JP6819007B2 - プリチャージ抵抗保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリチャージ抵抗保護装置に関し、より詳しくは、プリチャージ回路部に供給されたと推定される推定電力量と基準電力量の範囲を比べてプリチャージ回路部を診断することができるプリチャージ抵抗保護装置に関する。

本出願は、２０１８年１月３０日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−００１１４５８号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急増し、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が活発に行われている。

現在、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などの二次電池が商用化しているが、中でもリチウム二次電池はニッケル系列の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であり、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いなどの長所から脚光を浴びている。

一方、このような二次電池は単一の二次電池で使用される場合もあるが、高電圧及び／または大容量の電力貯蔵装置を提供するため、複数の二次電池が直列及び／または並列で連結された状態で使用される場合が多く、内部の二次電池の充放電動作を全般的に制御するバッテリー管理装置が含まれたバッテリーパックの形態で使用されている。

このようなバッテリーパックに使用されるバッテリーパック管理装置は、温度センサ、電流センサ、電圧センサなどを用いてバッテリーの状態をモニタリングし、このようなモニタリング結果を用いてＳＯＣ、ＳＯＨを推定するか、バッテリーセル同士の電圧をバランシングするか、又は、高電圧、過電流、低温、高温などからバッテリーを保護する機能を果たす。

特に、バッテリーパック管理装置は、バッテリーパックの内部に過電流が流れることを防止するため、保護回路を備えることができる。例えば、バッテリーパック管理装置は、バッテリーパックの充放電経路上にヒューズを備え、過電流が発生する場合にヒューズを溶断させることで、バッテリーパックの充放電経路に過電流が流れることを防止する。

また、バッテリーパック管理装置は、バッテリーの駆動初期に生じ得る過電流である突入電流（ｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ）を防止するための保護回路を備えることもできる。ここで、突入電流は、バッテリーの駆動初期に瞬間的に生じ得る過電流であって、このような突入電流からバッテリーパックを保護するためにプリチャージ抵抗が主に使用されている。

図１は、従来技術によるプリチャージ抵抗及びプリチャージリレーを備えるプリチャージ回路部が含まれたバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。図１を参照すれば、バッテリーパックは、プリチャージ抵抗２０とプリチャージリレー４０を備えるプリチャージ回路部、バッテリーセル１０、及びメインリレー３０を含む。ここで、プリチャージ抵抗２０は、バッテリーパックの充放電経路に並列で連結され、プリチャージリレー４０がプリチャージ抵抗２０に直列で連結され、メインリレー３０がバッテリーパックの充放電経路上に備えられる。このようなプリチャージリレー４０とメインリレー３０とは相互交差するようにスイッチングされて突入電流の発生を防止する。

特に、メインリレー３０はバッテリーの駆動初期からターンオンされるものではなく、メインリレー３０のターンオフ状態で、プリチャージリレー４０が先にターンオンされる。そして、プリチャージリレー４０がターンオンしたときから所定時間が経過した後、メインリレー３０がターンオンされることで、充放電経路がメインリレー３０を経由できるように構成される。この場合、電流がプリチャージ抵抗２０を経由して流れるため、突入電流が発生せず、メインリレー３０のターンオン時にアークが発生することを防止することができる。

このように、プリチャージ抵抗２０にはバッテリーの駆動初期に生じ得る過電流が頻繁に流れるため、長時間プリチャージ抵抗２０に過電流が流れる場合、プリチャージ抵抗２０が過熱して、プリチャージ回路部だけでなく、バッテリーパック全体が破損する問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、プリチャージ抵抗に供給されたと推定される第１電力量による基準電力量の範囲と実際にプリチャージ抵抗に供給された第２電力量とを比べて、比較の結果に基づいてプリチャージリレーの動作状態を制御することで、許容電力量以上の電力量がプリチャージ抵抗に供給される場合、プリチャージ抵抗を保護することができるプリチャージ保護装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様によるプリチャージ抵抗保護装置は、プリチャージリレーと直列で連結されてプリチャージ回路部に共に備えられ、バッテリーパックの充放電経路に備えられたメインリレーと並列で連結されたプリチャージ抵抗を保護する装置であって、前記バッテリーパックに備えられたバッテリーセルの両端に印加されるバッテリー電圧、及び前記プリチャージ抵抗に流れるプリチャージ電流を測定するセンシング部と、前記センシング部と動作可能に結合されたプロセッサとを含む。

