KR102421368B1 - Apparatus and method for diagnosing current sensor error - Google Patents
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Abstract
전류 센서 에러 진단 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 전류 센서 에러 진단 장치는, 미리 결정된 복수의 샘플링 시점마다, 상기 제1 전류 센서를 통해 측정되는 제1 전류값 및 상기 제2 전류 센서를 통해 측정되는 제2 전류값을 동일한 타이밍에 샘플링하는 전류값 샘플링부; 동일한 타이밍에 샘플링된 복수의 제1 전류값 및 제2 전류값들 각각에 대해서 두 전류값 간의 차이값 크기가 미리 결정된 기준값을 초과하였는지 판단하는 제1 판단부; 상기 차이값 크기가 상기 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단된 횟수를 적산하여 제1 빈도수를 산출하고, 상기 차이값 크기가 상기 기준값을 초과한 것으로 판단된 횟수를 적산하여 제2 빈도수를 산출하는 빈도수 산출부; 및 상기 제1 빈도수와 제2 빈도수의 총합에 대한 상기 제1 빈도수의 비율에 해당하는 에러 판정 비율을 산출하고, 상기 산출된 에러 판정 비율을 미리 결정된 기준 비율과 비교하여 에러 발생 여부를 판단하는 제2 판단부를 포함함으로써, 전류원의 타입이나 전압 특성 등과 무관하게 동일한 방식으로 다양한 시스템에 적용될 수 있고, 전류 센서의 응답 속도 저하나 위상 지연 등에 따라 전류값에 측정 오차가 발생하는 경우의 에러들도 정확히 진단할 수 있음은 물론, 순간적인 전류 변화나 주파수 변화에 강인한 특성을 가지며 에러 진단의 정확성과 신뢰성을 개선한다.A current sensor error diagnosis apparatus and method are disclosed. The apparatus for diagnosing a current sensor error according to the present invention, at each of a plurality of predetermined sampling time points, sets a first current value measured by the first current sensor and a second current value measured by the second current sensor at the same timing a current value sampling unit for sampling; a first determination unit for determining whether a difference between the two current values exceeds a predetermined reference value for each of the plurality of first and second current values sampled at the same timing; A first frequency is calculated by accumulating the number of times it is determined that the magnitude of the difference value does not exceed the reference value, and calculating a second frequency by accumulating the number of times it is determined that the magnitude of the difference value exceeds the reference value. wealth; and calculating an error determination ratio corresponding to a ratio of the first frequency to the sum of the first and second frequencies, and comparing the calculated error determination ratio with a predetermined reference ratio to determine whether an error occurs By including the 2 determination unit, it can be applied to various systems in the same way regardless of the type of current source or voltage characteristics, and errors in the case of a measurement error occurring in the current value due to a decrease in the response speed of the current sensor or a phase delay, etc. In addition to being able to diagnose, it has strong characteristics against instantaneous current changes or frequency changes, and improves the accuracy and reliability of error diagnosis.
Description
본 발명은 전류 센서 에러 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 동일 전류의 전류값을 측정하도록 구성된 두 전류 센서의 상대적 관계를 이용하여 전류 센서 에러를 진단하는 전류 센서 에러 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing a current sensor error, and to an apparatus and method for diagnosing a current sensor error using a relative relationship between two current sensors configured to measure a current value of the same current.
일반적으로, 전류 센서(current sensor)는 홀 센서나 센스 저항 등을 이용하여 직류 전류나 교류 전류를 감지하는 센서를 말한다. 최근, 휴대폰이나 태블릿 PC 등의 모바일 기기는 물론, 전기로 구동되는 차량(EV, HEV, PHEV)이나 대용량 전력 저장 장치(ESS) 등의 분야로까지 이차 전지 셀의 용도가 확장되면서, 이차 전지 셀의 충·방전 전류를 감지하는 전류 센서의 에러 발생 여부를 정확하게 진단하는 기술에 대한 관심과 요청이 급증하고 있다.In general, a current sensor refers to a sensor that senses a direct current or an alternating current using a Hall sensor or a sense resistor. Recently, as the use of secondary battery cells has been expanded to fields such as electric vehicles (EVs, HEVs, PHEVs) and large-capacity power storage devices (ESS), as well as mobile devices such as mobile phones and tablet PCs, secondary battery cells Interest and requests for technology for accurately diagnosing whether an error occurs in a current sensor that detects the charge/discharge current of the device are rapidly increasing.
그러나, 한국 공개특허 제10-2010-0099461호에 개시된 바와 같이, 종래 기술들은 배터리 팩의 전압과 전류를 소정 시간 측정하고 그 전압 변화량 및 전류 변화량을 각각 전압 참조값 및 전류 참조값과 비교하여 전류 측정부의 에러를 진단하기 때문에, 전류 센서를 사용하는 시스템의 종류, 전류원의 타입이나 전압 특성 등에 따라 전혀 다른 참조값들을 사용해야 하며, 다양한 시스템에 적용되기 어렵다는 문제가 있다.However, as disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2010-0099461, the prior art measures the voltage and current of the battery pack for a predetermined time and compares the voltage change and current change amount with the voltage reference value and the current reference value, respectively. In order to diagnose an error, completely different reference values must be used depending on the type of system using the current sensor, the type of current source, voltage characteristics, etc., and there is a problem in that it is difficult to apply to various systems.
또한, 일본 공개특허 제1997-023501호에 개시된 바와 같이, 종래 기술은 전류 센서의 출력이 소정 시간 0 상태로 유지되는 경우에 에러가 발생한 것으로 진단하기 때문에, 전류 센서가 전혀 작동하지 않는 경우의 에러만 진단할 수 있을 뿐, 전류 센서의 응답 속도 저하나 위상 지연 등에 따라 전류값에 측정 오차가 발생하는 경우의 에러들은 진단할 수 없다는 문제가 있다.In addition, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1997-023501, the prior art diagnoses that an error has occurred when the output of the current sensor is maintained in the 0 state for a predetermined time, so the error occurs when the current sensor does not operate at all. However, there is a problem that errors cannot be diagnosed when a measurement error occurs in the current value due to a decrease in response speed or a phase delay of the current sensor.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 배경하에 창안된 것으로서, 전류 센서를 사용하는 시스템의 종류, 전류원의 타입이나 전압 특성 등과 무관하게 동일한 방식으로 전류 센서의 에러 진단에 적용될 수 있고, 전류 센서의 응답 속도 저하나 위상 지연 등에 따라 전류값에 측정 오차가 발생하는 경우의 에러들도 정확히 진단할 수 있음은 물론, 순간적인 전류 변화나 주파수 변화에 강인한 특성을 가지며 에러 진단의 정확성과 신뢰성을 개선할 수 있는, 전류 센서 에러 진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised under the background of the prior art as described above, and can be applied to the error diagnosis of the current sensor in the same way regardless of the type of system using the current sensor, the type of current source or voltage characteristics, etc., and the response speed of the current sensor It can accurately diagnose errors in the case of measurement errors occurring in the current value due to degradation or phase delay, as well as having strong characteristics against instantaneous current changes or frequency changes, and can improve the accuracy and reliability of error diagnosis. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for diagnosing a current sensor error.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류 센서 에러 진단 장치는, 동일 전류의 전류값을 측정하도록 구성된 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서의 전류값들을 수신하여, 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서의 에러 발생 여부를 판단하는 제어 유닛; 및 상기 제어 유닛의 판단 결과를 수신하여 저장하는 저장 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은, 미리 결정된 복수의 샘플링 시점마다, 상기 제1 전류 센서를 통해 측정되는 제1 전류값 및 상기 제2 전류 센서를 통해 측정되는 제2 전류값을 동일한 타이밍에 샘플링하는 전류값 샘플링부; 동일한 타이밍에 샘플링된 복수의 제1 전류값 및 제2 전류값들 각각에 대해서 두 전류값 간의 차이값 크기가 미리 결정된 기준값을 초과하였는지 판단하는 제1 판단부; 상기 차이값 크기가 상기 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단된 횟수를 적산하여 제1 빈도수를 산출하고, 상기 차이값 크기가 상기 기준값을 초과한 것으로 판단된 횟수를 적산하여 제2 빈도수를 산출하는 빈도수 산출부; 및 상기 제1 빈도수와 제2 빈도수의 총합에 대한 상기 제1 빈도수의 비율에 해당하는 에러 판정 비율을 산출하고, 상기 산출된 에러 판정 비율을 미리 결정된 기준 비율과 비교하여 에러 발생 여부를 판단하는 제2 판단부를 포함한다.A current sensor error diagnosis apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem receives the current values of the first current sensor and the second current sensor configured to measure the current value of the same current, the first current sensor and the second current sensor 2 a control unit that determines whether an error occurs in the current sensor; and a storage unit configured to receive and store the determination result of the control unit, wherein the control unit includes a first current value measured by the first current sensor and a second current sensor at each predetermined sampling time point. a current value sampling unit for sampling a second current value measured through ? at the same timing; a first determination unit for determining whether a difference between the two current values exceeds a predetermined reference value for each of the plurality of first and second current values sampled at the same timing; A first frequency is calculated by accumulating the number of times it is determined that the magnitude of the difference value does not exceed the reference value, and calculating a second frequency by accumulating the number of times it is determined that the magnitude of the difference value exceeds the reference value. wealth; and calculating an error determination ratio corresponding to a ratio of the first frequency to the sum of the first and second frequencies, and comparing the calculated error determination ratio with a predetermined reference ratio to determine whether an error occurs 2 includes a judging unit.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 판단부는, 상기 산출된 에러 판정 비율이 상기 기준 비율 이상인 경우 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단하고, 상기 산출된 에러 판정 비율이 상기 기준 비율 미만인 경우 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.In an embodiment, when the calculated error determination ratio is equal to or greater than the reference ratio, the second determination unit determines that an error does not occur in the first current sensor and the second current sensor, and the calculated error determination ratio When this ratio is less than the reference ratio, it may be configured to determine that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor.
