JP7468839B2

JP7468839B2 - リレー状態管理装置及びその動作方法

Info

Publication number: JP7468839B2
Application number: JP2022552416A
Authority: JP
Inventors: ジュパク、ヒー
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2024-04-16
Anticipated expiration: 2041-10-29
Also published as: US20230176127A1; WO2022114559A1; EP4105668A4; KR20220074582A; JP2023516650A; EP4105668A1; CN115298557A

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０２０年１１月２７日に出願された韓国特許出願第１０－２０２０－０１６３２４３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全ての内容は、本明細書の一部として含まれる。

本文書に開示された実施形態は、リレー状態管理装置及びその動作方法に関する。

最近、二次電池に対する研究開発が活発に行われている。ここで、二次電池は、充放電が可能な電池であって、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などと最近のリチウムイオン電池とを全て含む意味である。二次電池のうちリチウムイオン電池は、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などに比べてエネルギー密度が遥かに高いという利点がある。また、リチウムイオン電池は、小型、軽量で製作することができ、移動機器の電源として使用される。また、リチウムイオン電池は、電気自動車の電源に使用範囲が拡張され、次世代エネルギー保存媒体として注目を浴びている。

一般的には、二次電池は、リレーを介して負荷と電気的に連結されて負荷に電源を供給するので、リレーが正常に動作しない場合、負荷への電源供給に問題が発生する可能性がある。よって、リレーの動作エラーや故障を正確に診断できる技術が必要である。

本文書に開示された実施形態の一目的は、リレーの状態を診断することができるリレー状態管理装置及びその動作方法の提供を目的とする。

本文書に開示された実施形態の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないさらに他の技術的課題は、以下の記載から当業者に明確に理解され得る。

本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置は、バッテリーモジュールの一端と連結されるスイッチ、前記スイッチと連結される抵抗部、前記抵抗部に印加される電圧を測定する電圧測定部、前記バッテリーモジュールと負荷との間に連結されるリレー、及び前記スイッチ及びリレーを短絡で制御し、前記電圧測定部が測定した電圧に基づいて前記リレーの状態を診断するコントローラを含んでよい。

一実施形態において、前記コントローラは、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記電圧測定部が測定した電圧の変化量である測定変化量に基づいて前記リレーの状態を診断してよい。

一実施形態において、前記コントローラは、前記リレーが開放された状態で、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記電圧測定部が既測定した電圧の変化量である第１基準変化量と前記測定変化量とを用いて前記リレーの状態を診断してよい。

一実施形態において、前記コントローラは、前記測定変化量が前記第１基準変化量に所定の割合を掛けた値以上であれば、前記リレーの状態を故障と診断し、前記測定変化量が前記第１基準変化量に所定の割合を掛けた値未満であれば、前記リレーの状態を正常と診断してよい。

一実施形態において、前記コントローラは、前記リレーが短絡された状態で、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記電圧測定部が既測定した電圧の変化量である第２基準変化量と前記測定変化量とを用いて前記リレーの状態を診断してよい。

一実施形態において、前記コントローラは、前記測定変化量が前記第２基準変化量に基づいて所定の範囲以内であれば、前記リレーの状態を正常と診断し、前記測定変化量が前記第２基準変化量に基づいて前記所定の範囲以外であれば、前記リレーの状態を故障と診断してよい。

一実施形態において、前記抵抗部は、直列に連結される第１抵抗及び第２抵抗を含んでよい。

一実施形態において、前記電圧測定部は、前記第２抵抗に印加される電圧を測定してよい。

一実施形態において、前記スイッチは、前記バッテリーモジュールの正極端子と連結されてよい。

本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置の動作方法は、バッテリーモジュールと抵抗部との間に連結されるスイッチ及び前記バッテリーモジュールと負荷との間に連結されるリレーを短絡で制御し、前記抵抗部に印加される電圧を測定する段階、及び前記測定した電圧に基づいて前記リレーの状態を診断する段階を含んでよい。

