KR20150019902A - 배터리 시스템, 배터리 시스템의 제어 방법 및 이를 포함하는 전력 저장 시스템 - Google Patents

배터리 시스템, 배터리 시스템의 제어 방법 및 이를 포함하는 전력 저장 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스터 BMS가 슬레이브 BMS들의 아이디를 설정하는 배터리 시스템, 배터리 시스템의 제어 방법 및 이를 포함하는 전력 저장 시스템에 관한 것이다. 배터리 시스템의 제어 방법은 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 배터리 트레이를 제어하는 슬레이브 BMS, 및 복수의 슬레이브 BMS들을 제어하는 마스터 BMS를 포함하는 배터리 시스템의 제어방법으로서, 마스터 BMS가 동기신호를 전송하는 동기신호 전송단계, 배터리 트레이가 장착되면, 배터리 트레이에 대응하는 슬레이브 BMS가 동기신호를 수신하고, 마스터 BMS로 응답신호를 전송하는 응답신호 전송단계, 마스터 BMS가 응답신호를 수신하고, 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 슬레이브 BMS로 전송하는 아이디 전송단계, 슬레이브 BMS가 아이디 정보를 수신하고 자신의 아이디로 설정하는 아이디 설정단계, 및 배터리 트레이가 추가로 장착될 때마다 응답신호 전송단계, 아이디 전송단계, 및 아이디 설정단계를 반복 수행하는 루틴 실행단계를 포함한다.

Description

배터리 시스템, 배터리 시스템의 제어 방법 및 이를 포함하는 전력 저장 시스템{Battery system, method for controlling battery system and energy storage system including the same}
본 발명은 마스터 BMS가 슬레이브 BMS들의 아이디를 설정하는 배터리 시스템, 배터리 시스템의 제어 방법 및 이를 포함하는 전력 저장 시스템에 관한 것이다.
환경 파괴, 자원 고갈 등이 문제되면서, 전력을 저장하고, 저장된 전력을 효율적으로 활용할 수 있는 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 이와 함께 발전 과정에서 공해를 유발하지 않는 신 재생 에너지에 대한 관심도 높아지고 있다. 전력 저장 시스템은 이러한 신 재생 에너지, 전력을 저장한 배터리, 그리고 기존의 계통 전력을 연계시키는 시스템으로서, 오늘날의 환경 변화에 맞추어 많은 연구 개발이 이루어 지고 있다.
국내 공개 특허 공보 제2013-0011293호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 배터리 트레이를 제어하는 슬레이브 BMS, 및 복수의 슬레이브 BMS들을 제어하는 마스터 BMS를 포함하는 배터리 시스템에서, 마스터 BMS가 슬레이브 BMS들의 아이디를 자동으로 설정하는 배터리 시스템, 배터리 시스템의 제어 방법 및 이를 포함하는 전력 저장 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 배터리 시스템의 제어 방법은 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 배터리 트레이를 제어하는 슬레이브 BMS, 및 복수의 상기 슬레이브 BMS들을 제어하는 마스터 BMS를 포함하는 배터리 시스템의 제어방법으로서, 상기 마스터 BMS가 동기신호를 전송하는 동기신호 전송단계; 상기 배터리 트레이가 장착되면, 상기 배터리 트레이에 대응하는 슬레이브 BMS가 상기 동기신호를 수신하고, 상기 마스터 BMS로 응답신호를 전송하는 응답신호 전송단계; 상기 마스터 BMS가 상기 응답신호를 수신하고, 상기 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 상기 슬레이브 BMS로 전송하는 아이디 전송단계; 상기 슬레이브 BMS가 상기 아이디 정보를 수신하고 자신의 아이디로 설정하는 아이디 설정단계; 및 배터리 트레이가 추가로 장착될 때마다 상기 응답신호 전송단계, 상기 아이디 전송단계, 및 상기 아이디 설정단계를 반복 수행하는 루틴 실행단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 아이디 전송단계는, 상기 마스터 BMS가 상기 배터리 트레이들의 장착 순서에 따라 각 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 순차적으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 외부 입력에 의해 아이디 설정 모드로 진입하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 외부 입력은, 아이디 설정 버튼 입력을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 외부 입력에 의해 정상 모드로 복귀하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 외부 입력은, 아이디 설정 버튼 재 입력을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 정상 모드로 복귀하는 단계는, 설정한 아이디들을 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 마스터 BMS 및 상기 슬레이브 BMS는 CAN(controller area network) 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 배터리 시스템은 하나 이상의 배터리 셀로 구성된 배터리 트레이를 제어하는 슬레이브 BMS; 및 복수의 상기 슬레이브 BMS들을 제어하는 마스터 BMS;를 포함하며, 상기 마스터 BMS는, 동기신호를 전송하고, 상기 동기신호를 수신한 슬레이브 BMS로부터 응답신호를 수신하며, 상기 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 상기 슬레이브 BMS로 전송하고, 배터리 트레이가 추가로 장착될 때마다 상기 응답신호 수신 및 상기 아이디 정보 전송을 반복 수행하도록 구성되고, 상기 슬레이브 BMS는 대응하는 배터리 트레이가 장착되면 상기 동기신호를 수신하고 상기 응답신호를 상기 마스터 BMS에 송신하며, 상기 마스터 BMS로부터 상기 아이디 정보를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 마스터 BMS는, 상기 트레이들의 장착 순서에 따라 각 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 순차적으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 마스터 BMS는, 외부 입력에 의해 아이디 설정 모드로 진입하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 마스터 BMS는, 상기 아이디 설정 모드로 진입하는 아이디 설정 버튼을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 마스터 BMS는, 외부 입력에 의해 정상 모드로 복귀하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 외부 입력은, 아이디 설정 버튼 재 입력을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 마스터 BMS는, 상기 정상 모드로 복귀 시에, 설정한 아이디들을 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 마스터 BMS 및 상기 슬레이브 BMS는 CAN(controller area network) 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 전력 저장 시스템은 하나 이상의 배터리 셀로 구성된 배터리 트레이를 제어하는 슬레이브 BMS 및 복수의 상기 슬레이브 BMS들을 제어하는 마스터 BMS를 포함하는 배터리 시스템을 포함하며, 상기 배터리 시스템, 발전 시스템, 및 계통의 전력을 연계하여 부하에 공급하는 전력 저장 시스템으로서, 상기 마스터 BMS는, 동기신호를 전송하고, 상기 동기신호를 수신한 상기 트레이가 장착된 슬레이브 BMS로부터 응답신호를 수신하며, 상기 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 상기 슬레이브 BMS로 전송하고, 배터리 트레이가 추가로 장착될 때마다 상기 응답신호 수신 및 상기 아이디 정보 전송을 반복 수행하며, 상기 배터리 트레이들의 장착 순서에 따라 각 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 순차적으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 시간차를 두고 추가로 장착되는 트레이에 자동으로 아이디를 부여하여 종래와 같이 트레이 개수 변경 시에, 마스터 BMS의 펌웨어를 변경해야 하는 불편함을 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 저장 시스템의 구성을 보이는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아이디 설정을 위한 랙 BMS 및 트레이 BMS의 동작을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 아이디 설정을 위한 배터리 시스템의 제어 방법을 나타내는 흐름도 이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 저장 시스템(1)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 전력 저장 시스템(1)은 발전 시스템(2), 계통(3)과 연계하여 부하(4)에 전력을 공급한다.
