JP2023508179A - コンタクタの管理方法およびその方法を提供するバッテリシステム - Google Patents

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Abstract

本発明は、コンタクタの管理方法およびその方法を提供するバッテリシステムに関し、本発明のバッテリシステムは、バッテリパックと外部装置の間に連結されるコンタクタ、前記コンタクタに供給される第１作動電圧を測定する電圧測定部、および前記電圧測定部で測定された第１作動電圧に基づいて前記コンタクタの開放または閉鎖を判断する制御部を含み、前記制御部は、前記第１作動電圧が前記コンタクタに供給されないと前記コンタクタを開放と判断し、前記第１作動電圧が前記コンタクタに供給されると前記コンタクタを閉鎖と判断し、前記コンタクタの開放および閉鎖それぞれをカウントし、前記カウントした結果の合算値が所定の基準値を超えると前記コンタクタの交換時点と判断する。

Description

［関連出願との相互引用］
本出願は２０２０年８月２４日付韓国特許出願第１０－２０２０－０１０６２８０号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、バッテリと外部装置を電気的に連結または分離するコンタクタの交換時点を判断してコンタクタを管理する方法およびその方法を提供するバッテリシステムに関する。
最近、環境保護の一環としてＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などのような電気自動車に対する研究および関心が高まっている。電気自動車は充放電が可能な２次電池（以下、バッテリ）およびバッテリの充電／放電などを管理するＢＭＳ（ＢＡＴＴＥＲＹ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭ）、およびバッテリの充電／放電のためにバッテリと外部装置（負荷または外部充電器）を電気的に連結または分離するコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）を含む。ここで、コンタクタは、入力される電圧が作動電圧（例えば、１２Ｖ）に到達した時駆動して他の回路を閉鎖（ｃｌｏｓｅ）するスイッチング素子である。
一方、コンタクタの開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）の動作時に発生するカットオフカレント（ｃｕｔｏｆｆ ｃｕｒｒｅｎｔ）またはインラッシュカレント（ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ）によりコンタクタに疲労度（ｆａｔｉｇｕｅ ｄｅｇｒｅｅ）が累積する。コンタクタは疲労度が累積すると老化し、閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態または開放（ｏｐｅｎ）状態で融着（ｗｅｌｄｉｎｇ）し得る。融着状態になったコンタクタは制御信号に応じて動作できない。すると、高電圧バッテリで放電される高電流によって負荷（ｌｏａｄ）は大きな損傷を受け得る。
したがって、コンタクタは融着発生が予測される時点の前に交換しなければならないが、交換時点が過度に早いと交換費用が増加する。また、交換時点が過度に遅くなるとコンタクタが融着する問題がある。
本発明は、コンタクタに供給される作動電圧に基づいてコンタクタの開放または閉鎖を判断するコンタクタの管理方法およびその方法を提供するバッテリシステムを提供する。
本発明は、コンタクタの開放および閉鎖それぞれをカウントし、カウントした結果の合算値に基づいてコンタクタの交換時点を判断するコンタクタの管理方法およびその方法を提供するバッテリシステムを提供する。
本発明の一特徴によるバッテリシステムは、バッテリパックと外部装置の間に連結されるコンタクタ、前記コンタクタに供給される第１作動電圧を測定する電圧測定部、および前記電圧測定部で測定された第１作動電圧に基づいて前記コンタクタの開放または閉鎖を判断する制御部を含み、前記制御部は、前記第１作動電圧が前記コンタクタに供給されないと前記コンタクタを開放と判断し、前記第１作動電圧が前記コンタクタに供給されると前記コンタクタを閉鎖と判断し、前記コンタクタの開放および閉鎖それぞれをカウントし、前記カウントした結果の合算値が所定の基準値を超えると前記コンタクタの交換時点と判断する。
前記制御部は、前記合算値が前記基準値を超えると、前記第１作動電圧が前記コンタクタに供給されないように制御して前記コンタクタの開放を維持させ得る。
前記第１作動電圧の供給を制御する第１駆動信号を前記制御部から受信し、前記受信された第１駆動信号に応じて前記第１作動電圧を前記コンタクタに供給する駆動部をさらに含み得る。
