rb)을 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 필터 저항(Rf, “제 1 필터 저항”) 및 필터 캐퍼시터(Cf)는 배터리 셀(BC3)로부터 발생하는 노이즈가 센싱 IC(230)에 유입되는 것을 방지하기 위한 필터 기능을 수행할 수 있다. 필터 저항(Rf)은 배터리 셀(BC3)의 양전압단(N+)에 연결된 일단과 제1 출력 노드(N1)에 연결된 타단을 포함할 수 있다. 필터 캐패시터(Cf)는 제1 출력 노드(N1)와 제 3 출력 노드(N3) 사이에 연결될 수 있다.

실시 예에 있어서, 밸런싱 저항(Rb) 및 밸런싱 캐패시터(Cb)는 배터리 셀(BC3)의 밸런싱을 위하여 밸런싱 스위치(SW)의 온/오프에 따라 배터리 전압을 방전하는 기능을 수행할 수 있다. 밸런싱 저항(Rb)은 배터리 셀(BC3)의 양전압단(N+)에 연결된 일단과, 제 2 출력 노드(N2)에 연결된 타단을 포함할 수 있다. 밸런싱 캐패시터(Cb)는 제 2 출력 노드(N2)와 제 3 출력 노드(N3) 사이에 연결될 수 있다. 한편, 배터리 셀(BC3)의 음전압단(N-)과 제 3 출력 노드(N3) 사이에는 하위 배터리 셀(BC2)의 필터 저항(Rf, “제 2 필터 저항”)가 존재한다. 실시 예에 있어서, 밸런싱 스위치(SW)가 온 될 때, 밸런싱 전류는 밸런싱 저항(Rb)과 하위 배터리 셀(BC2)의 필터 저항(Rf)을 경유하여 흐를 것이다.

한편, 나머지 배터리 셀들(BC1, BC2, BC4)의 각각에 대응하는 밸런싱 유닛은 상술된 밸런싱 유닛(211)과 동일하게 구현될 수 있다.

센싱 IC(230)은, 밸런싱 스위치(SW), 아날로그 디지털 변환기(ADC) 및 제어 회로(231)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 센싱 IC(230)은 설명의 편의를 위하여 밸런싱 유닛(211)에 대한 배터리 전압의 센싱 및 밸런싱을 위한 회로만을 도시한다.

밸런싱 스위치(SW)는 스위치 활성화 신호(SWEN)에 응답하여 제 2 출력 노드(N2)와 제 3 출력 노드(N3) 사이를 연결할 수 있다. 예를 들어, 밸런싱 동작을 수행하기 위하여 밸런싱 스위치(SW)가 온 될 수 있다. 실시 예에 있어서, 밸런싱 스위치(SW)는 트랜지스터로 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 트랜지스터는 FET(field effect transistor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, FET는 IGFET(insulated gate field effect transistor), MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor) 등 일 수 있다.

아날로그 디지털 변환기(ADC)는 ADC 활성화 신호(ADCEN)에 응답하여 제1 출력 노드(N1)와 제 3 출력 노드(N3) 사이의 아날로그 전압을 디지털 값으로 변환하도록 구현될 수 있다. 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 출력값(RSLT)은 배터리 셀(BC3)로부터 측정된 전압에 대한 정보일 수 있다.

제어 회로(231)는 센싱 IC(230)의 전반적인 동작(감지/밸런싱 제어 동작)을 제어하도록 구현될 수 있다. 특히, 제어 회로(231)는 마이컴(240, 도 1 참조)으로부터 타겟 셀(예를 들어, BC3)에 대한 감지 명령(ADC CMD)를 수신하고, 배터리 셀들(BC1 ~ BC4)의 밸런싱 상태를 체크하고, 자동으로 밸런싱 스위치(SW)를 온/오프 하고, 적절한 타이밍에 맞게 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 동작하도록 제어 신호들(SWEN, ADCEN)을 발생하도록 구현될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 제어 회로(231)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 제어 회로(231)는 밸런싱 상태 체크부(232), 비트 선택부(233), T1 타이머(234), T2 타이머(235), ADC 제어부(236), 오프 제어부(237), 및 온 제어부(238)를 포함할 수 있다.