一実施形態において、前記測定した電圧に基づいて前記リレーの状態を診断する段階は、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記測定した電圧の変化量である測定変化量を獲得する段階、及び前記リレーが開放された状態で、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記抵抗部に印加される電圧の変化量を既測定して獲得された第１基準変化量と前記測定変化量とを用いて前記リレーの状態を診断する段階を含んでよい。

一実施形態において、前記リレーが開放された状態で、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記抵抗部に印加される電圧の変化量を既測定して獲得された第１基準変化量と前記測定変化量とを用いて前記リレーの状態を診断する段階は、前記測定変化量が前記第１基準変化量に所定の割合を掛けた値以上であれば、前記リレーの状態を故障と診断し、前記測定変化量が前記第１基準変化量に所定の割合を掛けた値未満であれば、前記リレーの状態を正常と診断してよい。

一実施形態において、前記測定した電圧に基づいて前記リレーの状態を診断する段階は、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記測定した電圧の変化量である測定変化量を獲得する段階、及び前記リレーが短絡された状態で、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記抵抗部に印加される電圧の変化量を既測定して獲得された第２基準変化量と前記測定変化量とを用いて前記リレーの状態を診断する段階を含んでよい。

一実施形態において、前記リレーが短絡された状態で、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記抵抗部に印加される電圧の変化量を既測定して獲得された第２基準変化量と前記測定変化量とを用いて前記リレーの状態を診断する段階は、前記測定変化量が前記第２基準変化量に基づいて所定の範囲以内であれば、前記リレーの状態を正常と診断し、前記測定変化量が前記第２基準変化量に基づいて前記所定の範囲以外であれば、前記リレーの状態を故障と診断してよい。

本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置及びその動作方法は、リレーの状態を診断することができる。

本文書に開示された一実施形態によるバッテリー管理装置及び方法、バッテリー管理システムは、対象装置のパワー－オン状態でバッテリー管理装置の補助バッテリーを充電することができる。

本文書に開示された一実施形態によるバッテリーパック及びリレー状態管理装置を示す図である。本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置をさらに示す図である。本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置を示す回路図である。本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置の動作を説明するための図である。本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置の動作を説明するための図である。本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置の動作方法を示すフローチャートである。本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置の動作方法を具体的に説明するためのフローチャートである。本文書に開示された他の実施形態によるリレー状態管理装置の動作方法を具体的に説明するためのフローチャートである。

以下、本文書に開示された実施形態を例示的な図面を通じて詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たって、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されても、できる限り同一の符号を有するように留意しなければならない。また、本文書に開示された実施形態を説明するに当たって、関連した公知の構成又は機能に対する具体的な説明が、本文書に開示された実施形態に対する理解を妨害すると判断される場合、その詳細な説明は省略する。

本文書に開示された実施形態の構成要素を説明するに当たって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用してよい。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語により当該構成要素の本質や順番、又は順序などが限定されるものではない。また、特に定義されない限り、技術的や科学的な用語を含めて、ここで用いられる全ての用語は、本文書に開示された実施形態の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって一般的に理解される意味と同一の意味を有する。一般的に用いられる辞典に定義されている用語と同様の用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味として解釈されなければならず、本出願において明らかに定義されていない限り、理想的かつ過度に形式的な意味に解釈されるものではない。

本明細書において「負荷」は、複数のバッテリーセルを含むバッテリーパックから電源が供給されて動作する電気的、電子的、又は機械的な装置を含んでよく、例示的に「負荷」は、電気自動車（ＥＶ）であってよいが、これに限定されるものではない。

図１は、本文書に開示された一実施形態によるバッテリーパック及びリレー状態管理装置を示す図である。

図１を参照すれば、本文書に開示された一実施形態によるバッテリーパック１００は、バッテリーモジュール１１０及びリレー状態管理装置１２０を含んでよい。

バッテリーモジュール１１０は、複数のバッテリーセル１１１、１１２、１１３、１１４を含んでよい。図１では、複数のバッテリーセルが４個であると示されたが、これに限定されるのではなく、バッテリーモジュール１１０は、ｎ（ｎは、２以上の自然数）個のバッテリーセルを含んで構成されてよい。バッテリーモジュール１１０は、負荷２００に電源を供給することができる。このために、バッテリーモジュール１１０は、リレー（図２及び図３を参照して説明）を介して負荷２００と電気的に連結されてよい。