前記コンタクタは、前記バッテリパックと前記外部装置を連結する電力ラインで互いに分離された第１地点および第２地点それぞれに連結される第１フィックス接点ユニットおよび第２フィックス接点ユニットと、前記第１フィックス接点ユニットおよび第２フィックス接点ユニットに対向する位置に所定間隔離隔するように配置されるムービング接点ユニットを含む接点部、前記作動電圧が供給されると電磁石機能を遂行するコイル部、および前記コイル部の電磁気力によって直線往復運動して前記ムービング接点ユニットを前記第１フィックス接点ユニットおよび第２フィックス接点ユニットに接触または接触解除させるプランジャーユニットを含み得る。
前記コンタクタは、前記バッテリパックと外部装置を電気的に連結または分離するメインコンタクタであり得る。
前記バッテリシステムは、前記メインコンタクタと連結されるプリチャージコンタクタをさらに含み得、前記電圧測定部は、前記プリチャージコンタクタに供給される第２作動電圧を測定して前記制御部に伝達し、前記制御部は、前記第２作動電圧が前記プリチャージコンタクタに供給されないと前記プリチャージコンタクタを開放と判断し、前記第２作動電圧が前記プリチャージコンタクタに供給されると前記プリチャージコンタクタを閉鎖と判断し、前記プリチャージコンタクタの開放および閉鎖それぞれをカウントし、前記カウントした結果の合算値が前記基準値を超えると前記プリチャージコンタクタの交換時点と判断し得る。
前記駆動部は、前記プリチャージコンタクタに前記第２作動電圧の供給を制御する第２駆動信号を前記制御部から受信し、前記第２駆動信号に応じて前記第２作動電圧を前記プリチャージコンタクタに供給し得る。
前記電圧測定部は、前記測定された第１作動電圧をデジタル信号に変換して前記制御部に伝送するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）であり得る。
本発明の他の特徴によるコンタクタの管理方法は、コンタクタに供給される作動電圧の測定値を電圧測定部から受信する段階、前記電圧測定部で測定された作動電圧に基づいて前記コンタクタの開放または閉鎖を判断し、前記コンタクタの開放および閉鎖それぞれをカウントする段階、および前記カウントした結果の合算値が所定の基準値を超えると前記コンタクタの交換時点と判断する段階を含み、前記コンタクタの開放および閉鎖それぞれをカウントする段階は、
前記作動電圧が前記コンタクタに供給されないと前記コンタクタを開放と判断し、前記作動電圧が前記コンタクタに供給されると前記コンタクタを閉鎖と判断する。
前記コンタクタの交換時点と判断する段階は、前記カウントした結果の合算値が所定の基準値を超えると、前記作動電圧が前記コンタクタに供給されないように制御して前記コンタクタの開放を維持させ得る。
本発明は、作動電圧に基づいて物理的なコンタクタの開放または閉鎖を判断するので、コンタクタに実際累積する高い疲労度で算出することができる。
本発明は、実際累積する疲労度に基づいて最適な時点でコンタクタを交換することによって、早期交換による追加費用の発生を節減し、融着（ｗｅｌｄｉｎｇ）発生を予防する効果を有する。
本発明は、コンタクタの開放および閉鎖それぞれをカウントし、カウントした結果の合算値に基づいてコンタクタの交換時点を判断するので、交換時点を容易に予測することができる。
一実施形態によるバッテリシステムを説明する図である。 一実施形態によるコンタクタの駆動前後を説明する図である。 一実施形態によるコンタクタの駆動前後を説明する図である。 一実施形態によるコンタクタの管理方法を説明する流れ図である。
以下、添付する図面を参照して本明細書に開示された実施形態を詳細に説明する。同一または類似の構成要素には同一、類似の図面符号を付与し、これに係る重複する説明は省略する。以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞の「モジュール」および／または「部」は明細書作成の容易さだけを考慮して付与されたり混用されたりするものであって、それ自体で互いに区別される意味または役割を有するものではない。また、本明細書に開示された実施形態を説明するにあたり関連する公知技術に係る具体的な説明が本明細書に開示された実施形態の要旨を曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、添付する図面は本明細書に開示された実施形態の理解を深めるためのものであり、添付する図面によって本明細書に開示された技術的思想は制限されず、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物または代替物を含むものとして理解しなければならない。