밸런싱 상태 체크부(232)는 마이컴(도 1, 240)으로부터 감지 명령(ADC CMD)를 수신하고, ADC CMD에 대응하는 적어도 하나의 밸런싱 스위치(SW)의 온/오프 상태를 판별하도록 구현될 수 있다.

비트 선택부(233)는 마이컴(240)으로부터 ADC CMD에 대응한 아날로그 디지털 변환 비트를 선택하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 선택되는 ADC 비트는 10 비트, 12 비트, 14 비트, 16 비트 중 어느 하나일 수 있다. 아날로그 디지털 변환 비트는 ADC의 정밀도에 연관된 값일 수 있다. 예를 들어, 아날로그 디지털 변환 비트가 크면 클수록 ADC의 정밀도가 높아진다.

T1 타이머(234)는 제 1 시간(T1)을 카운팅 하도록 구현될 수 있다. 여기서 제 1 시간(T1)은 밸런싱 스위치(SW)를 오프 한 후 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하기 까지 대기 시간이다. 이러한 대기 시간은 셀 전압이 정상 전압으로 복귀하기까지 시간으로써 외부의 저항/캐패시터 등의 소자에 의해 결정될 수 있다.

T2 타이머(235)는 제 2 시간(T2)를 카운팅 하도록 구현될 수 있다. 여기서 제 2 시간(T2)는 밸런싱 스위치(SW)를 오프 한 후 다시 온 할 때까지의 시간이다. 실시 예에 있어서, 제 2 시간(T2)은 비트 선택부(233)에서 선택된 비트에 따라 가변/변화/조절/조정/제어 될 수 있다. 예를 들어, 비트의 수가 증가됨에 따라 제 2 시간(T2)도 증가될 수 있다. 실시 예에 있어서, 제 2 시간(T2)은 제 1 시간(T1) 보다 길다. ADC 수행 시간은 제 2 시간(T2)에서 제 1 시간(T1)을 뺀 값일 수 있다.

ADC 제어부(236)는 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 동작을 제어하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, ADC 제어부(236)는 제 1 타이머(234)의 출력값에 의거하여 ADC 활성화 신호(ADCEN)를 발생할 수 있다. 또한, ADC 제어부(236)는 밸런싱 상태 체크부(232)의 출력값이 오프 상태를 지시할 때 ADC 활성화 신호(ADCEN)를 발생할 수 있다.

오프 제어부(237)는 밸런싱 스위치(SW)의 오프를 제어하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 오프 제어부(237)는 T2 타이머(T2)의 출력값에 의거하여 밸런싱 스위치(SW)의 오프를 결정할 수 있다.

온 제어부(238)는 밸런싱 스위치(SW)의 온을 제어하도록 구현될 수 있다.

아래에서는 제어 회로(231)의 동작을 간단하게 설명하겠다.

감지 명령(ADC CMD)가 수신되면, 밸런싱 상태 체크부(232)는 대응하는 밸런싱 스위치(SW)의 온/오프 상태를 확인할 수 있다. 만일, 밸런싱 스위치(SW)가 오프 상태라면, ADC는 즉시 수행될 수 있다. 반면에, 밸런싱 스위치(SW)가 온 상태라면, 우선은 밸런싱 스위치(SW)는 오프 상태로 제어 될 수 있다. 제 1 시간(T1) 후 ADC가 수행될 수 있다. 여기서 T1 = Rb와 Cb를 이용한 시상수의 10배(= 10 x Rb x Cb)일 수 있다.

또한, 비트 선택부(233)에서 ADC의 비트가 결정되고, ADC 수행시간 계산될 수 있다. 예를 들어, 비트가 1 비트씩 늘어나면, 시간은 2 배씩 증가될 수 있다. 따라서, 제 2 시간(T2)는 제 1 시간(T1)에 비트t수에 결정된 시간을 더한 값일 수 있다. 제 2 시간(T2) 후에 밸런싱 스위치(SW)가 온 상태로 제어될 수 있다. 그 다음 감지 명령(ADC CMD)까지 밸런싱이 유지될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 회로(231)는 ADC를 수행하는 타겟 셀 뿐만 아니라, 상/하위 셀의 밸런싱 상태를 파악하여 상술된 ADC 동작을 수행할 수도 있다.

