KR101564365B1 - System and method for balancing of battery using wireless communications - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신을 통해 복수의 배터리에 대한 충전량을 균일화하는 배터리 밸런싱 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 복수의 배터리에 대한 충전량을 균일화하는 배터리 밸런싱 시스템으로서, 배터리의 상태 정보를 측정하여 무선 통신 수단을 통해 전송하고, 제어 신호에 따라 배터리의 밸런싱 동작을 수행하는 복수의 슬레이브 BMS 모듈; 및 무선 통신 수단을 통해 상기 복수의 슬레이브 BMS 모듈로부터 각 배터리의 상태 정보를 수신하고, 수신한 배터리 상태 정보와 상기 각 슬레이브 BMS 모듈에서 무선 통신 수단을 통해 소비되는 에너지량에 근거하여, 각 배터리의 선택적인 방전을 통한 밸런싱 제어 신호를 생성하여 전송하는 마스터 BMS 모듈;을 포함하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템이 개시된다.The present invention relates to a battery balancing system and method for equalizing the amount of charge for a plurality of batteries through wireless communication.
According to the present invention, there is provided a battery balancing system for equalizing a charge amount for a plurality of batteries, comprising: a plurality of slave BMS modules for measuring status information of a battery, transmitting the information through wireless communication means, ; And a controller for receiving status information of each battery from the plurality of slave BMS modules via wireless communication means, and based on the received battery status information and the amount of energy consumed by the wireless communication means in each slave BMS module, And a master BMS module for generating and transmitting a balancing control signal through selective discharging. The battery balancing system using wireless communication is disclosed.

Description

무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템 및 방법{System and method for balancing of battery using wireless communications}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery balancing system and method using wireless communication,

본 발명은 배터리 밸런싱 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신을 통해 복수의 배터리에 대한 충전량을 균일화하는 배터리 밸런싱 시스템 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery balancing system, and more particularly, to a battery balancing system and method for equalizing a charge amount for a plurality of batteries through wireless communication.

일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.In general, the secondary battery includes a nickel cadmium battery, a nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, and a lithium ion polymer battery. Such a secondary battery is not limited to small-sized products such as a digital camera, a P-DVD, an MP3P, a mobile phone, a PDA, a portable game device, a power tool and an e-bike, It is also applied to power storage devices that store power and renewable energy, and backup power storage devices.

한편, 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차 또는 전력 저장 장치에 사용되는 대용량 배터리는 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 단위 셀 집합체를 포함한다. 다수의 단위 셀이 연결된 배터리는, 충방전이 반복됨에 따라 각 단위 셀의 충전용량에 편차가 발생하게 된다. 이러한 충전용량의 편차를 방치한 채로 충전이나 방전을 지속하게 되면, 일부의 단위 셀이 과충전 상태나 과방전 상태가 될 수 있다. 과충전 또는 과방전 상태는 단위 셀의 안전성을 저해하는 요인으로 작용하며 경우에 따라서는 폭발과 같은 예기치 못한 사고를 유발하기도 한다.On the other hand, a large-capacity battery used in an electric vehicle, a hybrid electric vehicle or a power storage device includes a plurality of unit cell assemblies connected in series and / or in parallel. As the battery is repeatedly charged and discharged, the charging capacity of each unit cell is varied due to the connection of a plurality of unit cells. If the charging or discharging is continued while the variation in the charging capacity is left unchanged, some of the unit cells may become overcharged or overdischarged. Overcharging or overdischarging may be a factor that hinders the safety of a unit cell and in some cases may lead to unexpected accidents such as explosions.

위와 같은 문제를 해결하기 위해 배터리 셀의 충전량을 지속적으로 모니터링하여 각 배터리 셀의 충전량을 일정한 레벨로 밸런싱하는 다양한 형태의 회로가 제안되어 배터리 관리 시스템(Battery Management System)에 적용되어 사용되고 있다. 이러한 밸런싱 방법으로는 전압이 높은 셀을 방전시켜 전압 레벨을 맞추는 방식이 많이 이용된다.In order to solve the above problem, various types of circuits for continuously monitoring the charged amount of the battery cells and balancing the charged amount of each battery cell to a certain level have been proposed and applied to the battery management system. In this balancing method, a method of discharging a high voltage cell and adjusting a voltage level is used.

또한, 위와 같이 복수의 셀 또는 복수의 배터리에 대한 전압를 개별적으로 조정하는 밸런싱 방법에서 나아가, 복수의 셀 또는 복수의 배터리 각각에서 밸런싱을 수행하는 배터리 관리 시스템(BMS)들을 모두 연결하여 하나의 마스터 BMS에서 전체의 셀 또는 전체의 배터리에 대한 전압을 밸런싱하는 방법이 이용되고 있다.Further, in addition to the balancing method for individually adjusting the voltages for a plurality of cells or the plurality of batteries as described above, all of the battery management systems (BMS) that perform balancing in each of the plurality of cells or the plurality of batteries are connected, A method of balancing the voltage of the entire cell or the entire battery is used.

이렇게 개별 배터리에 대한 BMS를 슬레이브 BMS라고 하며, 슬레이브 BMS로부터 정보를 취합하여 전체적인 밸런싱 및 배터리 관리 처리를 수행하는 BMS를 마스터 BMS라고 한다. 종래에는 슬레이브 BMS와 마스터 BMS를 전선 등의 유선 통신을 통해 연결하여 정보를 교환하였는데, 이 경우 배선이 복잡해짐에 따라 고장의 우려가 있고, BMS 보드 역시 복잡해지는 문제가 있다.The BMS for the individual battery is referred to as a slave BMS, and the BMS for collecting information from the slave BMS and performing overall balancing and battery management processing is referred to as a master BMS. Conventionally, information has been exchanged by connecting a slave BMS and a master BMS through a wire communication such as an electric wire. In this case, there is a concern that a wiring becomes complicated and a BMS board becomes complicated.

이에, 무선 통신 수단을 통해 마스터 BMS와 슬레이브 BMS를 연결하는 방식이 이용될 수 있는데, 이 경우 무선 통신을 수행하기 위해서는 각 슬레이브 BMS에서 에너지가 소비된다. 또한, 이렇게 소비되는 에너지는 슬레이브 BMS에 연결된 각각의 배터리에서 공급받게 되는데, 이는 배터리 전압 밸런싱시 오차를 발생하게 하는 요소가 된다. 즉, 종래의 밸런싱 알고리즘에는 무선 통신을 통해 소비되는 에너지를 감안하지 않고 있으므로, 무선 통신으로 인해 배터리의 에너지가 소모됨에도 불구하고 불필요한 밸런싱에 따른 방전 절차가 이루어질 수 있는 문제가 있다.Accordingly, a method of connecting the master BMS and the slave BMS through the wireless communication means can be used. In this case, energy is consumed in each slave BMS in order to perform wireless communication. In addition, the energy thus consumed is supplied from each battery connected to the slave BMS, which causes an error in battery voltage balancing. That is, since the conventional balancing algorithm does not consider the energy consumed through wireless communication, there is a problem that the discharging procedure due to unnecessary balancing can be performed even though the energy of the battery is consumed due to wireless communication.

대한민국 등록특허 제10-0680901호 (2007.02.09)Korean Registered Patent No. 10-0680901 (2007.02.09) 대한민국 공개특허 제10-2011-0029883호 (2011.03.23)Korean Patent Publication No. 10-2011-0029883 (March 23, 2011) 일본 공개특허 제10-2009-50085호 (2009.03.05)Japanese Patent Laid-Open No. 10-2009-50085 (2009.03.05)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로서, 복수의 배터리에 따른 BMS를 복잡한 배선 없이 무선 통신을 통해 연결하여, 전체 배터리에 대한 배터리 관리 및 전압 밸런싱 처리를 할 수 있는 배터리 밸런싱 시스템 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a battery balancing system capable of performing battery management and voltage balancing processing for an entire battery by connecting a BMS according to a plurality of batteries through wireless communication without complicated wiring, The purpose is to provide a method.

또한, 무선 통신 수단을 이용함에 따라 소비되는 에너지를 전체 배터리 밸런싱 알고리즘에 반영하여, 정확한 밸런싱 처리를 수행할 수 있도록 하는 데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to reflect the energy consumed by the wireless communication means in the entire battery balancing algorithm to perform an accurate balancing process.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the present invention will be described hereinafter and will be understood by the embodiments of the present invention. Further, objects and advantages of the present invention can be realized by the means and the combination shown in the appended claims.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템은, 복수의 배터리에 대한 충전량을 균일화하는 배터리 밸런싱 시스템으로서, 배터리의 상태 정보를 측정하여 무선 통신 수단을 통해 전송하고, 제어 신호에 따라 배터리의 밸런싱 동작을 수행하는 복수의 슬레이브 BMS 모듈; 및 무선 통신 수단을 통해 상기 복수의 슬레이브 BMS 모듈로부터 각 배터리의 상태 정보를 수신하고, 수신한 배터리 상태 정보와 상기 각 슬레이브 BMS 모듈에서 무선 통신 수단을 통해 소비되는 에너지량에 근거하여, 각 배터리의 선택적인 방전을 통한 밸런싱 제어 신호를 생성하여 전송하는 마스터 BMS 모듈;을 포함한다.In order to achieve the above object, a battery balancing system using wireless communication according to the present invention is a battery balancing system for equalizing a charged amount of a plurality of batteries, A plurality of slave BMS modules for performing a balancing operation of the battery according to a control signal; And a controller for receiving status information of each battery from the plurality of slave BMS modules via wireless communication means, and based on the received battery status information and the amount of energy consumed by the wireless communication means in each slave BMS module, And a master BMS module for generating and transmitting a balancing control signal through selective discharge.