第１、第２などのような序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために使用できるが、前記構成要素は前記用語によって限定されない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる、「接続されて」いると言及された時には、その他の構成要素に直接連結されているかまたは接続されていてもよいが、中間に他の構成要素が存在してもよいと理解されなければならない。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いる、「直接接続されて」いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないものとして理解されなければならない。
本出願で、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するためであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されなければならない。
図１は一実施形態によるバッテリシステムを説明する図である。
図１を参照すると、バッテリシステム１は、バッテリパック１０、コンタクタ２０、駆動部３０、電圧測定部（Ａｎａｌｏｇ－Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ＡＤＣ，４０）、および制御部５０を含む。
バッテリパック１０は電気的に連結されている複数のバッテリセルを含む。一実施形態で、バッテリセルは充電可能な２次電池であり得る。所定個数のバッテリセルが直列連結されてバッテリモジュールを構成し、所定個数のバッテリモジュールが直列および並列連結されてバッテリパック１０を構成して所望する電力を供給することができる。複数のバッテリセルそれぞれは配線を介して制御部５０、例えば、バッテリ管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＭＳ）に電気的に連結されている。
図１において、バッテリパック１０は直列連結されている複数のバッテリセルを含み、バッテリシステム１の二つの出力端ＯＵＴ１，ＯＵＴ２の間に連結されている。バッテリパック１０の正極と出力端ＯＵＴ１の間にコンタクタ２０が連結されている。図１に示された構成および構成の間の接続関係は一例であり、発明はこれに限定されるものではない。
コンタクタ２０は、バッテリパック１０の正極と第１出力端ＯＵＴ１の間に連結されているメインコンタクタ２１を含むことができる。また、コンタクタ２０は、バッテリパック１０の正極と第１出力端ＯＵＴ１の間で、プリチャージ抵抗Ｒと直列連結されるプリチャージコンタクタ２２を含むことができる。
メインコンタクタ２１はイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第１駆動信号ＳＣ１に応じて閉鎖（ｃｌｏｓｅ）され、ディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）レベルの第１駆動信号ＳＣ１に応じて開放（ｏｐｅｎ）され得る。メインコンタクタ２１が閉鎖（ｃｌｏｓｅ）になると、バッテリシステム１と外部装置が電気的に連結されて充電または放電が行われる。例えば、外部装置が負荷の場合、バッテリパック１０から負荷に電力が供給される放電動作が行われ、外部装置が充電器の場合、バッテリパック１０が充電器によって充電される充電動作になる。メインコンタクタ２１が開放（ｏｐｅｎ）されると、バッテリシステム１と外部装置が電気的に分離される。
プリチャージコンタクタ２２はプリチャージ抵抗Ｒと直列連結され、イネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第２駆動信号ＳＣ２に応じて閉鎖（ｃｌｏｓｅ）され、ディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）レベルの第２駆動信号ＳＣ２に応じて開放（ｏｐｅｎ）される。
例えば、メインコンタクタ２１が閉鎖（ｃｌｏｓｅ）されると、高電圧バッテリパック１０からインバータに電力が供給され、モータ（負荷）が駆動される。高電圧バッテリパック１０とインバータのキャパシタがメインコンタクタ２１により連結される前に、プリチャージコンタクタ２２は、インバータのキャパシタがプリチャージ（Ｐｒｅ－Ｃｈａｒｇｅ）されるようにする。すると、メインコンタクタ２１と負荷が連結される時発生するサージ電流が減少する。実施形態により、プリチャージコンタクタ２２はメインコンタクタ２１が閉鎖（ｃｌｏｓｅ）される前に先に閉鎖（ｃｌｏｓｅ）され、メインコンタクタ２１が閉鎖（ｃｌｏｓｅ）された状態で所定時間が経過すると、プリチャージコンタクタ２２は再び開放（ｏｐｅｎ）されてサージ電流を減少させることができる。