도 4는 상/하위 셀의 밸런싱 상태를 고려한 타겟 셀의 ADC 동작을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위하여 4 개의 배터리 셀들(BC1 ~ BC4)이 직렬 연결되고, 제 2 배터리 셀(BC3)은 타겟 셀로써, ADC를 수행한다고 가정하겠다. 타겟 셀(BC3)에 대한 ADC 수행 전에, 상/하위 셀(BC2, BC4) 및 타겟 셀(BC3)에 대한 밸런싱 상태 체크가 선행되어야 한다. 상/하위 셀(BC2, BC4) 및 타겟 셀(BC3)의 밸런싱 상태에 맞게, 타겟 셀(BC3)에 대한 ADC가 서로 다른 방법으로 진행될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템(BMS, 200)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, BMS(200)의 동작 방법은 다음과 같이 진행될 수 있다.

감지 명령(ADC CMD)에 응답하여 제어 회로(231, 도 2 및 도 3 참조)는 타겟 셀(BC3) 및 타겟 셀(BC3)의 상/하위 셀들(BC4/BC2)의 밸런싱 상태를 체크할 수 있다(S110). 여기서 감지 명령(ADC CMD)은 마이컴(240, 도 1 참조)로부터 수신될 수 있다. 하위 셀(BC2)만 밸런싱 중인지 판별될 수 있다(S120). 만일, 하위 셀(BC2)만 밸런싱 중이면, 타겟 셀(BC3)에 대하여 즉각적으로 아날로그 디지털 변환 동작이 수행될 수 있다(S160).

반면에, 하위 셀(BC2)만 밸런싱 중이 아니라면, 타겟 셀(BC3) 혹은 상위 셀(BC4)이 밸런싱 중인지 판별될 수 있다(S130). 만일, 타겟 셀(BC3) 혹은 상위 셀(BC4)이 밸런싱 중이라면, 대응하는 밸런싱 스위치가 오프 될 수 있다(S140). 이후, 대기 시간인 제 1 시간(T1)을 기다린 후(S150)에 S160 단계에 진입할 수 있다. 반면에, 타겟 셀(BC3) 혹은 상위 셀(BC4)이 밸런싱 중이 아니라면, S160 단계에 진입할 수 있다. S160 단계에서는 타겟 셀(BC3)에 대한 ADC가 수행될 수 있다. 실시 예에 있어서, Normal ADC(14bit)를 수행하는 동작이라면, 약 1.2ms가 소요될 수 있다. Fast acquisition ADC(10bit)를 수행하는 동작이라면, 300us가 소요 될 수 있다. 따라서 제 2 시간(T2)은 T1 + 1.2ms 혹은 T1 + 300us 될 수 있다. 실시 예에 있어서, ADC의 출력 비트의 개수는 배터리 전압을 측정하는 목적에 따라 실시간으로 가변 될 수 있다. 즉, 정밀한 측정을 목적으로 하느냐, 단순 고장을 검출하는 목적으로 하느냐에 따라 ADC의 출력 비트의 개수가 결정될 수 있다. 또한, 타겟 셀(BC3)에 대한 ADC 수행이 완료되면, 즉시 밸런싱 스위치(SW)가 원래 상태로 복귀될 수 있다(S170).

본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.

