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KR102763123B1 - 배터리 관리 장치 - Google Patents

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KR102763123B1
KR102763123B1 KR1020200000996A KR20200000996A KR102763123B1 KR 102763123 B1 KR102763123 B1 KR 102763123B1 KR 1020200000996 A KR1020200000996 A KR 1020200000996A KR 20200000996 A KR20200000996 A KR 20200000996A KR 102763123 B1 KR102763123 B1 KR 102763123B1
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노승진
안효성
윤석진
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명은 마이크로컨트롤러 유닛을 웨이크업시키기 위한 부품의 전류 소모가 효과적으로 감소될 수 있는 배터리 관리 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 배터리 셀이 구비된 배터리 팩을 관리하는 장치로서, 웨이크업 신호를 생성하여 송신하는 웨이크업 유닛, 상기 배터리 셀과 상기 웨이크업 유닛 사이에 구비되어, 상기 배터리 셀로부터 상기 웨이크업 유닛으로 제1 동작 전원을 공급하도록 구성된 제1 전원공급 경로, 상기 제1 전원공급 경로 상에 구비되어, 상기 배터리 셀로부터 공급되는 제1 동작 전원의 전압 크기를 상기 웨이크업 유닛의 사용 전압 크기로 조절하도록 구성된 제1 레귤레이터, 상기 제1 전원공급 경로 상에 구비되어, 상기 제1 전원공급 경로에서 제1 동작 전원의 흐름을 온-오프시키도록 구성된 제1 스위칭 소자, 상기 제1 레귤레이터로부터 상기 제1 스위칭 소자로 온오프 신호를 공급하도록 구성된 피드백 모듈, 및 상기 웨이크업 유닛으로부터 상기 웨이크업 신호를 전송받아 슬립 모드에서 웨이크업 모드로 변환 가능하게 구성되고, 상기 피드백 모듈에 연결되어 상기 제1 스위칭 소자를 턴오프시킬 수 있도록 구성된 마이크로컨트롤러 유닛을 포함한다.

Description

배터리 관리 장치{Apparatus for managing battery}
본 발명은 배터리 관리 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 팩에 구비된 부품으로 공급되는 전원을 효과적으로 관리할 수 있는 배터리 관리 기술에 관한 것이다.
배터리는 스마트폰, 스마트 패드, 노트북 등의 모바일 디바이스뿐만 아니라, 가전, 모터 사이클, 자동차(EV, HEV, PHEV)나 대용량 전력 저장 장치(ESS) 등의 분야로까지 그 적용 분야가 급속도로 확산되고 있다.
이러한 배터리의 가장 중요한 구성 중 하나는, 충전 및 방전을 통해 에너지를 저장 및 방출할 수 있는 이차 전지라 할 수 있다. 일반적으로 배터리 팩에는 하나 이상의 이차 전지(배터리 셀)가 포함된다. 특히, 최근에는 출력이나 용량 확보를 위하여, 다수의 이차 전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 형태로 사용되는 경우가 많다.
또한, 배터리에는 이러한 이차 전지뿐 아니라, 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)을 비롯하여 여러 집적 회로(IC) 등, 다양한 부품이 포함되는 경우가 많다. 특히, 마이크로컨트롤러 유닛은, 배터리 팩에 통상적으로 포함되는 제어 부품으로서, 배터리 팩과 부하, 또는 배터리 팩과 충전 장치 사이에서 충전 및 방전이 이루어질 때, 그러한 충전과 방전을 제어하는 중추적 역할을 수행할 수 있다. 이를테면, 마이크로컨트롤러 유닛은, 배터리 팩의 충방전 전류나 전압의 크기 등의 정상 여부를 판단하여, 배터리 팩의 충방전 경로 상에 위치한 스위치의 온오프를 제어할 수 있다.
마이크로컨트롤러 유닛은, 전원 소모를 줄이는 등의 이유로, 특정 상황에서 슬립 모드에 있을 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩이 장기간 사용되지 않는 경우나 배터리 팩이 제조된 후 판매 지점까지 운송되는 상태에서는, 마이크로컨트롤러 유닛이 슬립 모드에 놓일 수 있다. 다만, 슬립 모드 상황에 놓여 있는 마이크로컨트롤러 유닛은, 적절한 시점에서 웨이크업될 필요가 있다. 그리고, 이처럼 마이크로컨트롤러 유닛을 웨이크업시키기 위해서는, 마이크로컨트롤러 유닛 외부에 존재하는 다른 구성요소로부터 웨이크업 신호가 공급되어야 한다. 배터리 팩에서는 대표적으로, RTC라고도 불리는 실시간 클록(Real Time Clock) 및 CAN 트랜시버(transceiver)가 마이크로컨트롤러 유닛으로 웨이크업 신호를 공급하는 경우가 많다.