또한, 상기 마스터 BMS 모듈과 상기 각 슬레이브 BMS 모듈 간 거리에 따른 무선 통신 신호 세기를 결정하는 신호세기 결정부; 및 결정된 신호 세기에 근거하여 각 슬레이브 BMS 모듈에서 무선 통신으로 소비되는 에너지량을 산출하는 소비 에너지 산출부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.A signal strength determination unit for determining a strength of a wireless communication signal according to a distance between the master BMS module and each slave BMS module; And a consumption energy calculating unit for calculating an amount of energy consumed by wireless communication in each slave BMS module based on the determined signal strength.

아울러, 상기 슬레이브 BMS 모듈은, 배터리에서 측정된 전압과 제공받은 기준 전압을 비교하여, 측정된 전압이 기준 전압 이상일 경우, 상기 배터리의 방전을 통한 밸런싱 동작을 수행하는 것이 바람직하며, 각 슬레이브 BMS 모듈별로 산출된 소비 에너지량에 근거하여, 감소되는 전압만큼을 합산하여, 각 슬레이브 BMS 모듈별 기준 전압을 설정하는 기준 전압 설정부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the slave BMS module compares a measured voltage of the battery with a provided reference voltage to perform a balancing operation by discharging the battery when the measured voltage is equal to or higher than a reference voltage. And a reference voltage setting unit for summing the reduced voltages based on the calculated amount of energy consumed for each slave BMS module to set a reference voltage for each slave BMS module.

여기서, 상기 감소되는 전압은, 소정의 밸런싱 주기 동안, 상기 신호세기 결정부에서 결정된 신호 세기로 무선 통신을 수행하여 소비되는 에너지만큼 강하되는 전압인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the reduced voltage is a voltage that is lowered by energy consumed by performing wireless communication with a signal intensity determined by the signal strength determination unit during a predetermined balancing period.

한편, 상기 신호세기 결정부 또는 상기 소비 에너지 산출부는, 상기 마스터 BMS 모듈에 구비되는 것이 바람직하다.Preferably, the signal intensity determination unit or the consumption energy calculation unit is provided in the master BMS module.

또는, 상기 신호세기 결정부 또는 상기 소비 에너지 산출부는, 상기 슬레이브 BMS 모듈에 구비되는 것이 바람직하다.Alternatively, the signal intensity determination unit or the consumption energy calculation unit may be provided in the slave BMS module.

바람직하게, 상기 신호세기 결정부는, 상기 마스터 BMS 모듈에서 점진적으로 신호 세기를 증가시켜 전송하는 메시지를 상기 슬레이브 BMS 모듈에서 수신할 경우, 해당 시점의 신호 세기를 개별 슬레이브 BMS 모듈의 신호 세기로 결정한다.Preferably, when the slave BMS module receives a message for incrementally increasing the signal strength in the master BMS module, the signal strength determiner determines the signal strength at that time as the signal strength of the individual slave BMS module .

나아가, 상기 복수의 슬레이브 BMS 모듈은, 각각에 연결된 배터리에서 전원을 공급받아 무선 통신을 수행하는 것이 바람직하며, 상기 마스터 BMS 모듈은, 상기 복수의 슬레이브 BMS 모듈로부터 취합한 상태 정보를 외부 디바이스로 전달하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the plurality of slave BMS modules perform wireless communication by receiving power from a battery connected to each of the slave BMS modules, and the master BMS module transmits state information collected from the plurality of slave BMS modules to an external device .

상기 외부 디바이스는, 충전 장치 또는 상기 배터리로부터 전력을 공급받아 동작하는 기기 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 배터리는, 단위 셀, 배터리 모듈, 상기 배터리 모듈이 복수개 연결된 배터리 팩 또는 상기 배터리 모듈이 다층으로 탑재된 배터리 랙 중 어느 하나 또는 이들의 조합인 것이 바람직하다.Preferably, the external device includes at least one of a charging device or an apparatus that operates by receiving power from the battery. The battery may include a unit cell, a battery module, a battery pack connected to the battery module, And a battery rack mounted with multiple layers, or a combination thereof.

본 발명에 따른 기술적 과제는, 상기 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템이 적용된 전자 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 전력 저장 장치에 의해서도 달성이 가능하다.The technical object of the present invention can also be achieved by an electronic device, an electric vehicle, a hybrid vehicle or a power storage device to which the battery balancing system using the wireless communication is applied.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 복수의 배터리에 구비되는 복수의 슬레이브 BMS 모듈과 이들과 무선 통신 수단을 통해 연결하여 정보를 수집하고, 밸런싱 제어 신호를 생성하여 전송하는 마스터 BMS 모듈을 통해 배터리의 충전량을 밸런싱하는 방법으로서, (a) 상기 각각의 슬레이브 BMS 모듈과 상기 마스터 BMS 모듈 간의 거리에 따른 무선 통신 신호 세기를 결정하는 단계; (b) 상기 각각의 슬레이브 BMS 모듈별로 결정된 신호 세기에 따라 소비되는 에너지량을 산출하는 단계; (c) 상기 각각의 슬레이브 BMS 모듈별로 산출된 소비 에너지량에 따라 각 슬레이브 BMS 모듈의 배터리 밸런싱 기준 전압을 설정하는 단계; 및 (d) 상기 각각의 슬레이브 BMS 모듈별로 설정된 기준 전압과 각 배터리에서 측정되는 전압을 비교하여, 기준 전압 이상일 경우 밸런싱 동작을 수행하는 단계;를 포함하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a plurality of slave BMS modules provided in a plurality of batteries, a master BMS module for collecting information by connecting the slave BMS modules via wireless communication means, and generating and transmitting a balancing control signal, CLAIMS What is claimed is: 1. A method for balancing a charge amount, comprising: (a) determining a wireless communication signal strength according to a distance between each slave BMS module and a master BMS module; (b) calculating an amount of energy consumed according to a signal intensity determined for each slave BMS module; (c) setting a battery balancing reference voltage of each slave BMS module according to the amount of energy consumed calculated for each slave BMS module; And (d) comparing a reference voltage set for each slave BMS module with a voltage measured at each battery, and performing a balancing operation when the reference voltage is equal to or higher than a reference voltage.

본 발명에 따르면, 복수개의 배터리에 대한 충전량을 밸런싱함에 있어서, 각 배터리에 구비된 BMS를 마스터 BMS와 무선 통신을 통해 연결하여, 복잡한 배선 없이 간결하게 구현할 수 있고, 이에 따라 고장 및 장애를 줄일 수 있는 효과를 제공한다.According to the present invention, in balancing the charged amount with respect to a plurality of batteries, the BMS provided in each battery can be connected to the master BMS through wireless communication, so that the battery can be simply implemented without complicated wiring, Provides an effect.

또한, 무선 통신을 통해 소비되는 에너지량을 각 배터리의 거리에 비례하여 정확하게 파악하고, 각 배터리별로 파악된 소비량을 각각의 배터리에 대한 밸런싱 처리에 반영하도록 하여, 불필요한 밸런싱 동작에 따른 배터리 방전을 방지할 수 있게되어, 보다 정확하고 효율적인 배터리 밸런싱 처리를 수행할 수 있는 효과가 있다.In addition, the amount of energy consumed through wireless communication can be accurately grasped in proportion to the distance of each battery, and the amount of consumption detected for each battery can be reflected in the balancing process for each battery, thereby preventing battery discharge due to unnecessary balancing operation Therefore, it is possible to perform a more accurate and efficient battery balancing process.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술할 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템이 구현된 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템에서 거리에 따른 신호세기 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템에서 마스터 BMS 모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템에서 슬레이브 BMS 모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 방법의 절차를 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 방법에서 슬레이브 BMS 모듈의 무선 통신 신호세기를 결정하는 절차의 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 방법에서 소비 에너지량을 산출하고 이를 반영하여 밸런싱 기준 전압을 설정하는 절차의 예를 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention below, And should not be construed as limiting.
FIG. 1 is a block diagram of a battery balancing system using wireless communication according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 2 is a view for explaining a difference in signal intensity according to distances in a battery balancing system using wireless communication according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a diagram illustrating a configuration of a master BMS module in a battery balancing system using wireless communication according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a slave BMS module in a battery balancing system using wireless communication according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a procedure of a battery balancing method using wireless communication according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an example of a procedure for determining a wireless communication signal strength of a slave BMS module in a battery balancing method using wireless communication according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a procedure for calculating the amount of energy consumed in a battery balancing method using wireless communication according to an embodiment of the present invention and setting a balancing reference voltage by reflecting the amount of energy consumed.