コンタクタ２０はリレー（ｒｅｌａｙ）との区別が明確でなく、混用して使用したりもする。場合によって大電力（例えば、５ＫＷ以上）回路を開閉する場合はコンタクタ２０、大電力以下（例えば、５ＫＷ未満）の回路を開閉する場合はリレーと呼ばれ得る。コンタクタ２０は独立した回路と連動し得、５Ｖのような低電圧系で構成された回路の動作により大電流の回路を電気的に連結または分離させる長所がある。また、コンタクタ２０内のコイル部分と接点部分が絶縁および分離されているので外部の機器とも電気的に絶縁し得る長所がある。以下、実施形態によるコンタクタ２０はリレーを含むことができる。
駆動部３０は、補助バッテリ３１、第１スイッチ３２、および第２スイッチ３３を含むことができる。
補助バッテリ３１は、メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２に電力を供給する。補助バッテリ３１は、メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２それぞれに１２Ｖの作動電圧を供給する。例えば、補助バッテリ３１は、充電可能な２次電池であり得る。補助バッテリ３１は、バッテリパック１０で放電される高電圧電力を作動電圧レベルに下げて補助バッテリ３１を充電するＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を含むことができる。他の例としては、補助バッテリ３１は、メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２それぞれに作動電圧を供給できる１次電池であり得る。
第１スイッチ３２はメインコンタクタ２１と補助バッテリ３１の間に連結され、イネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第１駆動信号ＳＣ１に応じてスイッチングされる。第１スイッチ３２はメインコンタクタ２１と補助バッテリ３１の間の電気的連結を制御する。第１スイッチ３２がオンされると、メインコンタクタ２１と補助バッテリ３１が電気的に連結され、補助バッテリ３１でメインコンタクタ２１に電力が供給される。この時、供給される電力の電圧は、メインコンタクタ２１を閉鎖（ｃｌｏｓｅ）する第１作動電圧であり得る。
第２スイッチ３３はプリチャージコンタクタ２２と補助バッテリ３１の間に連結され、イネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第２駆動信号ＳＣ２に応じてスイッチングされる。第２スイッチ３３はプリチャージコンタクタ２２と補助バッテリ３１の間の電気的連結を制御する。第２スイッチ３３がオンされると、プリチャージコンタクタ２２と補助バッテリ３１が電気的に連結され、補助バッテリ３１でプリチャージコンタクタ２２に電力が供給される。この時、供給される電力の電圧は、プリチャージコンタクタ２２を閉鎖（ｃｌｏｓｅ）する第２作動電圧であり得る。
メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２が同一種類のコンタクタである場合、第１作動電圧および第２作動電圧は同じレベルの電圧であり得る。実施形態によって、第１作動電圧および第２作動電圧は１２Ｖに対応する電圧レベルであり得るが、これに限定されるのではなく、多様な電圧のレベルが作動電圧に設定され得る。
電圧測定部（ＡＤＣ，４０）は、メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２それぞれに供給される第１および第２作動電圧を測定し、測定された第１および第２作動電圧を第１および第２デジタル信号ＣＶ１／ＣＶ２に変換する。具体的には、電圧測定部（ＡＤＣ，４０）は、メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２それぞれに供給される第１および第２作動電圧のアナログ値を第１および第２デジタル信号ＣＶ１／ＣＶ２に変換して制御部５０に伝達する。
例えば、メインコンタクタ２１に１２Ｖの第１作動電圧が供給されると、電圧測定部（ＡＤＣ，４０）は１２Ｖの電圧レベルを指示する第１デジタル信号ＣＶ１を制御部５０に伝達する。メインコンタクタ２１に第１作動電圧が供給されないと、電圧測定部（ＡＤＣ，４０）は０Ｖの電圧レベルを指示する第１デジタル信号ＣＶ１を制御部５０に伝達する。
例えば、プリチャージコンタクタ２２に１２Ｖの第２作動電圧が供給されると、電圧測定部（ＡＤＣ，４０）は１２Ｖの電圧レベルを指示する第２デジタル信号ＣＶ２を制御部５０に伝達する。プリチャージコンタクタ２２に第２作動電圧が供給されないと、電圧測定部（ＡＤＣ，４０）は０Ｖの電圧レベルを指示する第２デジタル信号ＣＶ２を制御部５０に伝達する。