일 실시예에 있어서, 상기 빈도수 산출부는, 상기 제2 판단부가 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단한 이후에, 상기 제1 빈도수 및 제2 빈도수를 0으로 리셋하도록 구성되고, 상기 전류값 샘플링부는, 미리 결정된 다음 진단 시기가 도래하면 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서에 대한 전류값 샘플링을 재개하도록 구성될 수 있다.In an embodiment, the frequency calculator is configured to reset the first frequency and the second frequency to 0 after the second determination unit determines that an error does not occur in the first current sensor and the second current sensor. The current value sampling unit may be configured to resume sampling the current values for the first current sensor and the second current sensor when a next predetermined diagnosis time arrives.
일 실시예에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 제2 판단부가 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 전류 센서 에러를 나타내는 DTC(Diagnostic Trouble Code)를 생성하여 상기 저장 유닛에 저장하는 에러 정보 처리부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, when the second determination unit determines that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor, the control unit is configured to generate a DTC (Diagnostic Trouble Code) indicating a current sensor error. It may further include an error information processing unit to generate and store in the storage unit.
일 실시예에 있어서, 상기 장치는, 시각적 정보를 출력하는 출력 유닛을 더 포함하고, 상기 에러 정보 처리부는, 상기 제2 판단부가 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 전류 센서 에러 발생 사실을 알리는 에러 정보를 상기 출력 유닛을 통해 시각적 정보로 출력하도록 구성될 수 있다.In an embodiment, the apparatus further comprises an output unit for outputting visual information, wherein the error information processing unit includes an error in at least one of the first current sensor and the second current sensor, wherein the second determination unit has an error. When it is determined that a current sensor error has occurred, error information indicating that a current sensor error has occurred may be output as visual information through the output unit.
일 실시예에 있어서, 상기 장치는, 유선 통신 또는 무선 통신을 수행하는 통신 유닛을 더 포함하고, 상기 에러 정보 처리부는, 상기 제2 판단부가 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 전류 센서 에러 발생 사실을 알리는 에러 정보를 상기 통신 유닛을 통해 타 장치로 전송하도록 구성될 수 있다.In an embodiment, the apparatus further includes a communication unit for performing wired communication or wireless communication, wherein the error information processing unit includes the second determination unit at least one of the first current sensor and the second current sensor. When it is determined that an error has occurred, it may be configured to transmit error information informing that a current sensor error has occurred to another device through the communication unit.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은 상술한 전류 센서 에러 진단 장치를 포함한다.A battery management system according to the present invention for achieving the above technical problem includes the above-described current sensor error diagnosis apparatus.
일 실시예에 있어서, 상기 에러 정보 처리부는, 상기 제2 판단부가 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 상기 제1 전류 센서 또는 상기 제2 전류 센서를 통해 전류값을 측정하여 이차 전지 셀의 SOC(State of Charge)를 추정하는 SOC 추정 유닛으로 SOC 추정 중단을 요청하도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the error information processing unit, when the second determination unit determines that an error occurs in at least one of the first current sensor and the second current sensor, the first current sensor or the second current sensor The SOC estimation unit for estimating the state of charge (SOC) of the secondary battery cell by measuring the current value through .
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류 센서 에러 진단 방법은, BMS(Battery Management System)의 프로세서가 동일한 이차 전지 셀의 전류를 측정하도록 구성된 복수의 전류 센서의 에러를 진단하는 방법으로서, (a) 미리 결정된 복수의 샘플링 시점마다, 상기 복수의 전류 센서 중 제1 전류 센서를 통해 측정되는 제1 전류값 및 상기 복수의 전류 센서 중 제2 전류 센서를 통해 측정되는 제2 전류값을 동일한 타이밍에 샘플링하는 단계; (b) 동일한 타이밍에 샘플링된 복수의 제1 전류값 및 제2 전류값들 각각에 대해서 두 전류값 간의 차이값 크기가 미리 결정된 기준값을 초과하였는지 판단하는 단계; (c) 상기 차이값 크기가 상기 기준값을 초과한 것으로 판단된 횟수를 적산하여 제1 빈도수를 산출하고, 상기 차이값 크기가 상기 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단된 횟수를 적산하여 제2 빈도수를 산출하는 단계; 및 (d) 상기 제1 빈도수와 제2 빈도수의 총합에 대한 상기 제1 빈도수의 비율에 해당하는 에러 판정 비율을 산출하고, 상기 산출된 비율을 미리 결정된 기준 비율과 비교하여 에러 발생 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.A current sensor error diagnosis method according to the present invention for achieving the above technical problem is a method of diagnosing errors of a plurality of current sensors, wherein a processor of a battery management system (BMS) is configured to measure the current of the same secondary battery cell, ( a) At each of a plurality of predetermined sampling points, a first current value measured by a first current sensor among the plurality of current sensors and a second current value measured by a second current sensor among the plurality of current sensors are set at the same timing sampling to; (b) determining whether the magnitude of the difference between the two current values exceeds a predetermined reference value for each of the plurality of first and second current values sampled at the same timing; (c) calculating the first frequency by accumulating the number of times it is determined that the magnitude of the difference value exceeds the reference value, and calculating the second frequency by accumulating the number of times it is determined that the magnitude of the difference value does not exceed the reference value to do; and (d) calculating an error determination ratio corresponding to a ratio of the first frequency to the sum of the first and second frequencies, and comparing the calculated ratio with a predetermined reference ratio to determine whether an error occurs may include steps.
일 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계는, 상기 산출된 에러 판정 비율이 상기 기준 비율 이상인 경우 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단하고, 상기 산출된 에러 판정 비율이 상기 기준 비율 미만인 경우 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, in the step (d), when the calculated error determination ratio is equal to or greater than the reference ratio, it is determined that no errors have occurred in the first current sensor and the second current sensor, and the calculated error determination is performed. The method may include determining that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor when the ratio is less than the reference ratio.
일 실시예에 있어서, 상기 방법은, 상기 (d) 단계에서 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단한 이후에, 상기 제1 빈도수 및 제2 빈도수를 0으로 리셋하고, 미리 결정된 다음 진단 시기가 도래하면 상기 (a) 단계 내지 (d) 단계를 반복하도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the method resets the first frequency and the second frequency to 0 after determining that errors do not occur in the first current sensor and the second current sensor in step (d); , may be configured to repeat the steps (a) to (d) when the next predetermined diagnosis time arrives.
일 실시예에 있어서, 상기 방법은, (e) 상기 (d) 단계에서 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 전류 센서 에러를 나타내는 DTC(Diagnostic Trouble Code)를 생성하여 상기 BMS의 저장 유닛에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the method includes (e) when it is determined that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor in the step (d), DTC (Diagnostic Trouble) indicating a current sensor error Code) may be generated and stored in the storage unit of the BMS.
일 실시예에 있어서, 상기 방법은, (f) 상기 (d) 단계에서 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 전류 센서 에러 발생 사실을 알리는 에러 정보를 상기 BMS의 출력 유닛을 통해 시각적 정보로 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, in the method, (f) when it is determined that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor in step (d), error information notifying the fact that a current sensor error has occurred The method may further include outputting as visual information through the output unit of the BMS.
일 실시예에 있어서, 상기 방법은, (g) 상기 (d) 단계에서 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 전류 센서 에러 발생 사실을 알리는 에러 정보를 상기 BMS의 통신 유닛을 통해 타 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, in the method, (g) when it is determined that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor in step (d), error information notifying the occurrence of a current sensor error The method may further include transmitting to another device through the communication unit of the BMS.
일 실시예에 있어서, 상기 방법은, (h) 상기 (d) 단계에서 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 상기 제1 전류 센서 또는 상기 제2 전류 센서의 전류값을 이용하여 이차 전지 셀의 SOC(State of Charge)를 추정하는 상기 BMS의 SOC 추정 유닛으로 SOC 추정 중단을 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, in the method, (h) when it is determined that an error occurs in at least one of the first current sensor and the second current sensor in step (d), the first current sensor or the second The method may further include requesting to stop estimating the SOC to the SOC estimating unit of the BMS that estimates the state of charge (SOC) of the secondary battery cell by using the current value of the current sensor.
본 발명에 따르면, 두 전류 센서의 전류값들만을 이용하여 전류 센서들의 에러를 진단함으로써, 전류 센서를 사용하는 시스템의 종류, 전류원의 타입이나 전압 특성 등과 무관하게 동일한 방식으로 전류 센서의 에러를 진단할 수 있으며, 복수의 전류 센서를 포함하는 다양한 시스템에 용이하게 적용될 수 있다. 상기 시스템은 복수의 전류 센서를 통해 측정된 전류값들의 평균값을 전류의 측정값으로 결정할 수 있으며, 동시에 전류 센서의 오류를 신뢰성 있게 진단할 수 있다.According to the present invention, by diagnosing the errors of the current sensors using only the current values of the two current sensors, the errors of the current sensors are diagnosed in the same way regardless of the type of system using the current sensor, the type of the current source or the voltage characteristics, etc. and can be easily applied to various systems including a plurality of current sensors. The system may determine an average value of current values measured through a plurality of current sensors as a current measurement value, and at the same time reliably diagnose an error of the current sensor.