그런데, 종래의 배터리 팩에서는, 마이크로컨트롤러 유닛이 슬립 모드에 있는 상태라 하더라도, 마이크로컨트롤러 유닛을 웨이크업시키기 위한 모듈, 이를테면 실시간 클록(Real Time Clock) 및 CAN 트랜시버(transceiver)로는 동작 전원이 계속해서 공급되어야 한다. 따라서, 종래 배터리 팩에서는, 실시간 클록 및 CAN 트랜시버로 인해 배터리 팩이 장기간 사용되지 않는 상태에서도 이들 부품으로 인해 전류가 지속적으로 소모되는 문제가 발생하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 마이크로컨트롤러 유닛을 웨이크업시키기 위한 부품의 전류 소모를 효과적으로 감소시킬 수 있는 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 배터리 셀이 구비된 배터리 팩을 관리하는 장치로서, 웨이크업 신호를 생성하여 송신하는 웨이크업 유닛, 상기 배터리 셀과 상기 웨이크업 유닛 사이에 구비되어, 상기 배터리 셀로부터 상기 웨이크업 유닛으로 제1 동작 전원을 공급하도록 구성된 제1 전원공급 경로, 상기 제1 전원공급 경로 상에 구비되어, 상기 배터리 셀로부터 공급되는 제1 동작 전원의 전압 크기를 상기 웨이크업 유닛의 사용 전압 크기로 조절하도록 구성된 제1 레귤레이터, 상기 제1 전원공급 경로 상에 구비되어, 상기 제1 전원공급 경로에서 제1 동작 전원의 흐름을 온-오프시키도록 구성된 제1 스위칭 소자, 상기 제1 레귤레이터로부터 상기 제1 스위칭 소자로 온오프 신호를 공급하도록 구성된 피드백 모듈, 및 상기 웨이크업 유닛으로부터 상기 웨이크업 신호를 전송받아 슬립 모드에서 웨이크업 모드로 변환 가능하게 구성되고, 상기 피드백 모듈에 연결되어 상기 제1 스위칭 소자를 턴오프시킬 수 있도록 구성된 마이크로컨트롤러 유닛을 포함한다.
여기서, 상기 웨이크업 유닛은, 실시간 클록 및 CAN 트랜시버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 스위칭 소자는 FET로 구현되고, 상기 피드백 모듈은 상기 제1 스위칭 소자의 게이트 단자로 온오프 신호를 공급하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 피드백 모듈은, 상기 제1 레귤레이터로부터 상기 제1 스위칭 소자로 동작 신호가 공급될 수 있도록 구성된 피드백 경로, 및 상기 피드백 경로 상에 구비되어, 상기 피드백 경로를 턴온 또는 턴오프시키도록 구성된 피드백 스위칭 소자를 구비할 수 있다.
또한, 상기 마이크로컨트롤러 유닛은, 상기 피드백 스위칭 소자가 턴오프되도록 제어 신호를 공급할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 피드백 모듈은, 상기 피드백 경로에 위치하여, 상기 제1 레귤레이터로부터 공급되는 동작 신호와 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 공급되는 제어 신호를 입력받고 상기 제1 스위칭 소자로 출력 신호를 제공하도록 구성된 OR 게이트 소자를 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 상기 배터리 셀과 상기 마이크로컨트롤러 유닛 사이에 구비되어, 상기 배터리 셀로부터 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로 제2 동작 전원을 공급하도록 구성된 제2 전원공급 경로, 상기 제2 전원공급 경로 상에 구비되어, 상기 배터리 셀로부터 공급되는 제2 동작 전원의 전압 크기를 상기 마이크로컨트롤러 유닛의 사용 전압 크기로 조절하도록 구성된 제2 레귤레이터, 및 상기 제2 전원공급 경로 상에 구비되어, 상기 제2 전원공급 경로에서 제2 동작 전원의 흐름을 온-오프시키도록 구성된 제2 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 웨이크업 유닛은, 상기 웨이크업 신호를 생성하여 상기 제2 스위칭 소자로 공급함으로써, 상기 제2 스위칭 소자를 턴온시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 마이크로컨트롤러 유닛은, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 턴오프시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 마이크로컨트롤러 유닛은, 상기 배터리 셀의 충전 상태가 기준값 미만인 경우 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자가 순차적으로 턴오프될 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치를 포함한다.
본 발명에 의하면, 배터리 팩에 구비된 마이크로컨트롤러 유닛으로 웨이크업 신호를 공급하는 웨이크업 모듈의 전류 소모를 줄일 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 실시간 클록 및 CAN 트랜시버로 공급되는 전원이 마이크로컨트롤러 유닛에 의해 제어될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 마이크로컨트롤러 유닛이 슬립 모드에 들어갈지, 아니면 전류 소모를 더 줄일 수 있는 딥(deep) 슬립 모드에 들어갈지를 결정할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 구성을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
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 안 되며, 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 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 또한, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 배터리 팩을 관리하는 장치로서, 배터리 팩에는 배터리 셀(10)이 구비될 수 있다. 여기서, 배터리 셀(10)은, 충전 및 방전을 직접 수행하는 이차 전지로서, 배터리 팩에 하나 이상 포함될 수 있다. 특히, 이러한 배터리 셀(10)은, 배터리 팩의 출력 및/또는 용량을 증대하기 위해, 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 배터리 셀은, 배터리 팩에 구비된 충방전 경로(P)에 연결되어, 충방전 경로(P)를 통해, 충전 전류를 공급받거나 방전 전류를 공급하여 충전 및 방전을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 웨이크업 유닛(110), 제1 전원공급 경로(120), 제1 레귤레이터(130), 제1 스위칭 소자(140), 피드백 모듈(150) 및 마이크로컨트롤러 유닛(160)을 포함한다.
상기 웨이크업 유닛(110)은, 웨이크업 신호를 생성하여 다른 구성요소로 송신할 수 있다. 특히, 상기 웨이크업 유닛(110)은, 웨이크업 신호를 생성하여 마이크로컨트롤러 유닛(160)으로 전송할 수 있다. 여기서, 웨이크업 신호는, 마이크로컨트롤러 유닛(160)과 같은 구성요소를 깨우기 위한 신호, 다시 말해 슬립 모드에서 해제시키기 위한 신호일 수 있다.
상기 제1 전원공급 경로(120)는, 배터리 셀(10)과 웨이크업 유닛(110) 사이에 구비될 수 있다. 그리고, 상기 제1 전원공급 경로(120)는, 배터리 셀(10)로부터 웨이크업 유닛(110)으로 제1 동작 전원이 공급되는 경로를 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 웨이크업 유닛(110)은, 제1 전원공급 경로(120)를 통해 공급되는 제1 동작 전원에 의해 그 기능 내지 동작을 수행할 수 있다.