複数のバッテリーセル１１１、１１２、１１３、１１４は、リチウムイオン（Ｌｉ－ｉｏｎ）電池、リチウムイオンポリマー（Ｌｉ－ｉｏｎｐｏｌｙｍｅｒ）電池、ニッケルカドミウム（Ｎｉ－Ｃｄ）電池、ニッケル水素（Ｎｉ－ＭＨ）電池などであってよく、これに限定されない。一方、図１では、バッテリーモジュール１１０が一個であると示されるが、実施形態に応じて、バッテリーモジュール１１０は、複数個で構成されてもよい。

リレー状態管理装置１２０は、バッテリーモジュール１１０の状態及び／又は動作を管理及び／又は制御することができる。例えば、リレー状態管理装置１２０は、バッテリーモジュール１１０に含まれた複数のバッテリーセル１１１、１１２、１１３、１１４の状態及び／又は動作を管理及び／又は制御することができる。リレー状態管理装置１２０は、バッテリーモジュール１１０の充電及び／又は放電を管理することができる。

また、リレー状態管理装置１２０は、バッテリーモジュール１１０及び／又はバッテリーモジュール１１０に含まれた複数のバッテリーセル１１１、１１２、１１３、１１４それぞれの電圧、電流、温度などをモニタリングすることができる。そして、リレー状態管理装置１２０によるモニタリングのために、図示していないセンサーや各種測定モジュールが、バッテリーモジュール１１０や充放電経路、又はバッテリーモジュール１１０などの任意の位置にさらに設置されてよい。リレー状態管理装置１２０は、モニタリングした電圧、電流、温度などの測定値に基づいてバッテリーモジュール１１０の状態を示すパラメーター、例えば、ＳＯＣ（ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ）やＳＯＨ（ＳｔａｔｅｏｆＨｅａｌｔｈ）などを算出することができる。

リレー状態管理装置１２０は、複数のバッテリーセル１１１、１１２、１１３、１１４のセルバランシング時間を算出することができる。例えば、リレー状態管理装置１２０は、複数のバッテリーセル１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのＳＯＣ（ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ）に基づいてセルバランシング時間を算出することができる。リレー状態管理装置１２０は、複数のバッテリーセル１１１、１１２、１１３、１１４それぞれのＳＯＣに基づいてセルバランシング対象を判断することができる。リレー状態管理装置１２０は、複数のバッテリーセル１１１、１１２、１１３、１１４のうち、セルバランシング対象として判断されたバッテリーセルに対して、セルバランシング時間に基づいてセルバランシング動作を行うことができる。

このような側面において、リレー状態管理装置１２０は、バッテリーモジュール１１０の動作／状態を管理するバッテリー管理システム（ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）の機能を含んでよい。

また、リレー状態管理装置１２０は、内部的に測定される電圧に基づいてバッテリーモジュール１１０と負荷２００とを連結するリレー（図２及び図３を参照して説明）の状態を診断することができる。例えば、リレー状態管理装置１２０は、リレーを短絡で制御した状態（すなわち、バッテリーモジュール１１０と負荷２００とを電気的に連結されるように制御した状態）で、内部的に測定される電圧の変化量を用いて、リレーの状態を正常又は故障と診断することができる。すなわち、リレー状態管理装置１２０は、リレーを短絡状態で制御した状況で、リレーが短絡されることなく、意図せずに又は誤動作により開放された状態を故障と診断することができる。リレー状態管理装置１２０の具体的な動作は、以下の図２～図５を参照してさらに具体的に説明する。

図２は、本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置を示す図である。

図２を参照すれば、リレー状態管理装置１２０は、スイッチ１２１、抵抗部１２２、電圧測定部１２３、コントローラ１２４、及びリレー１２５を含んでよい。

スイッチ１２１は、バッテリーモジュール１１０と抵抗部１２２とを連結することができる。例えば、スイッチ１２１の一端は、バッテリーモジュール１１０の正極端と連結されてよく、スイッチ１２１の他端は、抵抗部１２２と連結されてよい。スイッチ１２１は、コントローラ１２４の制御に応答して開放又は短絡されてよい。