발전 시스템(2)은 에너지원을 이용하여 전력을 생산하는 시스템이다. 발전 시스템(2)은 생산한 전력을 전력 저장 시스템(1)에 공급한다. 발전 시스템(2)은 태양광 발전 시스템, 풍력 발전 시스템, 조력 발전 시스템 등일 수 있다. 그러나 이는 예시적인 것으로 발전 시스템(2)은 상기 언급한 종류에 한정되는 것은 아니다. 태양열이나 지열 등, 신 재생 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 발전 시스템을 모두 포함할 수 있다. 특히 태양 광을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지는, 각 가정 또는 공장 등에 설치하기 용이하여, 각 가정이나 공장에 분산된 전력 저장 시스템(1)에 적용하기에 적합하다. 발전 시스템(2)은 다수의 발전 모듈을 병렬로 구비하고 발전 모듈 별로 전력을 생산함으로써 대용량 전력 시스템을 구성할 수 있다.
계통(3)은 발전소, 변전소, 송전선 등을 구비한다. 계통(3)은 정상 상태인 경우, 전력 저장 시스템(1)으로 전력을 공급하여 부하(4) 및/또는 배터리 시스템(20)에 전력이 공급되도록 하고, 전력 저장 시스템(1)으로부터 전력을 공급받는다. 계통(3)이 비정상 상태인 경우, 계통(3)으로부터 전력 저장 시스템(1)으로의 전력 공급은 중단되고, 전력 저장 시스템(1)으로부터 계통(3)으로의 전력 공급 또한 중단된다.
부하(4)는 발전 시스템(2)에서 생산된 전력, 배터리 시스템(20)에 저장된 전력, 또는 계통(3)으로부터 공급된 전력을 소비한다. 가정이나 공장 등이 부하(4)의 일 예일 수 있다.
전력 저장 시스템(1)은 발전 시스템(2)에서 생산한 전력을 배터리 시스템(20)에 저장하고, 생산한 전력을 계통(3)으로 공급할 수 있다. 전력 저장 시스템(1)은 배터리 시스템(20)에 저장된 전력을 계통(3)으로 공급하거나, 계통(3)으로부터 공급된 전력을 배터리 시스템(20)에 저장할 수도 있다. 또한 전력 저장 시스템(1)은 계통(3)이 비정상 상태일 경우, 예를 들면 정전이 발생한 경우에는 UPS(uninterruptible power supply) 동작을 수행하여 부하(4)에 전력을 공급할 수 있다. 또한 전력 저장 시스템(1)은 계통(3)이 정상인 상태에서도 발전 시스템(2)이 생산한 전력이나 배터리 시스템(20)에 저장되어 있는 전력을 부하(4)로 공급할 수 있다.
전력 저장 시스템(1)은 전력 변환을 제어하는 전력 변환 시스템(power conversion system, 이하 ‘PCS’라 함)(10), 배터리 시스템(20), 제1 스위치(30) 및 제2 스위치(30) 등을 포함한다.
PCS(10)는 발전 시스템(2), 계통(3), 배터리 시스템(20)의 전력을 적절한 전력으로 변환하여 필요한 곳에 공급한다. PCS(10)는 전력 변환부(11), DC 링크부(12), 인버터(13), 컨버터(14), 통합 제어기(15)를 포함한다.
전력 변환부(11)는 발전 시스템(2)과 DC 링크부(12) 사이에 연결되는 전력 변환 장치이다. 전력 변환부(11)는 발전 시스템(2)에서 생산한 전력을 DC 링크부(12)로 전달하며, 이때 출력 전압을 직류 링크 전압으로 변환한다.
전력 변환부(11)는 발전 시스템(2)의 종류에 따라서 컨버터, 정류회로 등의 전력 변환 회로로 구성될 수 있다. 발전 시스템(2)이 생산하는 전력이 직류인 경우, 전력 변환부(11)는 직류를 직류로 변환하기 위한 컨버터일 수 있다. 발전 시스템(2)이 생산하는 전력이 교류인 경우, 전력 변환부(11)는 교류를 직류로 변환하기 위한 정류회로일 수 있다. 특히 발전 시스템(2)이 태양광 발전 시스템인 경우, 전력 변환부(11)는 일사량, 온도 등의 변화에 따라서 발전 시스템(2)에서 생산하는 전력을 최대로 얻을 수 있도록 최대 전력 포인트 추적(maximum power point tracking) 제어를 수행하는 MPPT 컨버터를 포함할 수 있다. 전력 변환부(11)는 발전 시스템(2)에서 생산되는 전력이 없을 때에는 동작을 중지하여 컨버터 등에서 소비되는 전력을 최소화시킬 수도 있다.
직류 링크 전압은 발전 시스템(2) 또는 계통(3)에서의 순시 전압 강하, 부하(4)에서의 피크 부하 발생 등으로 인하여 그 크기가 불안정해 지는 경우가 있다. 그러나 직류 링크 전압은 컨버터(14) 및 인버터(13)의 정상 동작을 위하여 안정될 필요가 있다. DC 링크부(12)는 전력 변환부(11)와 인버터(13) 사이에 연결되어 직류 링크 전압을 일정하게 유지시킨다. DC 링크부(12)로서, 예를 들어 대용량 캐패시터 등을 사용할 수 있다.
인버터(13)는 DC 링크부(12)와 제1 스위치(30) 사이에 연결되는 전력 변환 장치이다. 인버터(13)는 방전 모드에서 발전 시스템(2) 및/또는 배터리 시스템(20)으로부터 출력된 직류 링크 전압을 계통(3)의 교류 전압으로 변환하여 출력하는 인버터를 포함할 수 있다. 또한 인버터(13)는 충전 모드에서 계통(3)의 전력을 배터리 시스템(20)에 저장하기 위하여 계통(3)의 교류 전압을 정류하고 직류 링크 전압으로 변환하여 출력하는 정류 회로를 포함할 수 있다. 즉 인버터(13)는 입력 및 출력의 방향이 변할 수 있는 양방향 인버터일 수 있다.