制御部５０はメインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２それぞれのスイッチングを制御する第１駆動信号ＳＣ１および第２駆動信号ＳＣ２を駆動部３０に伝達する。実施形態により、制御部５０はバッテリ管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＭＳ）で構成されることができる。
制御部５０は電圧測定部（ＡＤＣ，４０）で測定された作動電圧に基づいてメインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２それぞれの開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）を判断する。実施形態により、制御部５０は電圧測定部（ＡＤＣ，４０）から受信された第１デジタル信号ＣＶ１および第２デジタル信号ＣＶ２に基づいてメインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２それぞれの開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）を判断する。
制御部５０がイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの駆動信号ＳＣを駆動部３０に伝達すると、駆動部３０は作動電圧をコンタクタ２０に供給する。すると、コンタクタ２０は閉鎖（ｃｌｏｓｅ）の動作を行う。しかし、駆動信号ＳＣがイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの状態で、周辺の様々な状況によってコンタクタ２０に供給される作動電圧が一時的に中断されてから再び供給される場合が発生し得る。この時、コンタクタ２０は物理的に開放（ｏｐｅｎ）した後再び閉鎖（ｃｌｏｓｅ）の動作を行う。しかし、駆動信号ＳＣはイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルを維持しているので、制御部５０が駆動信号に基づいてメインコンタクタ２１の開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）をカウントする場合にはこのような状況を感知できなくなる。駆動信号ＳＣは第１駆動信号ＳＣ１および第２駆動信号ＳＣ２の少なくとも一つであり得る。
実施形態による制御部５０は、コンタクタ２０に印加される作動電圧に基づいてコンタクタ２０の開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）それぞれをカウントし、カウントした結果の合算値が所定の基準値を超えるとコンタクタ２０の交換時点と判断する。すると、開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）時コンタクタ２０に累積する実際の疲労度に基づいて最適な交換時点を予測できる。この時、基準値は、実験によって融着現象が発生する開放（ｏｐｅｎ）および閉鎖（ｃｌｏｓｅ）の回数の合算値に基づいて算出され得、コンタクタ２０の種類によって異なる。
図２および図３は一実施形態によるコンタクタの駆動前後を説明する図である。
図１および図２を参照すると、コンタクタ２０は電力ラインＬ上に切れている第１地点と第２地点を連結または分離してバッテリパック１０と外部装置の間の電流の流れを制御する。
制御部５０がイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第１駆動信号ＳＣ１を駆動部３０に伝達すると、第１スイッチ３２がオンされる。すると、補助バッテリ３１で放電された電力がメインコンタクタ２１に供給される。この時、メインコンタクタ２１に供給される電力のレベルはメインコンタクタ２１が正常に作動するようにする定格作動電圧の範囲（例えば、９Ｖ～１６Ｖ）に属する。電圧測定部（ＡＤＣ，４０）は、メインコンタクタ２１に供給される作動電圧を測定し、測定された作動電圧のレベルを指示する情報を制御部５０に伝達する。定格作動電圧の範囲は、メインコンタクタ２１の種類によって変わり得る。
制御部５０がディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）レベルの第１駆動信号ＳＣ１を駆動部３０に伝達すると、第１スイッチ３２がオフになる。すると、補助バッテリ３１で放電された電力がメインコンタクタ２１に供給されない。電圧測定部（ＡＤＣ，４０）は、グラウンドＧＮＤ電圧のレベルを指示する情報を制御部５０に伝達する。