상기 제1 레귤레이터(130)는, 제1 전원공급 경로(120) 상에 구비될 수 있다. 그리고, 상기 제1 레귤레이터(130)는, 배터리 셀(10)로부터 공급되는 제1 동작 전원의 전압 크기를 조절하도록 구성될 수 있다. 특히, 제1 전원공급 경로(120)로 공급되는 제1 동작 전원은 웨이크업 유닛(110)으로 공급되므로, 제1 레귤레이터(130)는 배터리 셀(10)로부터 제1 전원공급 경로(120)를 통해 공급되는 전원의 전압 크기를, 웨이크업 유닛(110)이 사용 가능한 전압 크기로 변경 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 레귤레이터(130)는, 배터리 셀(10)로부터 전원을 공급받아, 5V의 전압으로 전원을 출력하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 레귤레이터(130)는, LDO(Low Drop Out) 레귤레이터로 구현될 수 있다.
상기 제1 스위칭 소자(140)는, 제1 전원공급 경로(120) 상에 구비될 수 있다. 그리고, 상기 제1 스위칭 소자(140)는, 제1 전원공급 경로(120) 상에서 제1 동작 전원의 흐름을 온-오프시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스위칭 소자(140)는, 턴온되어 상기 제1 전원공급 경로(120)를 통해 제1 동작 전원이 웨이크업 유닛(110)으로 공급되도록 경로를 제공할 수 있다. 또는, 상기 제1 스위칭 소자(140)는, 턴오프되어 상기 제1 전원공급 경로(120)를 통해 제1 동작 전원이 웨이크업 유닛(110)으로 공급되지 않도록 해당 경로를 차단할 수 있다.
상기 피드백 모듈(150)은, 제1 레귤레이터(130)로부터 제1 스위칭 소자(140)로 온오프 신호를 공급하도록 구성될 수 있다.
특히, 상기 피드백 모듈(150)은, 제1 레귤레이터(130)로부터 전원을 공급받아, 제1 스위칭 소자(140)가 턴온되도록 하는 신호를 제1 스위칭 소자(140)로 공급되도록 할 수 있다. 더욱이, 상기 피드백 모듈(150)은, 마이크로컨트롤러 유닛(160)이 종료되어 슬립 모드에 진입한다 하더라도, 제1 레귤레이터(130)로부터 제1 스위칭 소자(140)로 턴온 신호가 계속해서 공급되도록 할 수 있다. 따라서, 마이크로컨트롤러 유닛(160)이 슬립 모드에 있는 상태에서도, 웨이크업 유닛(110)으로는 제1 동작 전원의 공급이 유지되도록 할 수 있다.
또한, 상기 피드백 모듈(150)은, 제1 스위칭 소자(140)를 턴오프시켜, 제1 동작 전원이 웨이크업 유닛(110)으로 공급되는 것이 차단되도록 할 수 있다. 이 경우, 웨이크업 유닛(110)은 동작 전원이 공급되지 않으므로, 적어도 일부 기능을 중단할 수 있다. 예를 들어, 웨이크업 유닛(110)은 동작 전원이 공급되지 않을 때, 정상적인 동작을 수행하지 않고 전체 기능 내지 적어도 일부 기능을 수행하지 않는 상태로 진입할 수 있다.
상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, MCU라고도 하며, 일반적으로 배터리 팩의 배터리 관리 장치에서 각종 제어나 연산 작업을 수행할 수 있다. 통상적으로, 배터리 팩에는 배터리 관리 시스템(BMS)이 포함될 수 있는데, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 칩의 형태로서 이러한 배터리 관리 시스템(BMS)에 탑재되어, 프로세서로서의 각종 처리 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 배터리 팩의 과전압 내지 과전류 여부, 충전 스위치 및 방전 스위치의 제어, SOC(State Of Charge)나 SOH(State Of Health) 추정 등의 작업을 수행할 수 있다. 이러한 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같이 다양한 제품으로 구현될 수 있다.