인버터(13)는 계통(3)으로 출력되는 교류 전압에서 고조파를 제거하기 위한 필터를 포함할 수 있다. 또한 인버터(13)는 무효 전력의 발생을 억제하기 위하여 인버터(13)로부터 출력되는 교류 전압의 위상과 계통(3)의 교류 전압의 위상을 동기화시키기 위한 위상 동기 루프(PLL) 회로를 포함할 수 있다. 그 밖에, 인버터(13)는 전압 변동 범위 제한, 역률 개선, 직류 성분 제거, 과도 현상(transient phenomena) 보호 등과 같은 기능을 수행할 수 있다. 인버터(13)는 사용되지 않을 때, 전력 소비를 최소화 하기 위하여 동작을 중지시킬 수도 있다.
컨버터(14)는 DC 링크부(12)와 배터리 시스템(20) 사이에 연결되는 전력 변환 장치이다. 컨버터(14)는 방전 모드에서 배터리 시스템(20)에 저장된 전력을 인버터(13)에서 요구하는 전압 레벨 즉, 직류 링크 전압으로 DC-DC 변환하여 출력하는 컨버터를 포함한다. 또한 컨버터(14)는 충전 모드에서 전력 변환부(11)에서 출력되는 전력이나 인버터(13)에서 출력되는 전력의 전압을 배터리 시스템(20)에서 요구하는 전압 레벨, 즉 충전 전압으로 DC-DC 변환하는 컨버터를 포함한다. 즉, 컨버터(14)는 입력 및 출력의 방향이 변할 수 있는 양방향 컨버터일 수 있다. 컨버터(14)는 배터리 시스템(20)의 충전 또는 방전이 필요 없는 경우에는 동작을 중지시켜 전력 소비를 최소화 할 수도 있다.
통합 제어기(15)는 발전 시스템(2), 계통(3), 배터리 시스템(20) 및 부하(4)의 상태를 모니터링 하고, 모니터링 결과에 따라서 전력 변환부(11), 인버터(13), 컨버터(14), 배터리 시스템(20), 제1 스위치(30), 제2 스위치(40)의 동작을 제어한다. 통합 제어기(15)는 계통(3)에 정전이 발생하였는지 여부, 발전 시스템(2)에서 전력이 생산되는지 여부, 발전 시스템(2)에서 전력을 생산하는 경우 그 생산량, 배터리 시스템(20)의 충전 상태, 부하(4)의 소비 전력량, 시간 등을 모니터링 할 수 있다. 또한 통합 제어기(15)는 계통(3)에 정전이 발생하는 등, 부하(4)로 공급할 전력이 충분하지 않은 경우에는 부하(4) 내에 포함된 전력 사용 기기들에 대하여 우선 순위를 정하고, 우선 순위가 높은 전력 사용 기기로 전력을 공급하도록 부하(4)를 제어할 수도 있을 것이다.
제1 스위치(30) 및 제2 스위치(40)는 인버터(13)와 계통(3) 사이에 직렬로 연결되며, 통합 제어기(15)의 제어에 따라서 on/off 동작을 수행하여 발전 시스템(2)과 계통(3) 사이의 전류의 흐름을 제어한다. 제1 스위치(30)와 제2 스위치(40)는 발전 시스템(2), 계통(3) 및 배터리 시스템(20)의 상태에 따라서 on/off가 결정될 수 있다.
구체적으로, 발전 시스템(2) 및/또는 배터리 시스템(20)의 전력을 부하(4)로 공급하는 경우 또는 계통(3)의 전력을 배터리 시스템(20)에 공급하는 경우, 제1 스위치(30)를 on 상태로 한다. 발전 시스템(2) 및/또는 배터리 시스템(20)의 전력을 계통(3)으로 공급하는 경우 또는 계통(3)의 전력을 부하(4) 및/또는 배터리 시스템(20)에 공급하는 경우에는 제2 스위치(40)를 on 상태로 한다.
한편, 계통(3)에서 정전이 발생한 경우에는, 제2 스위치(40)를 off 상태로 하고 제1 스위치(30)를 on 상태로 한다. 즉, 발전 시스템(2) 및/또는 배터리 시스템(20)으로부터의 전력을 부하(4)에 공급하는 동시에, 부하(4)로 공급되는 전력이 계통(3) 측으로 흐르는 것을 방지한다. 이로 인하여 전력 저장 시스템(1)의 단독 운전을 방지하여 계통(3)의 전력선 등에서 작업하는 인부가 전력 저장 시스템(1)으로부터의 전력에 의하여 감전되는 등의 사고를 방지할 수 있게 한다.
제1 스위치(30) 및 제2 스위치(40)로는 큰 전류에 견딜 수 있는 릴레이(relay) 등의 스위칭 장치가 사용될 수 있다.
배터리 시스템(20)은 발전 시스템(2) 및/또는 계통(3)의 전력을 공급받아 저장하고, 부하(4) 또는 계통(3)에 저장하고 있는 전력을 공급한다. 배터리 시스템(20)은 전력을 저장하는 부분과 이를 제어하는 부분을 포함할 수 있다. 이하, 도 2를 참조하여 배터리 시스템(20)에 대하여 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 시스템(20)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 배터리 시스템(20)은 배터리 랙(rack, 100) 및 랙 BMS(battery management system)(200)를 포함한다.
배터리 랙(100)은 외부, 즉 발전 시스템(2) 및/또는 계통(3)으로부터 공급된 전력을 저장하고, 저장하고 있는 전력을 계통(3) 및/또는 부하(4)로 공급한다.
배터리 랙(100)은 서브 유닛으로서 직렬 및/또는 병렬로 연결된 적어도 하나의 배터리 트레이, 즉 제1 배터리 트레이 내지 제n 배터리 트레이(110-1 내지 110-n)를 포함할 수 있다. 또한 각각의 배터리 트레이는 그 서브 유닛으로서 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 배터리 셀로는 충전 가능한 다양한 이차 전지가 사용될 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀에 사용되는 이차 전지는 니켈-카드뮴 전지(nikel-cadmium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery) 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등 일 수 있다.
배터리 랙(100)은 제1 배터리 트레이(110-1) 내지 제n 배터리 트레이(110-n)의 연결 방법에 따라서 원하는 출력이 나오도록 설계할 수 있으며, 양극 출력 단자(R+) 및 음극 출력 단자(R-)를 통하여 전력을 출력한다.