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 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 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.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템이 구현된 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a block diagram of a battery balancing system using wireless communication according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템은, 복수의 배터리(300)와, 각 배터리(300)에 연결되어 배터리 관리와 밸런싱 처리를 수행하는 복수의 슬레이브 BMS 모듈(200)과, 각 슬레이브 BMS 모듈(200)과 무선 통신을 통해 연결되어 정보를 송/수신하고, 전체 배터리의 관리 및 밸런싱 처리를 수행하는 마스터 BMS 모듈(100)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a battery balancing system using wireless communication according to the present invention includes a plurality of batteries 300, a plurality of slave BMS modules 200 connected to each battery 300 for performing battery management and balancing processes And a master BMS module 100 connected to each slave BMS module 200 via wireless communication to transmit / receive information, and to perform management and balancing of the entire battery.

상기 배터리(300)는 서로 직렬 및 병렬로 연결된 복수의 배터리(301,302,30N)를 포함한다. 상기 배터리(300)는 전기화학적 반응을 통해 반복적인 충전과 방전이 가능한 단위 유닛을 나타낸다. 일 예로, 상기 배터리(300)는 단위 셀, 서로 직렬 및 병렬로 연결된 복수의 단위 셀을 포함하는 배터리 모듈, 복수의 배터리 모듈이 직렬 및 병렬로 연결된 배터리 팩 또는 배터리 모듈이 다층으로 탑재된 배터리 랙 등을 의미한다.The battery 300 includes a plurality of batteries 301, 302, and 30N connected in series and in parallel with each other. The battery 300 represents a unit unit capable of repeated charging and discharging through an electrochemical reaction. For example, the battery 300 may include a unit cell, a battery module including a plurality of unit cells connected in series and in parallel, a battery pack in which a plurality of battery modules are connected in series and in parallel, or a battery rack And the like.

상기 슬레이브 BMS 모듈(200)은 상기 배터리(300)에 연결되어, 상기 배터리(300)의 배터리 관리, 전압 밸런싱 처리, 상태 측정 및 상기 마스터 BMS 모듈(100)과의 정보 송/수신 처리 등을 수행한다. 상기 슬레이브 BMS 모듈(200)은 무선 통신 수단이 구비되어 상기 마스터 BMS 모듈(100)과 무선 통신을 수행한다. 무선 통신 수단은 근거리 무선 통신 방식을 이용하는데, 예로 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 방식 등이 이용될 수 있다.The slave BMS module 200 is connected to the battery 300 and performs battery management, voltage balancing, status measurement, and information transmission / reception processing with the master BMS module 100 of the battery 300 do. The slave BMS module 200 includes wireless communication means and performs wireless communication with the master BMS module 100. The wireless communication means uses a short-range wireless communication method, such as Zigbee, Bluetooth, Wi-Fi, or the like.

상기 슬레이브 BMS 모듈(200)은 복수개(201,202,20N)로 구비되며, 각각 상기 마스터 BMS 모듈(100)과 무선 통신한다. 특히, 본 발명에 따른 슬레이브 BMS 모듈(200)은 무선 통신을 통해 소비되는 에너지량을 배터리 밸런싱 알고리즘에 반영하여 정확한 밸런싱 처리를 수행할 수 있다. 상기 슬레이브 BMS 모듈(200)의 보다 상세한 설명은 추가 도면을 통해 설명하기로 한다.The slave BMS module 200 is provided in a plurality of units 201, 202 and 20N and wirelessly communicates with the master BMS module 100, respectively. In particular, the slave BMS module 200 according to the present invention can accurately balance the amount of energy consumed through the wireless communication to the battery balancing algorithm. A more detailed description of the slave BMS module 200 will be described with reference to the accompanying drawings.

상기 마스터 BMS 모듈(100)은 상기 복수의 슬레이브 BMS 모듈(200)에 무선 통신을 통해 연결되어, 각종 정보 및 제어 신호를 송/수신하며, 전체 배터리(300)에 대한 밸런싱 처리, 관리 및 제어 처리를 수행한다. 또한, 상기 마스터 BMS 모듈(100)은 복수의 슬레이브 BMS 모듈(200)로부터 취합된 배터리 상태 정보와 전체 배터리 관리 시스템의 정보를 외부 디바이스로 전송하는 역할을 수행한다. 마스터 BMS 모듈(100) 역시 상기 슬레이브 BMS 모듈(200)에서와 같은 무선 통신 방식을 이용한다.The master BMS module 100 is connected to the plurality of slave BMS modules 200 through wireless communication and transmits / receives various information and control signals. The master BMS module 100 performs balancing processing, management and control processing for the entire battery 300 . In addition, the master BMS module 100 transmits battery state information collected from a plurality of slave BMS modules 200 and information of the entire battery management system to an external device. The master BMS module 100 also uses the same wireless communication scheme as the slave BMS module 200.

한편, 상기 마스터 BMS 모듈(100)은 복수의 슬레이브 BMS 모듈(200)들에 대하여 각각의 거리에 따른 신호 세기를 결정하도록 하며, 이를 통해 각 슬레이브 BMS 모듈(200)들의 무선 통신에 따른 소비 에너지량을 산출할 수 있도록 지원한다.Meanwhile, the master BMS module 100 determines a signal strength according to each distance to a plurality of slave BMS modules 200, and thereby determines the amount of energy consumed by the wireless communication of each slave BMS module 200 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템에서 거리에 따른 신호세기 차이를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining a difference in signal intensity according to distances in a battery balancing system using wireless communication according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도면에서와 같이, 마스터 BMS 모듈(100)을 기준으로 복수의 슬레이브 BMS 모듈(200)들이 위치하는데, 각기 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 마스터 BMS 모듈(100)과 각각의 슬레이브 BMS 모듈(200)은 상대적인 거리에 서로 차이가 존재한다. 또한, 무선 통신을 위한 신호 세기는 도달할 수 있는 거리에 비례하여 증가하기 때문에, 가까운 거리는 작은 신호 세기로도 통신할 수 있지만, 먼 거리는 상대적으로 큰 신호 세기를 통해서 통신할 수 있게 된다.As shown in the figure, a plurality of slave BMS modules 200 are located on the basis of the master BMS module 100, and they may be disposed at different positions. Accordingly, the master BMS module 100 and the respective slave BMS modules 200 differ from each other in the relative distance. Also, because the signal strength for wireless communication increases in proportion to the reachable distance, a close distance can communicate with a small signal strength, but a far distance can communicate through a relatively large signal strength.

도면의 예를 살펴보면, 마스터 BMS 모듈(100)을 기준으로 P1의 신호 세기로 도달할 수 있는 거리 내에는 슬레이브 BMS 모듈이 존재하지 않고, P2의 신호 세기로 도달할 수 있는 거리 내에는 제2 슬레이브 BMS 모듈(202)이 위치한다. 또한, P3의 신호 세기로 도달할 수 있는 거리 내에는 제1 슬레이브 BMS 모듈(201)이 위치하며, P4의 신호 세기로 도달할 수 있는 거리 내에는 제3 슬레이브 BMS 모듈(203)이 위치한다. 물론, 거리에 비례하여 신호 세기 역시 P1 < P2 < P3 < P4 순으로 증가한다.In the example of the drawing, within the distance that the slave BMS module does not exist within a distance that can reach the signal intensity of P1 based on the master BMS module 100, The BMS module 202 is located. Also, the first slave BMS module 201 is located within a distance that can reach the signal intensity of P3, and the third slave BMS module 203 is located within a distance that can reach the signal intensity of P4. Of course, the signal strength also increases in the order of P1 <P2 <P3 <P4 in proportion to the distance.

따라서, P2의 신호 세기가 도달하는 위치에 배치된 제2 슬레이브 BMS 모듈(202)은 마스터 BMS 모듈(100)과 P2의 신호 세기로 무선 통신을 수행하며, P2의 신호 세기에 따른 에너지가 무선 통신 수행시 소비될 것이다. 마찬가지로, 제1 슬레이브 BMS 모듈(201)은 P3의 신호 세기로, 제3 슬레이브 BMS 모듈(203)은 P4의 신호 세기로 무선 통신을 수행하고, 그에 따른 에너지를 소비할 것이다. 여기서, 신호 세기에 비례하여 소비되는 에너지량 역시 증가할 것이므로, 도면의 예에서 소비되는 에너지량은 제2 슬레이브 BMS 모듈(202) < 제1 슬레이브 BMS 모듈(201) < 제3 슬레이브 BMS 모듈(203) 순으로 증가한다.Accordingly, the second slave BMS module 202 disposed at a position where the signal intensity of P2 reaches the second BMS module 100 performs wireless communication with the signal strength of the master BMS module 100 and P2, It will be consumed when performing. Likewise, the first slave BMS module 201 will transmit the signal strength of P3, and the third slave BMS module 203 will perform wireless communication with the signal strength of P4 and consume energy accordingly. Here, since the amount of energy consumed in proportion to the signal intensity will also increase, the amount of energy consumed in the example of the drawing is larger than that of the second slave BMS module 202 <first slave BMS module 201 <third slave BMS module 203 ).

한편, 마스터 BMS 모듈(100)은 모든 슬레이브 BMS 모듈(200)과 통신을 수행해야 하므로 가장 멀리 있는 슬레이브 BMS 모듈(203)과 통신할 수 있는 P4의 신호 세기로 통신을 수행한다. 즉, 제어 및 정보 제공을 위한 메시지를 방송할 경우 P4의 신호 세기로 메시지를 송출하여, 모든 슬레이브 BMS 모듈(200)들이 방송되는 메시지를 수신할 수 있도록 한다.Meanwhile, since the master BMS module 100 needs to communicate with all the slave BMS modules 200, the master BMS module 100 performs communication with the signal strength of P4 that can communicate with the slave BMS module 203 which is farthest. That is, when broadcasting a message for control and information provision, a message is transmitted with a signal strength of P4 so that all the slave BMS modules 200 can receive the broadcasted message.