図２および図３を参照すると、例えば、コンタクタ２０は接点部２１０、コイル部２２０、プランジャーユニット２１４、およびハウジング２３０を含むプランジャー型で構成できる。しかし、コンタクタ２０はプランジャー型に限定されるものではなく、ヒンジ型電磁リレータイプなど、電子的なスイッチとしてコイルに電流が流れて電磁石になった時鉄片を引き付けてその鉄片に付いている接点を開いたり閉じたりする形式で作動する形態のスイッチを含むことができる。
接点部２１０は、第１フィックス接点ユニット２１１、第２フィックス接点ユニット２１２、そしてムービング接点ユニット２１３を含むことができる。第１フィックス接点ユニット２１１および第２フィックス接点ユニット２１２は電力ラインＬ上に互いに切れている第１地点および第２地点にそれぞれ連結され、ムービング接点ユニット２１３は第１および第２フィックス接点ユニット２１１，２１２に対向する位置に所定間隔離隔するように配置される。ムービング接点ユニット２１３は金属板型で構成される。ムービング接点ユニット２１３が第１および第２フィックス接点ユニット２１１，２１２に接触または分離されて電力ラインＬ上の大電流の流れが制御される。ムービング接点ユニット２１３と第１および第２フィックス接点ユニット２１１，２１２の間の接触または接触解除はプランジャーユニット２１４の直線往復運動に従う。
例えば、コンタクタ２０のスイッチング動作が繰り返されると疲労度（ｆａｔｉｇｕｅ ｄｅｇｒｅｅ）が累積し、コンタクタ２０は疲労度累積により老化して閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態または開放（ｏｐｅｎ）状態で融着（ｗｅｌｄｉｎｇ）し得る。融着状態になると、コンタクタ２０は駆動信号ＳＣに応じて動作できない。具体的には、図２および図３を参照すると、ムービング接点ユニット２１３が第１および第２フィックス接点ユニット２１１，２１２の少なくとも一つに融着される。
コイル部２２０はソレノイド作用でプランジャーユニット２１４を直線往復運動するようにする。コイル部２２０はコイルを長く巻いて円筒状、すなわち中空形状に形成し、このようなコイル部２２０の内側に設けられる中央通路にプランジャーユニット２１４が配置される。
コンタクタ２０は、コイル部２２０の規格によって定格作動電圧が異なる。例えば、コンタクタ２０は所定レベルの作動電圧（例えば、１２Ｖ）が供給されると閉鎖（ｃｌｏｓｅ）の動作を行い、作動電圧が供給されないと開放（ｏｐｅｎ）の動作を行う。電気自動車は、高電圧バッテリパック１０以外の１２Ｖ電圧の補助バッテリ３１を備えてコンタクタ２０に作動電圧を供給する電源として使用する。補助バッテリ３１は始動をかける電源として、また車両の電槽など各種電装品の電源として使用できる。
プランジャーユニット２１４は、コイル部２２０に電流が流れる時コイル部２２０のソレノイド作用でコイル部２２０の中央通路の外に動く。この時、ムービング接点ユニット２１３と第１および第２フィックス接点ユニット２１１，２１２が接触する。そして、コイル部２２０に電流を遮断するとプランジャーユニット２１４が元の位置に戻ってムービング接点ユニット２１３と第１および第２フィックス接点ユニット２１１，２１２が接触解除される。
プランジャーユニット２１４は、ムービングコア２１５、プランジャーシャフト２１６そしてフィックスコア２１７を含むことができる。
ムービングコア２１５は金属ブロックであって前記中央通路で拘束されていない状態でコイル部２２０の電磁気力によって動けるように設けられる。プランジャーシャフト２１６はムービングコア２１５で中央通路の長さ方向に延び得、その終端部は中央通路の外でムービング接点ユニット２１３と結合する。ムービングコア２１５とプランジャーシャフト２１６はコイル部２２０に電流が印加されると一体で動く。
フィックスコア２１７はムービングコア２１５とプランジャーシャフト２１６の移動距離を制限する役割をする。フィックスコア２１７はコイル部２２０の中央通路の内に固定され、中空形状でプランジャーシャフト２１６は通過できるがムービングコア２１５は通過できない内径を有する。
図２および図３を参照すると、コイル部２２０に電力が印加される時、コイル部２２０の電磁気力でムービングコア２１５がフィックスコア２１７に当接する位置まで＋Ｙ軸方向に移動する。この時、ムービングコア２１５が移動する距離はムービング接点ユニット２１３と第１および第２フィックス接点ユニット２１１，２１２の間の距離に該当する。
図４は一実施形態によるコンタクタの管理方法を説明する流れ図である。
図１から図４を参照して、コンタクタの管理方法およびその方法を提供するバッテリシステムを説明する。
図４を参照すると、まず、制御部５０はバッテリパック１０と外部装置の間に連結されるコンタクタ２０に供給される作動電圧の測定値を電圧測定部（ＡＤＣ，４０）から受信する（Ｓ１１０）。