또한, 동시에 두 전류 센서가 측정한 전류값들을 상호 비교하여 전류 센서의 에러 발생 여부를 판단함으로써, 전류 센서가 전혀 작동하지 않는 경우의 에러는 물론 전류 센서의 응답 속도 저하나 위상 지연 등에 따라 전류값에 측정 오차가 발생하는 경우의 에러들도 정확히 진단해낼 수 있다.In addition, by comparing the current values measured by the two current sensors at the same time to determine whether an error occurs in the current sensor, the current value according to the error in case the current sensor does not operate at all, as well as the response speed decrease or phase delay of the current sensor Errors in the case of measurement errors can also be accurately diagnosed.
특히, 두 전류 센서가 실제 측정한 전류값들 간의 차이값을 기반으로 전류 센서의 에러 발생 여부를 반복적으로 판단하여 판단 결과들을 누적하고, 누적된 판단 결과들을 통해 판단 결과별 빈도수를 산출한 후, 판단 결과별 빈도수를 통해 다시 최종적인 에러 발생 여부를 확률적으로 판단함으로써, 순간적인 전류 변화나 주파수 변화에 강인한 특성을 가지며 에러 진단의 정확성과 신뢰성을 개선할 수 있다. 또한, 고주파 전류가 입력될 경우 전류 센서들 간의 차단 주파수 차이에 따라 측정 전류값들 간에 차이가 발생하여 전류 센서에 에러가 발생한 것으로 오진되는 현상 등을 근본적으로 방지할 수 있다.In particular, based on the difference between the current values actually measured by the two current sensors, it is repeatedly determined whether an error has occurred in the current sensor to accumulate the judgment results, and after calculating the frequency for each judgment result through the accumulated judgment results, By probabilistically determining whether or not a final error occurs again through the frequency of each determination result, it has a robust characteristic against instantaneous current or frequency change, and the accuracy and reliability of error diagnosis can be improved. In addition, when a high-frequency current is input, it is possible to fundamentally prevent a phenomenon in which a difference is generated between measured current values according to a cut-off frequency difference between the current sensors, so that the current sensor is misdiagnosed as an error.
나아가, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명에 따른 다양한 실시예들이 상기 언급되지 않은 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음을 이하의 설명으로부터 자명하게 이해할 수 있을 것이다.Furthermore, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will clearly understand from the following description that various embodiments according to the present invention can solve various technical problems not mentioned above.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 에러 진단 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 제어 유닛의 일례를 나타낸 블록도이다.
도 3은 두 전류 센서 간의 전류 차이값에 따른 잠정적 에러 판단시 정상 상태 및 에러 상태로 판단되는 전류값 범위를 직교 좌표계로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 에러 진단 방법을 나타낸 흐름도이다.The following drawings attached to this specification illustrate one embodiment of the present invention, and together with the detailed description to be described later serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is limited only to the matters described in such drawings should not be interpreted as
1 is a block diagram illustrating an apparatus for diagnosing a current sensor error according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing an example of a control unit applied to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a range of current values determined as a normal state and an error state in a rectangular coordinate system when a provisional error is determined according to a current difference value between two current sensors.
4 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a current sensor error according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 출원을 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 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his or her application. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only one embodiment of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present invention It should be understood that there may be variations and examples.
이하에서 설명되는 실시예들에 있어서, 전류 센서의 전류원으로서 설명되는 이차 전지 셀은, SOC 추정 등을 위해 전류 센서를 사용하는 이차 전지 셀들을 총칭하는 것이다.In the embodiments described below, a secondary battery cell described as a current source of a current sensor is a generic term for secondary battery cells using a current sensor for SOC estimation and the like.
또한, 본 발명에 있어서, 이차 전지 셀에 사용된 양극재, 음극재, 전해질이나 분리막의 종류, 이차 전지를 포장하는데 사용된 포장재의 종류, 이차 전지 셀의 내·외부의 구조 등에 따라 이차 전지 셀의 명칭이 변경되더라도 해당 셀은 모두 이차 전지 셀에 포함될 수 있다.In addition, in the present invention, the secondary battery cell according to the type of positive electrode material, negative electrode material, electrolyte or separator used in the secondary battery cell, the type of packaging material used to package the secondary battery, the internal and external structure of the secondary battery cell, etc. Even if the name of is changed, all the corresponding cells may be included in the secondary battery cells.
또한, 본 발명은 이차 전지 셀의 전류를 측정하는 전류 센서의 에러를 진단하는 것뿐만 아니라, 다수의 이차 전지 셀을 직렬 연결하여 고전압을 구현한 배터리 팩의 전류를 측정하는 전류 센서, 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 전기 모터의 전류를 측정하는 전류 센서 등의 에러를 진단하는 것에도 적용될 수 있는 것임을 미리 밝혀 둔다.In addition, the present invention provides a current sensor that not only diagnoses an error of a current sensor that measures the current of a secondary battery cell, but also measures the current of a battery pack realizing a high voltage by connecting a plurality of secondary battery cells in series; It should be clarified in advance that it can be applied to diagnosing errors such as a current sensor that measures the current of an electric motor of a hybrid vehicle.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 에러 진단 장치(100)가 블록도로 도시되어 있다.1 is a block diagram illustrating an
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전류 센서 에러 진단 장치(100)는 동일 전류를 측정하도록 구성된 복수의 전류 센서(12a, 12b) 중 적어도 어느 한 전류 센서에 발생한 에러를 진단하는 장치로서, BMS(Battery Management System)(10)에 포함되는 장치로 구성될 수 있다. 실시예에 따라, 전류 센서 에러 진단 장치(100)는 BMS(10)와 연동하는 별개의 장치로 구성될 수도 있다. 이 경우, 전류 센서 에러 진단 장치(100)는 BMS(10)와 통신 인터페이스 또는 I/O 인터페이스를 통해 연결될 수 있으며, 전류 센서의 에러 진단 정보를 BMS(10) 측으로 전달할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an
BMS(10)는, 이차 전지 셀(20)의 충·방전 전류, 전압, 온도 등을 주기적으로 측정하여 모니터하며 이차 전지 셀(20)의 SOC(State of Charge)를 추정하고, 추정 결과에 따라 충전 유닛(30)을 통해 이차 전지 셀(20)을 충전하는 등, 이차 전지 셀(20)에 대한 전반적인 관리를 수행하는 배터리 관리 시스템이다. 이를 위해, BMS(10)는 복수의 전류 센서(12a, 12b), 전압 센서(14), 온도 센서(16), SOC 추정 유닛(18) 등을 포함할 수 있다.The
복수의 전류 센서(12a, 12b)는, 이차 전지 셀(20)의 충전 전류 또는 방전 전류를 일정 주기마다 측정한다. 복수의 전류 센서(12a, 12b)는 동일 전류를 측정하도록 구성된다. 일례로, 복수의 전류 센서(12a, 12b)를 상호 직렬로 연결한 직렬 회로가 이차 전지 셀(20)의 충·방전 전류가 흐르는 선로 상에 직렬로 연결되도록 구성될 수 있다. 다른 일례로, 복수의 전류 센서(12a, 12b)가 모두 동일한 등가 저항을 가지도록 설계된다면, 복수의 전류 센서(12a, 12b)를 상호 병렬로 연결한 병렬 회로가 이차 전지 셀(20)의 충·방전 전류가 흐르는 선로 상에 직렬로 연결되도록 구성될 수도 있다.The plurality of