본 발명에 따르면, 이러한 거리에 따른 에너지 소비량 및 각 BMS 모듈에서 소비되는 에너지량의 차이를 파악하고, 이를 전체 배터리 밸런싱 처리 알고리즘에 반영하여, 정확하고 효율적인 배터리 밸런싱 처리를 수행할 수 있도록 한다.According to the present invention, the difference between the energy consumption according to the distance and the amount of energy consumed by each BMS module is detected and reflected in the entire battery balancing algorithm so that accurate and efficient battery balancing processing can be performed.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템에서 마스터 BMS 모듈의 구성을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a master BMS module in a battery balancing system using wireless communication according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 마스터 BMS 모듈(100)의 구성을 보다 상세히 설명하도록 한다.3, the configuration of the master BMS module 100 according to the present invention will be described in more detail.

본 발명에 따른 마스터 BMS 모듈(100)은 무선 통신부(110), 정보 송/수신부(120), 밸런싱 제어 신호 생성부(130), 신호세기 결정부(150), 소비 에너지 산출부(160), 기준 전압 설정부(170)를 포함한다.The master BMS module 100 includes a wireless communication unit 110, an information transmission / reception unit 120, a balancing control signal generation unit 130, a signal intensity determination unit 150, a consumption energy calculation unit 160, And a reference voltage setting unit 170.

상기 무선 통신부(110)는 무선 통신 수단을 통해 외부 노드와 접속 및 연결되어 무선으로 데이터 통신하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 상기 무선 통신부(110)에는 안테나가 구비되며, 근거리 통신 수단을 통해 주변의 배터리 및 슬레이브 BMS 모듈과 통신할 수 있고, 나아가 외부 디바이스에 무선 접속하여 정보를 전송할 수도 있다.The wireless communication unit 110 is connected to and connected to an external node through a wireless communication unit and performs data communication through wireless communication. To this end, the wireless communication unit 110 is provided with an antenna, and can communicate with nearby battery and slave BMS modules through short-distance communication means, and wirelessly connect to external devices to transmit information.

상기 정보 송/수신부(120)는 상기 무선 통신부(110)를 통해 각종 정보, 메시지 및 데이터를 주고 받도록 처리하는 역할을 수행한다. 상기 정보 송/수신부(120)는 복수의 슬레이브 BMS 모듈(200)과 접속되어, 정보를 송/수신 처리하고, 외부 디바이스와 접속되어 정보를 송/수신 처리할 수도 있다. 상기 정보 송/수신부(120)는 상기 복수의 슬레이브 BMS 모듈(200)로부터 배터리 상태 정보 수신하고, 그에 따라 생성된 제어 신호를 각각에 전송한다. 또한, 외부 디바이스로부터 정보 요청 신호를 수신하고, 그에 따라 생성 및 취합된 정보를 전송하기도 한다.The information transmission / reception unit 120 processes various information, messages, and data through the wireless communication unit 110. The information transmitting / receiving unit 120 may be connected to a plurality of slave BMS modules 200 to transmit / receive information, and may be connected to an external device to transmit / receive information. The information transmitting / receiving unit 120 receives battery status information from the plurality of slave BMS modules 200, and transmits the generated control signals to each of the slave BMS modules 200. It also receives an information request signal from an external device and transmits the generated and collected information accordingly.

이때의 외부 디바이스로는, 충전 장치 또는 상기 배터리들로부터 전력을 공급받아 동작하는 기기가 될 수 있으며, 배터리로부터 전력을 공급받아 동작하는 기기의 예로는, 전자 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전력 저장 장치(ESS: Energy Storage System) 등을 들 수 있다.The external device at this time may be a charging device or a device that operates by receiving power from the batteries. Examples of devices that operate by receiving power from the battery include electronic devices, electric vehicles, hybrid vehicles, And an energy storage system (ESS).

상기 밸런싱 제어 신호 생성부(130)는 마스터 BMS 아래에서 제어되는 모든 슬레이브 BMS 모듈(200)들의 배터리 밸런싱 처리를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 역할을 수행한다. 이때에는 제어 가능한 전체 배터리의 상태 및 전체 배터리의 밸런싱을 고려하여 제어 신호를 생성한다. 아울러, 슬레이브 BMS 모듈(200)에 연결된 배터리의 전압 밸런싱 제어시에는 각 슬레이브 BMS 모듈(200)의 무선 통신에 따른 소비 에너지를 감안하여 해당 배터리의 밸런싱 제어 신호를 생성한다.The balancing control signal generator 130 generates a control signal for controlling the battery balancing process of all the slave BMS modules 200 controlled under the master BMS. At this time, a control signal is generated in consideration of the state of the entire controllable battery and the balancing of the entire battery. In addition, when voltage balancing control of the battery connected to the slave BMS module 200 is performed, the balancing control signal of the corresponding battery is generated in consideration of the energy consumed by the wireless communication of each slave BMS module 200.

이렇게, 각각의 슬레이브 BMS 모듈(200)에서 소비되는 에너지를 감안한 밸런싱 제어시에는, 후술할 신호세기 결정부(150), 소비 에너지 산출부(160), 기준 전압 설정부(170)를 통해 도출된 정보를 이용하도록 한다.In the balancing control in consideration of the energy consumed by each slave BMS module 200, the signal intensity determined by the signal intensity determination unit 150, the energy consumption calculation unit 160, and the reference voltage setting unit 170 Use information.

상기 신호세기 결정부(150)는 각각의 슬레이브 BMS 모듈(200)에 대하여 거리에 따른 신호 세기를 결정하도록 하는 역할을 수행한다. 이때에는, 모든 슬레이브 BMS 모듈(200)로 메시지를 방송하고, 이를 수신하여 응답 신호를 전송한 슬레이브 BMS 모듈(201,202,20N)별로 해당 시점에 방송한 메시지의 신호 세기로 각 모듈의 신호 세기를 결정한다. The signal strength determination unit 150 determines the signal strength depending on the distance to each slave BMS module 200. At this time, a message is broadcasted to all the slave BMS modules 200, and the signal strength of each module is determined according to the signal strength of the message broadcasted at the corresponding time for each of the slave BMS modules 201, 202, do.

구체적으로, 상기 신호세기 결정부(150)는 신호 세기를 점진적으로 증가하면서 메시지를 방송하고, 이 방송 메시지를 수신한 슬레이브 BMS 모듈에서 수신 확인 메시지를 전송하면, 해당 시점의 신호 세기를 해당 슬레이브 BMS 모듈의 신호 세기로 결정한다. 여기서, 수신 확인 메시지를 전송한 슬레이브 BMS 모듈은 마스터 BMS 모듈로 무선 통신시, 이때 결정된 신호 세기로 이후부터 통신을 수행하게 된다. 이렇게, 점진적으로 신호 세기를 증가시키면서 메시지를 방송하여, 모든 슬레이브 BMS 모듈(200)로부터 수신 응답 메시지를 수신하게 되면, 신호 세기 결정 처리를 종료한다. 이와 함께, 최종적으로 방송 메시지 수신을 응답받게 되면, 해당 시점의 신호 세기를 이후 마스터 BMS 모듈(100)의 무선 통신 신호 세기로 결정한다. 즉, 가장 멀리 있는 슬레이브 BMS 모듈과 통신 가능한 신호 세기로 마스터 BMS 모듈은 무선 통신을 수행하도록 한다.Specifically, the signal strength determiner 150 broadcasts a message while gradually increasing the signal strength. When the slave BMS module receiving the broadcast message transmits a reception acknowledgment message, It is determined by the signal strength of the module. Here, the slave BMS module that transmitted the acknowledgment message performs communication with the master BMS module at a time of wireless communication at a determined signal strength. When the message is broadcast while increasing the signal strength gradually and the reception response message is received from all the slave BMS modules 200, the signal strength determination processing is terminated. In addition, when a reception of a broadcast message is finally received, the signal intensity at the corresponding point in time is determined as the wireless communication signal strength of the master BMS module 100 in the future. That is, the master BMS module performs wireless communication with the signal strength capable of communicating with the slave BMS module which is farthest.

상기 소비 에너지 산출부(160)는 각 슬레이브 BMS 모듈별로 결정된 신호세기에 따라 무선 통신 수행시 소비되는 에너지량을 산출하는 역할을 수행한다. 이때에는, 소정의 밸런싱 주기 동안 해당 신호세기로 무선 통신을 수행하였을 경우 소비되는 에너지량을 산출한다. 또한, 산출되는 소비 에너지량만큼 연결된 배터리에서 전원을 공급받았을 경우 해당 배터리에서 강하되는 전압을 계산한다. 여기서 계산된 강하 전압은 밸런싱 처리시 무선 통신에 의해 고정적으로 이용되는 전압이다.The energy consumption calculation unit 160 calculates the amount of energy consumed in performing wireless communication according to signal intensity determined for each slave BMS module. At this time, the amount of energy consumed when wireless communication is performed with the corresponding signal strength during a predetermined balancing period is calculated. In addition, when power is supplied from the connected battery by the calculated amount of consumed energy, the voltage dropped from the corresponding battery is calculated. The calculated drop voltage is a voltage that is fixedly used by the wireless communication in the balancing process.