상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 웨이크업 유닛(110)으로부터 웨이크업 신호를 전송받을 수 있다. 그리고, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 슬립 모드에서 웨이크업 신호를 전송받은 경우, 슬립 모드에서 웨이크업 모드로 변환 가능하게 구성될 수 있다. 일반적으로, 마이크로컨트롤러 유닛(160)의 동작 상태는, 정상적으로 기능을 수행하는 웨이크업 모드와 그 기능을 수행하지 않고 대기 상태에 있는 슬립 모드로 구분될 수 있다. 여기서, 웨이크업 신호는, 마이크로컨트롤러 유닛(160)을 슬립 모드에서 웨이크업 상태로 전환시키는 신호라 할 수 있다. 즉, 웨이크업 신호가 웨이크업 유닛(110)으로부터 마이크로컨트롤러 유닛(160)으로 전송되면, 슬립 모드 상태에 있던 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 정상적으로 동작을 수행할 수 있는 웨이크업 모드 상태로 전환될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치에서, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 피드백 모듈(150)에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 제1 스위칭 소자(140)의 온-오프를 제어하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 피드백 모듈(150)로 신호를 전송하여 제1 스위칭 소자(140)가 턴오프되도록 구성될 수 있다. 그리고, 이처럼 제1 스위칭 소자(140)가 턴오프되면, 웨이크업 모듈로 공급되는 제1 동작 전원이 차단되어, 웨이크업 모듈의 전체 또는 일부 동작이 중단될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성들에 의하면, 웨이크업 유닛(110)으로 공급되는 전원을 차단시켜 웨이크업 유닛(110)에 의해 불필요한 전류가 소모되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩이 장기간 사용되지 않는 경우 등에서는, 웨이크업 유닛(110)에 의한 전류 소모가 일어나지 않도록 함으로써, 배터리 팩의 SOC(State Of Charge)가 일정 수준 이상 확보되도록 할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 구성을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 웨이크업 유닛(110)은, 실시간 클록(111)(Real Time Clock; RTC) 및 CAN 트랜시버(112)(CAN transceiver)를 포함할 수 있다. 여기서, 실시간 클록(111)은, 설정된 시각에 인터럽트를 일으켜 신호를 다른 구성요소로 전송하도록 구성될 수 있다. 특히, 본 발명에서 실시간 클록(111)은, 마이크로컨트롤러 유닛(160)으로 웨이크업 신호를 전송할 수 있다. 또한, 상기 CAN 트랜시버(112)는, CAN 컨트롤러(CAN controller)와 CAN 버스 레벨 사이에서 데이터 스트림을 변환할 수 있다. 여기서, CAN 컨트롤러는, 마이크로컨트롤러 유닛(160) 등에 내장되어 있을 수 있다. 상기 CAN 트랜시버(112)는, CAN 컨트롤러를 보호하기 위한 전기 회로 등을 구비할 수 있다. 특히, 상기 CAN 트랜시버(112)는, 마이크로컨트롤러 유닛(160)으로 웨이크업 신호를 전송할 수 있다. 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 실시간 클록(111)이나 CAN 트랜시버(112)의 구체적인 구성에 의해 제한되지 않으며, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 실시간 클록(111)이나 CAN 트랜시버(112)가 채용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 스위칭 소자(140)는, FET(전계 효과 트랜지스터, 도 3에서 제1 FET로 표시)로 구현될 수 있다. 그리고, 상기 피드백 모듈(150)은, 제1 FET의 게이트 단자로 온오프 신호를 공급하도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 스위칭 소자(140)로서 제1 FET의 게이트 단자는, 피드백 모듈(150)과 연결될 수 있다. 그리고, 제1 FET의 드레인 단자 및 소스 단자는, 제1 전원공급 경로(120) 상에 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 피드백 모듈(150)은, 제1 스위칭 소자(140)의 게이트 단자로 문턱 전압 이상의 전압값을 신호로 공급하여, 제1 스위칭 소자(140)가 턴온되도록 할 수 있다. 또는, 상기 피드백 모듈(150)은, 제1 스위칭 소자(140)의 게이트 단자로 문턱 전압 이상의 전압값을 신호로 공급하지 않음으로써, 제1 스위칭 소자(140)가 턴오프되도록 할 수 있다. 이 경우, 실시간 클록(111)이나 CAN 트랜시버(112)로 제1 동작 전원이 공급되지 않음으로써, 실시간 클록(111)이나 CAN 트랜시버(112)와 같은 웨이크업 유닛(110)은 동작이 멈추고 슬립 모드로 진입할 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 상기 피드백 모듈(150)은, 피드백 경로(151) 및 피드백 스위칭 소자(152)를 구비할 수 있다.
여기서, 피드백 경로(151)는, 제1 레귤레이터(130)로부터 제1 스위칭 소자(140)로 동작 신호가 공급될 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 피드백 경로(151)의 일단은 제1 레귤레이터(130)인 LDO에 연결되고, 피드백 경로(151)의 타단은 제1 스위칭 소자(140)인 제1 FET에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 레귤레이터(130)로부터 제1 스위칭 소자(140)로 동작 신호가 공급될 수 있다. 그리고, 이러한 동작 신호에 의해, 제1 스위칭 소자(140)는 턴온되거나 턴오프될 수 있다.