望ましくは、前記プロセッサは、前記バッテリーパックの両端に連結されたキャパシタのキャパシタンス、前記バッテリー電圧及び前記プリチャージ電流のうち一つ以上を用いて、前記プリチャージ回路部の駆動時間中に前記プリチャージ抵抗に供給されたと推定される第１電力量及び前記プリチャージ抵抗に供給された第２電力量を算出し、前記第１電力量による基準電力量の範囲と前記第２電力量とを比べて、前記比較の結果に基づいて前記プリチャージリレーの動作状態を制御することができる。

望ましくは、前記プロセッサは下記の数式１を用いて前記第１電力量を算出することができる。

ここで、Ｗ１は前記第１電力量、Ｔ１は前記駆動時間の開始時点、Ｔ２は前記駆動時間の終了時点、Ｖｂ（Ｔ１）は前記駆動時間の開始時点で測定された前記バッテリー電圧、Ｒは前記プリチャージ抵抗の抵抗値、Ｃは前記キャパシタのキャパシタンスである。

望ましくは、前記プロセッサは、前記プリチャージリレーの動作状態をターンオンに制御するターンオン制御信号を出力した第１時点と、前記プリチャージリレーの動作状態をターンオフに制御するターンオフ制御信号を出力した第２時点との時間差を、前記駆動時間として算出することができる。

望ましくは、前記プロセッサは、前記プリチャージ電流及び前記バッテリー電圧を用いて、前記駆動時間中に前記プリチャージ抵抗に供給された第２電力量を算出することができる。

望ましくは、前記プロセッサは、下記の数式２を用いて前記第２電力量を算出することができる。

ここで、Ｗ２は第２電力量、Ｔ１は前記駆動時間の開始時点、Ｔ２は前記駆動時間の終了時点、Ｖｂ（ｔ）は前記バッテリー電圧、Ｉｒ（ｔ）は前記プリチャージ電流である。

望ましくは、前記プロセッサは、前記第１電力量を用いて、第１基準電力量の範囲、及び前記第１基準電力量の範囲よりも低い第２基準電力量の範囲を設定することができる。

望ましくは、前記プロセッサは、前記比較の結果、前記第２電力量が前記第１基準電力量の範囲内に含まれれば、前記キャパシタと連結された回路が短絡したと診断することができる。

望ましくは、前記プロセッサは、前記比較の結果、前記第２電力量が前記第２基準電力量の範囲内に含まれれば、前記バッテリーパックの両端が開放したと診断することができる。

望ましくは、前記プロセッサは、前記比較の結果、前記第２電力量が前記第１基準電力量の範囲または前記第２基準電力量の範囲内に含まれれば、前記プリチャージリレー及び前記メインリレーのうち一つ以上の動作状態をターンオフ状態に制御することができる。

本発明の一態様によるバッテリー管理装置は、前記プリチャージ抵抗保護装置を含む。

本発明の一態様によるバッテリーパックは、前記プリチャージ抵抗保護装置を含む。

本発明の一態様によれば、プリチャージ抵抗に供給されたと推定される第１電力量による基準電力量の範囲と実際にプリチャージ抵抗に供給された第２電力量とを比べて、比較の結果に基づいてプリチャージリレーの動作状態を制御することで、許容電力量以上の電力量がプリチャージ抵抗に供給される場合、プリチャージ抵抗を保護することができる。

外にも本発明は他の多様な効果を有し、このような本発明の他の効果は下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明確に理解されるであろう。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

従来技術によるプリチャージ回路部を含むバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。

本発明の一実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置の構成を概略的に示したブロック図である。

本発明の一実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置とバッテリーパックと負荷との間の連結構成を概略的に示した図である。