실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시 예들의 하나 이상의 동작들/단계들/모듈들을 구현/수행하기 위한 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 수단들은 ASICs(application-specific integrated circuits), 표준 집적 회로들, 마이크로 컨트롤러를 포함하는, 적절한 명령들을 수행하는 컨트롤러, 및/또는 임베디드 컨트롤러, FPGAs(field-programmable gate arrays), CPLDs(complex programmable logic devices), 및 그와 같은 것들을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지는 않는다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 감지/밸런싱 회로는 배터리 셀의 양단 사이에 정전기 방전(electrostatic discharge; ESD)을 위한 캐퍼시터를 더 구비할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 BMS의 감지/밸런싱 회로(220a)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 6의 감지/밸런싱 회로(220a)는 도 2의 그것(220)과 비교하여 배터리 셀(BC)의 양전압단(N+)와 음전압단(N-) 사이에 연결된 정전기 방전 캐패시터(Cesd)를 더 구비한 밸런싱 유닛(211a)를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 감지/밸런싱 회로는 배터리 전압의 측정 오차를 해결하기 위하여 전류/전압/온도 등에 따라 측정값을 보정할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 BMS의 감지/밸런싱 회로(220b)를 보여주는 도면이다. 도 7를 참조하면, 감지/밸런싱 회로(220b)는 도 2의 그것과 비교하여 덧셈기(221) 및 보정 장치(222)를 더 포함할 수 있다. 덧셈기(221)는 ADC의 출력값과 보정 장치(222)의 보정값을 더함으로써 최종적인 ADC 출력 비트를 발생할 수 있다. 보정 장치(222)는 전류, 전압, 혹은 온도 정보를 이용하여 보정값을 발생하도록 구현될 수 있다.

보정 장치(222)는 ADC를 수행하기 전 밸런싱 스위치(SW)의 오프 상태에서의 전압 초기값 (Vint-off), 밸런싱 스위치(SW)의 온 상태에서의 측정값(Vint-on), 이미 알고 있는 필터 저항(Rf)를 사용하여 초기 밸런싱 전류(Iint = (Vint-off - Vint-on)/Rf)를 계산할 수 있다.

이후, 밸런싱 중 배터리 전압 측정 명령이 들어오면, 보정 장치(222)는 현재 시점의 배터리 전압(Vbat)을 측정할 수 있다 또한, 보정 장치(222)는 현재 시점의 온도(T)를 측정할 수 있다. 보정 장치(220)는 측정된 값들로 보정값을 계산할 수 있다. 보다 정밀한 측정을 위해, 보정된 저항 값은 Rf x 온도계수(현재 온도에서) 일 수 있다. 온도에 따른 저항값의 차이가 발생된다. 여기서 온도 계수는 저항마다 차이가 있다. 보정된 전류 값 = Iint x Vbat/Vint-on 일 수 있다. 예를 들어, 초기 전압이 4V인데, 현재 전압이 2V면 밸런싱 전류도 1/2로 줄기 때문에, 따라서 보정된 최종 결과 값(Vresult)은 Vresult = Vbat + [(Rf x 온도계수) x (Iint x Vbat/Vint-on)] 일 수 있다.

직렬 연결된 배터리 셀들 중에서 어느 하나의 타겟 셀의 전압을 측정하려면, 각 셀들의 밸런싱 상태에 따라 보상 방법이 달라질 수 있다.

예를 들어, 타겟 셀이 밸런싱 중이라면, 보정 장치(222)는 필터 저항(Rf2)에서의 전압 감소만큼 ADC 출력값에서 보정 전압만큼 더해 줄 수 있다. 반면에, 타겟 셀의 상위 셀이 밸런싱 중이라면, 보정 장치(222)는 필터 저항(Rf3)에서의 전압 증가만큼 ADC 출력값에서 보정 전압을 빼 줄 수 있다.

한편, 타겟 셀의 하위 셀의 밸런싱 유무는 ADC 출력값에 영향을 미치지 않는다.

또한, 타겟 셀과 상위 셀이 동시에 밸런싱 중이라면, 보정 장치(222)는 ADC 출력값에 보정 전압의 감소분과 증가분을 모두 보상해 줄 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 관리 시스템은 분산형 구조로 구현될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 분산형(distributed) 구조의 배터리 관리 시스템을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 분산형 배터리 관리 시스템(1000)은 복수의 칩 그룹들(1110, 1120, 1130, 1140) 및 BMS 제어기(1200)를 포함할 수 있다. 한편, 도 8에 도시된 칩 그룹들(1110, 1120, 1130, 1140)의 개수는 4이지만, 본 발명의 칩 그룹의 개수가 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.