피드백 스위칭 소자(152)는, 피드백 경로(151) 상에 구비되어, 피드백 경로(151)를 턴온 또는 턴오프시키도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 피드백 스위칭 소자(152)는, 턴온되어 피드백 경로(151)를 통해 동작 신호가 제1 레귤레이터(130)로부터 제1 스위칭 소자(140)로 공급되도록 할 수 있다. 이 경우, 제1 스위칭 소자(140)는, 턴온되거나 턴온 상태를 유지할 수 있다. 또는, 상기 피드백 스위칭 소자(152)는, 턴오프되어 피드백 경로(151)를 통해 동작 신호가 제1 레귤레이터(130)로부터 제1 스위칭 소자(140)로 공급되지 않도록 할 수 있다. 이 경우, 제1 스위칭 소자(140)는, 턴오프되거나 턴오프 상태를 유지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 피드백 스위칭 소자(152)의 온오프 제어를 위한 제어 신호를 공급하도록 구성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 피드백 스위칭 소자(152)에 연결되어, 피드백 스위칭 소자(152)를 턴온 또는 턴오프시킬 수 있는 제어 신호를 공급하도록 구성될 수 있다. 특히, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 피드백 스위칭 소자(152)가 턴오프되도록 제어 신호를 공급할 수 있다. 여기서, 피드백 스위칭 소자(152)가 턴오프되면, 제1 FET(140)는 턴오프되고, 제1 전원공급 경로(120)를 통해 공급되던 제1 동작 전원은 더 이상 RTC(111)나 CAN 트랜시버(112)와 같은 웨이크업 유닛(110)으로 공급되지 않을 수 있다. 따라서, RTC(111)나 CAN 트랜시버(112)는, 정상적인 동작을 수행하지 않고, 슬립 모드로서 동작을 멈추거나 일부 동작만 수행할 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 마이크로컨트롤러 유닛(160)에 의해 피드백 경로(151)를 통한 신호 공급이 제어될 수 있다. 따라서, 마이크로컨트롤러 유닛(160)에 의해 RTC(111)나 CAN 트랜시버(112)와 같은 웨이크업 유닛(110)의 동작이 중단될 수 있다. 그러므로, RTC(111)나 CAN 트랜시버(112)에 의해 전류가 불필요하게 소모되는 문제가 방지되거나 감소될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 실시예에서는, 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하며, 앞선 실시예와 동일 또는 유사한 설명이 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 4를 참조하면, 상기 피드백 모듈(150)은, OR 게이트 소자(153)를 더 구비할 수 있다. 여기서, 상기 OR 게이트 소자(153)는, 피드백 경로(151)에 위치하여, 제1 레귤레이터(130)(LDO)로부터 공급되는 동작 신호와 마이크로컨트롤러 유닛(160)(MCU)로부터 공급되는 제어 신호를 입력받도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 OR 게이트 소자(153)는, 이러한 2개의 입력 신호를 기반으로, 출력 신호를 생성하여 제1 스위칭 소자(140)로 출력하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 OR 게이트 소자(153)의 2개의 입력 단자 중 하나는, 피드백 FET(152)나 제1 스위칭 소자(140)에 연결되고, 상기 OR 게이트 소자(153)의 다른 하나의 입력 단자는, MCU(160)에 연결될 수 있다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 특히, 도 5의 구성은, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치에 포함된 피드백 모듈의 구성을 보다 구체적으로 나타낸 회로 구성이다. 본 실시예에서도, 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하며, 앞선 실시예와 동일 또는 유사한 설명이 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, 상기 피드백 모듈은, OR 게이트 소자(153)를 포함하되, OR 게이트 소자(153)의 2개의 입력 단자 측에 각각 서로 다른 FET 소자(152, 154)를 포함할 수 있다. 여기서, 1개의 FET 소자는 앞서 설명된 피드백 스위칭 소자(152)일 수 있고, 다른 1개의 FET 소자는 피드백 제어 스위칭 소자(154)일 수 있다.
상기 피드백 제어 스위칭 소자(154)는, 일단, 특히 전류가 흘러 나가는 출력 측 단자가 OR 게이트 소자(153)의 입력 단자 측에 연결될 수 있다. 또한, 상기 피드백 제어 스위칭 소자(154)는, 전류가 흘러 나가는 출력 측 단자가 피드백 스위칭 소자(152)의 게이트 단자에 연결될 수 있다. 따라서, 피드백 제어 스위칭 소자(154)의 온오프에 의해, 피드백 스위칭 소자(152)의 온오프가 제어될 수 있다.
상기 피드백 제어 스위칭 소자(154)는, P채널 FET일 수 있다. 그리고, 이러한 피드백 제어 스위칭 소자(154)의 드레인 단자는 피드백 스위칭 소자(152)의 게이트 단자 및 OR 게이트 소자(153)의 입력 단자에 함께 연결되고, 피드백 제어 스위칭 소자(154)의 소스 단자는 제1 레귤레이터(130) 측에 연결될 수 있다. 이 경우, 피드백 제어 스위칭 소자(154)의 소스 단자로 제1 레귤레이터(130)의 전원, 이를테면 5V가 피드백 전원으로 공급될 수 있다(Feedback_5V). 또한, 피드백 제어 스위칭 소자(154)의 게이트 단자는 마이크로컨트롤러 유닛(160) 측에 연결되어, 마이크로컨트롤러 유닛(160)으로부터 제어 신호를 입력받을 수 있다(Low Power Control). 특히, P채널 FET의 특성 상, 게이트 단자의 전압이 문턱 전압 이하, 이를테면 0V일 때, 피드백 제어 스위칭 소자(154)의 소스 단자에서 드레인 단자로 전류가 흐를 수 있다.한편, 피드백 스위칭 소자(152)는, N채널 FET일 수 있다. 그리고, 피드백 스위칭 소자(152)의 드레인 단자는, 제1 레귤레이터(130) 측에 연결되어, 제1 레귤레이터(130)로부터 피드백 전원이 공급될 수 있다(Feedback_5V). 또한, 피드백 스위칭 소자(152)의 소스 단자는, OR 게이트 소자(153)의 입력 단자에 연결될 수 있다. 특히, N채널 FET의 특성 상, 게이트 단자의 전압이 문턱 전압 이상, 이를테면 5V일 때, 피드백 스위칭 소자(152)의 드레인 단자에서 소스 단자로 전류가 흐를 수 있다.
또한, 상기 피드백 모듈(150)은, OR 게이트 소자(153)의 출력 단자 측에 피드백 출력 스위칭 소자(155)를 포함할 수 있다. 특히, 이러한 피드백 출력 스위칭 소자(155)는, N채널 FET일 수 있다. 이 경우, 피드백 출력 스위칭 소자(155)의 드레인 단자는 OR 게이트 소자(153)의 출력 단자와 직접 연결되고, 피드백 출력 스위칭 소자(155)의 소스 단자는 접지에 직접 연결될 수 있다. 또한, 피드백 출력 스위칭 소자(155)의 게이트 단자는, 마이크로컨트롤러 유닛(160) 측에 연결되어 제어 신호를 입력받을 수 있다(Low Power Control).
한편, OR 게이트 소자(153)의 입력 전원은, 제1 레귤레이터(130)로부터 공급받을 수 있다(Feedback_5V).