상기 기준 전압 설정부(170)는 배터리 밸런싱 처리시 기준이 되는 전압을 설정 처리하는 역할을 수행하며, 이때 각 배터리에 연결된 각각의 슬레이브 BMS 모듈별로 소비되는 에너지량에 따른 강하 전압만큼을 기본 기준 전압에 추가로 합산하여, 각각의 슬레이브 BMS 모듈별 기준 전압을 설정하도록 한다.The reference voltage setting unit 170 sets a reference voltage in the battery balancing process. At this time, the reference voltage setting unit 170 sets the reference voltage as a reference voltage corresponding to the amount of energy consumed for each slave BMS module connected to each battery, So as to set the reference voltage for each slave BMS module.

이렇게 각 슬레이브 BMS 모듈별로 설정된 기준 전압은 상기 밸런싱 제어 신호 생성부(130)를 통해 생성되는 제어 신호에 포함되어 각각의 슬레이브 BMS 모듈로 전송된다. 각 슬레이브 BMS 모듈에서는 이렇게 생성된 제어 신호를 수신하여 각각의 배터리에 대한 밸런싱 처리를 수행하며, 각 BMS에서 소비되는 에너지량만큼 강하되는 전압이 반영된 기준 전압에 따라 불필요한 밸런싱 처리에 따른 방전 없이 정확하고 효율적인 밸런싱 처리가 이루어지게 된다.The reference voltage set for each slave BMS module is included in the control signal generated through the balancing control signal generator 130 and is transmitted to each slave BMS module. Each slave BMS module receives the generated control signal and performs a balancing process for each battery. In accordance with a reference voltage that reflects a voltage dropping by an amount of energy consumed by each BMS, the slave BMS module is accurate without discharge due to unnecessary balancing process An efficient balancing process is performed.

여기서, 상기 신호세기 결정부(150), 소비 에너지 산출부(160), 및 기준 전압 설정부(170)는 마스터 BMS 모듈(100) 대신, 후술할 슬레이브 BMS 모듈(200)들에 구비될 수 있다. 즉, 각각의 슬레이브 BMS 모듈(200)에서 자신의 신호세기를 결정하고 소비 에너지를 산출하여, 이를 반영한 자신의 기준 전압을 설정하도록 할 수 있고, 마스터 BMS 모듈(100)에서는 이 결과 정보만을 제공받고, 이에 근거하여 배터리 밸런싱 제어 처리를 수행하도록 할 수 있다. 이와 같이 시스템을 구성할 경우, 마스터 BMS 모듈에 집중된 부하를 분산시킬 수 있는 효과가 있다.Here, the signal intensity determiner 150, the energy consumption calculating unit 160, and the reference voltage setting unit 170 may be included in the slave BMS modules 200, which will be described later, instead of the master BMS module 100 . That is, each of the slave BMS modules 200 can determine its own signal intensity, calculate the consumed energy, and set its own reference voltage reflecting it. In the master BMS module 100, only the result information is received , And can perform battery balancing control processing based on this. When the system is configured as described above, there is an effect that the load concentrated on the master BMS module can be distributed.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템에서 슬레이브 BMS 모듈의 구성을 나타낸 도면이다.4 is a block diagram of a slave BMS module in a battery balancing system using wireless communication according to an embodiment of the present invention.

도 4를 통해 본 발명에 따른 슬레이브 BMS 모듈(200)의 구성을 보다 상세하게 설명한다.The configuration of the slave BMS module 200 according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

본 발명에 따름 슬레이브 BMS 모듈(200)은 무선 통신부(210), 정보 송/수신부(220), 밸런싱 동작 처리부(230), 상태 측정부(240), 신호세기 결정부(250), 소비 에너지 산출부(260), 기준 전압 설정부(270)를 포함한다.According to the present invention, the slave BMS module 200 includes a wireless communication unit 210, an information transmission / reception unit 220, a balancing operation processing unit 230, a state measurement unit 240, a signal intensity determination unit 250, (260), and a reference voltage setting unit (270).

상기 무선 통신부(210)는 상기 마스터 BMS 모듈(100)에서와 마찬가지로 무선 통신 수단을 통해 무선으로 데이터 통신하는 역할을 수행한다. 무선 통신부(110)에는 안테나가 구비되고, 근거리 무선 통신을 통해 마스터 BMS 모듈(100)과 무선으로 통신을 수행한다. 상기 무선 통신부(210)는 무선 통신을 수행하기 위해 에너지를 소비하는데, 이때 소비되는 에너지는 연결된 배터리(300)를 통해 공급받게 된다. 따라서, 밸런싱 처리를 수행하기 위해서는 무선 통신이 수반되어야 하므로 에너지를 소비하게 되고, 이에 따라 에너지를 공급하는 배터리(300)의 소비되는 에너지량만큼 전압이 강하된다. 즉, 소비되는 에너지량만큼 방전이 이루어지게 된다.The wireless communication unit 210 wirelessly communicates data through the wireless communication unit as in the master BMS module 100. [ The wireless communication unit 110 is provided with an antenna and wirelessly communicates with the master BMS module 100 via short-range wireless communication. The wireless communication unit 210 consumes energy to perform wireless communication, and the consumed energy is supplied through the connected battery 300. Therefore, in order to perform the balancing process, energy is consumed since radio communication must be accompanied, and accordingly, the voltage drops by the amount of energy consumed by the battery 300 that supplies energy. That is, the discharge is performed by the amount of energy consumed.

상기 정보 송/수신부(220)는 상기 무선 통신부(210)를 통해 각종 정보, 메시지 및 데이터를 주고 받도록 처리하는 역할을 수행한다. 상기 정보 송/수신부(120)는 마스터 BMS 모듈(100)과 접속되어, 무선으로 정보를 송/수신 처리한다. The information transmitting / receiving unit 220 processes various information, messages, and data through the wireless communication unit 210. The information transmitting / receiving unit 120 is connected to the master BMS module 100 and transmits / receives information wirelessly.

상기 밸런싱 동작 처리부(230)는 상기 정보 송/수신부(220)를 통해 마스터 BMS로부터 수신한 밸런싱 제어 신호에 따라 연결된 배터리의 밸런싱 동작을 처리하는 역할을 수행한다. 밸런싱 동작 수행시에는 충전량을 일정하게 유지하도록 연결된 배터리를 방전시켜 설정된 기준 전압과 균일화되도록 처리한다. 이때, 설정되는 기준 전압은 밸런싱 처리시 무선 통신을 통해 소비되는 에너지량에 맞게 강하된 전압만큼을 더 합산한 값으로 설정된다. 이렇게 최적화된 기준 전압은 후술할 신호세기 결정부(250), 소비 에너지 산출부(260), 기준 전압 설정부(270) 또는 마스터 BMS 모듈(100)로부터 제공받는다.The balancing operation processing unit 230 performs a balancing operation of the connected battery according to the balancing control signal received from the master BMS through the information transmitting / receiving unit 220. When the balancing operation is performed, the connected battery is discharged so as to keep the charged amount constant so as to be equalized with the set reference voltage. At this time, the reference voltage to be set is set to a value obtained by adding up the voltage that is lowered in accordance with the amount of energy consumed through the wireless communication in the balancing process. The optimized reference voltage is supplied from the signal intensity determination unit 250, the consumption energy calculation unit 260, the reference voltage setting unit 270, or the master BMS module 100, which will be described later.

상기 상태 측정부(240)는 연결된 배터리의 상태 정보를 측정하는 역할을 수행한다. 이렇게 측정된 배터리의 상태 정보는 상기 정보 송/수신부(220)를 통해 마스터 BMS 모듈(100)로 전송된다. 여기서 측정되는 배터리 상태 정보로는, 배터리 전압, 배터리 전류, 배터리 온도 등을 포함한다.The state measuring unit 240 measures the state information of the connected battery. The measured state information of the battery is transmitted to the master BMS module 100 through the information transmitting / receiving unit 220. The battery status information measured here includes battery voltage, battery current, battery temperature, and the like.

상기 신호세기 결정부(250), 소비 에너지 산출부(260), 기준 전압 설정부(270)는 상기 도 3을 통해 설명한 신호세기 결정부(150), 소비 에너지 산출부(160), 기준 전압 설정부(170)와 동일하므로 설명은 생략한다.The signal intensity determination unit 250, the energy consumption calculation unit 260 and the reference voltage setting unit 270 may include the signal intensity determination unit 150, the energy consumption calculation unit 160, (170), the description thereof is omitted.