또한 배터리 랙(100)은 제1 배터리 트레이(110-1) 내지 제n 배터리 트레이(110-n) 각각에 대응하는 제1 트레이 BMS(120-1) 내지 제n 트레이 BMS(120-n)를 포함할 수 있다.
랙 BMS(200)는 배터리 랙(100)에 연결되며, 배터리 랙(100)의 충전 및 방전 동작을 제어한다. 또한 랙 BMS(200)는 과 충전 보호 기능, 과 방전 보호 기능, 과 전류 보호 기능, 과 전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱(cell balancing) 기능 등을 수행할 수 있다.
이와 같이 랙 BMS(200)는 배터리의 상태를 체크하고 충방전 제어 등에 활용하기 위하여 적어도 하나의 트레이 BMS(120-1 내지 120-n)와 통신(예를 들어, CAN 통신)을 수행하여 트레이 BMS(120-1 내지 120-n)로부터 데이터를 취합하게 된다. 이와 같이 데이터 취합이나 명령 신호 체계 전달 등을 위하여 배터리 트레이(110-1 내지 110-n)에 대한 개별 아이디(ID)는 반드시 필요한데, 이를 위하여 종래에는 하드웨어적으로 배터리 트레이(110-1 내지 110-n)의 회로 상에 아이디 정보를 설정하거나 소프트웨어적으로 배터리 트레이(110-1 내지 110-n)의 메모리, 예컨데 EEPROM에 미리 설정된 아이디 정보를 프로그램하는 방법 등이 채용되고 있다.
이러한 종래의 방식은 배터리 시스템(20) 내에 존재하는 배터리 트레이(110-1 내지 110-n) 개수만큼의 개별적인 하드웨어 또는 소프트웨어 구동 메커니즘이 필요하고 관리되어야 하므로 그 만큼의 리소스를 많이 차지하고 구동 방식이 복잡하다는 문제점을 가진다. 또한, 멀티 구조를 가지는 배터리 트레이(110-1 내지 110-n) 구조에서는 오류 분석, 교체, 특정 위치의 배터리의 효과적 제어 등을 위하여 배터리 트레이(110-1 내지 110-n)의 물리적인 위치에 따라 아이디를 설정하거나 할당하는 방법이 중요하다고 할 수 있는데, 종래 방식에서는 이에 대한 중요성 인식이 결여되어 제조 시 자체적인 고유 아이디를 가지는 형태로 배터리 트레이(110-1 내지 110-n)를 제조하고 있는 실정이다.
이와 같은 경우, 특정 배터리 트레이(110-1 내지 110-n)는 멀티 구조의 배터리 시스템(20)에서 특정한 위치에 반드시 장착될 수밖에 없도록 하여 그 활용도를 극도로 제한할 수 있으며, 또한, 오 장착 시 시스템 구동 내지 제어에 에러를 야기시킬 수 있는 문제점을 내포하고 있다. 또한, 배터리 트레이(110-1 내지 110-n)를 교체하는 경우에도 동일한 H/W, S/W 버전을 가지는 슬레이브 보드라고 하더라도 필요한 아이디에 따라 다수의 보드가 추가적으로 준비되어가 S/W 체계를 필요 시마다 변경하여야 하는 문제점이 있다고 할 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 랙 BMS(200)는 현재 장착되어 있는 제1 배터리 트레이(110)와 연결된 제1 트레이 BMS(120-1)로 동기신호(SS)를 전송하고, 동기신호(SS)를 수신한 제1 트레이 BMS(120-1)가 랙 BMS(200)로 응답신호(SR1)를 전송한다. 응답신호(SR)를 수신한 랙 BMS(200)는 제1 트레이 BMS(120-1)에 아이디 정보(SID)를 전송하고, 제1 트레이 BMS(120-1)는 수신한 아이디를 설정한다. 이후, 랙 BMS(200)는 동기신호(SS)를 전송하고 배터리 트레이가 추가로 장착될 때마다, 트레이들의 장착 순서에 따라 트레이 BMS(120-2 내지 120-n) 각각에 대한 아이디 정보(SR2 내지 SRn)의 순차적 전송을 반복적으로 수행한다.
이와 같은 아이디 설정으로 인하여 배터리 트레이(110-1 내지 110-n)에 대한 아이디의 사전 입력 내지 프로그래밍이 없이도 동일한 H/W, S/W로 자동적으로 할당할 수 있으며, 장착되는 배터리 트레이(110-1 내지 110-n)의 순차적인 물리적 위치에 근거하여 아이디를 부여하여 방법을 적용함으로써 단일 제품의 대량 생산의 효율성을 높일 수 있고 이를 기초로 배터리 트레이(110-1 내지 110-n)의 오 장착을 원천적으로 배제시킬 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 아이디 설정을 위해 랙 BMS(200)는 아이디 설정 버튼(210) 및 메모리(220)를 포함할 수 있다. 아이디 설정 버튼(210)이 입력되면, 배터리 시스템(20)은 아이디 설정 모드로 진입하게 되고, 아이디 설정 버튼(210)이 재 입력되면, 배터리 시스템(20)은 아이디 설정 모드가 해지되고 정상모드로 복귀한다. 본 실시 예에서 랙 BMS(200)가 아이디 설정 버튼(210)을 구비한 것으로 한정하고 있으나, 이에 한정되는 것이 아니라, 아이디 설정 버튼(210) 대신에 외부 입력에 예를 들어, 사용자 설정 명령 등에 의해 아이디 설정 모드로 진입하거나, 정상 모드로 복귀할 수 있다. 메모리(220)는 아이디 설정 모드 시에 설정된 아이디를 저장하고, 정상 모드 시에는 배터리 랙(100)으로부터 전송된 데이터를 저장한다.
이어서, 도 3을 참조하여 아이디 설정을 위한 랙 BMS 및 트레이 BMS의 동작을 설명하도록 한다.
도 3에서, 제1 배터리 트레이(110-1) 내지 제n 배터리 트레이(110-n) 각각에 대응하는 제1 트레이 BMS(120-1) 내지 제n 트레이 BMS(120-n)는 랙 BMS(200)의 제어하에 동작하므로, 랙 BMS(200)는 마스터 BMS 일 수 있고, 제1 트레이 BMS(120-1) 내지 제n 트레이 BMS(120-n)는 제1 슬레이브 BMS 내지 제n 슬레이브 BMS일 수 있다. 또한 아이디 설정을 위해, 아이디 설정 버튼(210)이 입력되어 배터리 시스템(20)이 아이디 설정 모드로 진입하였다고 가정하고 설명하기로 한다.