抵抗部１２２は、スイッチ１２１の他端と連結されてよい。抵抗部１２２は、スイッチ１２１が短絡される場合、バッテリーモジュール１１０と電気的に連結されてよい。また、抵抗部１２２は、グラウンドと連結されてよい。

電圧測定部１２３は、抵抗部１２２に印加される電圧を測定することができる。例えば、電圧測定部１２３は、リレー１２５を短絡で制御した状態で、スイッチ１２１が短絡される場合、抵抗部１２２に印加される電圧を測定することができる。電圧測定部１２３は、測定された電圧をコントローラ１２４に伝達することができる。例えば、電圧測定部１２３は、リアルタイムで抵抗部１２２に印加される電圧を測定してコントローラ１２４に伝達することができる。

コントローラ１２４は、スイッチ１２１及びリレー１２５の動作を制御することができる。例えば、コントローラ１２４は、負荷２００から伝達する制御命令に応答してリレー１２５を開放又は短絡させてよい。リレー１２５が短絡される場合、負荷２００は、バッテリーモジュール１１０から電源が供給され得る。また、コントローラ１２４は、バッテリーパック１００及び／又はバッテリーモジュール１１０の動作状態又は動作状況に応じてスイッチ１２１を開放又は短絡させてよい。

コントローラ１２４は、電圧測定部１２３が測定した電圧に基づいてリレー１２５の状態を診断することができる。例えば、コントローラ１２４は、リレー１２５を短絡で制御した状態で、スイッチ１２１が短絡された時点から基準時間の間に電圧測定部１２３が測定した電圧の変化量である測定変化量を獲得し、これに基づいてリレー１２５の状態を診断することができる。ここで、コントローラ１２４は、スイッチ１２１及びリレー１２５を同時に短絡で制御してもよく、リレー１２５を短絡で制御してからスイッチ１２１が短絡されてもよい。

コントローラ１２４は、測定変化量を第１基準変化量又は第２基準変化量と比べてリレー１２５の状態を診断することができる。例えば、第１基準変化量は、リレー１２５が開放された状態で、スイッチ１２１が短絡された時点から基準時間の間に電圧測定部１２３が既測定した電圧の変化量として定義されてよく、第２基準変化量は、リレー１２５が短絡された状態で、スイッチ１２１が短絡された時点から基準時間の間に電圧測定部１２３が既測定した電圧の変化量として定義されてよい。

コントローラ１２４は、リレー１２５を短絡で制御した状態で、リレー１２５が短絡されることなく、意図せずに又は誤動作により開放された状態を故障と診断することができる。これは、以下の図３～図５を参照してさらに具体的に説明する。

リレー１２５は、バッテリーモジュール１１０と負荷２００との間に連結されてよい。例えば、リレー１２５の一端は、バッテリーモジュール１１０と電気的に連結され、他端は、負荷２００と電気的に連結されてよい。リレー１２５は、コントローラ１２４の制御に応答して短絡又は開放されてよい。リレー１２５が短絡される場合、負荷２００は、バッテリーモジュール１１０から電源が供給され得る。

実施形態に応じて、リレー１２５は、リレー状態管理装置１２０に含まれる構成で設計されてもよく、リレー状態管理装置１２０と別途にバッテリーモジュール１１０及び負荷２００を電気的に連結するように設計されてもよい。例えば、リレー１２５がリレー状態管理装置１２０と別途に設計される場合、一側面において、リレー状態管理装置１２０は、バッテリーパック１００の絶縁抵抗を測定する構成として理解されることもある。

図３は、本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置を示す回路図である。図４及び図５は、本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置の動作を説明するための図である。