칩 그룹들(1110, 1120, 1130, 1140)의 각각은 데이지 체인 방식으로 연결된 복수의 센싱 칩들(IC1, IC2, IC3, IC4)을 포함할 수 있다. 복수의 센싱 칩들(IC1, IC2, IC3, IC4)의 각각은 도 1에 도시된 센싱/밸런싱 회로(230)으로 구현될 수 있다.

BMS 제어기(1200)는 복수의 칩 그룹들(1110, 1120, 1130, 1140)을 제어하도록 구현될 수 있다. BMS 제어기(1200)는 도시되지 않았지만, 배터리 관리를 종합적으로 수행하기 위하여 적어도 하나의 MICOM 혹은 마이크로콘트롤러를 포함할 수 있다.

또한, BMS 제어기(1200)는 복수의 트랜시버들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 트랜시버들의 각각은 대응하는 칩 그룹에 연결될 수 있다. 트랜시버들의 각각은 대응하는 칩 그룹으로부터 전송된 제 1 통신 프로토콜에 따른 신호를 제 2 통신 프로토콜에 따른 신호로 전환하고, 전환된 신호를 BMS 제어기(1200) 내부의 MICOM에 전송할 수 있다. 또한, 트랜시버들의 각각은 MICOM에서 전송된 제 2 통신 프로토콜에 따른 신호를 제 1 통신 프로토콜에 따른 신호로 전환하고, 전환된 신호를 대응하는 칩 그룹으로부터 전송할 수 있다. 한편, 트랜시버들은 BMS 제어기(1200)의 외부에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 센싱 칩(IC1)의 내부에 대응하는 트랜시버가 존재할 수 있다.

한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.

10: 전기 모터 시스템
100: 배터리
200: 배터리 관리 시스템
300: 인버터
350: 릴레이 스위치
400: 모터
220: 감지/밸런싱 회로
240: 마이컴
260: 릴레이 제어 회로
211, 211a: 밸런싱 유닛
ADC: 아날로그 디지털 변환기
231: 제어 회로
SW: 밸런싱 스위치
232: 밸런싱 상태 체크부
233: 비트 선택부
234: T1 타이머
235: T2 타이머
236: ADC 제어부
237: 오프 제어부
238: 온 제어부