도 3a는 첫 번째 배터리 트레이(제1 배터리 트레이(110-1))장착되었을 경우, 아이디 설정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a를 참조하면, 아이디 설정 모드로 동작하는 랙 BMS(200)는 정상 모드로 복귀할 때까지 동기신호(SS, 예를 들어 FF)를 주기적으로 또는 간헐적으로 브로드캐스트 방식을 이용하여 전송한다. 제1 배터리 트레이(110-1)가 장착되면, 제1 트레이 BMS(120-1)는 동기신호(SS)를 수신할 수 있게 된다. 동기신호(SS)를 수신한 제1 트레이 BMS(120-1)는 랙 BMS(200)로 응답신호(SR1)를 전송한다. 응답신호(SR1)를 수신한 랙 BMS(200)는 제1 아이디 정보(SID1, 예를 들어 #01)를 생성하여 제1 트레이 BMS(120-1)로 전송하고, 제1 트레이 BMS(120-1)는 수신한 제1 아이디(#01)을 제1 배터리 트레이(110-1)의 아이디로 설정한다. 제1 배터리 트레이(110-1)의 아이디 설정 이후, 배터리 시스템(20)을 정상모드로 복귀하고자 하는 경우, 아이디 설정 버튼(210)을 재 입력하면, 현재의 아이디 설정 모드가 해지되고 정상모드로 복귀된다. 또한 아이디 설정 버튼(210) 재 입력과 동시에 설정된 아이디가 메모리(220)에 저장될 수 있다.
도 3b는 첫 번째 배터리 트레이로써 제1 배터리 트레이(110-1)가 장착된 이후, 시간 차를 가지고 두 번째 배터리 트레이(제2 배터리 트레이(110-2))가 장착되었을 경우, 아이디 설정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3b를 참조하면, 아이디 설정 모드로 동작하는 랙 BMS(200)는 정상 모드로 복귀할 때까지 동기신호(SS, 예를 들어 FF)를 주기적으로 또는 간헐적으로 브로드캐스트 방식을 이용하여 전송한다. 제1 배터리 트레이(110-1)가 장착된 후 시간차를 가지고 제2 배터리 트레이(120-2)가 장착되면, 제1 트레이 BMS(120-1) 및 제2 트레이 BMS(120-2)는 동기신호(SS)를 수신할 수 있게 된다. 동기신호(SS)를 수신한 제2 트레이 BMS(120-2)는 랙 BMS(200)로 응답신호(SR2)를 전송한다.
여기서, 동기신호(SS)를 수신한 제1 트레이 BMS(120-1)는 랙 BMS(200)로 자신의 아이디(#01)을 포함하는 응답신호(SR1)를 전송할 수 있다. 여기서, 응답신호(SR1)는 예컨대 ACK 신호일 수 있다. 다른 예에 따르면, 동기신호(SS)를 수신한 제1 트레이 BMS(120-1)는 이미 아이디가 설정되어 있으므로, 어떠한 응답신호(SR1)도 전송하지 않을 수 있다. 동기신호(SS)를 수신한 제1 트레이 BMS(120-1)가 랙 BMS(200)로 전송하는 응답신호(SR1)는 프로그램 구현에 따라 달라질 수 있으며, 동기신호(SS)를 수신한 제2 트레이 BMS(120-2)가 랙 BMS(200)로 전송하는 응답신호(SR2)와 달라야 한다.
제2 트레이 BMS(120-2)로부터 응답신호(SR2)를 수신한 랙 BMS(200)는 제2 아이디 정보(SID2, 예를 들어 #02)를 생성하여 제2 트레이 BMS(120-2)로 전송하고, 제2 트레이 BMS(120-2)는 수신한 제2 아이디(#02)를 제2 배터리 트레이(110-2)의 아이디로 설정한다. 여기서, 제1 배터리 트레이(110-1)의 아이디 및 제2 배터리 트레이(110-2)의 아이디는 장착 순서에 따라 오름차순 또는 내림차순과 같이 순차적으로 설정됨을 알 수 있다. 제2 배터리 트레이(110-2)의 아이디 설정 이후, 배터리 시스템(20)을 정상모드로 복귀하고자 하는 경우, 아이디 설정 버튼(210)을 재 입력하면, 현재의 아이디 설정 모드가 해지되고 정상모드로 복귀된다. 또한 아이디 설정 버튼(210) 재 입력과 동시에 설정된 아이디가 메모리(220)에 저장될 수 있다.
도 3c는 첫 번째 배터리 트레이로써 제1 배터리 트레이(110-1)가 장착되고, 두 번째 배터리 트레이로써 제2 배터리 트레이(110-2)가 장착된 이후, 시간 차를 가지고 세 번째 배터리 트레이(제3 배터리 트레이(110-3))가 장착되었을 경우, 아이디 설정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3c를 참조하면, 아이디 설정 모드로 동작하는 랙 BMS(200)는 정상 모드로 복귀할 때까지 동기신호(SS, 예를 들어 FF)를 주기적으로 또는 간헐적으로 브로드캐스트 방식을 이용하여 전송한다. 제1 배터리 트레이(110-1)가 장착되고, 제2 배터리 트레이(110-2)가 장착된 후 시간차를 가지고 제3 배터리 트레이(110-3)가 장착되면, 제1 트레이 BMS(120-1), 제2 트레이 BMS(120-2) 및 제3 트레이 BMS(120-3)는 동기신호(SS)를 수신할 수 있게 된다. 동기신호(SS)를 수신한 제3 트레이 BMS(120-3)는 랙 BMS(200)로 응답신호(SR3)를 전송한다.
여기서, 동기신호(SS)를 수신한 제1 트레이 BMS(120-1) 및 제2 배터리 트레이(110-2)는 랙 BMS(200)로 자신의 아이디(#01, #02)을 포함하는 응답신호(SR1, SR2)를 전송할 수 있으며, 응답신호(SR1, SR2)는 예컨대 ACK 신호일 수 있다. 다른 예에 따르면, 아이디가 이미 설정된 제1 트레이 BMS(120-1) 및 제2 트레이 BMS(120-2)는 동기신호(SS)에 응답하여 어떠한 응답신호(SR1, SR2)도 전송하지 않을 수 있다. 동기신호(SS)를 수신한 제1 트레이 BMS(120-1) 및 제2 배터리 트레이(110-2)가 랙 BMS(200)로 전송하는 응답신호(SR1, SR2)는 프로그램 구현에 따라 달라질 수 있으며, 동기신호(SS)를 수신한 제3 트레이 BMS(120-3)가 랙 BMS(200)로 전송하는 응답신호(SR3)와 달라야 한다.