일 실시예에 있어서, BMS(10)가 상호 직렬 연결된 복수의 전류 센서(12a, 12b)를 이용하여 전류를 측정하는 경우, BMS(10)는 복수의 전류 센서(12a, 12b)를 통해 측정된 전류값들의 평균값을 전류의 측정값으로 결정할 수 있으며, 동시에 전류 센서의 오류를 신뢰성 있게 진단할 수 있다.In one embodiment, when the
다른 일 실시예에 있어서, BMS(10)가 상호 병렬 연결된 복수의 전류 센서(12a, 12b)를 이용하여 전류를 측정하는 경우, BMS(10)는 복수의 전류 센서(12a, 12b)를 통해 측정된 전류값들의 합산값을 전류의 측정값으로 결정할 수 있다.In another embodiment, when the
복수의 전류 센서(12a, 12b)의 전류 측정 시점은, SOC 추정 과정이 진행되는 동안에는 SOC 추정 유닛(18)에 의해 컨트롤될 수 있으며, 전류 센서 에러 진단 과정이 진행되는 동안에는 전류 센서 에러 진단 장치(100)의 제어 유닛(110)에 의해 컨트롤될 수 있다. 아래에서 다시 설명하겠지만, 전류 센서 에러 진단 장치(100)의 제어 유닛(110)은 SOC 추정 유닛(18)을 포함하도록 구성될 수 있다.The current measurement timing of the plurality of
전류 센서 에러 진단 과정에서 복수의 전류 센서(12a, 12b)의 전류 측정 시점이 제어 유닛(110)에 의해 컨트롤되는 경우, 각각의 전류 센서(12a, 12b)는 전기적 신호를 주고받을 수 있도록 도전 라인을 통해 제어 유닛(110)과 전기적으로 결합된다. 각각의 전류 센서(12a, 12b)는 제어 유닛(110)의 통제 하에, 이차 전지 셀(20)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 일정 주기마다 동일한 타이밍에 측정하고, 측정된 전류의 크기를 나타내는 신호를 제어 유닛(110)으로 출력할 수 있다. 제어 유닛(110)은 각각의 전류 센서로부터 출력되는 신호에 따라 전류의 크기를 결정하고 결정된 전류값을 자체 저장하거나 저장 유닛(120)에 저장할 수 있다.When the current measurement timing of the plurality of
각각의 전류 센서(12a, 12b)는 당 업계에서 일반적으로 사용되는 홀 센서 또는 센스 저항으로 구성될 수 있다. 홀 센서 또는 센스 저항은 충전 전류 또는 방전 전류가 흐르는 선로에 설치될 수 있다. 제어 유닛(110)은 홀 센서에서 출력되는 전압 신호 또는 센스 저항의 양쪽 단자 사이에 인가되는 전압을 측정하고, 전압 신호 또는 측정된 전압을 이용하여 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 결정할 수 있다. 제어 유닛(110)은 홀 센서에서 출력되는 전압 신호 또는 센스 저항의 양쪽 단자에 인가되는 전압을 디지털 값으로 변환하기 위해 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함할 수 있다.Each of the
홀 센서 또는 센스 저항을 이용하여 이차 전지 셀(20)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 측정하는 기술은 당업자에게 자명하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.A technique for measuring the size of the charging current or the discharging current of the
한편, 전압 센서(14)와 온도 센서(16)는 주로 SOC 추정이나 그 밖에 이차 전지 셀(20)의 관리를 위해 사용되는 센서이다.On the other hand, the
전압 센서(14)는, 이차 전지 셀(20)의 전압을 측정한다. 이를 위해, 전압 센서(14)는 전기적 신호를 주고받을 수 있도록 SOC 추정 유닛(18)과 전기적으로 결합된다. 전압 센서(14)는 SOC 추정 유닛(18)의 통제 하에, 이차 전지 셀(20)의 양극과 음극 사이에 인가되는 전압을 일정 주기마다 측정하고 측정된 전압의 크기를 나타내는 신호를 SOC 추정 유닛(18)으로 출력할 수 있다. SOC 추정 유닛(18)은 전압 센서(14)로부터 출력되는 신호에 따라 전압을 결정하고 결정된 전압값을 자체 저장하거나 BMS(10)의 저장 유닛(120)에 저장할 수 있다.The
전압 센서(14)는 당 업계에서 일반적으로 사용되는 전압 측정 회로로 구성될 수 있다. 일 예로, 전압 측정 회로는 차동 증폭기(differential amplifier)를 포함할 수 있다. 이차 전지 셀의 전압을 측정하기 위한 전압 센서(14)의 회로 구성은 당업자에게 자명하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. The
온도 센서(16)는, 이차 전지 셀(20)의 온도를 측정한다. 온도 측정 시점은 SOC 추정 유닛(18)에 의해 컨트롤된다. 이를 위해, 온도 센서(16)는 전기적 신호를 주고받을 수 있도록 SOC 추정 유닛(18)과 전기적으로 결합된다. 온도 센서(16)는 SOC 추정 유닛(18)의 통제 하에, 이차 전지 셀(20)의 온도를 일정 주기마다 반복 측정하고 측정된 온도의 크기를 나타내는 신호를 SOC 추정 유닛(18)으로 출력할 수 있다. SOC 추정 유닛(18)은 온도 센서(16)로부터 출력되는 신호에 따라 이차 전지 셀(20)의 온도를 결정하고 결정된 온도값을 자체 저장하거나 BMS(10)의 저장 유닛(120)에 저장할 수 있다.The
온도 센서(16)는 당 업계에서 일반적으로 사용되는 열전대(thermocouple)로 구성될 수 있다. 이차 전지 셀의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(16)의 회로 구성은 당업자에게 자명하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.The
SOC 추정 유닛(18)은, 이차 전지 셀(20)에 대한 SOC 추정을 수행한다. SOC 추정 유닛(18)은 이차 전지 셀(20)이 충전 또는 방전되는 동안 자체 저장하거나 BMS(10)의 저장 유닛(120)에 저장된 이차 전지 셀(20)의 충전 전류 또는 방전 전류를 적산하여 이차 전지 셀(20)의 SOC를 측정할 수 있다.The
SOC의 초기값은, 일반적으로 이차 전지 셀의 충전 또는 방전이 시작되기 전에 이차 전지 셀(20)의 개방 회로 전압을 측정하고, 개방 회로 전압별로 SOC를 정의한 룩업 테이블을 참조하여 결정될 수 있다.The initial value of the SOC may be generally determined by measuring the open circuit voltage of the
실시예에 따라, SOC 추정 유닛(18)은 확장 칼만 필터(Extended Kalman filter)를 이용하여 이차 전지 셀(20)의 SOC를 산출할 수 있다. 확장 칼만 필터는 배터리 셀의 전압, 전류 및 온도를 이용하여 배터리 셀의 충전 상태를 적응적으로 추정하는 수학적 알고리즘을 말한다.According to an embodiment, the
확장 칼만 필터를 이용한 충전 상태의 추정은, 일례로서 그레고리 엘 플레트(Gregory L. Plett)의 논문 "Extended Kalman filtering for battery management systems of LiPB-based HEV battery packs Parts 1, 2 and 3" (Journal of Power Source 134, 2004, 252-261)를 참조할 수 있으며, 본 명세서의 일부로서 위 논문이 합체될 수 있다.Estimation of the state of charge using the extended Kalman filter is, as an example, Gregory L. Plett's paper "Extended Kalman filtering for battery management systems of LiPB-based HEV battery packs
이차 전지 셀(20)의 SOC는 상술한 전류 적산법 또는 확장 칼만 필터 이외에도 이차 전지 셀(20)의 전압, 온도 및 전류를 선택적으로 활용하여 충전 상태를 추정할 수 있는 다른 공지의 방법에 의해서도 결정할 수 있다.The SOC of the
상기 산출된 SOC 값은 SOC 추정 유닛(18)에 저장되거나 BMS(10)에 포함된 저장 유닛(120)에 저장될 수 있다.The calculated SOC value may be stored in the
충전 유닛(30)은, SOC 추정 유닛(18) 또는 BMS(10)의 저장 유닛(120)에 저장된 SOC 값을 참조하여 이차 전지 셀(20)의 충전과 방전을 전반적으로 제어할 수 있다. 예컨대, 충전 유닛(30)은 SOC에 따라 출력을 정의한 룩업 테이블을 참조하여 이차 전지 셀(20)의 충전 출력 또는 방전 출력을 제어할 수 있다. 또한, 충전 유닛(30)은 이차 전지 셀(20)의 SOC가 100%에 도달되면 충전을 종료하고, SOC가 0%에 도달되면 방전을 중단할 수 있다. 물론, 충전과 방전이 종료되는 SOC %는 100%보다 낮게 그리고 0% 보다 크게 설정될 수 있다. 상기 룩업 테이블은 SOC 추정 유닛(18) 또는 BMS(10)에 포함된 저장 유닛(120)에 미리 저장될 수 있다.The charging
도 1에는 이차 전지 셀(20)에 충전 전류를 공급하는 전류원과 이차 전지 셀(20)의 방전 전류가 공급되는 부하는 도시되어 있지 않다.1 , a current source for supplying a charging current to the
상기 전류원은 상용 전원 또는 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 엔진과 결합된 제너레이터 또는 브레이크와 결합된 회생 충전 장치일 수 있다. 상기 부하는 이차 전지 셀(20)의 방전 전력을 소모하는 디바이스로서 차량의 모터에 결합되거나 또는 각종 전자 디바이스에서 필요로 하는 전력을 공급하는 쌍방향 인버터 등의 전력 변환 회로일 수 있다.The current source may be a commercial power source or a generator coupled with an engine of an electric or hybrid vehicle, or a regenerative charging device coupled with a brake. The load is a device that consumes discharge power of the
일 실시예에 있어서, 상술한 SOC 추정 유닛(18)은 전류 센서 에러 진단 장치(100)의 제어 유닛(110)과 통합적으로 구성될 수도 있다. 즉, 상술한 SOC 추정 유닛(18)의 기능을 제어 유닛(110)이 수행할 수 있다.In an embodiment, the above-described
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 에러 진단 장치(100)는, 제어 유닛(110) 및 저장 유닛(120)을 포함하며, 실시예에 따라 출력 유닛(130), 통신 유닛(140) 등을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the current sensor
제어 유닛(110)은, 동일 전류의 전류값을 측정하도록 구성된 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b)의 전류값들을 주기적으로 수신하고, 수신된 전류값들을 이용하여 상기 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b)의 에러 발생 여부를 판단한다.The
저장 유닛(120)은, 제어 유닛(110)의 판단 결과 등을 수신하여 저장한다. 저장 유닛(120)은 정보를 기록하고 소거할 수 있는 저장 매체라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예컨대, 저장 유닛(120)은 RAM, ROM, EEPROM, 레지스터, 플래시 메모리, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체일 수 있다.The