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 레귤레이터(130)로부터 제1 스위칭 소자(140)로 공급되는 피드백 전원이 마이크로컨트롤러 유닛(160)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1 레귤레이터(130)로부터 피드백 모듈(150)로 5V의 전원(Feedback_5V)이 공급되는 경우, 이러한 5V의 전원은 피드백 스위칭 소자(152)의 드레인 단자, 피드백 제어 스위칭 소자(154)의 소스 단자 및 OR 게이트 소자(153)의 전원 단자로 입력될 수 있다. 이때, MCU로부터 피드백 모듈(150)로 제어 신호(Low Power Control)가 입력되면, 피드백 출력 스위칭 소자(155)의 턴온으로 인해, OR 게이트 소자(153)의 출력 단자 측 전압은 0V일 수 있다. 이 경우, 제1 전원공급 경로(120) 측에 구비된 제1 스위칭 소자(140)는 턴오프될 수 있다.
반면, 제1 레귤레이터(130)로부터 피드백 모듈(150)로 피드백 전원, 이를테면 5V의 전원이 공급되는 상황에서, MCU(160)로부터 피드백 모듈(150)로 제어 신호가 입력되지 않으면, 피드백 출력 스위칭 소자(155)는 턴오프되고, 피드백 제어 스위칭 소자(154)는 턴온될 수 있다. 이 경우, 피드백 스위칭 소자(152)의 게이트 단자로 5V의 전원이 공급되어, 피드백 스위칭 소자(152)는 턴온될 수 있다. 따라서, OR 게이트 소자(153)의 2개의 입력 단자 측에는 5V의 전원이 공급되므로, OR 게이트 소자(153)는 출력 단자(output) 측으로 5V의 전원을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 OR 게이트 소자(153)의 전원 출력으로 인해, 제1 스위칭 소자(140)는 턴온될 수 있다.
이와 같이, 상기 실시 구성에 의하면, 간단한 회로 구성으로서, 마이크로컨트롤러 유닛(160)에 의해 웨이크업 유닛(110)에 대한 전원의 공급 여부가 제어될 수 있다. 즉, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 상황에 따라, 웨이크업 유닛(110)은 웨이크업되어 있고 자신(160)만 슬립 모드가 되는 단순 슬립 모드 상태가 되도록 할 수도 있고, 자신(160)과 웨이크업 유닛(110)이 모두 슬립 모드가 되도록 하는 딥 슬립 모드 상태가 되도록 할 수도 있다.
더욱이, 상기 도 5의 실시 구성에 의하면, FET와 OR 게이트 소자를 통해, 신호 동작에 딜레이(delay)를 줌으로써 안정성이 향상될 수 있다. 즉, 상기 실시 구성에 의하면, MCU(160)로부터 제공된 제어 신호가 파워-업 또는 파워-다운 시 안정적이지 않은 문제가 해소될 수 있다. 다만, 상기 실시 구성 이외에도, 다른 다양한 방식으로, MCU(160)의 제어 신호에 의해 웨이크업 유닛(110)으로의 전원 공급이 제어되는 구성이 구현될 수 있다.
한편, 마이크로컨트롤러 유닛(160)과 웨이크업 유닛(110)이 모두 슬립 모드 상태가 되는 딥 슬립 모드에서는, 사용자가 수동으로 마이크로컨트롤러 유닛(160)을 웨이크업시킬 수 있다. 이를테면, 딥 슬립 모드에서, 사용자는 제1 레귤레이터(130) 및 또는 후술하는 제2 레귤레이터를 수동으로 턴온시킴으로써, 웨이크업 유닛(110) 및/또는 마이크로컨트롤러 유닛(160)을 슬립 모드에서 웨이크업 모드로 변환시킬 수 있다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 실시예에서도 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 제2 전원공급 경로(170), 제2 레귤레이터(180) 및 제2 스위칭 소자(190)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 전원공급 경로(170)는, 배터리 셀(10)과 마이크로컨트롤러 유닛(160) 사이에 구비되어, 배터리 셀(10)로부터 마이크로컨트롤러 유닛(160)으로 제2 동작 전원이 공급되는 경로를 제공하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2 레귤레이터(180)는, 제2 전원공급 경로(170) 상에 구비되어, 배터리 셀(10)로부터 공급되는 제2 동작 전원의 전압 크기를 조절할 수 있다. 특히, 상기 제2 레귤레이터(180)는, 마이크로컨트롤러 유닛(160)이 사용하는 전압 크기로, 제2 동작 전원의 크기를 조정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 레귤레이터(180)는, LDO로 구현되어, 저전압, 이를테면 5V의 크기로 전압을 떨어뜨린 후, 마이크로컨트롤러 유닛(160)으로 전원이 공급되도록 할 수 있다.
상기 제2 스위칭 소자(190)는, 제2 전원공급 경로(170) 상에 구비될 수 있다. 그리고, 제2 스위칭 소자(190)는, 제2 전원공급 경로(170) 상에서 제2 동작 전원의 흐름을 온-오프시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 스위칭 소자(190)는, 턴온되어 상기 제2 전원공급 경로(170)를 통해 제2 동작 전원이 마이크로컨트롤러 유닛(160)으로 공급되도록 할 수 있다. 또는, 상기 제2 스위칭 소자(190)는, 턴오프되어 제2 전원공급 경로(170)를 통해 제2 동작 전원이 마이크로컨트롤러 유닛(160)으로 공급되지 않도록 해당 경로를 차단할 수 있다.
이러한 실시 구성에서, 상기 웨이크업 유닛(110)은, 웨이크업 신호를 생성하여 제2 스위칭 소자(190)로 공급할 수 있다. 그리고, 이러한 웨이크업 신호의 제공에 의해, 제2 스위칭 소자(190)는 턴온될 수 있다. 즉, 웨이크업 유닛(110)은, 웨이크업 신호를 통해 제2 스위칭 소자(190)를 턴온시키도록 구성될 수 있다. 그리고, 제2 스위칭 소자(190)가 턴온되면, 마이크로컨트롤러 유닛(160)으로 마이크로컨트롤러를 동작시킬 수 있는 제2 동작 전원이 공급될 수 있다.