제3 트레이 BMS(120-3)로부터 응답신호(SR3)를 수신한 랙 BMS(200)는 제3 아이디 정보(SID3, 예를 들어 #03)를 생성하여 제3 트레이 BMS(120-3)로 전송하고, 제3 트레이 BMS(120-3)는 수신한 제3 아이디(#03)를 제3 배터리 트레이(110-3)의 아이디로 설정한다. 여기서, 제1 배터리 트레이(110-1)의 아이디, 제2 배터리 트레이(110-2)의 아이디 및 제3 배터리 트레이(110-3)의 아이디는 장착 순서에 따라 오름차순 또는 내림차순과 같이 순차적으로 설정됨을 알 수 있다. 제3 배터리 트레이(110-3)의 아이디 설정 이후, 배터리 시스템(20)을 정상모드로 복귀하고자 하는 경우, 아이디 설정 버튼(210)을 재 입력하면, 현재의 아이디 설정 모드가 해지되고 정상모드로 복귀된다. 또한 아이디 설정 버튼(210) 재 입력과 동시에 설정된 아이디가 메모리(220)에 저장될 수 있다.
도 3d는 첫 번째 배터리 트레이로써 제1 배터리 트레이(110-1)가 장착되고, 시간차를 가지고 다음 배터리 트레이들(110-2 내지 110-n-1)이 순차적으로 장착된 후, 시간 차를 가지고 n 번째 배터리 트레이(제n 배터리 트레이(110-n))가 장착되었을 경우, 아이디 설정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3d를 참조하면, 아이디 설정 모드로 동작하는 랙 BMS(200)는 정상 모드로 복귀할 때까지 동기신호(SS, 예를 들어 FF)를 주기적으로 또는 간헐적으로 브로드캐스트 방식을 이용하여 전송한다. 제1 배터리 트레이(110-1)가 장착되고, 시간차를 가지고 다음 배터리 트레이들(110-2 내지 110-n-1)이 장착된 후, 제n 배터리 트레이(110-n)가 장착되면, 제1 트레이 BMS(120-1) 내지 제n 트레이 BMS(120-n)는 동기신호(SS)를 수신할 수 있게 된다. 동기신호(SS)를 수신한 제n 트레이 BMS(120-n)는 랙 BMS(200)로 응답신호(SRn)를 전송한다.
여기서, 동기신호(SS)를 수신한 제1 트레이 BMS(120-1) 내지 제n-1 트레이 BMS(120-n-1) 각각은 랙 BMS(200)로 자신의 아이디(#01, #02)을 포함하는 응답신호(SR1 내지 SRn-1)를 전송할 수 있으며, 응답신호(SR1 내지 SRn-1)는 예컨대 ACK 신호일 수 있다. 다른 예에 따르면, 아이디가 이미 설정된 제1 트레이 BMS(120-1) 내지 제n-1 트레이 BMS(120-n-1)는 동기신호(SS)에 응답하여 어떠한 응답신호(SR1 내지 SRn-1)도 전송하지 않을 수 있다. 동기신호(SS)를 수신한 제1 트레이 BMS(120-1) 내지 제n-1 트레이 BMS(120-n-1)가 랙 BMS(200)로 전송하는 응답신호(SR1 내지 SRn-1)는 프로그램 구현에 따라 달라질 수 있으며, 동기신호(SS)를 수신한 제n 트레이 BMS(120-n)가 랙 BMS(200)로 전송하는 응답신호(SRn)와 달라야 한다.
제n 트레이 BMS(120-n)로부터 응답신호(SRn)를 수신한 랙 BMS(200)는 제n 아이디 정보(SIDn, 예를 들어 #n)를 생성하여 제n 트레이 BMS(120-n)로 전송하고, 제n 트레이 BMS(120-n)는 수신한 제n 아이디(#0n)를 제n 배터리 트레이(110-n)의 아이디로 설정한다. 여기서, 제1 배터리 트레이(110-1)의 아이디 내지 제n 배터리 트레이(110-n)의 아이디는 장착 순서에 따라 오름차순 또는 내림차순과 같이 순차적으로 설정됨을 알 수 있다. 제n 배터리 트레이(110-n)의 아이디 설정 이후, 배터리 시스템(20)을 정상모드로 복귀하고자 하는 경우, 아이디 설정 버튼(210)을 재 입력하면, 현재의 아이디 설정 모드가 해지되고 정상모드로 복귀된다. 또한 아이디 설정 버튼(210) 재 입력과 동시에 설정된 아이디가 메모리(220)에 저장될 수 있다.
이와 같이 시간차를 두고 추가로 장착되는 배터리 트레이에 자동으로 아이디를 부여하여 종래와 같이 트레이 개수 변경 시에, 랙 BMS의 펌웨어를 변경해야 하는 불편함을 해결할 수 있게 된다.
이어서, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 아이디 설정을 위한 배터리 시스템의 제어 방법을 설명한다. 이하의 설명에서, 도 1 내지 도 3에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다. 또한 상기에 개시된 바와 같이 랙 BMS(200)를 마스터 BMS로, 제1 트레이 BMS(120-1) 내지 제n 트레이 BMS(120-n)를 제1 슬레이브 BMS 내지 제n 슬레이브 BMS로 표기하여 설명하기로 한다. 더 나아가, 아이디 설정 버튼(210)이 입력되어 배터리 시스템(20)이 아이디 설정 모드로 진입하였다고 가정하고 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 아이디 설정 모드로 동작하는 마스터 BMS는 정상 모드로 복귀할 때까지 동기신호(SS, 예를 들어 FF)를 주기적으로 또는 간헐적으로 브로드캐스트 방식을 이용하여 전송하는 단계(S401)를 수행한다.
제1 슬레이브 BMS가 장착되면, 제1 슬레이브 BMS는 동기신호(SS)를 수신할 수 있게 되고, 동기신호(SS)를 수신한 제1 슬레이브 BMS는 마스터 BMS로 응답신호(SR1)를 전송하는 단계(S403)를 수행한다.
응답신호(SR1)를 수신한 마스터 BMS는 제1 아이디(SID1, 예를 들어 #01)를 생성하여 제1 슬레이브 BMS로 전송하는 단계(S405)를 수행한다.
이후, 제1 슬레이브 BMS는 수신한 제1 아이디(#01)을 첫 번째 장착된 배터리 트레이의 아이디로 설정하는 단계(S407)를 수행한다. 여기서, 배터리 시스템(20)을 정상모드로 복귀하고자 하는 경우, 아이디 설정 버튼(210)을 재 입력하면, 현재의 아이디 설정 모드가 해지되고 정상모드로 복귀된다. 또한 아이디 설정 버튼(210) 재 입력과 동시에 설정된 아이디가 메모리(220)에 저장될 수 있다.