先ず、図３を参照すれば、リレー状態管理装置１２０は、スイッチ１２１、抵抗部１２２、電圧測定部１２３、コントローラ１２４、及びリレー１２５を含んでよい。

スイッチ１２１の一端は、バッテリーモジュール１１０の正極端と連結されてよく、スイッチ１２１の他端は、抵抗部１２２と連結されてよい。スイッチ１２１は、第１ノードＮ１を中心にリレー１２５と連結されてよい。スイッチ１２１は、コントローラ１２４の制御に応答して開放又は短絡されてよい。

抵抗部１２２は、第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２を含んでよい。第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２は、直列に連結されてよい。第１抵抗Ｒ１は、スイッチ１２１の他端と連結されてよい。第２抵抗Ｒ２は、グラウンドと連結されてよい。第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２は、スイッチ１２１が短絡される場合、バッテリーモジュール１１０と電気的に連結されてよい。

電圧測定部１２３は、第２ノードＮ２の電圧を測定することができる。一側面において、電圧測定部１２３は、第２抵抗Ｒ２に印加される電圧を測定するものとして理解され得る。電圧測定部１２３は、リレー１２５を短絡で制御した状態で、スイッチ１２１が短絡される場合、第２ノードＮ２の電圧を測定することができる。電圧測定部１２３は、測定された電圧をコントローラ１２４に伝達することができる。例えば、電圧測定部１２３は、リアルタイムで第２ノードＮ２の電圧を測定してコントローラ１２４に伝達することができる。

コントローラ１２４は、電圧測定部１２３が測定した電圧に基づいてリレー１２５の状態を診断することができる。

図３及び図４を参照すれば、リレー１２５が開放された状態で、第５時間ｔ５に短絡されて第６時間ｔ６に開放される場合、電圧測定部１２３が測定した第２ノードＮ２の電圧は、Ａと同様に変化され得る。ここで、第５時間ｔ５と第６時間ｔ６との差は、基準時間として定義されてよく、例えば、２００ｍｓに設定されてよいが、これに限定されるものではなく、実施形態に応じて多様に設定されてよい。Ａのような場合、第２ノードＮ２の電圧の変化を決定する時定数（τ）は、第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２の合計と、第１容量性成分Ｃ１（例えば、バッテリーパック１００のコンデンサ成分）との積として決定され得る。

図５を参照すれば、リレー１２５が開放された状態で、スイッチ１２１が基準時間の間に短絡される場合（すなわち、Ａの場合）、第２ノードＮ２で測定される電圧は、基準時間の間に第１基準変化量ΔＶｄとして定義されてよい。リレー１２５が開放された状態の場合、時定数（τ）の値が小さくなり、同一の基準時間の間に第２ノードＮ２の電圧変化量は、リレー１２５が短絡された状態で、基準時間の間に第２ノードＮ２の電圧変化量よりさらに大きく示される可能性がある。

さらに図３及び図４を参照すれば、リレー１２５が短絡された状態で、スイッチ１２１が第１時間ｔ１に短絡されて第２時間ｔ２に開放される場合、電圧測定部１２３が測定した第２ノードＮ２の電圧は、Ｂと同様に変化され得る。ここで、第１時間ｔ１と第２時間ｔ２との差は、基準時間として定義されてよい。Ｂのような電圧変化の様相は、リレー１２５が短絡された状態で、スイッチ１２１が第３時間ｔ３に短絡されて第４時間ｔ４に開放される場合にも同一であるか類似して示される可能性がある。リレー１２５が正常に短絡された状態の場合、第２ノードＮ２の電圧の変化を決定する時定数（τ）は、第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２の合計と、第１容量性成分Ｃ１（例えば、バッテリーパック１００のコンデンサ成分）及び第２容量性成分Ｃ２（負荷２００のコンデンサ成分）の合計の積として決定され得る。

図５を参照すれば、リレー１２５が正常に短絡された状態で、スイッチ１２１が基準時間の間に短絡される場合（すなわち、Ｂの場合）、第２ノードＮ２で測定される電圧は、基準時間の間に第２基準変化量ΔＶ１として定義されてよい。

さらに図３を参照すれば、コントローラ１２４は、リレー１２５を短絡で制御した状態で、スイッチ１２１が短絡された時点から基準時間の間に電圧測定部１２３が測定した電圧の変化量である測定変化量に基づいてリレー１２５の状態を診断することができる。