本発明の一実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置が、キャパシタに連結された回路が短絡したか否かを診断する過程を説明するための図である。

本発明の一実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置が、バッテリーパックの両端が開放したか否かを診断する過程を説明するための図である。

本発明の他の実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置とバッテリーパックと負荷との間の連結構成を概略的に示した図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。

したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

また、本発明の説明において、関連公知構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合、その詳細な説明は省略する。

図２は本発明の一実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置１００の構成を概略的に示したブロック図であり、図３は本発明の一実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置１００とバッテリーパックと負荷Ｌとの間の連結構成を概略的に示した図である。

図２及び図３を参照すれば、本発明の一実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置１００は、バッテリーパックに含まれたプリチャージ回路部ＰＣに備えられたプリチャージ抵抗Ｒｐを保護することができる。

本発明の一実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置１００が含まれたバッテリーパックは、充放電経路にメインリレーＲ１を備え、メインリレーＲ１に並列で連結されたプリチャージ回路部ＰＣを備える。プリチャージ回路部ＰＣは、相互に直列で連結されたプリチャージ抵抗Ｒｐ及びプリチャージリレーＲ２を備える。また、バッテリーパックにはバッテリーセルが一つ以上含まれ、このような複数のバッテリーセルが直列及び／または並列で連結され得るが、本発明では複数のバッテリーセルを一つの等価バッテリーセルＢにモデリングして説明することにする。

一方、バッテリーパックは、両端、すなわち、出力端子に負荷Ｌが連結され、負荷Ｌは出力端子と並列で連結されるキャパシタＣｌを備える。すなわち、バッテリーパックの両端にキャパシタＣｌの両端が連結され得る。

このようなキャパシタＣｌは、キャパシタンスを有し、数式３を満たす素子を意味することができる。

ここで、Ｃはキャパシタのキャパシタンス、Ｉはキャパシタに流れる電流、Ｖはキャパシタ両端の電圧、ｔは時間を意味する。

また、キャパシタＣｌは、単一のキャパシタだけでなく、複数のキャパシタの組合せとして具現され得、他の受動素子と能動素子との組合せとしても具現され得る。また、キャパシタＣｌのキャパシタンスＣは制限がなく、バッテリーパックの両端電圧などを考慮して好適な値が選択され得る。一方、キャパシタＣｌのキャパシタンスＣは、その値が予め知られているか又は容易に測定可能であることが望ましい。

図２及び図３を参照すれば、本発明の一実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置１００は、センシング部１１０、メモリ部１２０、プロセッサ１３０及び通知部１４０を含むことができる。

センシング部１１０は、プロセッサ１３０と動作可能に結合される。すなわち、センシング部１１０は、プロセッサ１３０に電気的信号を送信するか又はプロセッサ１３０から電気的信号を受信できるように、プロセッサ１３０に接続される。

センシング部１１０は、プロセッサ１３０が後述する第１電力量を推定し、第２電力量を算出する際に用いる測定データを測定することができる。

そのため、センシング部１１０は、予め設定された周期毎に、バッテリーセルＢの両端に印加されるバッテリー電圧とプリチャージ抵抗Ｒｐに流れるプリチャージ電流を繰り返して測定し、測定されたバッテリー電圧とプリチャージ電流を示す測定信号をプロセッサ１３０に提供する。

センシング部１１０は、バッテリーセルＢの両端に印加されるバッテリー電圧を測定するように構成された電圧センサを含む。また、センシング部１１０は、プリチャージ抵抗Ｒｐに流れるプリチャージ電流を測定するように構成された電流センサをさらに含む。

プロセッサ１３０は、センシング部１１０から測定信号を受信すれば、信号処理を通じてバッテリー電圧とプリチャージ電流それぞれのデジタル値を決定し、スレーブメモリ部１２０に保存することができる。

スレーブメモリ部１２０は、半導体メモリ素子であって、プロセッサ１３０によって生成されるデータを記録、消去、更新し、プリチャージ抵抗Ｒｐを保護するために設けられた複数のプログラムコードを保存する。また、スレーブメモリ部１２０は、本発明の実施に使用される予め決められた各種のパラメータの事前設定値を保存することができる。