다음에, 아이디 설정 모드로 동작하는 마스터 BMS는 정상 모드로 복귀할 때까지 동기신호(SS, 예를 들어 FF)를 주기적으로 또는 간헐적으로 브로드캐스트 방식을 이용하여 전송하는 단계(S409)를 수행한다.
제1 슬레이브 BMS가 장착된 후 시간차를 가지고 제2 슬레이브 BMS가 장착되면, 제1 슬레이브 BMS 및 제2 슬레이브 BMS는 동기신호(SS)를 수신할 수 있게 되고, 동기신호(SS)를 수신한 제2 슬레이브 BMS는 마스터 BMS로 응답신호(SR2)를 전송하는 단계(S411)를 수행한다. 여기서, 동기신호(SS)를 수신한 제1 슬레이브 BMS는 마스터 BMS로 자신의 아이디(#01)을 포함하는 응답신호(SR1)를 전송할 수 있다. 여기서, 응답신호(SR1)는 예컨대 ACK 신호일 수 있다. 다른 예에 따르면, 동기신호(SS)를 수신한 제1 슬레이브 BMS는 이미 아이디가 설정되어 있으므로, 어떠한 응답신호(SR1)도 전송하지 않을 수 있다. 동기신호(SS)를 수신한 제1 슬레이브 BMS가 마스터 BMS로 전송하는 응답신호(SR1)는 프로그램 구현에 따라 달라질 수 있으며, 동기신호(SS)를 수신한 제2 슬레이브 BMS가 랙 BMS(200)로 전송하는 응답신호(SR2)와 달라야 한다.
제2 슬레이브 BMS로부터 응답신호(SR2)를 수신한 마스터 BMS는 제2 아이디 정보(SID2, 예를 들어 #02)를 생성하여 제2 슬레이브 BMS로 전송하는 단계(S413)를 수행한다.
이후, 제2 슬레이브 BMS는 수신한 제2 아이디(#02)를 두 번째 배터리 트레이의 아이디로 설정하는 단계(S415)를 수행한다. 여기서, 첫 번째 장착된 배터리 트레이의 아이디 및 두 번째 장착된 배터리 트레이의 아이디는 장착 순서에 따라 오름차순 또는 내림차순과 같이 순차적으로 설정됨을 알 수 있다. 두 번째 배터리 트레이에 대한 아이디 설정 이후, 배터리 시스템(20)을 정상모드로 복귀하고자 하는 경우, 아이디 설정 버튼(210)을 재 입력하면, 현재의 아이디 설정 모드가 해지되고 정상모드로 복귀된다. 또한 아이디 설정 버튼(210) 재 입력과 동시에 설정된 아이디가 메모리(220)에 저장될 수 있다.
다음에, 아이디 설정 모드로 동작하는 마스터 BMS는 정상 모드로 복귀할 때까지 동기신호(SS, 예를 들어 FF)를 주기적으로 또는 간헐적으로 브로드캐스트 방식을 이용하여 전송하는 단계(S417)를 수행한다.
제1 슬레이브 BMS가 장착되고, 제2 슬레이브 BMS가 장착된 후 시간차를 가지고 제3 슬레이브 BMS가 장착되면, 제1 슬레이브 BMS, 제2 슬레이브 BMS 및 제3 슬레이브 BMS는 동기신호(SS)를 수신할 수 있게 되고, 동기신호(SS)를 수신한 제3 슬레이브 BMS는 마스터 BMS로 응답신호(SR3)를 전송하는 단계(S419)를 수행한다. 여기서, 동기신호(SS)를 수신한 제1 슬레이브 BMS 및 제2 슬레이브 BMS는 마스터 BMS로 자신의 아이디(#01, #02)을 포함하는 응답신호(SR1, SR2)를 전송할 수 있으며, 응답신호(SR1, SR2)는 예컨대 ACK 신호일 수 있다. 다른 예에 따르면, 아이디가 이미 설정된 제1 슬레이브 BMS 및 제2 슬레이브 BMS는 동기신호(SS)에 응답하여 어떠한 응답신호(SR1, SR2)도 전송하지 않을 수 있다. 동기신호(SS)를 수신한 제1 슬레이브 BMS 및 제2 슬레이브 BMS가 마스터 BMS로 전송하는 응답신호(SR1, SR2)는 프로그램 구현에 따라 달라질 수 있으며, 동기신호(SS)를 수신한 제3 슬레이브 BMS가 마스터 BMS로 전송하는 응답신호(SR3)와 달라야 한다.
제3 슬레이브 BMS로부터 응답신호(SR3)를 수신한 마스터 BMS는 제3 아이디 정보(SID3, 예를 들어 #03)를 생성하여 제3 슬레이브 BMS로 전송하는 단계(S421)를 수행한다.
이후, 제3 슬레이브 BMS는 수신한 제3 아이디(#03)를 두 번째 배터리 트레이의 아이디로 설정하는 단계(S423)를 수행한다. 여기서, 첫 번째 장착된 배터리 트레이의 아이디 내지 세 번째 장착된 배터리 트레이의 아이디는 장착 순서에 따라 오름차순 또는 내림차순과 같이 순차적으로 설정됨을 알 수 있다. 세 번째 배터리 트레이에 대한 아이디 설정 이후, 배터리 시스템(20)을 정상모드로 복귀하고자 하는 경우, 아이디 설정 버튼(210)을 재 입력하면, 현재의 아이디 설정 모드가 해지되고 정상모드로 복귀된다. 또한 아이디 설정 버튼(210) 재 입력과 동시에 설정된 아이디가 메모리(220)에 저장될 수 있다.
다음에, 아이디 설정 모드로 동작하는 마스터 BMS는 정상 모드로 복귀할 때까지 동기신호(SS, 예를 들어 FF)를 주기적으로 또는 간헐적으로 브로드캐스트 방식을 이용하여 전송하는 단계(S425)를 수행한다.