또한, 저장 유닛(120)은 제어 유닛(110)이 접근할 수 있도록, 예컨대 데이터 버스 등을 통해 제어 유닛(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 연결을 통해, 저장 유닛(120)은 제어 유닛(110)이 수행하는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 제어 로직이 실행될 때 발생하는 데이터를, 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거 및/또는 전송할 수 있다. 저장 유닛(120)은 논리적으로 2개 이상으로 분할될 수 있으며, 그 일부 또는 전부는 제어 유닛(110) 내에 포함될 수도 있다.In addition, the
출력 유닛(130)은, 제어 유닛(110)의 제어 신호에 따라 시각적 정보를 출력한다. 출력 유닛(130)은 제어 유닛(110)의 제어 신호를 수신할 수 있도록 제어 유닛(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 출력 유닛(130)은 시각적 정보를 출력할 수 있다면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예컨대, 출력 유닛(130)은 광신호를 출력하는 LED(Light-Emitting Diode)로 구성되거나, 이미지를 표시하는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode) 또는 AMOLED(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode)를 포함하는 디스플레이 유닛 등으로 구성될 수 있다.The
통신 유닛(140)은, 제어 유닛(110)의 제어 신호에 따라 외부 통신 장치와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행한다. 통신 유닛(140)은 제어 유닛(110)의 제어 신호와 전송 데이터를 수신하여 외부 통신 장치로 전송하거나, 외부 통신 장치로부터 수신된 데이터를 제어 유닛(110)에 전달할 수 있도록 제어 유닛(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 통신 유닛(140)은 외부 통신 장치와 데이터 통신을 수행할 수 있다면 그 종류에 특별한 제한이 없다.The
통신 유닛(140)은 외부 통신 장치의 통신 케이블 단자가 연결되는 통신 포트와 통신 인터페이스 등을 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 통신 유닛(140)은 태그 방식에 의해 제어 유닛(110) 또는 저장 유닛(120)의 데이터를 외부 통신 장치로 전송할 수 있도록 NFC(Near Field Communication) 통신 모듈이나 RFID(Radio Frequency IDentification) 통신 모듈을 포함하거나, 주변 통신 장치와 무선 데이터 통신을 수행할 수 있도록 블루투스(bluetooth) 통신 모듈, WiFi 통신 모듈 또는 지그비(ZigBee) 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.The
앞서 언급한 바와 같이, 제어 유닛(110)은 동일 전류의 전류값을 측정하도록 구성된 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b)의 전류값들을 주기적으로 수신하고, 수신된 전류값들을 이용하여 상기 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b)의 에러 발생 여부를 판단한다.As mentioned above, the
도 2에는 본 발명에 적용되는 제어 유닛(110)의 일례가 블록도로 도시되어 있다. 2 is a block diagram showing an example of a
도 2를 참조하면, 제어 유닛(110)은 전류값 샘플링부(111), 제1 판단부(112), 빈도수 산출부(113) 및 제2 판단부(114)를 포함하며, 실시예에 따라 에러 정보 처리부(115) 등을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
도 2에 도시된 구성요소들은 제어 유닛(110)이 실행하는 프로그램 모듈을 구성하는 요소들일 수 있다. 프로그램 모듈은 저장 유닛(120)에 미리 수록된 후 제어 유닛(110)에 의해 실행될 수 있다. 하나의 구성요소는 다른 구성요소와 통합될 수 있다. 또한, 하나의 구성요소는 2개 이상의 서브 구성요소로 분리될 수 있다. 하나의 구성요소에 의해 생성된 데이터는 별도의 언급이 없더라도 저장 유닛(120)에 저장된 후 다른 구성요소에 의해 참조될 수 있다.The components illustrated in FIG. 2 may be components constituting a program module executed by the
전류값 샘플링부(111)는, 미리 설정된 복수의 샘플링 시점마다, 상기 제1 전류 센서(12a)를 통해 측정되는 제1 전류값 및 상기 제2 전류 센서(12b)를 통해 측정되는 제2 전류값을 동일한 타이밍에 샘플링하고, 동일한 타이밍에 샘플링된 제1 전류값 및 제2 전류값을 제1 판단부(112)로 전달한다. 본 발명의 실시예에서, 제1 및 제2 전류값의 샘플링 회수는 N회로 미리 설정될 수 있다. 제1 판단부(112)는, 동일한 타이밍에 샘플링된 제1 전류값 및 제2 전류값을 수신할 때마다 각각 두 전류값 간의 차이값 크기가 미리 결정된 기준값을 초과하였는지를 판단한다. 이 경우, 제1 판단부(112)는 동일한 타이밍에 샘플링된 제1 전류값과 제2 전류값 간의 차이값 크기가 미리 결정된 기준값, 예컨대 17[A]를 초과하였는지 판단할 수 있다. 상기 기준값은 하나의 예시이므로 다른 값으로 얼마든지 변경될 수 있다.The current
제1 판단부(112)는, 아래 수학식 1과 같이 제1 전류값과 제2 전류값 간의 차이값 크기가 기준값 17[A]를 초과하지 않은 경우, 잠정적으로 제1 전류 센서(12a)와 제2 전류 센서(12b)가 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.The
[수학식 1][Equation 1]
|제1 전류값 - 제2 전류값| ≤ 17 [A]|First Current Value - Second Current Value| ≤ 17 [A]
반면, 제1 판단부(112)는, 아래 수학식 2와 같이 제1 전류값과 제2 전류값 간의 차이값 크기가 기준값 17[A]를 초과한 경우, 제1 판단부(112)는 잠정적으로 제1 전류 센서(12a)와 제2 전류 센서(12b) 중 적어도 어느 한 전류 센서가 에러 상태인 것으로 판단할 수 있다.On the other hand, the
[수학식 2][Equation 2]
|제1 전류값 - 제2 전류값| > 17 [A]|First current value - second current value| > 17 [A]
바람직하게, 제1 판단부(112)는 전류 센서의 에러 발생 판단 결과를 N회에 걸쳐서 빈도수 산출부(113)로 전달한다.Preferably, the
도 3에는 두 전류 센서 간의 전류 차이값에 따른 잠정적 에러 판단시 정상 상태 및 에러 상태로 판단되는 전류값 범위가 직교 좌표계로 도시되어 있다.In FIG. 3 , ranges of current values determined as a normal state and an error state when a provisional error is determined according to a current difference value between two current sensors are shown in a rectangular coordinate system.
도 3의 직교 좌표계에서, X축은 제1 전류값, Y축은 제2 전류값을 나타낸다. 이차 전지 셀(20)이 충전 중일 때 측정되는 전류값에는 양의 값이 할당되고, 이차 전지 셀(20)이 방전 중일 때 측정되는 전류 값에는 음의 값이 할당된다.In the Cartesian coordinate system of FIG. 3 , the X-axis represents the first current value, and the Y-axis represents the second current value. A positive value is assigned to a current value measured when the
도 3을 참조하면, 제1 전류값과 제2 전류값 간의 차이값 크기가 기준값 17[A]를 초과하지 않은 경우, 즉 동일한 타이밍에 샘플링된 제1 전류값 및 제2 전류값을 각각 X 및 Y 좌표로 하는 점이 점선 L1과 점선 L2 사이의 D1 영역에 속하는 경우 제1 전류 센서(12a)와 제2 전류 센서(12b)가 정상 상태인 것으로 잠정 판단될 수 있다.Referring to FIG. 3 , when the magnitude of the difference between the first current value and the second current value does not exceed the reference value 17 [A], that is, the first current value and the second current value sampled at the same timing are X and When the point serving as the Y coordinate belongs to the region D1 between the dotted line L1 and the dotted line L2, it may be tentatively determined that the first
이론적 관점에서 보면, 제1 전류 센서(12a)와 제2 전류 센서(12b)가 동일 전류를 측정하기 때문에, 제1 전류값 및 제2 전류값을 나타낸 점은 기울기가 1인 직선상에 위치해야 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다. 하지만, 전류 센서들의 허용 오차 등을 고려하여 제1 전류값 및 제2 전류값에 대응되는 점이 D1 영역에 속하면 해당 전류 센서들(12a, 12b)이 정상 상태로 판단될 수 있다.From a theoretical point of view, since the first
반면, 제1 판단부(112)는, 제1 전류값과 제2 전류값 간의 차이값 크기가 기준값 17[A]를 초과한 경우, 즉 제1 전류값 및 제2 전류값에 해당하는 점이 점선 L1과 점선 L2 바깥쪽인 D2 영역에 속하는 경우 제1 전류 센서(12a)와 제2 전류 센서(12b) 중 적어도 어느 한 전류 센서가 에러 상태인 것으로 잠정 판단할 수 있다.On the other hand, the
다시 도 2를 참조하면, 빈도수 산출부(113)는 제1 판단부(112)의 판단 결과들을 N회에 걸쳐 순차적으로 전달받아 제1 전압값과 제2 전압값 간의 차이값 크기가 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단된 횟수를 적산하여 제1 빈도수를 산출하고, 상기 차이값 크기가 기준값을 초과한 것으로 판단된 횟수를 적산하여 제2 빈도수를 산출한다. 이 경우, 제1 빈도수는 정상 상태로 잠정 판단된 빈도수를 의미하는 것이고 제2 빈도수는 에러 상태로 잠정 판단된 빈도수를 의미하는 것으로 볼 수 있다. 빈도수 산출부(113)는 N회에 걸친 제1 빈도수와 제2 빈도수의 적산이 완료되면 제 1빈도수와 제2 빈도수를 제2 판단부(114)로 전달한다.Referring back to FIG. 2 , the
제2 판단부(114)는, 제1 빈도수와 제2 빈도수를 제1 판단부(112)로부터 수신하면 제1 빈도수와 제2 빈도수를 제1 판단부(112)로부터 수신하면 상기 제1 빈도수와 제2 빈도수의 총합에 대한 상기 제1 빈도수의 비율에 해당하는 에러 판정 비율을 산출하고, 상기 산출된 에러 판정 비율을 미리 결정된 기준 비율과 비교하여 전류 센서의 에러 발생 여부를 판단한다.The
제2 판단부(114)는 아래 수학식 3과 같이 에러 판정 비율(R)을 산출할 수 있다.The
[수학식 3][Equation 3]
R = [제1 빈도수 / (제1 빈도수 + 제2 빈도수)] × 100 [%]R = [first frequency / (first frequency + second frequency)] × 100 [%]