スレーブメモリ部１２０は、データを記録、消去、更新可能であると知られた半導体メモリ素子であれば、その種類に特に制限がない。一例として、スレーブメモリ部１２０は、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタなどであり得る。スレーブメモリ部１２０は、プロセッサ１３０の制御ロジックを定義したプログラムコードを保存している保存媒体をさらに含むことができる。保存媒体はフラッシュメモリやハードディスクのような不揮発性記憶素子を含む。スレーブメモリ部１２０は、プロセッサ１３０と物理的に分離されていても良く、プロセッサ１３０と一体的に統合されていても良い。

プロセッサ１３０は、バッテリーパックの両端に連結されたキャパシタＣｌのキャパシタンスとバッテリー電圧を用いて、プリチャージ回路部ＰＣの駆動時間中にプリチャージ抵抗Ｒｐに供給されたと推定される第１電力量を推定する。

プロセッサ１３０は、プリチャージ回路部ＰＣを駆動するため、メインリレーＲ１の動作状態をターンオフに制御し、プリチャージリレーＲ２の動作状態をターンオンに制御する。これによって、バッテリーセルＢの電圧がプリチャージ回路部ＰＣを通って負荷ＬのキャパシタＣｌに印加される。また、プリチャージ回路部ＰＣには電流が流れる。すなわち、プリチャージ回路部ＰＣに備えられたプリチャージ抵抗Ｒｐにも電流が流れることになる。

その後、プロセッサ１３０は、プリチャージ回路部ＰＣの駆動を終了するため、プリチャージリレーＲ２の動作状態をターンオフに制御する。これによって、バッテリーセルＢの電圧がプリチャージ回路部ＰＣと負荷ＬのキャパシタＣｌに印加されなくなる。また、プリチャージ回路部ＰＣには電流が流れなくなる。すなわち、プリチャージ回路部ＰＣに備えられたプリチャージ抵抗Ｒｐにも電流が流れなくなる。

このとき、プロセッサ１３０は、プリチャージリレーＲ２の動作状態をターンオンに制御するターンオン制御信号を出力した第１時点と、プリチャージリレーＲ２の動作状態をターンオフに制御するターンオフ制御信号を出力した第２時点との時間差を駆動時間として算出することができる。このとき、第１時点と第２時点は、それぞれプリチャージ回路部ＰＣの駆動時間の開始時点と終了時点であり得る。

すなわち、プロセッサ１３０は、プリチャージ抵抗Ｒｐに電流が流れる時間を駆動時間として算出することができる。

これを通じて、プロセッサ１３０は、バッテリーパックの両端に連結されたキャパシタＣｌのキャパシタンスとバッテリー電圧を用いて、プリチャージ回路部ＰＣの駆動時間中にプリチャージ抵抗Ｒｐに供給されたと推定される第１電力量を推定することができる。

このような第１電力量は、バッテリーパックの両端に負荷ＬのキャパシタＣｌが正常に連結され、プリチャージ回路部ＰＣと負荷ＬのキャパシタＣｌに連結された回路に短絡故障または開放故障が発生していない状態で、推定された電力量であり得る。

このとき、プロセッサ１３０は、下記の数式４を用いて第１電力量を算出することができる。

ここで、Ｗ１は前記第１電力量、Ｔ１は前記駆動時間の開始時点、Ｔ２は前記駆動時間の終了時点、Ｖｂ（Ｔ１）は前記駆動時間の開始時点で測定された前記バッテリー電圧、Ｒは前記プリチャージ抵抗の抵抗値、Ｃは前記キャパシタのキャパシタンスである。

より具体的に、プリチャージリレーＲ２の動作状態がターンオンに制御され、メインリレーＲ１の動作状態がターンオフに制御されれば、プリチャージ抵抗ＲｐとキャパシタＣｌを備え、バッテリーセルＢを電圧源にするＲＣ回路が形成される。