제1 슬레이브 BMS가 장착되고, 시간차를 가지고 제2 슬레이브 BMS 내지 제n-1 슬레이브 BMS가 장착된 후, 제n 슬레이브 BMS가 장착되면, 제1 슬레이브 BMS 내지 제n 슬레이브 BMS는 동기신호(SS)를 수신할 수 있게 되고, 동기신호(SS)를 수신한 제n 슬레이브 BMS는 마스터 BMS로 응답신호(SRn)를 전송하는 단계(S427)를 수행한다. 여기서, 동기신호(SS)를 수신한 제1 슬레이브 BMS 내지 제n-1 슬레이브 BMS 각각은 마스터 BMS로 자신의 아이디(#01, #02)을 포함하는 응답신호(SR1 내지 SRn-1)를 전송할 수 있으며, 응답신호(SR1 내지 SRn-1)는 예컨대 ACK 신호일 수 있다. 다른 예에 따르면, 아이디가 이미 설정된 제1 슬레이브 BMS 내지 제n-1 슬레이브 BMS는 동기신호(SS)에 응답하여 어떠한 응답신호(SR1 내지 SRn-1)도 전송하지 않을 수 있다. 동기신호(SS)를 수신한 제1 슬레이브 BMS 내지 제n-1 슬레이브 BMS가 마스터 BMS로 전송하는 응답신호(SR1 내지 SRn-1)는 프로그램 구현에 따라 달라질 수 있으며, 동기신호(SS)를 수신한 제n 트레이 BMS(120-n)가 랙 BMS(200)로 전송하는 응답신호(SRn)와 달라야 한다.
제n 슬레이브 BMS로부터 응답신호(SRn)를 수신한 마스터 BMS는 제n 아이디 정보(SIDn, 예를 들어 #n)를 생성하여 제n 슬레이브 BMS로 전송하는 단계(S429)를 수행한다.
이후, 제n 슬레이브 BMS는 수신한 제n 아이디(#0n)를 n번째 장착된 배터리 트레이의 아이디로 설정하는 단계(s431)를 수행한다. 여기서, 첫 번째로 장착된 배터리 트레이 내지 n번째로 장착된 배터리 트레이의 아이디는 장착 순서에 따라 오름차순 또는 내림차순과 같이 순차적으로 설정됨을 알 수 있다. n번째로 장착된 배터리 트레이의 아이디 설정 이후, 배터리 시스템(20)을 정상모드로 복귀하고자 하는 경우, 아이디 설정 버튼(210)을 재 입력하면, 현재의 아이디 설정 모드가 해지되고 정상모드로 복귀된다. 또한 아이디 설정 버튼(210) 재 입력과 동시에 설정된 아이디가 메모리(220)에 저장될 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
100: 배터리 랙 110: 배터리 트레이
120: 트레이 BMS 200: 랙 BMS
210: 아이디 설정 버튼 220: 메모리

Claims (17)

  1. 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 배터리 트레이를 제어하는 슬레이브 BMS, 및 복수의 상기 슬레이브 BMS들을 제어하는 마스터 BMS를 포함하는 배터리 시스템의 제어방법으로서,
    상기 마스터 BMS가 동기신호를 전송하는 동기신호 전송단계;
    상기 배터리 트레이가 장착되면, 상기 배터리 트레이에 대응하는 슬레이브 BMS가 상기 동기신호를 수신하고, 상기 마스터 BMS로 응답신호를 전송하는 응답신호 전송단계;
    상기 마스터 BMS가 상기 응답신호를 수신하고, 상기 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 상기 슬레이브 BMS로 전송하는 아이디 전송단계;
    상기 슬레이브 BMS가 상기 아이디 정보를 수신하고 자신의 아이디로 설정하는 아이디 설정단계; 및
    배터리 트레이가 추가로 장착될 때마다 상기 응답신호 전송단계, 상기 아이디 전송단계, 및 상기 아이디 설정단계를 반복 수행하는 루틴 실행단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 아이디 전송단계는,
    상기 마스터 BMS가 상기 배터리 트레이들의 장착 순서에 따라 각 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 순차적으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    외부 입력에 의해 아이디 설정 모드로 진입하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 외부 입력은,
    아이디 설정 버튼 입력을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 제어 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    외부 입력에 의해 정상 모드로 복귀하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 외부 입력은,
    아이디 설정 버튼 재 입력을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 제어 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 정상 모드로 복귀하는 단계는,
    설정한 아이디들을 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 제어 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 마스터 BMS 및 상기 슬레이브 BMS는 CAN(controller area network) 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 제어 방법.
  9. 하나 이상의 배터리 셀로 구성된 배터리 트레이를 제어하는 슬레이브 BMS; 및
    복수의 상기 슬레이브 BMS들을 제어하는 마스터 BMS;를 포함하며,
    상기 마스터 BMS는,
    동기신호를 전송하고, 상기 동기신호를 수신한 슬레이브 BMS로부터 응답신호를 수신하며, 상기 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 상기 슬레이브 BMS로 전송하고,
    배터리 트레이가 추가로 장착될 때마다 상기 응답신호 수신 및 상기 아이디 정보 전송을 반복 수행하도록 구성되고,
    상기 슬레이브 BMS는 대응하는 배터리 트레이가 장착되면 상기 동기신호를 수신하고 상기 응답신호를 상기 마스터 BMS에 송신하며, 상기 마스터 BMS로부터 상기 아이디 정보를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 마스터 BMS는,
    상기 트레이들의 장착 순서에 따라 각 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 순차적으로 전송하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 마스터 BMS는,
    외부 입력에 의해 아이디 설정 모드로 진입하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 마스터 BMS는,
    상기 아이디 설정 모드로 진입하는 아이디 설정 버튼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  13. 제 9항에 있어서, 상기 마스터 BMS는,
    외부 입력에 의해 정상 모드로 복귀하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 외부 입력은,
    아이디 설정 버튼 재 입력을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 마스터 BMS는,
    상기 정상 모드로 복귀 시에, 설정한 아이디들을 저장하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  16. 제 9항에 있어서,
    상기 마스터 BMS 및 상기 슬레이브 BMS는 CAN(controller area network) 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
  17. 하나 이상의 배터리 셀로 구성된 배터리 트레이를 제어하는 슬레이브 BMS 및 복수의 상기 슬레이브 BMS들을 제어하는 마스터 BMS를 포함하는 배터리 시스템을 포함하며, 상기 배터리 시스템, 발전 시스템, 및 계통의 전력을 연계하여 부하에 공급하는 전력 저장 시스템으로서,
    상기 마스터 BMS는,
    동기신호를 전송하고, 상기 동기신호를 수신한 상기 트레이가 장착된 슬레이브 BMS로부터 응답신호를 수신하며, 상기 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 상기 슬레이브 BMS로 전송하고,
    배터리 트레이가 추가로 장착될 때마다 상기 응답신호 수신 및 상기 아이디 정보 전송을 반복 수행하며,
    상기 배터리 트레이들의 장착 순서에 따라 각 슬레이브 BMS에 대한 아이디 정보를 순차적으로 전송하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템.
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