한편, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 제1 스위칭 소자(140) 및 제2 스위칭 소자(190)를 모두 제어하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 제1 스위칭 소자(140) 및 제2 스위칭 소자(190)를 모두 턴오프시키도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 제2 스위칭 소자(190)가 턴온 상태를 계속해서 유지하도록 홀드(Hold) 신호를 제2 스위칭 소자(190)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 제2 스위칭 소자(190)가 턴오프되도록 하여, 자신에 대한 제2 동작 전원의 공급이 차단되도록 할 수 있다. 또한, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 제1 스위칭 소자(140)를 턴오프시켜, 웨이크업 유닛(110)에 대한 제1 동작 전원의 공급이 차단되도록 할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 마이크로컨트롤러 유닛(160)에 의해, 자신은 물론이고, 실시간 클록(111)이나 CAN 트랜시버(112)와 같은 웨이크업 유닛(110)에 대하여 전원이 공급되지 않도록 하여, 전류 소모를 적절하게 제어할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 마이크로컨트롤러 유닛(160)만 슬립 모드에 들어갈만한 상태인지 자신과 웨이크업 유닛(110) 모두 슬립 모드에 들어갈만한 상태인지 판단할 수 있다. 그리고, 마이크로컨트롤러 유닛(160)만 슬립 모드에 들어갈만한 상태로 판단한 경우, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은 제1 스위칭 소자(140)는 턴오프시키지 않고 제2 스위칭 소자(190)만 턴오프되도록 할 수 있다. 반면, 마이크로컨트롤러 유닛(160)과 웨이크업 유닛(110) 모두 슬립 모드에 들어갈만한 상태로 판단한 경우, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은 제1 스위칭 소자(140)와 제2 스위칭 소자(190)가 모두 턴오프되도록 할 수 있다. 이 경우, 마이크로컨트롤러 유닛(160)과 웨이크업 유닛(110) 모두에 의한 전류 소모가 제한되므로, 배터리 팩의 전력 낭비가 방지될 수 있다.
특히, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 배터리 셀(10)의 충전 상태를 고려하여, 제1 스위칭 소자(140)와 제2 스위칭 소자(190)의 온오프를 제어하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 배터리 셀(10)의 충전 상태(SOC)가 기준 SOC 미만인 경우 제1 스위칭 소자(140)와 제2 스위칭 소자(190)가 순차적으로 턴오프되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 소정 배터리 팩의 기준 SOC가 10%인 경우, 실제 충전 상태가 이보다 높은 값, 이를테면 12%인 경우, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은 제2 스위칭 소자(190)만 턴오프되도록 할 수 있다. 반면, 실제 충전 상태가 기준 SOC보다 작은 값, 이를테면 8%인 경우, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은 제1 스위칭 소자(140)와 제2 스위칭 소자(190)가 모두 턴오프되도록 할 수 있다. 이 경우, 마이크로컨트롤러 유닛(160)과 웨이크업 유닛(110) 모두로 동작 전원이 공급되지 않게 되므로, 과다한 전력 소모가 방지될 수 있다.
여기서, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 제1 스위칭 소자(140)와 제2 스위칭 소자(190)를 모두 턴오프시킬 때, 제1 스위칭 소자(140)가 먼저 턴오프되도록 한 후, 그 이후에 제2 스위칭 소자(190)가 턴오프되도록 구성될 수 있다. 제2 스위칭 소자(190)가 먼저 턴오프되면 마이크로컨트롤러 유닛(160)으로 공급되는 제2 동작 전원이 차단되어, 마이크로컨트롤러 유닛(160)에 의한 제1 스위칭 소자(140)의 턴오프 동작이 제대로 수행되지 못할 수 있다. 따라서, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 제1 스위칭 소자(140)와 제2 스위칭 소자(190)를 모두 턴오프시키고자 하는 경우, 제1 스위칭 소자(140)가 먼저 턴오프되도록 한 후 제2 스위칭 소자(190)가 턴오프되도록 턴오프 동작을 수행할 수 있다.
한편, 상기 실시예에서, 마이크로컨트롤러 유닛(160)이 제2 스위칭 소자(190)만 턴오프시킬지, 아니면 제1 스위칭 소자(140)와 제2 스위칭 소자(190)를 모두 턴오프시킬지 기준이 되도록 하는 기준값인 기준 SOC는, 마이크로컨트롤러 유닛(160)에 내장된 메모리부나 마이크로컨트롤러 유닛(160) 외부에 위치하는 메모리 유닛에 미리 저장될 수 있다.
더욱이, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 상기 기준 SOC를 상황에 따라 변경하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 온도에 따라 기준 SOC를 변경하도록 구성될 수 있다. 이를테면, 온도가 기준 온도 범위를 벗어나는 경우, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 기준 SOC를 증가시키거나 감소하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적인 예로서, 배터리 팩의 온도가 기준 온도 범위보다 낮은 저온 상태인 경우, 상기 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 기준 SOC가 증가되도록 할 수 있다. 이를테면, 기준 온도 범위 이내에서는 기준 SOC가 10%인 경우, 마이크로컨트롤러 유닛(160)은, 저온 상태에서 기준 SOC를 15%로 증가시킬 수 있다. 이 경우, 낮은 온도 상황에서 배터리 팩이 보다 빠르게 방전되는 문제가 줄어들 수 있다. 즉, 저온 상황에서는 배터리 팩이 빠르게 방전될 수 있는데, 이 경우 기준 SOC를 높임으로써, 웨이크업 유닛(110)으로 공급되는 전원이 보다 높은 SOC에서 차단되도록 할 수 있다.