아울러, 상기 신호세기 결정부(250), 소비 에너지 산출부(260), 기준 전압 설정부(270)는 슬레이브 BMS 모듈(200) 대신 상기 마스터 BMS 모듈(100)에 구비될 수도 있다. 즉, 마스터 BMS 모듈(100)에서 각각의 슬레이브 BMS 모듈(200)들의 신호세기를 결정하고 소비 에너지를 산출하여, 이를 반영한 각 슬레이브 BMS 모듈(200)의 기준 전압을 설정하고, 이를 각 슬레이브 BMS 모듈(200)로 전송하면, 이를 제공받아 설정된 기준 전압에 근거하여 각각에 연결된 배터리의 밸런싱 동작 처리를 수행하도록 할 수 있다. 이처럼 시스템을 구성할 경우에는, 마스터 BMS 모듈에 기능을 집중시켜, 제어 및 관리가 편리해지고, 슬레이브 BMS 모듈(200)들의 구조가 간단해지는 효과가 있다.The signal intensity determination unit 250, the energy consumption calculation unit 260 and the reference voltage setting unit 270 may be provided in the master BMS module 100 instead of the slave BMS module 200. That is, the master BMS module 100 determines the signal intensity of each slave BMS module 200, calculates the consumption energy, sets the reference voltage of each slave BMS module 200 that reflects the signal intensity, (200), and the balancing operation process of the battery connected to each of the batteries may be performed based on the reference voltage. When the system is configured as described above, the functions are concentrated in the master BMS module, and the control and management becomes easy, and the structure of the slave BMS modules 200 is simplified.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 방법의 절차를 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a procedure of a battery balancing method using wireless communication according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 밸런싱 방법은, 먼저 마스터 BMS 모듈과 복수의 슬레이브 BMS 모듈 간 무선 통신 신호 세기를 결정하는 절차를 진행한다. 여기서는, 마스터 BMS 모듈을 기준으로 서로 다른 위치에 배치된 슬레이브 BMS 모듈들의 상대적인 거리에 따라 신호 세기가 결정된다. 즉, 마스터 BMS 모듈과 가까운 슬레이브 BMS 모듈은 상대적으로 작은 신호 세기로 결정될 것이고, 마스터 BMS 모듈과 거리가 먼 슬레이브 BMS 모듈은 상대적으로 큰 신호 세기로 결정될 것이다.(S10)Referring to FIG. 5, a battery balancing method according to an exemplary embodiment of the present invention performs a procedure for determining a wireless communication signal strength between a master BMS module and a plurality of slave BMS modules. Here, the signal strength is determined according to the relative distances of the slave BMS modules disposed at different positions with respect to the master BMS module. That is, the slave BMS module close to the master BMS module will be determined to have a relatively small signal strength, and the slave BMS module far from the master BMS module will be determined to have a relatively large signal strength.

각 슬레이브 BMS 모듈의 신호 세기가 결정되면, 결정된 신호 세기를 근거로 해당 슬레이브 BMS 모듈에서 소비되는 에너지량을 산출하는 절차가 이루어진다. 즉, 소정 시간 동안 결정된 신호 세기로 무선 통신을 수행할 경우 소비되는 에너지량을 산출하도록 한다. 이때, 소비 에너지량을 산출함과 함께 그에 따른 배터리의 강하 전압을 계산한다.(S11)Once the signal strength of each slave BMS module is determined, a procedure is performed to calculate the amount of energy consumed in the slave BMS module based on the determined signal strength. That is, the amount of energy consumed when performing wireless communication with a signal intensity determined for a predetermined time is calculated. At this time, the amount of consumed energy is calculated and the voltage drop of the battery is calculated. (S11)

이렇게, 소비 에너지량이 산출되고, 그에 따른 강하 전압이 계산되면, 해당 슬레이브 BMS 모듈에서 밸런싱 동작의 기준이 되는 기준 전압을 설정하는 절차가 진행된다. 이때에는, 소비 에너지량에 따라 계산된 강하 전압을 기본 기준 전압에 합산하여 최종적으로 해당 슬레이브 BMS 모듈에 대한 기준 전압을 설정한다.(S12)When the consumed energy amount is calculated and the falling voltage is calculated in this way, the procedure for setting the reference voltage as a reference of the balancing operation in the slave BMS module proceeds. At this time, the reference voltage for the corresponding slave BMS module is finally set by adding the drop voltage calculated according to the amount of energy consumed to the basic reference voltage (S12).

기준 전압이 설정되면, 해당 슬레이브 BMS 모듈에서는 설정된 기준 전압과 배터리에서 측정되는 전압을 비교하는 절차가 수행된다. 측정된 전압이 설정된 기준 전압 이상일 경우에는 과충전 상태로 밸런싱(방전) 처리가 필요한 상태이고, 기준 전압 미만일 경우에는 충전이 완료되지 않은 상태이므로 밸런싱(방전) 처리 없이 계속적인 충전이 필요한 상태이다.(S13)When the reference voltage is set, a procedure for comparing the reference voltage set in the slave BMS module with the voltage measured in the battery is performed. When the measured voltage is equal to or higher than the set reference voltage, balancing (discharging) processing is required in an overcharged state. If the measured voltage is lower than the reference voltage, charging is not completed and continuous charging is required without balancing (discharging) processing. S13)

아울러, 현재 설정된 기준 전압은 해당 슬레이브 BMS 모듈에서 무선 통신을 통해 소비되는 에너지량이 반영된 상태이므로, 완전 충전된 상태의 전압보다 조금 더 높은 전압이 기준 전압으로 설정된다. 즉, 밸런싱 처리시 소비되는 에너지량에 따라 자연스럽게 배터리의 방전이 이루어지게 되므로, 해당 에너지 소비량만큼 높은 전압이 기준 전압으로 설정되면, 밸런싱 동작시 자연스럽게 소비 에너지량에 따라 방전되는 전압을 반영할 수 있어, 보다 정확하고 효율적인 밸런싱 동작을 수행할 수 있게 된다.In addition, since the currently set reference voltage reflects the amount of energy consumed by wireless communication in the slave BMS module, a voltage slightly higher than the fully charged state is set as the reference voltage. That is, since the battery is discharged naturally according to the amount of energy consumed in the balancing process, if a voltage as high as the energy consumption amount is set as the reference voltage, the voltage discharged naturally according to the amount of energy consumed during balancing operation can be reflected , A more accurate and efficient balancing operation can be performed.

전압 비교 결과, 배터리의 측정 전압이 설정된 기준 전압 이상일 경우에는 과충전 상태로 파악하고 해당 배터리의 방전 처리를 통한 밸런싱 동작을 수행하는 절차가 이루어진다.(S14)As a result of the voltage comparison, if the measured voltage of the battery is equal to or higher than the set reference voltage, the overcharge state is detected and a balancing operation is performed by discharging the battery.

반면, 배터리의 측정 전압이 설정된 기준 전압 미만일 경우에는, 충전이 완료된 상태가 아닌 것으로 판단하고, 해당 배터리의 밸런싱 동작을 수행하지 않는다.On the other hand, when the measured voltage of the battery is less than the set reference voltage, it is determined that the charging is not completed, and the balancing operation of the battery is not performed.

이후, 소정의 밸런싱 주기 동안의 시간이 경과하게 되면, 다시 배터리의 측정 전압과 설정된 기준 전압을 비교하는 절차부터 반복적으로 다시 수행하는 처리가 이루어진다.(S15)Thereafter, when a predetermined time elapses during the balancing period, a process of repeatedly performing the process again is performed from the procedure of comparing the measured voltage of the battery with the set reference voltage. (S15)

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 방법에서 슬레이브 BMS 모듈의 무선 통신 신호세기를 결정하는 절차의 예를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating an example of a procedure for determining a wireless communication signal strength of a slave BMS module in a battery balancing method using wireless communication according to an embodiment of the present invention.

이번 실시예는, 상술한 도 2에서의 제1 슬레이브 BMS 모듈(201) 및 제2 슬레이브 BMS 모듈(202)의 상황을 가정하여 설명한다.This embodiment assumes the situation of the first slave BMS module 201 and the second slave BMS module 202 in FIG. 2 described above.

즉, 제1 슬레이브 BMS 모듈(201) 및 제2 슬레이브 BMS 모듈(202)이 모든 슬레이브 BMS 모듈이라고 가정하며, 제1 슬레이브 BMS 모듈(201)의 위치는 P3의 신호세기가 도달하는 거리에 위치하고, 제2 슬레이브 BMS 모듈(202)의 위치는 P2의 신호세기가 도달하는 거리에 위치하는 것으로 가정한다.That is, it is assumed that the first slave BMS module 201 and the second slave BMS module 202 are all slave BMS modules, and the position of the first slave BMS module 201 is located at a distance reaching the signal intensity of P3, It is assumed that the position of the second slave BMS module 202 is located at a distance that the signal strength of P2 reaches.