これを用いて、プロセッサ１３０は、プリチャージ回路部ＰＣの駆動時間中に、ＲＣ回路に対応するキャパシタＣｌに対する電流算出式の算出値とバッテリー電圧とを乗じて第１電力量を算出及び推定することができる。

その後、プロセッサ１３０は、算出された第１電力量を用いて、第１基準電力量の範囲と第２基準電力量の範囲を設定する。ここで、第２基準電力量の範囲は、第１基準電力量の範囲よりも低く設定され得る。

より具体的に、プロセッサ１３０は、算出された第１電力量の２倍以上を第１基準電力量の範囲として設定することができる。また、プロセッサ１３０は、算出された第１電力量の半分以下を第２基準電力量の範囲として設定することができる。

その後、プロセッサ１３０は、プリチャージ電流とバッテリー電圧を用いて、プリチャージ回路部ＰＣの駆動時間中にプリチャージ抵抗Ｒｐに供給された第２電力量を算出する。ここで、第２電力量とは、プリチャージ回路部ＰＣの駆動時間中にプリチャージ抵抗Ｒｐに供給された実際の電力量を意味する。

このとき、プロセッサ１３０は、下記の数式５を用いて第２電力量を算出することができる。

ここで、Ｗ２は第２電力量、Ｔ１は前記駆動時間の開始時点、Ｔ２は前記駆動時間の終了時点、Ｖｂ（ｔ）は前記バッテリー電圧、Ｉｒ（ｔ）は前記プリチャージ電流である。

以下、プロセッサ１３０が第２電力量と基準電力量の範囲（第１基準電力量の範囲及び第２基準電力量の範囲）とを比べる過程について説明する。

図４は、本発明の一実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置１００が、キャパシタＣｌに連結された回路が短絡したか否かを診断する過程を説明するための図である。

図４を参照すれば、プロセッサ１３０は、推定された第２電力量が第１基準電力量の範囲に含まれれば、キャパシタＣｌと連結された回路が短絡したと診断することができる。より具体的に、図４に示されたように、キャパシタＣｌと連結された回路が接地ＧＮＤに短絡する場合、プリチャージ抵抗Ｒｐに許容された電力量以上の電力量が供給される。

これによって、プリチャージ抵抗Ｒｐに実際供給された電力量である第２電力量は、第１電力量の２倍以上に設定された第１基準電力量の範囲内に含まれ得る。

これを用いて、プロセッサ１３０は、推定された第２電力量が第１基準電力量の範囲に含まれれば、キャパシタＣｌと連結された回路が短絡したと診断することができる。

その後、プロセッサ１３０は、推定された第２電力量が第１基準電力量の範囲に含まれれば、プリチャージリレーＲ２の動作状態をターンオフに制御する。これにより、プロセッサ１３０は、プリチャージ抵抗Ｒｐにそれ以上の電力量が供給されないようにすることで、プリチャージ抵抗Ｒｐが破損する現象を防止することができる。

他の実施形態において、プロセッサ１３０は、推定された第２電力量が第１基準電力量の範囲に含まれれば、メインリレーＲ１の動作状態をターンオフに制御する。これにより、プロセッサ１３０は、バッテリーセルＢが接地ＧＮＤに短絡することを防止して、バッテリーセルＢの電圧が接地ＧＮＤに印加されてバッテリーセルＢが放電される現象を防止することができる。

図５は、本発明の一実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置１００が、バッテリーパックの両端が開放したか否かを診断する過程を説明するための図である。

図５を参照すれば、プロセッサ１３０は、推定された第２電力量が第２基準電力量の範囲に含まれれば、バッテリーパックの両端が開放したと診断することができる。より具体的に、図５に示されたように、バッテリーパックの両端に負荷ＬのキャパシタＣｌが連結されていない場合、バッテリーパックの両端が開放してプリチャージ抵抗Ｒｐには電流が流れなくなる。