コントローラ１２４は、測定変化量を既獲得された第１基準変化量ΔＶｄ又は第２基準変化量ΔＶ１と比べてリレー１２５の状態を診断することができる。例えば、第１基準変化量は、リレー１２５が開放された状態で、スイッチ１２１が短絡された時点から基準時間の間に電圧測定部１２３が既測定した電圧の変化量として定義されてよく、第２基準変化量は、リレー１２５が短絡された状態で、スイッチ１２１が短絡された時点から基準時間の間に電圧測定部１２３が既測定した電圧の変化量として定義されてよい。

コントローラ１２４は、測定変化量が第１基準変化量ΔＶｄに所定の割合を掛けた値以上であれば、リレー１２５の状態を故障と診断し、測定変化量が第１基準変化量ΔＶｄに所定の割合を掛けた値未満であれば、リレー１２５の状態を正常と診断することができる。ここで、所定の割合は、０．９に設定されてよいが、これに限定されるものではなく、実施形態に応じて多様に設定されてよい。

また、コントローラ１２４は、測定変化量が第２基準変化量ΔＶ１に基づいて所定の範囲以内であれば、リレー１２５の状態を正常と診断し、測定変化量が第２基準変化量ΔＶ１に基づいて所定の範囲以外であれば、リレー１２５の状態を故障と診断することができる。

したがって、コントローラ１２４は、リレー１２５を短絡で制御した状態で、リレー１２５が短絡されることなく、意図せずに又は誤動作により開放された状態を故障と診断することができる。

図６は、本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置の動作方法を示すフローチャートである。

図６を参照すれば、本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置の動作方法は、バッテリーモジュールと抵抗部との間に連結されるスイッチ及びバッテリーモジュールと負荷との間に連結されるリレーを短絡で制御し、抵抗部に印加される電圧を測定する段階（Ｓ１１０）、及び測定した電圧に基づいてリレーの状態を診断する段階（Ｓ１２０）を含んでよい。

以下、前記Ｓ１１０段階及びＳ１２０段階を、図２及び３を参照して具体的に説明する。

Ｓ１１０段階において、電圧測定部１２３は、抵抗部１２２に印加される電圧を測定することができる。図３を参照して説明したように、電圧測定部１２３は、第２ノードＮ２の電圧を測定することができる。例えば、電圧測定部１２３は、リレー１２５を短絡で制御した状態で、スイッチ１２１が短絡される場合、抵抗部１２２に印加される電圧を測定することができる。電圧測定部１２３は、測定された電圧をコントローラ１２４に伝達することができる。例えば、電圧測定部１２３は、リアルタイムで抵抗部１２２に印加される電圧を測定してコントローラ１２４に伝達することができる。

一方、スイッチ１２１の一端は、バッテリーモジュール１１０の正極端と連結されてよく、スイッチ１２１の他端は、抵抗部１２２と連結されてよい。スイッチ１２１は、第１ノードＮ１を中心にリレー１２５と連結されてよい。抵抗部１２２は、第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２を含んでよい。第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２は、直列に連結されてよい。第１抵抗Ｒ１は、スイッチ１２１の他端と連結されてよい。第２抵抗Ｒ２は、グラウンドと連結されてよい。第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２は、スイッチ１２１が短絡される場合、バッテリーモジュール１１０と電気的に連結されてよい。

Ｓ１２０段階において、コントローラ１２４は、電圧測定部１２３が測定した電圧に基づいてリレー１２５の状態を診断することができる。コントローラ１２４は、リレー１２５を短絡で制御した状態で、リレー１２５が短絡されることなく、意図せずに又は誤動作により開放された状態を故障と診断することができる。Ｓ１２０段階は、以下の図７及び図８を参照してさらに具体的に説明する。

一方、Ｓ１１０段階及びＳ１２０段階は、リレー１２５を短絡で制御した状態で、スイッチ１２１が短絡される場合、スイッチ１２１及び抵抗部１２２に流れる電流が、バッテリーパック１００の最大許容電流の２０％以上の場合に行われてよいが、これに限定されるものではない。