제2 판단부(112)는 에러 판정 비율(R)이 기준 비율 이상인 경우 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b)에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단한다. 반면, 제2 판단부(114)는 에러 판정 비율(R)이 기준 비율 미만인 경우 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b) 중 적어도 어느 한 전류 센서에 에러가 발생한 것으로 판단한다. 예컨대, 제2 판단부(114)는 에러 판정 비율(R)이 기준 비율 95% 이상인 경우 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b)에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단하고, 기준 비율 95% 미만인 경우 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b) 중 적어도 어느 한 전류 센서에 에러가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 바람직하게, 제2 판단부(114)는 전류 센서에 대한 에러 판단 정보를 에러 정보 처리부(115)로 전달한다.The
에러 정보 처리부(115)는, 상기 제2 판단부(114)로부터 수신한 에러 판단 정보가 전류 센서에 에러가 발생되었음을 지시하는 경우, 전류 센서 에러를 나타내는 DTC(Diagnostic Trouble Code)를 생성하여 저장 유닛(120)에 저장한다. DTC는 시스템 에러들을 각각 고유한 코드로 나타낸 것이다. 저장 유닛(120)에 저장된 DTC는 통신 유닛(140)을 통해 외부 장치로 전송될 수 있다.The error
즉, 에러 정보 처리부(115)는, 전류 센서 에러를 나타내는 DTC를 생성하여 저장 유닛(120)에 저장하고, 전류 센서 에러 발생 사실을 알리는 에러 정보를 상기 DTC와 함께 통신 유닛(140)을 통해 외부 장치로 전송할 수 있다. 이 경우, 외부 장치는 전류 센서의 진단 결과를 판독하는 장치이거나, 이차 전지 셀(20)이 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차에 탑재된 경우 차량의 전지 디바이스의 동작을 전반적으로 관리하는 ECU일 수 있다.That is, the error
일 실시예에 있어서, 에러 정보 처리부(115)는, 전류 센서 에러 발생 사실을 알리는 에러 정보를 출력 유닛(130)을 통해 시각적 정보로 출력할 수 있다. 이 경우, 출력 유닛(130)은 LED를 점등하거나, 디스플레이 유닛을 통해 에러 발생 알림 메시지를 출력할 수 있다.In an embodiment, the error
또한, 에러 정보 처리부(115)는, 상기 제2 판단부(114)로부터 수신한 에러 판정 정보가 전류 센서에 에러가 발생되었음을 지시하는 경우, SOC 추정 유닛(18)으로 SOC 추정 중단을 요청할 수 있다. 중단 요청을 받은 SOC 추정 유닛(18)은 SOC 추정을 중단하고 중단 완료 신호를 제어 유닛(110)으로 전송하거나, 통신 인터페이스를 통해 BMS(10)의 상위 제어 시스템으로 전송할 수 있다.In addition, when the error determination information received from the
한편, 빈도수 산출부(113)는 N회에 걸쳐 적산된 제1 빈도수와 제2 빈도수를 제2 판단부(114)로 전달한 이후에, 제1 빈도수 및 제2 빈도수를 0으로 리셋한다. 또한, 전류값 샘플링부(111)는 주기적인 다음 진단 시점이 도래하면 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b)에 대한 전류값 샘플링을 재개한다.Meanwhile, the
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 에러 진단 방법이 흐름도로 도시되어 있다. 이하, 도 4를 참조하여 전류 센서 에러 진단 장치(100)가 수행하는 동작들을 시계열적으로 설명한다.4 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a current sensor error according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, operations performed by the current sensor
도 4를 참조하면, 전류 센서 에러 진단 장치(100)의 제어 유닛(110)은 동일 전류의 전류값을 측정하도록 구성된 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b)의 전류값들을 일정 시점마다 수신하고, 수신된 전류값들을 이용하여 상기 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b)의 에러 발생 여부를 판단한다.Referring to FIG. 4 , the
제어 유닛(110)은 전류값 샘플링 개시 전 초기치로서 샘플링 횟수(n)는 1로 설정하고, 제1 빈도수 및 제2 빈도수는 각각 0으로 설정할 수 있다.The
제어 유닛(110)의 전류값 샘플링부(111)는, 미리 결정된 복수의 샘플링 시점(tn)마다, 상기 제1 전류 센서(12a)를 통해 측정되는 제1 전류값(I1n) 및 상기 제2 전류 센서(12b)를 통해 측정되는 제2 전류값(I2n)을 동일한 타이밍에 샘플링하고, 동일한 타이밍에 샘플링된 제1 전류값 및 제2 전류값(I1n, I2n)을 제1 판단부(112)로 전달한다(S410).The current
그 다음, 제어 유닛(110)의 제1 판단부(112)는, 동일한 타이밍에 샘플링된 제1 전류값 및 제2 전류값에 대하여 각각 두 전류값들 간의 차이값 크기, |I1n - I2n|가 미리 결정된 기준값, 예컨대 17[A]를 초과하였는지를 판단한다(S420).Then, the
제1 전류값과 제2 전류값 간의 차이값 크기 |I1n - I2n|가 기준값 17[A]를 초과하지 않은 경우, 제어 유닛(110)의 제1 판단부(112)는 잠정적으로 제1 전류 센서(12a)와 제2 전류 센서(12b)가 정상 상태인 것으로 판단하고, 판단 결과를 빈도수 산출부(113)로 전달한다.When the magnitude of the difference value |I1n - I2n| between the first current value and the second current value does not exceed the reference value 17[A], the
그러면, 제어 유닛(110)의 빈도수 산출부(113)는 정상 상태로 판단된 횟수를 나타내는 제1 빈도수에 1을 가산하여 제1 빈도수를 누적적으로 산출하여 저장 유닛(120)에 저장한다(S430).Then, the
반면, 제1 전류값과 제2 전류값 간의 차이값 크기 |I1n - I2n|가 기준값 17[A]를 초과한 경우, 제어 유닛(110)의 제1 판단부(112)는 잠정적으로 제1 전류 센서(12a)와 제2 전류 센서(12b) 중 적어도 어느 한 전류 센서가 에러 상태인 것으로 판단하고, 판단 결과를 빈도수 산출부(113)로 전달한다.On the other hand, when the magnitude of the difference between the first current value and the second current value |I1n - I2n| exceeds the reference value 17[A], the
그러면, 제어 유닛(110)의 빈도수 산출부(113)는 에러 상태로 판단된 횟수를 나타내는 제2 빈도수에 1을 가산하여 제2 빈도수를 누적적으로 산출하여 저장 유닛(120)에 저장한다(S440).Then, the
제어 유닛(110)은 미리 결정된 샘플링 횟수(N)만큼 상술한 과정들(S410 내지 S440)을 반복한다(S450, S455).The
빈도수 산출부(113)는 N회에 걸친 전류 센서의 에러 진단 결과에 대해 제1 빈도수와 제2 빈도수가 누적 산출되면, 누적 산출된 제1 빈도수와 제2 빈도수를 제어 유닛(110)의 제2 판단부(114)로 전달한다.When the first frequency and the second frequency are cumulatively calculated for the error diagnosis result of the current sensor over N times, the
제어 유닛(110)의 제2 판단부(114)는, 상기 수학식 3과 같이 제1 빈도수와 제2 빈도수의 총합에 대한 상기 제1 빈도수의 비율에 해당하는 에러 판정 비율(R)을 산출하고(S460), 상기 산출된 에러 판정 비율(R)을 미리 결정된 기준 비율, 예컨대 95%와 비교하여 전류 센서의 에러 발생 여부를 판단한다(S470).The
제2 판단부(112)는 산출된 에러 판정 비율(R)이 기준 비율 95% 이상인 경우 최종적으로 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b)에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단한다. 또한, 제어 유닛(110)은 미리 결정된 다음 진단 주기가 도래하면, 상술한 과정들(S400 내지 S470)을 반복할 수 있다(S480). 제어 유닛(110)의 빈도수 산출부(113)는 N회에 걸쳐 누적 산출된 제1 빈도수와 제2 빈도수를 제2 판단부(114)로 전달한 이후에는 제1 빈도수 및 제2 빈도수를 0으로 리셋한다. 제어 유닛(110)의 전류값 샘플링부(111)는 미리 결정된 다음 진단 시기가 도래하면 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b)에 대한 전류값 샘플링을 재개한다.When the calculated error determination ratio R is greater than or equal to 95% of the reference ratio, the
반면, 제2 판단부(112)는 산출된 에러 판정 비율(R)이 기준 비율 95% 미만인 경우 최종적으로 제1 전류 센서(12a) 및 제2 전류 센서(12b) 중 어느 한 전류 센서에 에러가 발생한 것으로 판단하고, 전류 센서의 에러 진단 정보를 에러 정보 처리부(115)로 전달한다.On the other hand, when the calculated error determination ratio R is less than 95% of the reference ratio, the
그러면, 제어 유닛(110)의 에러 정보 처리부(115)는, 전류 센서 에러를 나타내는 DTC(Diagnostic Trouble Code)를 생성하여 저장 유닛(120)에 저장한다(S490).Then, the error
선택적으로, 에러 정보 처리부(115)는 전류 센서 에러를 나타내는 DTC를 생성하여 저장 유닛(120)에 저장한 이후에, 전류 센서 에러 발생 사실을 알리는 에러 정보를 상기 DTC와 함께 통신 유닛(140)을 통해 외부 장치로 전송할 수 있다.Optionally, the error
일 실시예에 있어서, 에러 정보 처리부(115)는 전류 센서 에러 발생 사실을 알리는 에러 정보를 출력 유닛(130)을 통해 시각적 정보로 출력할 수 있다. 이 경우, 출력 유닛(130)은 LED를 점등하거나, 디스플레이 유닛을 통해 에러 발생 알림 메시지를 출력할 수 있다.In an embodiment, the error
또한, 에러 정보 처리부(115)는, 제2 판단부(114)로부터 전달된 전류 센서의 에러 진단 정보가 전류 센서에 에러가 발생한 것을 지시하는 경우 SOC 추정 유닛(18)으로 SOC 추정 중단을 요청할 수 있다. 중단 요청을 받은 SOC 추정 유닛(18)은 SOC 추정을 중단하고 중단 완료 신호를 제어 유닛(110)으로 전송하거나, 통신 인터페이스를 통해 BMS(10)의 상위 제어 시스템으로 전송할 수 있다.In addition, the error
본 발명에 있어서, 제어 유닛(110)은 상술한 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 제어 유닛(110)은 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 컴퓨터 부품으로 프로세서와 연결될 수 있다. 또한, 상기 메모리는 본 발명의 저장 유닛(120)에 포함될 수 있다. 또한, 상기 메모리는 디바이스의 종류에 상관없이 정보가 저장되는 디바이스를 총칭하는 것으로서 특정 메모리 디바이스를 지칭하는 것은 아니다.In the present invention, the
또한, 제어 유닛(110)의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 상기 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록매체는 ROM, RAM, EEPROM, 레지스터, 플래시 메모리, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기 코드 체계는 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.In addition, at least one or more of the various control logics of the