これによって、プリチャージ抵抗Ｒｐに実際供給された電力量である第２電力量が第１電力量の半分以下に設定された第２基準電力量の範囲内に含まれ得る。

これを用いて、プロセッサ１３０は、推定された第２電力量が第２基準電力量の範囲に含まれれば、バッテリーパックの両端が開放したと診断することができる。

その後、プロセッサ１３０は、推定された第２電力量が第２基準電力量の範囲に含まれれば、プリチャージリレーＲ２とメインリレーＲ１の動作状態をターンオフに制御する。これにより、プロセッサ１３０は、開放したバッテリーパックの両端にバッテリーパックの電流が漏洩して作業者または使用者が感電する現象を防止することができる。

一方、プロセッサ１３０は、多様な制御ロジッグを実行するために当業界に知られたＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。プロセッサ１３０によって実行される多様な制御ロジッグは少なくとも一つ以上が組み合わせられ、組み合わせられた制御ロジッグはコンピュータ可読のコード体系で作成されてコンピュータ可読の記録媒体に書き込まれ得る。記録媒体は、コンピュータに含まれたプロセッサによってアクセス可能なものであればその種類に特に制限がない。一例として、記録媒体はＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、ハードディスク、フロッピーディスク及び光データ記録装置を含む群から選択された少なくとも一つ以上を含む。また、コード体系は、キャリア信号に変調されて特定の時点に通信キャリアに含まれ、ネットワークで連結されたコンピュータに分散して保存されて実行され得る。また、組み合わせされた制御ロジックを具現するための機能的なプログラム、コード及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマによって容易に推論できる。

一方、通知部１４０は、プロセッサ１３０の診断結果をプロセッサ１３０から受けるか、又は、メモリ部１２０に保存されたプロセッサ１３０の診断結果を受けて、これを外部に出力する。

より具体的には、通知部１４０は、プロセッサ１３０の診断結果を記号、数字及びコードのうち一つ以上を用いて表示するディスプレイ部、及びプロセッサ１３０の診断結果を音で出力するスピーカー装置のうち一つ以上を備えることができる。

以下、本発明の他の実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置１００'を説明する。

図６は、本発明の他の実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置１００'とバッテリーパックと負荷Ｌとの間の連結構成を概略的に示した図である。

図６を参照すれば、本発明の他の実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置１００'は、本発明の一実施形態によるプリチャージ抵抗保護装置１００に比べて、バッテリーパックの充放電経路に可変抵抗Ｒｖがさらに備えられ、他の構成要素は同じであるため、繰り返される説明は省略することにする。

可変抵抗Ｒｖは、プロセッサ１３０の制御によって抵抗値が変わる抵抗素子であり得る。可変抵抗Ｒｖの種類は、プロセッサ１３０の制御信号に応じて抵抗値が変わるものであれば、特に限定されない。

他の実施形態によるプロセッサ１３０は、キャパシタＣｌと連結された回路の短絡を診断する前に、可変抵抗Ｒｖの抵抗値を最小抵抗値に変更するように可変抵抗Ｒｖを制御することができる。

その後、プロセッサ１３０は、上述した第２電力量が第１基準電力量の範囲に含まれれば、キャパシタＣｌと連結された回路が接地ＧＮＤに短絡したと診断することができる。プロセッサ１３０は、キャパシタＣｌと連結された回路が接地ＧＮＤに短絡したと診断されれば、可変抵抗Ｒｖの抵抗値が増加するように可変抵抗Ｒｖを制御することができる。このとき、プロセッサ１３０は、バッテリー電圧に応じて可変抵抗Ｒｖの抵抗値が増加するように、可変抵抗Ｒｖを制御することができる。

これを通じて、キャパシタＣｌと連結された回路が接地ＧＮＤに短絡し、バッテリーセルＢと接地ＧＮＤとの間に無負荷回路が形成される場合、バッテリーセルＢのバッテリー電圧が接地ＧＮＤに印加されてバッテリーセルＢが放電される現象を防止することができる。

一方、本発明によるプリチャージ抵抗保護装置は、バッテリーパック、エネルギー貯蔵装置などのバッテリーを管理するバッテリー管理装置に適用され得る。すなわち、本発明によるバッテリー管理装置は、本発明によるプリチャージ保護装置を含むことができる。