한편, 상기 실시 구성에서, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 온도 측정 유닛을 더 포함할 수 있다. 온도 측정 유닛은, 배터리 셀(10)이나 배터리 팩 주변의 온도를 측정하도록 구성될 수 있는데, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 온도 측정 장치가 채용될 수 있다. 예를 들어, 온도 측정 유닛은, 다양한 온도 센서에 의해 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다. 이러한 배터리 팩에는, 배터리 관리 장치와 함께, 배터리 셀(10), 팩 케이스 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 배터리 팩에는, 배터리 셀(10)과 팩 단자 사이의 충방전 전류가 흐르는 대전류 경로 상에 충전 스위치 및 방전 스위치 등을 더 구비할 수 있다. 이처럼 본 발명에 따른 배터리 관리 장치 이외에 배터리 팩에 포함될 수 있는 여러 구성요소들은, 본원발명의 출원 시점에 공지된 여러 구성들이 채용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 자동차에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자동차는, 상술한 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는 배터리 팩에 포함되어, 자동차에 탑재될 수 있다. 더욱이, 하이브리드 자동차를 포함한 전기 자동차나 일반 자동차의 경우에도, 배터리 팩이 포함되는 것이 일반적이며, 주차나 운송되는 등의 상황에서는 마이크로컨트롤러 유닛(160) 및/또는 웨이크업 유닛(110)이 슬립 모드 상태에 있을 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치가 적용되는 경우, 자동차용 배터리 팩의 만방전 내지 과방전되는 문제가 효과적으로 방지될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10: 배터리 셀
110: 웨이크업 유닛
111: 실시간 클록, 112: CAN 트랜시버
120: 제1 전원공급 경로
130: 제1 레귤레이터
140: 제1 스위칭 소자
150: 피드백 모듈
151: 피드백 경로, 152: 피드백 스위칭 소자, 153: OR 게이트 소자, 154: 피드백 제어 스위칭 소자, 155: 피드백 출력 스위칭 소자
160: 마이크로컨트롤러 유닛
170: 제2 전원공급 경로
180: 제2 레귤레이터
190: 제2 스위칭 소자

Claims (10)

  1. 배터리 셀이 구비된 배터리 팩을 관리하는 장치에 있어서,
    웨이크업 신호를 생성하여 송신하는 웨이크업 유닛;
    상기 배터리 셀과 상기 웨이크업 유닛 사이에 구비되어, 상기 배터리 셀로부터 상기 웨이크업 유닛으로 제1 동작 전원을 공급하도록 구성된 제1 전원공급 경로;
    상기 제1 전원공급 경로 상에 구비되어, 상기 배터리 셀로부터 공급되는 제1 동작 전원의 전압 크기를 상기 웨이크업 유닛의 사용 전압 크기로 조절하도록 구성된 제1 레귤레이터;
    상기 제1 전원공급 경로 상에 구비되어, 상기 제1 전원공급 경로에서 제1 동작 전원의 흐름을 온-오프시키도록 구성된 제1 스위칭 소자;
    상기 제1 레귤레이터로부터 상기 제1 스위칭 소자로 온오프 신호를 공급하도록 구성된 피드백 모듈; 및
    상기 웨이크업 유닛으로부터 상기 웨이크업 신호를 전송받아 슬립 모드에서 웨이크업 모드로 변환 가능하게 구성되고, 상기 피드백 모듈에 연결되어 상기 제1 스위칭 소자를 턴오프시킬 수 있도록 구성된 마이크로컨트롤러 유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이크업 유닛은, 실시간 클록 및 CAN 트랜시버를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자는 FET로 구현되고, 상기 피드백 모듈은 상기 제1 스위칭 소자의 게이트 단자로 온오프 신호를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 모듈은, 상기 제1 레귤레이터로부터 상기 제1 스위칭 소자로 동작 신호가 공급될 수 있도록 구성된 피드백 경로, 및 상기 피드백 경로 상에 구비되어, 상기 피드백 경로를 턴온 또는 턴오프시키도록 구성된 피드백 스위칭 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마이크로컨트롤러 유닛은, 상기 피드백 스위칭 소자가 턴오프되도록 제어 신호를 공급할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 피드백 모듈은, 상기 피드백 경로에 위치하여, 상기 제1 레귤레이터로부터 공급되는 동작 신호와 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 공급되는 제어 신호를 입력받고 상기 제1 스위칭 소자로 출력 신호를 제공하도록 구성된 OR 게이트 소자를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀과 상기 마이크로컨트롤러 유닛 사이에 구비되어, 상기 배터리 셀로부터 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로 제2 동작 전원을 공급하도록 구성된 제2 전원공급 경로;
    상기 제2 전원공급 경로 상에 구비되어, 상기 배터리 셀로부터 공급되는 제2 동작 전원의 전압 크기를 상기 마이크로컨트롤러 유닛의 사용 전압 크기로 조절하도록 구성된 제2 레귤레이터; 및
    상기 제2 전원공급 경로 상에 구비되어, 상기 제2 전원공급 경로에서 제2 동작 전원의 흐름을 온-오프시키도록 구성된 제2 스위칭 소자
    를 더 포함하고,
    상기 웨이크업 유닛은, 상기 웨이크업 신호를 생성하여 상기 제2 스위칭 소자로 공급함으로써, 상기 제2 스위칭 소자를 턴온시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 마이크로컨트롤러 유닛은, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 턴오프시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 마이크로컨트롤러 유닛은, 상기 배터리 셀의 충전 상태가 기준값 미만인 경우 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자가 순차적으로 턴오프될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩.
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