먼저, 마스터 BMS 모듈에서는 무선 통신을 수행할 신호세기를 가장 작은 P1으로 설정한다.(S20)First, in the master BMS module, the signal strength to perform the wireless communication is set to the smallest P1 (S20)

다음, 마스터 BMS 모듈은, P1의 신호세기로 무선 통신을 수행하여, 주변으로 메시지를 방송한다. 이때의 메시지는 Wake-up Request 메시지를 예로 들 수 있으며, broadcasting 방법으로 해당 메시지를 전송하도록 한다.(S21)Next, the master BMS module performs wireless communication with the signal strength of P1 and broadcasts the message to the surroundings. The message at this time is an example of a wake-up request message, and the corresponding message is transmitted by the broadcasting method (S21)

이번 실시예의 가정에 따라, P1의 신호세기로 메시지를 전송하면, 양측의 슬레이브 BMS 모듈에 메시지가 도달하지 않게 되어, 메시지 수신 응답 메시지를 전송할 수 없게 된다. 따라서, 마스터 BMS 모듈에서는 어떠한 응답 메시지도 수신할 수 없게 된다.(S22)According to the assumption of this embodiment, when a message is transmitted with the signal strength of P1, the message does not reach the slave BMS module on both sides, and the message reception response message can not be transmitted. Therefore, no response message can be received from the master BMS module (S22)

모든 슬레이브 BMS 모듈로부터 응답 메시지를 수신하지 않게 됨에 따라, 마스터 BMS 모듈은 신호세기를 P2로 증가하여 설정한다.(S23)As the response message is not received from all the slave BMS modules, the master BMS module sets the signal strength to P2 and sets it (S23)

다시, 마스터 BMS 모듈은, P2의 신호세기로 무선 통신을 수행하여, 주변으로 메시지를 방송한다.(S24)Again, the master BMS module performs wireless communication with the signal strength of P2 and broadcasts the message to the surroundings (S24)

이번에는, 제2 슬레이브 BMS 모듈(202)에 P2의 신호세기로 전송한 메시지가 수신되고, 수신을 확인한 제2 슬레이브 BMS 모듈로부터 응답 메시지를 수신하게 된다.(S25)This time, the message transmitted by the signal intensity of P2 is received in the second slave BMS module 202, and the response message is received from the second slave BMS module which confirmed the reception. (S25)

마스터 BMS 모듈에서는 제2 슬레이브 BMS 모듈로부터 응답 메시지를 수신함에 따라, 제2 슬레이브 BMS 모듈의 신호세기를 현재 설정된 P2로 결정한다. 즉, 현재 무선 통신 가능한 신호세기로 해당 모듈의 통신 신호 세기를 결정하여 이후, 해당 모듈은 설정된 신호 세기로 무선 통신을 수행하도록 설정한다.(S26)Upon receiving the response message from the second slave BMS module, the master BMS module determines the signal strength of the second slave BMS module to be the currently set P2. That is, the communication signal strength of the module is determined based on the strength of the current wireless communication signal, and then the module sets the wireless communication to perform the wireless communication with the set signal strength (S26)

마스터 BMS 모듈은 다시 모든 슬레이브 BMS 모듈에서 응답 메시지가 수신되었는지를 확인하며, 제1 슬레이브 BMS 모듈에서 아직 응답 메시지가 수신되지 않았으므로 모든 응답 수신이 이루어지지 않은 것으로 판단한다.(S27)The master BMS module again determines whether a response message has been received from all the slave BMS modules and determines that no response has been received since the response message has not yet been received from the first slave BMS module (S27)

이에 따라, 마스터 BMS 모듈은 다시 신호 세기를 P3로 증가하여 설정하고, P3의 신호 세기로 메시지를 방송한다.(S28,S29)Accordingly, the master BMS module sets the signal strength to P3 again, and broadcasts the message with the signal strength of P3 (S28, S29)

이번에는 제1, 제2 슬레이브 BMS 모듈 모두 방송되는 메시지의 수신이 가능하므로, 제1 슬레이브 BMS 모듈로부터 메시지 수신을 확인하는 응답 메시지를 전송받게 된다. 이때에도 물론, 제2 슬레이브 BMS 모듈로부터 메시지 수신을 확인하는 응답 메시지를 전송받는다.(S30)In this case, since the first and second slave BMS modules can receive messages broadcasted, a response message confirming message reception is received from the first slave BMS module. At this time, of course, a response message confirming message reception is received from the second slave BMS module (S30)

마스터 BMS 모듈은 제1 슬레이브 BMS 모듈로부터 새로이 응답 메시지를 수신함에 따라, 제1 슬레이브 BMS 모듈의 신호세기를 현재 설정된 P3의 신호세기로 결정한다.(S31)The master BMS module receives the response message newly from the first slave BMS module, and determines the signal strength of the first slave BMS module as the signal strength of the currently set P3 (S31).

마스터 BMS 모듈은 모든 슬레이브 BMS 모듈에서 응답 메시지가 수신되었는지를 확인하고, 모든 슬레이브 BMS 모듈로부터 응답 메시지가 수신되었음을 확인한다.(S32)The master BMS module confirms whether a response message is received from all the slave BMS modules and confirms that a response message is received from all the slave BMS modules (S32)

마스터 BMS 모듈에서는, 모든 슬레이브 BMS 모듈로부터 응답 메시지가 수신되었음을 확인하고, 현재 설정된 P3의 신호세기로 무선 통신을 수행하도록 한다.(S33)The master BMS module confirms that a response message has been received from all the slave BMS modules and performs wireless communication with the currently set signal strength of P3 (S33)

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 방법에서 소비 에너지량을 산출하고 이를 반영하여 밸런싱 기준 전압을 설정하는 절차의 예를 나타낸 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a procedure for calculating the amount of energy consumed in a battery balancing method using wireless communication according to an embodiment of the present invention and setting a balancing reference voltage by reflecting the amount of energy consumed.

도 7을 참조하여, 슬레이브 BMS 모듈에 결정된 신호 세기에 따라 소비 에너지량을 산출하고 이를 반영하여 밸런싱 기준 전압을 설정하는 절차를 설명하기로 한다.Referring to FIG. 7, a procedure for calculating the amount of energy consumed according to the signal intensity determined in the slave BMS module and setting the balancing reference voltage by reflecting the amount of energy consumed will be described.

먼저, 상기 도 5에서의 무선 통신 신호 세기를 결정하는 절차(S10) 이후에, 결정된 각 슬레이브 BMS 모듈별 신호 세기에 따라 소정의 밸런싱 주기 K 동안 소비되는 에너지를 산출하는 절차를 진행한다. 즉, 해당 신호 세기로 소정 시간 동안 소비되는 에너지량을 산출하도록 한다.(S1)First, after the procedure (S10) for determining the wireless communication signal strength in FIG. 5, a process of calculating energy consumed for a predetermined balancing period K according to the determined signal intensity of each slave BMS module is performed. That is, the amount of energy consumed for a predetermined period of time is calculated by the signal intensity. (S1)

다음 소비 에너지가 산출되면, 해당 에너지 소비량만큼 배터리에서 공급되어 강하되는 전압을 계산한다. 즉, 소비 에너지량만큼 감소하는 전압을 계산한다.(S2)When the next energy consumption is calculated, the voltage that is supplied from the battery and drops is calculated by the energy consumption amount. That is, a voltage that decreases by the amount of energy consumed is calculated (S2)

이렇게, 감소하는 전압이 계산되면, 배터리 밸런싱에 이용되는 기본 기준 전압에 추가로, 상기에 계산된 강하 전압을 합산하는 절차가 이루어진다.(S3)When the decreasing voltage is calculated in this way, a procedure is performed to add the calculated descending voltage in addition to the basic reference voltage used for battery balancing. (S3)

이와 같이, 기본 기준 전압에 소비 에너지에 따른 강하 전압을 합산하면, 해당 슬레이브 BMS 모듈에 대하여, 무선 통신에 따라 소비되는 에너지를 반영한 최종 기준 전압이 설정된다. 즉, 기본 기준 전압을 'Y'라고 하고, 계산된 강하 전압을 'Z'라고 하면, 최종 기준 전압은 'Y + Z [v]'가 된다.(S4)Thus, when the base voltage is added to the slave BMS module, the final reference voltage reflecting the energy consumed by the wireless communication is set. That is, if the basic reference voltage is' Y 'and the calculated falling voltage is' Z', the final reference voltage becomes' Y + Z [v]

최종 기준 전압이 설정되면, 이후 도 5에서와 같이 해당 슬레이브 BMS 모듈에서 측정된 배터리의 전압과 설정된 기준 전압을 비교하는 절차를 진행하면서 이 후의 절차를 수행하게 된다.After the final reference voltage is set, a procedure for comparing the voltage of the battery measured by the corresponding slave BMS module with a set reference voltage is performed as shown in FIG. 5, and the subsequent procedure is performed.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. The method of the present invention as described above may be embodied as a program and stored in a computer-readable recording medium (such as a CD-ROM, a RAM, a ROM, a floppy disk, a hard disk, or a magneto-optical disk).

본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다. While the specification contains many features, such features should not be construed as limiting the scope of the invention or the scope of the claims. In addition, the features described in the individual embodiments herein may be combined and implemented in a single embodiment. Conversely, various features described herein in a single embodiment may be implemented in various embodiments individually or in a suitable subcombination.

도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 아니된다. 어떤 환경에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.It is to be understood that, although the operations have been described in a particular order in the figures, it should be understood that such operations are performed in a particular order as shown, or that a series of sequential orders, or all described operations, . In some circumstances, multitasking and parallel processing may be advantageous. It should also be understood that the division of various system components in the above embodiments does not require such distinction in all embodiments. The above-described program components and systems can generally be implemented as a single software product or as a package in multiple software products.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings.