Claims

직렬 연결된 배터리 셀들의 각각의 양전압단과 음전압단 사이에 연결된 복수의 밸런싱 유닛들; 및
상기 밸런싱 유닛들에 연결된 적어도 하나의 센싱 칩을 포함하고,
상기 적어도 하나의 센싱 칩은,
성가 밸런싱 유닛들의 어느 하나의 제 1 출력 노드와 제 3 출력 노드의 전압을 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 변환기;
상기 어느 하나의 밸런싱 유닛의 제 2 출력 노드와 상기 제 3 출력 노드 사이에 연결된 밸런싱 스위치; 및
상기 아날로그 디지털 변환기 및 상기 밸런싱 스위치를 제어하는 제어 회로를 포함하고,
상기 제어 회로는 상기 복수의 밸런싱 유닛들의 밸런싱 온/오프 상태를 체크하고, 상기 온/오프 상태에 따라 상기 아날로그 디지털 변환기의 수행 시간을 가변하는 배터리 관리 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 어느 하나의 밸런싱 유닛은,
상기 양전압단과 상기 제 1 출력 노드 사이에 연결된 제 1 필터 저항;
상기 제 1 출력 노드와 상기 제 3 출력 노드 사이에 연결된 필터 캐패시터;
상기 양전압단과 상기 제 2 출력 노드 사이에 연결된 밸런싱 저항;
상기 제 2 출력 노드와 상기 제 3 출력 노드 사이에 연결된 밸런싱 캐패시터; 및
상기 음전압단과 상기 제 3 출력 노드 사이에 연결된 제 2 필터 저항을 포함하는 배터리 관리 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 어느 하나의 밸런싱 유닛은,
상기 양전압단과 상기 음전압단 사이에 정전기 방전 캐패시터를 더 포함하는 배터리 관리 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 회로는 밸런싱 동작시 상기 밸런싱 스위치를 온 시키는 배터리 관리 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 회로는 마이컴의 감지 명령에 의거하여 상기 밸런싱 스위치를 오프 시키고, 상기 아날로그 디지털 변환기를 활성화시키는 배터리 관리 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 밸런싱 스위치의 온/오프 상태를 감지하는 밸런싱 상태 체크부;
감지 명령에 의거하여 상기 아날로그 디지털 변환기를 활성화시키는 아날로그 디지털 변환 활성 신호를 발생하는 ADC 제어부;
상기 밸런싱 스위치를 오프 시키도록 제어하는 오프 제어부; 및
상기 밸런싱 스위치를 온 시키도록 제어하는 온 제어부를 포함하는 배터리 관리 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 ADC 제어부는 상기 밸런싱 스위치가 오프 상태일 때 상기 감지 명령에 의거하여 상기 아날로그 디지털 변환 활성 신호를 발생하는 배터리 관리 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 ADC 제어부는 상기 밸런싱 스위치가 온 상태일 때 상기 감지 명령에 의거하여 제 1 시간 동안 대기한 후 상기 아날로그 디지털 변환 활성 신호를 발생하는 배터리 관리 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 제 1 시간을 카운팅하는 T1 타이머를 더 포함하는 배터리 관리 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 오프 제어부는 상기 밸런싱 스위치가 온 상태일 때 상기 감지 명령에 의거하여 제 2 시간 후에 상기 밸런싱 스위치를 오프 시키는 배터리 관리 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 제 2 시간을 카운팅하는 T2 타이머를 더 포함하는 배터리 관리 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 아날로그 디지털 변환기의 출력 비트의 개수를 선택하는 비트 선택부를 더 포함하는 배터리 관리 시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 선택된 비트의 개수는 상기 제 2 시간에 따라 가변되는 배터리 관리 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 배터리 셀들 중에서 어느 하나의 타겟 셀에 대한 감지 동작시, 상기 타겟 셀의 상위 셀 혹은 하위 셀의 밸런싱 상태가 체크되고, 상기 상위 셀 혹은 상기 하위 셀의 밸런싱 상태에 따라 서로 다른 방법으로 상기 타겟 셀의 아날로그 디지털 변환 동작이 수행되는 배터리 관리 시스템.
배터리 관리 시스템의 동작 방법에 있어서:
감지 명령에 의거하여 타겟 셀의 밸런싱 상태, 상기 타겟 셀의 상위 셀 혹은 하위 셀의 밸런싱 상태를 체크하는 단계;
상기 하위 셀만 밸런싱 동작 중인지 판별하는 단계; 및
상기 하위 셀만 밸런싱 동작 중이라면, 상기 타겟 셀의 배터리 전압에 대한 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 하위 셀만 밸런싱 동작 중일 때와 상기 하위 셀만 밸런싱 동작 중이 아닐 때 상기 아날로그 디지털 변환 동작의 시간이 서로 다른 것을 특징으로 하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 하위 셀만 밸런싱 동작 중이 아니라면, 상기 타겟 셀 혹은 상기 상위 셀이 밸런싱 동작 중인지 판별하는 단계; 및
상기 타겟 셀 혹은 상기 상위 셀이 밸런싱 동작 중이라면, 대응하는 밸런싱 스위치를 오프 시키는 단계를 더 포함하는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 밸런싱 스위치를 오프 시킨 후, 제 1 시간 동안 대기하는 단계; 및
상기 제 1 시간을 대기한 후에 상기 타겟 셀에 대한 아날로그 디지털 변환 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 감지 명령을 수신한 후 제 2 시간 후에 밸런싱 스위치를 원상태로 복귀시키는 단계를 더 포함하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 감지 명령을 마이컴으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.