コンタクタ２０は作動電圧が供給されると閉鎖（ｃｌｏｓｅ）の動作を行い、作動電圧が供給されないと開放（ｏｐｅｎ）の動作を行う機械式コンタクタであり得る。実施形態により、コンタクタ２０は、バッテリパック１０と外部装置の間に連結されるメインコンタクタ２１またはメインコンタクタ２１と連結されるプリチャージコンタクタ２２であり得る。
電圧測定部（ＡＤＣ，４０）は、コンタクタ２０に供給される作動電圧を測定し、測定された作動電圧を制御部５０に伝達する。例えば、電圧測定部（ＡＤＣ，４０）は、メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２それぞれに供給される第１および第２作動電圧を測定し、測定された第１および第２作動電圧を第１および第２デジタル信号ＣＶ１／ＣＶ２に変換して制御部５０に伝達する。
次に、制御部５０は電圧測定部（ＡＤＣ，４０）で測定された作動電圧の変化に基づいてコンタクタ２０の物理的な開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）を判断し、開放および閉鎖それぞれをカウントする（Ｓ１３０）。
制御部５０がイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの駆動信号ＳＣを駆動部３０に伝達すると、駆動部３０は作動電圧をコンタクタ２０に供給する。すると、コンタクタ２０は閉鎖（ｃｌｏｓｅ）の動作を行う。しかし、駆動信号ＳＣがイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの状態で、周辺の様々な状況によってコンタクタ２０に供給される作動電圧が一時的に中断されてから再び供給される場合が発生し得る。この時、コンタクタ２０は物理的に開放（ｏｐｅｎ）後再び閉鎖（ｃｌｏｓｅ）の動作を行う。しかし、駆動信号ＳＣはイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルを維持しているので、制御部５０が駆動信号に基づいてコンタクタ２０の開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）をカウントする場合にはこのような状況を感知できなくなる。
実施形態による制御部５０は、コンタクタ２０を駆動する作動電圧の変化に基づいてコンタクタ２０の物理的な開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）を判断し、実際にコンタクタ２０に累積する疲労度を予測することができる。
次に、制御部５０はカウントした結果の合算値が所定の基準値を超えるかどうかを判断する（Ｓ１５０）。
制御部５０は、コンタクタ２０に作動電圧が供給されると閉鎖（ｃｌｏｓｅ）と判断して１回カウントする。制御部５０は、コンタクタ２０に作動電圧が供給されないと開放（ｏｐｅｎ）と判断して１回カウントする。制御部５０は、開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）それぞれのカウントした結果を合算し、合算値が所定の基準値を超えるかどうかを判断する。この時、基準値は、実験によって融着現象が発生する開放（ｏｐｅｎ）および閉鎖（ｃｌｏｓｅ）の回数の合算値に基づいて算出され得、コンタクタ２０の種類によって異なる。
次に、合算値が所定の基準値を超えると（Ｓ１５０，Ｙｅｓ）、制御部５０は、コンタクタ２０の交換時点と判断する（Ｓ１７０）。
制御部５０は、コンタクタ２０の交換のためのメッセージ、一例として交換時点到達に係る情報およびカウント合算値に係る情報の少なくとも一つを含むお知らせのメッセージを上位制御部、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を介して外部端末に伝送する。すると、管理者は融着が発生する前にコンタクタ２０を適切な時点に交換できる。
実施形態により、合算値が所定の基準値を超えると、制御部５０は、作動電圧がコンタクタ２０に供給されないようにディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）レベルの制御信号ＳＣを駆動部３０に伝達する。すると、コンタクタ２０が交換される前に融着されることを予防することができる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、本発明の属する分野で通常の知識を有する者が多様に変形および改良した形態もまた本発明の権利範囲に属する。

Claims (11)

  1. バッテリパックと外部装置の間に連結されるコンタクタ、
    前記コンタクタに供給される第１作動電圧を測定する電圧測定部、および
    前記電圧測定部で測定された第１作動電圧に基づいて前記コンタクタの開放または閉鎖を判断する制御部を含み、
    前記制御部は、