본 발명에 있어서, 이차 전지 셀은 하나의 단위 셀을 지시할 수도 있고, 복수의 단위 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 단위 셀의 집합체를 지시할 수도 있다. 단위 셀의 집합체는 전지 모듈 또는 전지 팩으로 명명될 수 있으며, 본 발명은 단위 셀의 연결 수와 연결 방식 등에 의해 제한되지 않는다.In the present invention, a secondary battery cell may indicate one unit cell, or may indicate an aggregate of unit cells in which a plurality of unit cells are connected in series and/or in parallel. An assembly of unit cells may be referred to as a battery module or a battery pack, and the present invention is not limited by the number and connection method of the unit cells.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 두 전류 센서의 전류값들만을 이용하여 전류 센서들의 에러를 진단함으로써, 전류 센서를 사용하는 시스템의 종류, 전류원의 타입이나 전압 특성 등과 무관하게 동일한 방식으로 전류 센서의 에러를 진단할 수 있으며, 특히 2개의 전류 센서를 포함하는 다양한 시스템에 용이하게 적용될 수 있다. 상기 시스템은 2개의 전류 센서를 통해 측정된 전류값의 평균값을 전류의 측정값으로 결정할 수 있으며, 동시에 전류 센서의 오류를 신뢰성 있게 진단할 수 있다.As described above, according to the present invention, by diagnosing the errors of the current sensors using only the current values of the two current sensors, the current in the same way regardless of the type of system using the current sensor, the type of current source, or voltage characteristics, etc. The error of the sensor can be diagnosed, and in particular, it can be easily applied to various systems including two current sensors. The system can determine the average value of the current values measured through the two current sensors as the current measurement value, and at the same time can reliably diagnose the error of the current sensor.
또한, 본 발명은 동시에 두 전류 센서가 측정한 전류값들을 상호 비교하여 전류 센서의 에러 발생 여부를 판단함으로써, 전류 센서가 전혀 작동하지 않는 경우의 에러는 물론 전류 센서의 응답 속도 저하나 위상 지연 등에 따라 전류값에 측정 오차가 발생하는 경우의 에러들도 정확히 진단해낼 수 있다.In addition, the present invention compares the current values measured by the two current sensors at the same time to determine whether an error occurs in the current sensor, so that an error in case the current sensor does not work at all, as well as a decrease in response speed or phase delay of the current sensor, etc. Accordingly, errors in the case of measurement errors occurring in the current value can also be accurately diagnosed.
또한, 본 발명은 두 전류 센서가 실제 측정한 전류값들 간의 차이값을 기반으로 전류 센서의 에러 발생 여부를 반복적으로 판단하여 판단 결과들을 누적하고, 누적된 판단 결과들을 통해 판단 결과별 빈도수를 산출한 후, 판단 결과별 빈도수를 통해 다시 최종적인 에러 발생 여부를 확률적으로 판단함으로써, 순간적인 전류 변화나 주파수 변화에 강인한 특성을 가지며 에러 진단의 정확성과 신뢰성을 개선할 수 있다.In addition, the present invention repeatedly determines whether an error occurs in the current sensor based on the difference between the current values actually measured by the two current sensors, accumulates the determination results, and calculates the frequency for each determination result through the accumulated determination results. Then, by probabilistically determining whether or not a final error occurs again through the frequency of each determination result, it has a strong characteristic against instantaneous current change or frequency change, and the accuracy and reliability of error diagnosis can be improved.
또한, 본 발명은 고주파 전류가 입력될 경우 전류 센서들 간의 차단 주파수 차이에 따라 측정 전류값들 간에 차이가 발생하여 전류 센서에 에러가 발생한 것으로 오진되는 현상 등을 근본적으로 방지할 수 있다.In addition, the present invention can fundamentally prevent a phenomenon in which a difference is generated between measured current values according to a cutoff frequency difference between current sensors when a high-frequency current is input, so that the current sensor is misdiagnosed as an error.
본 발명에 따른 실시예들은, 당해 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.It goes without saying that the embodiments according to the present invention can solve various technical problems other than those mentioned herein in the related technical field as well as the related technical field.
본 발명의 다양한 실시예들을 설명함에 있어서, '~부' 또는 '~유닛'이라고 명명된 구성 요소들은 물리적으로 구분되는 요소들이라고 하기보다 기능적으로 구분되는 요소들로 이해되어야 한다. 따라서 각각의 구성요소는 다른 구성요소와 선택적으로 통합되거나 각각의 구성요소가 제어 로직(들)의 효율적인 실행을 위해 서브 구성요소들로 분할될 수 있다. 구성요소들이 통합 또는 분할되더라도 기능의 동일성이 인정될 수 있다면 통합 또는 분할된 구성요소들도 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 당업자에게 자명하다.In describing various embodiments of the present invention, components named '~ unit' or '~ unit' should be understood as functionally distinct elements rather than physically distinct elements. Accordingly, each component may be selectively integrated with other components or each component may be divided into sub-components for efficient execution of control logic(s). It is apparent to those skilled in the art that even if the components are integrated or divided, if the same function can be recognized, the integrated or divided components should also be interpreted as being within the scope of the present invention.
이상에서 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 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.In the above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below with the technical idea of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It goes without saying that various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims.
100 : 전류 센서 에러 진단 장치 110 : 제어 유닛
111 : 전류값 샘플링부 112 : 제1 판단부
113 : 빈도수 산출부 114 : 제2 판단부
115 : 에러 정보 처리부 120 : 저장 유닛
130 : 출력 유닛 140 : 통신 유닛100: current sensor error diagnosis device 110: control unit
111: current value sampling unit 112: first determination unit
113: frequency calculation unit 114: second determination unit
115: error information processing unit 120: storage unit
130: output unit 140: communication unit
Claims (15)
동일 전류의 전류값을 측정하도록 구성된 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서의 전류값들을 수신하여, 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서의 에러 발생 여부를 판단하는 제어 유닛; 및
상기 제어 유닛의 판단 결과를 수신하여 저장하는 저장 유닛을 포함하고,
상기 제어 유닛은,
미리 결정된 복수의 샘플링 시점마다, 상기 제1 전류 센서를 통해 측정되는 제1 전류값 및 상기 제2 전류 센서를 통해 측정되는 제2 전류값을 동일한 타이밍에 샘플링하는 전류값 샘플링부;
동일한 타이밍에 샘플링된 복수의 제1 전류값 및 제2 전류값들 각각에 대해서 두 전류값 간의 차이값 크기가 미리 결정된 기준값을 초과하였는지 판단하는 제1 판단부;
상기 차이값 크기가 상기 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단된 횟수를 적산하여 제1 빈도수를 산출하고, 상기 차이값 크기가 상기 기준값을 초과한 것으로 판단된 횟수를 적산하여 제2 빈도수를 산출하는 빈도수 산출부; 및
상기 제1 빈도수와 제2 빈도수의 총합에 대한 상기 제1 빈도수의 비율에 해당하는 에러 판정 비율을 산출하고, 상기 산출된 에러 판정 비율을 미리 결정된 기준 비율과 비교하여 에러 발생 여부를 판단하는 제2 판단부를 포함하고,
상기 제2 판단부는, 상기 산출된 에러 판정 비율이 상기 기준 비율 이상인 경우 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단하고, 상기 산출된 에러 판정 비율이 상기 기준 비율 미만인 경우 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 센서 에러 진단 장치.