以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

本明細書において、個別的な実施形態として説明された特徴は単一実施形態として結合されて具現され得る。逆に、本明細書で単一実施形態として説明された多様な特徴は、個別的に多様な実施形態として具現されるか、または、適切な部分的組合せによって具現され得る。

Claims (11)

1. バッテリーパックの充放電経路に接続されたメインリレーと並列で連結されたプリチャージ抵抗、及び該プリチャージ抵抗と直列で連結されたプリチャージリレーを有するプリチャージ回路部と、
   前記バッテリーパックに備えられたバッテリーセルの両端に印加されるバッテリー電圧、及び前記プリチャージ抵抗に流れるプリチャージ電流を測定するセンシング部と、
   前記センシング部と動作可能に結合されたプロセッサとを含み、
   前記プロセッサは、
   前記プリチャージ回路部の駆動時間中に前記プリチャージ抵抗に供給されたと推定される第１電力量及び前記プリチャージ回路部の駆動時間中に前記プリチャージ抵抗に実際に供給された第２電力量を算出し、
   前記第１電力量に基づく基準電力量の範囲と前記第２電力量とを比較して、前記比較の結果に基づいて前記プリチャージリレーの動作状態を制御する、装置。
2. 前記プロセッサは、
   前記バッテリーパックの両端に連結されたキャパシタのキャパシタンス、前記バッテリー電圧、及び前記プリチャージ電流のうち一つ以上を用いて、前記第１電力量及び前記第２電力量を算出する、請求項１に記載の装置。
3. 前記プロセッサは、下記の数式１を用いて前記第１電力量を算出する、請求項２に記載の装置。
   ここで、Ｗ１は前記第１電力量、Ｔ１は前記駆動時間の開始時点、Ｔ２は前記駆動時間の終了時点、Ｖｂ（Ｔ１）は前記駆動時間の開始時点で測定された前記バッテリー電圧、Ｒは前記プリチャージ抵抗の抵抗値、Ｃは前記キャパシタのキャパシタンスである。
4. 前記プロセッサは、前記プリチャージリレーの動作状態をターンオンに制御するターンオン制御信号を出力した第１時点と、前記プリチャージリレーの動作状態をターンオフに制御するターンオフ制御信号を出力した第２時点との時間差を、前記駆動時間として算出する、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記プロセッサは、前記プリチャージ電流及び前記バッテリー電圧を用いて、前記駆動時間中に前記プリチャージ抵抗に供給された第２電力量を算出する、請求項２または３に記載の装置。
6. 前記プロセッサは、下記の数式２を用いて前記第２電力量を算出する、請求項５に記載の装置。
   ここで、Ｗ２は第２電力量、Ｔ１は前記駆動時間の開始時点、Ｔ２は前記駆動時間の終了時点、Ｖｂ（ｔ）は前記バッテリー電圧、Ｉｒ（ｔ）は前記プリチャージ電流である。
7. 前記プロセッサは、前記第１電力量を用いて、第１基準電力量の範囲、及び前記第１基準電力量の範囲よりも低い第２基準電力量の範囲を設定する、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記プロセッサは、前記比較の結果、前記第２電力量が前記第１基準電力量の範囲内に含まれれば、前記バッテリーパックの両端に連結されたキャパシタと連結された回路が短絡したと診断する、請求項７に記載の装置。
9. 前記プロセッサは、前記比較の結果、前記第２電力量が前記第２基準電力量の範囲内に含まれれば、前記バッテリーパックの両端が開放したと診断する、請求項７または８に記載の装置。
10. 前記プロセッサは、前記比較の結果、前記第２電力量が前記第１基準電力量の範囲または前記第２基準電力量の範囲内に含まれれば、前記プリチャージリレー及び前記メインリレーのうち一つ以上の動作状態をターンオフ状態に制御する、請求項７から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 請求項１〜請求項１０のうちいずれか一項に記載の装置を含むバッテリー管理装置。