    前記第１作動電圧が前記コンタクタに供給されない場合、前記コンタクタを開放と判断し、前記第１作動電圧が前記コンタクタに供給される場合、前記コンタクタを閉鎖と判断し、
    前記コンタクタの開放および閉鎖それぞれをカウントし、前記カウントした結果の合算値が所定の基準値を超える場合、前記コンタクタの交換時点と判断する、バッテリシステム。
  2. 前記コンタクタは、
    前記バッテリパックと外部装置を電気的に連結または分離するメインコンタクタである、請求項１に記載のバッテリシステム。
  3. 前記第１作動電圧の供給を制御する第１駆動信号を前記制御部から受信し、前記受信された第１駆動信号に応じて前記第１作動電圧を前記コンタクタに供給する駆動部をさらに含む、請求項２に記載のバッテリシステム。
  4. 前記メインコンタクタと連結されるプリチャージコンタクタをさらに含み、
    前記電圧測定部は、
    前記プリチャージコンタクタに供給される第２作動電圧を測定して前記制御部に伝達し、
    前記制御部は、
    前記第２作動電圧が前記プリチャージコンタクタに供給されない場合前記プリチャージコンタクタを開放と判断し、前記第２作動電圧が前記プリチャージコンタクタに供給される場合前記プリチャージコンタクタを閉鎖と判断し、
    前記プリチャージコンタクタの開放および閉鎖それぞれをカウントし、前記カウントした結果の合算値が前記基準値を超える場合前記プリチャージコンタクタの交換時点と判断する、請求項３に記載のバッテリシステム。
  5. 前記駆動部は、
    前記プリチャージコンタクタに前記第２作動電圧の供給を制御する第２駆動信号を前記制御部から受信し、前記第２駆動信号に応じて前記第２作動電圧を前記プリチャージコンタクタに供給する、請求項４に記載のバッテリシステム。
  6. 前記制御部は、
    前記合算値が前記基準値を超える場合、
    前記第１作動電圧が前記コンタクタに供給されないように制御して前記コンタクタの開放を維持させる、請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリシステム。
  7. 前記コンタクタは、
    前記バッテリパックと前記外部装置を連結する電力ラインで互いに分離された第１地点および第２地点それぞれに連結される第１フィックス接点ユニットおよび第２フィックス接点ユニットと、前記第１フィックス接点ユニットおよび前記第２フィックス接点ユニットに対向する位置に所定の間隔で離隔するように配置されるムービング接点ユニットを含む接点部、
    前記作動電圧が供給される場合電磁石機能を遂行するコイル部、および
    前記コイル部の電磁気力によって直線往復運動して前記ムービング接点ユニットを前記第１フィックス接点ユニットおよび前記第２フィックス接点ユニットに接触または接触解除させるプランジャーユニットを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリシステム。
  8. 前記電圧測定部は、
    前記測定された第１作動電圧をデジタル信号に変換して前記制御部に伝送するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）である、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリシステム。
  9. 前記制御部は、
    前記カウントした結果の合算値が前記所定の基準値を超える場合、前記コンタクタの交換のためのメッセージを外部端末に提供する、請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリシステム。
  10. コンタクタに供給される作動電圧の測定値を電圧測定部から受信する段階、
    前記電圧測定部で測定された作動電圧に基づいて前記コンタクタの開放または閉鎖を判断し、前記コンタクタの開放および閉鎖それぞれをカウントする段階、および
    前記カウントした結果の合算値が所定の基準値を超えると前記コンタクタの交換時点と判断する段階を含み、
    前記コンタクタの開放および閉鎖それぞれをカウントする段階は、
    前記作動電圧が前記コンタクタに供給されない場合前記コンタクタを開放と判断し、前記作動電圧が前記コンタクタに供給される場合前記コンタクタを閉鎖と判断する、コンタクタの管理方法。
  11. 前記コンタクタの交換時点と判断する段階は、
    前記カウントした結果の合算値が所定の基準値を超える場合、前記作動電圧が前記コンタクタに供給されないように制御して前記コンタクタの開放を維持させる、請求項１０に記載のコンタクタの管理方法。
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