100 : 마스터 BMS 모듈
200 : 슬레이브 BMS 모듈
300 : 배터리100: Master BMS module
200: Slave BMS module
300: Battery

Claims (20)

복수의 배터리에 대한 충전량을 균일화하는 배터리 밸런싱 시스템으로서,
각각에 연결된 배터리의 상태 정보를 측정하여 상기 배터리에서 전원을 공급받아 무선 통신 수단을 통해 전송하고, 제어 신호에 따라 배터리의 밸런싱 동작을 수행하는 복수의 슬레이브 BMS 모듈;
무선 통신 수단을 통해 상기 복수의 슬레이브 BMS 모듈로부터 각 배터리의 상태 정보를 수신하고, 수신한 배터리 상태 정보와 상기 각 슬레이브 BMS 모듈에서 무선 통신 수단을 통해 소비되는 에너지량에 근거하여, 각 배터리의 선택적인 방전을 통한 밸런싱 제어 신호를 생성하여 전송하는 마스터 BMS 모듈;
상기 마스터 BMS 모듈과 상기 각 슬레이브 BMS 모듈 간 거리에 따른 무선 통신 신호 세기를 결정하는 신호세기 결정부;
결정된 신호세기에 근거하여 상기 각 슬레이브 BMS 모듈에서 무선 통신으로 소비되는 에너지량을 산출하는 소비 에너지 산출부; 및
상기 각 슬레이브 BMS 모듈별로 산출된 소비 에너지량에 근거하여, 감소되는 전압만큼을 기본 기준 전압에 합산하여, 각 슬레이브 BMS 모듈별 배터리 밸런싱 기준 전압을 설정하는 기준 전압 설정부;
를 포함하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템.A battery balancing system for equalizing a charge amount for a plurality of batteries,
A plurality of slave BMS modules for measuring status information of a battery connected to each of the plurality of slave BMS modules, receiving power from the battery, transmitting the received status information through wireless communication means, and balancing the battery according to a control signal;
A plurality of slave BMS modules for receiving status information of each battery from the plurality of slave BMS modules via wireless communication means and for selecting the respective batteries based on the received battery status information and the amount of energy consumed by the wireless communication means in each slave BMS module A master BMS module for generating and transmitting a balancing control signal through a discharge;
A signal strength determination unit for determining a strength of a wireless communication signal according to a distance between the master BMS module and each slave BMS module;
A consumption energy calculating unit for calculating an amount of energy consumed in wireless communication in each slave BMS module based on the determined signal intensity; And
A reference voltage setting unit for summing a reduced voltage to the basic reference voltage based on the amount of energy consumed calculated for each slave BMS module to set a battery balancing reference voltage for each slave BMS module;
The battery balancing system comprising: 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 슬레이브 BMS 모듈은,
배터리에서 측정된 전압과 상기 배터리 밸런싱 기준 전압을 비교하여, 측정된 전압이 상기 배터리 밸런싱 기준 전압 이상일 경우, 상기 배터리의 방전을 통한 밸런싱 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the slave BMS module comprises:
Wherein the balancing operation is performed by discharging the battery when the voltage measured by the battery is compared with the battery balancing reference voltage and the measured voltage is equal to or greater than the battery balancing reference voltage. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 감소되는 전압은,
소정의 밸런싱 주기 동안, 상기 신호세기 결정부에서 결정된 신호 세기로 무선 통신을 수행하여 소비되는 에너지만큼 강하되는 전압인 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템.The method according to claim 1,
The reduced voltage may be &lt;
Wherein the wireless signal is a voltage that is lowered by energy consumed by performing wireless communication with a signal intensity determined by the signal strength determination unit during a predetermined balancing period. 제 1 항에 있어서,
상기 신호세기 결정부 또는 상기 소비 에너지 산출부는,
상기 마스터 BMS 모듈에 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the signal intensity determination unit or the consumption energy calculation unit calculates,
Wherein the master BMS module is provided in the master BMS module. 제 1 항에 있어서,
상기 신호세기 결정부 또는 상기 소비 에너지 산출부는,
상기 슬레이브 BMS 모듈에 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the signal intensity determination unit or the consumption energy calculation unit calculates,
Wherein the slave BMS module is provided in the slave BMS module. 제 1 항에 있어서,
상기 신호세기 결정부는,
상기 마스터 BMS 모듈에서 점진적으로 신호 세기를 증가시켜 전송하는 메시지를 상기 슬레이브 BMS 모듈에서 수신할 경우, 해당 시점의 신호 세기를 개별 슬레이브 BMS 모듈의 신호 세기로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템.The method according to claim 1,
The signal strength determination unit may determine,
Wherein when the slave BMS module receives a message for gradually increasing the signal strength in the master BMS module, the signal strength of the slave BMS module is determined as the signal strength of the individual slave BMS module. Balancing system. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 마스터 BMS 모듈은,
상기 복수의 슬레이브 BMS 모듈로부터 취합한 상태 정보를 외부 디바이스로 전달하는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the master BMS module comprises:
And transmits state information collected from the plurality of slave BMS modules to an external device. 제 10 항에 있어서,
상기 외부 디바이스는,
충전 장치 또는 상기 배터리로부터 전력을 공급받아 동작하는 기기 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템.11. The method of claim 10,
Wherein the external device comprises:
A charging device, or a device that receives power from the battery and operates the battery balancing system. 제 1 항에 있어서,
상기 배터리는,
단위 셀, 배터리 모듈, 상기 배터리 모듈이 복수개 연결된 배터리 팩 또는 상기 배터리 모듈이 다층으로 탑재된 배터리 랙 중 어느 하나 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템.The method according to claim 1,
The battery includes:
The battery balancing system using wireless communication according to any one of claims 1 to 3, wherein the battery balancing system comprises a battery pack, a battery pack, a battery pack, and a battery rack. 제 1 항, 제 3 항, 제 5 항 내지 제 8 항, 또는 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템이 적용된 전자 기기.An electronic apparatus to which a battery balancing system using wireless communication according to any one of claims 1, 3, 5, 8, and 10 to 12 is applied. 제 1 항, 제 3 항, 제 5 항 내지 제 8 항, 또는 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템이 적용된 전기 자동차.An electric vehicle to which a battery balancing system using wireless communication according to any one of claims 1, 3, 5, 8, and 10 to 12 is applied. 제 1 항, 제 3 항, 제 5 항 내지 제 8 항, 또는 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템이 적용된 하이브리드 자동차.A hybrid vehicle to which a battery balancing system using wireless communication according to any one of claims 1, 3, 5, 8, and 10 to 12 is applied. 제 1 항, 제 3 항, 제 5 항 내지 제 8 항, 또는 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 시스템이 적용된 전력 저장 장치.A power storage apparatus to which a battery balancing system using wireless communication according to any one of claims 1, 3, 5, 8, and 10 to 12 is applied. 복수의 배터리에 구비되는 복수의 슬레이브 BMS 모듈과 이들과 무선 통신 수단을 통해 연결하여 정보를 수집하고, 밸런싱 제어 신호를 생성하여 전송하는 마스터 BMS 모듈을 통해 배터리의 충전량을 밸런싱하는 방법으로서,
(a) 상기 각각의 슬레이브 BMS 모듈과 상기 마스터 BMS 모듈 간의 거리에 따른 무선 통신 신호 세기를 결정하는 단계;
(b) 상기 각각의 슬레이브 BMS 모듈별로 결정된 신호 세기에 따라 소비되는 에너지량을 산출하는 단계;
(c) 상기 각각의 슬레이브 BMS 모듈별로 산출된 소비 에너지량에 근거하여, 감소되는 전압만큼을 기본 기준 전압에 합산하여, 각 슬레이브 BMS 모듈별 배터리 밸런싱 기준 전압을 설정하는 단계; 및
(d) 상기 배터리 밸런싱 기준 전압과 각 배터리에서 측정되는 전압을 비교하여, 측정된 전압이 상기 배터리 밸런싱 기준 전압 이상일 경우 밸런싱 동작을 수행하는 단계;를 포함하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 방법.There is provided a method of balancing a charged amount of a battery through a plurality of slave BMS modules provided in a plurality of batteries and a master BMS module for collecting information and generating and transmitting a balancing control signal through the wireless communication means,
(a) determining a wireless communication signal strength according to a distance between each of the slave BMS modules and the master BMS module;
(b) calculating an amount of energy consumed according to a signal intensity determined for each slave BMS module;
(c) setting a battery balancing reference voltage for each slave BMS module by adding a reduced voltage to the basic reference voltage based on the amount of energy consumed calculated for each slave BMS module; And
(d) comparing the battery balancing reference voltage with a voltage measured in each battery, and performing a balancing operation when the measured voltage is equal to or greater than the battery balancing reference voltage. 제 17 항에 있어서,
상기 단계 (a)는,
(a-1) 상기 마스터 BMS 모듈에서 점진적으로 신호 세기를 증가시키면서 메시지를 전송하는 단계; 및
(a-2) 상기 슬레이브 BMS 모듈에서 메시지를 수신하는 시점의 신호 세기를 해당 슬레이브 BMS 모듈의 거리에 따른 신호 세기로 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 방법.18. The method of claim 17,
The step (a)
(a-1) transmitting a message in the master BMS module while gradually increasing signal strength; And
(a-2) determining a signal strength at a time of receiving a message in the slave BMS module as a signal strength according to a distance of the slave BMS module. 제 17 항에 있어서,
상기 단계 (b)에서, 상기 소비되는 에너지량은,
소정의 배터리 밸런싱 주기 동안, 해당 슬레이브 BMS 모듈에 결정된 신호 세기로 무선 통신을 수행하여 소비되는 에너지만큼 강하되는 전압인 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 배터리 밸런싱 방법.18. The method of claim 17,
In the step (b), the amount of energy consumed is,
Wherein the voltage is a voltage that is lowered by energy consumed by performing wireless communication with a determined signal intensity to the slave BMS module during a predetermined battery balancing period. 삭제delete
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