In the current sensor error diagnosis apparatus for diagnosing errors of a plurality of current sensors,
a control unit configured to receive current values of a first current sensor and a second current sensor configured to measure a current value of the same current, and determine whether an error occurs in the first current sensor and the second current sensor; and
a storage unit for receiving and storing the determination result of the control unit;
The control unit is
a current value sampling unit for sampling a first current value measured by the first current sensor and a second current value measured by the second current sensor at the same timing at each predetermined sampling time;
a first determination unit for determining whether a difference value between two current values exceeds a predetermined reference value for each of a plurality of first and second current values sampled at the same timing;
A first frequency is calculated by accumulating the number of times it is determined that the magnitude of the difference value does not exceed the reference value, and calculating a second frequency by accumulating the number of times it is determined that the magnitude of the difference value exceeds the reference value. wealth; and
A second method for calculating an error determination ratio corresponding to a ratio of the first frequency to the sum of the first and second frequencies, and comparing the calculated error determination ratio with a predetermined reference ratio to determine whether an error has occurred including a judging unit;
The second determination unit, when the calculated error determination ratio is equal to or greater than the reference ratio, determines that no errors have occurred in the first current sensor and the second current sensor, and when the calculated error determination ratio is less than the reference ratio Current sensor error diagnosis apparatus, characterized in that configured to determine that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor.
상기 빈도수 산출부는, 상기 제2 판단부가 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단한 이후에, 상기 제1 빈도수 및 제2 빈도수를 0으로 리셋하도록 구성되고,
상기 전류값 샘플링부는, 미리 결정된 다음 진단 시기가 도래하면 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서에 대한 전류값 샘플링을 재개하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 센서 에러 진단 장치.
According to claim 1,
The frequency calculation unit is configured to reset the first frequency and the second frequency to 0 after the second determination unit determines that an error does not occur in the first current sensor and the second current sensor,
and the current value sampling unit is configured to resume sampling the current values for the first current sensor and the second current sensor when a next predetermined diagnosis time arrives.
상기 제어 유닛은, 상기 제2 판단부가 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 전류 센서 에러를 나타내는 DTC(Diagnostic Trouble Code)를 생성하여 상기 저장 유닛에 저장하는 에러 정보 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서 에러 진단 장치.
According to claim 1,
The control unit, when the second determination unit determines that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor, generates a DTC (Diagnostic Trouble Code) indicating a current sensor error and sends it to the storage unit. Current sensor error diagnosis apparatus, characterized in that it further comprises an error information processing unit to store.
상기 장치는, 시각적 정보를 출력하는 출력 유닛을 더 포함하고,
상기 에러 정보 처리부는, 상기 제2 판단부가 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 전류 센서 에러 발생 사실을 알리는 에러 정보를 상기 출력 유닛을 통해 시각적 정보로 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 센서 에러 진단 장치.
5. The method of claim 4,
The device further comprises an output unit for outputting visual information,
The error information processing unit may include, when the second determination unit determines that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor, transmits error information notifying the occurrence of a current sensor error as visual information through the output unit Current sensor error diagnosis device, characterized in that configured to output as.
상기 장치는, 유선 통신 또는 무선 통신을 수행하는 통신 유닛을 더 포함하고,
상기 에러 정보 처리부는, 상기 제2 판단부가 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 전류 센서 에러 발생 사실을 알리는 에러 정보를 상기 통신 유닛을 통해 타 장치로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 센서 에러 진단 장치.
5. The method of claim 4,
The device further comprises a communication unit for performing wired communication or wireless communication,
The error information processing unit, when the second determination unit determines that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor, transmits error information informing that a current sensor error has occurred to another device through the communication unit Current sensor error diagnosis device, characterized in that configured to transmit to.
A battery management system comprising the device for diagnosing a current sensor error according to claim 1 .
상기 제어 유닛은, 상기 제2 판단부가 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 상기 제1 전류 센서 또는 상기 제2 전류 센서를 통해 전류값을 측정하여 이차 전지 셀의 SOC(State of Charge)를 추정하는 SOC 추정 유닛으로 SOC 추정 중단을 요청하는 에러 정보 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
8. The method of claim 7,
When the second determination unit determines that an error occurs in at least one of the first current sensor and the second current sensor, the control unit measures a current value through the first current sensor or the second current sensor, The battery management system according to claim 1, further comprising an error information processing unit requesting to stop estimating the SOC as an SOC estimating unit for estimating a state of charge (SOC) of the secondary battery cell.
(a) 미리 결정된 복수의 샘플링 시점마다, 상기 복수의 전류 센서 중 제1 전류 센서를 통해 측정되는 제1 전류값 및 상기 복수의 전류 센서 중 제2 전류 센서를 통해 측정되는 제2 전류값을 동일한 타이밍에 샘플링하는 단계;
(b) 동일한 타이밍에 샘플링된 복수의 제1 전류값 및 제2 전류값들 각각에 대해서 두 전류값 간의 차이값 크기가 미리 결정된 기준값을 초과하였는지 판단하는 단계;
(c) 상기 차이값 크기가 상기 기준값을 초과한 것으로 판단된 횟수를 적산하여 제1 빈도수를 산출하고, 상기 차이값 크기가 상기 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단된 횟수를 적산하여 제2 빈도수를 산출하는 단계; 및
(d) 상기 제1 빈도수와 제2 빈도수의 총합에 대한 상기 제1 빈도수의 비율에 해당하는 에러 판정 비율을 산출하고, 상기 산출된 비율을 미리 결정된 기준 비율과 비교하여 에러 발생 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 (d) 단계는, 상기 산출된 에러 판정 비율이 상기 기준 비율 이상인 경우 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단하고, 상기 산출된 에러 판정 비율이 상기 기준 비율 미만인 경우 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서 에러 진단 방법.
In the method for diagnosing errors of a plurality of current sensors configured to measure the current of the same secondary battery cell by a processor of a Battery Management System (BMS),
(a) at each predetermined sampling time point, a first current value measured by a first current sensor among the plurality of current sensors and a second current value measured by a second current sensor among the plurality of current sensors are identical sampling in timing;
(b) determining whether the magnitude of the difference between the two current values exceeds a predetermined reference value for each of the plurality of first and second current values sampled at the same timing;
(c) calculating the first frequency by accumulating the number of times it is determined that the magnitude of the difference value exceeds the reference value, and calculating the second frequency by accumulating the number of times it is determined that the magnitude of the difference value does not exceed the reference value to do; and
(d) calculating an error determination ratio corresponding to the ratio of the first frequency to the sum of the first and second frequencies, and comparing the calculated ratio with a predetermined reference ratio to determine whether an error occurs including,
In step (d), when the calculated error determination ratio is equal to or greater than the reference ratio, it is determined that no errors have occurred in the first current sensor and the second current sensor, and the calculated error determination ratio is less than the reference ratio. and determining that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor.
상기 (d) 단계에서 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단한 이후에, 상기 제1 빈도수 및 제2 빈도수를 0으로 리셋하고, 미리 결정된 다음 진단 시기가 도래하면 상기 (a) 단계 내지 (d) 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 전류 센서 에러 진단 방법.
10. The method of claim 9,
After determining that no errors have occurred in the first current sensor and the second current sensor in step (d), the first frequency and the second frequency are reset to 0, and when the next predetermined diagnosis time arrives, the A method for diagnosing a current sensor error, comprising repeating steps (a) to (d).
(e) 상기 (d) 단계에서 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 전류 센서 에러를 나타내는 DTC(Diagnostic Trouble Code)를 생성하여 상기 BMS의 저장 유닛에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서 에러 진단 방법.
10. The method of claim 9,
(e) when it is determined that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor in step (d), a DTC (Diagnostic Trouble Code) indicating the current sensor error is generated and the storage unit of the BMS Current sensor error diagnosis method, characterized in that it further comprises the step of storing in.
(f) 상기 (d) 단계에서 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 전류 센서 에러 발생 사실을 알리는 에러 정보를 상기 BMS의 출력 유닛을 통해 시각적 정보로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서 에러 진단 방법.
10. The method of claim 9,
(f) when it is determined that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor in step (d), error information informing that the current sensor error has occurred is displayed as visual information through the output unit of the BMS Current sensor error diagnosis method, characterized in that it further comprises the step of outputting.
(g) 상기 (d) 단계에서 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 전류 센서 에러 발생 사실을 알리는 에러 정보를 상기 BMS의 통신 유닛을 통해 타 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서 에러 진단 방법.
10. The method of claim 9,
(g) when it is determined in step (d) that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor, error information informing that the current sensor error has occurred is transmitted to another device through the communication unit of the BMS Current sensor error diagnosis method, characterized in that it further comprises the step of transmitting to.
(h) 상기 (d) 단계에서 상기 제1 전류 센서 및 제2 전류 센서 중 적어도 어느 하나에 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 상기 제1 전류 센서 또는 상기 제2 전류 센서의 전류값을 이용하여 이차 전지 셀의 SOC(State of Charge)를 추정하는 상기 BMS의 SOC 추정 유닛으로 SOC 추정 중단을 요청하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서 에러 진단 방법.10. The method of claim 9,
(h) when it is determined in step (d) that an error has occurred in at least one of the first current sensor and the second current sensor, the secondary battery using the current value of the first current sensor or the second current sensor The method for diagnosing a current sensor error according to claim 1, further comprising the step of requesting to stop estimating the SOC to the SOC estimating unit of the BMS for estimating the state of charge (SOC) of the cell.
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