図７は、本文書に開示された一実施形態によるリレー状態管理装置の動作方法を具体的に説明するためのフローチャートである。

図７を参照すれば、図６で説明したＳ１２０段階は、スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に測定した電圧の変化量である測定変化量を獲得する段階（Ｓ１２１）、及びリレーが開放された状態で、スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に抵抗部に印加される電圧の変化量を既測定して獲得された第１基準変化量と測定変化量とを用いてリレーの状態を診断する段階（Ｓ１２２）を含んでよい。

Ｓ１２１段階において、コントローラ１２４は、リレー１２５を短絡で制御した状態で、スイッチ１２１が短絡された時点から基準時間の間に電圧測定部１２３が測定した電圧の変化量である測定変化量を獲得することができる。

Ｓ１２２段階において、コントローラ１２４は、測定変化量を既獲得された第１基準変化量ΔＶｄと比べてリレー１２５の状態を診断することができる。例えば、第１基準変化量は、リレー１２５が開放された状態で、スイッチ１２１が短絡された時点から基準時間の間に電圧測定部１２３が既測定した電圧の変化量として定義されてよい。

コントローラ１２４は、測定変化量が第１基準変化量ΔＶｄに所定の割合を掛けた値以上であれば、リレー１２５の状態を故障と診断し、測定変化量が第１基準変化量ΔＶｄに所定の割合を掛けた値未満であれば、リレー１２５の状態を正常と診断することができる。ここで、所定の割合は０．９に設定されてよいが、これに限定されるのではなく、実施形態に応じて多様に設定されてよい。

図８は、本文書に開示された他の実施形態によるリレー状態管理装置の動作方法を具体的に説明するためのフローチャートである。

図８を参照すれば、図６で説明したＳ１２０段階は、スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に測定した電圧の変化量である測定変化量を獲得する段階（Ｓ１３１）、及びリレーが短絡された状態で、スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に抵抗部に印加される電圧の変化量を既測定して獲得された第２基準変化量と測定変化量とを用いてリレーの状態を診断する段階（Ｓ１３２）を含んでよい。

Ｓ１３１段階において、コントローラ１２４は、リレー１２５を短絡で制御した状態で、スイッチ１２１が短絡された時点から基準時間の間に電圧測定部１２３が測定した電圧の変化量である測定変化量を獲得することができる。

Ｓ１３２段階において、コントローラ１２４は、測定変化量を既獲得された第２基準変化量ΔＶ１と比べてリレー１２５の状態を診断することができる。例えば、第２基準変化量は、リレー１２５が短絡された状態で、スイッチ１２１が短絡された時点から基準時間の間に電圧測定部１２３が既測定した電圧の変化量として定義されてよい。

コントローラ１２４は、測定変化量が第２基準変化量ΔＶ１に基づいて所定の範囲以内であれば、リレー１２５の状態を正常と診断し、測定変化量が第２基準変化量ΔＶ１に基づいて所定の範囲以外であれば、リレー１２５の状態を故障と診断することができる。

以上の説明は、本文書に開示された技術思想を例示的に説明したものに過ぎないものであって、本文書に開示された実施形態の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本文書に開示された実施形態の本質的な特性から外れない範囲で多様な修正及び変形が可能である。

したがって、本文書に開示された実施形態は、本文書に開示された技術思想を限定するためではなく、説明するためのものであり、このような実施形態により本文書に開示された技術思想の範囲が限定されるものではない。本文書に開示された技術思想の保護範囲は、以下の特許請求の範囲により解釈されなければならず、それと同等の範囲内の全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されなければならない。

Claims

バッテリーモジュールの一端と連結されるスイッチと、
前記スイッチと連結される抵抗部と、
前記抵抗部に印加される電圧を測定する電圧測定部と、
前記バッテリーモジュールと負荷との間に連結されるリレーと、
前記スイッチ及び前記リレーを短絡するように制御し、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記電圧測定部が測定した電圧の変化量である測定変化量に基づいて前記リレーの状態を診断するコントローラと、を含むリレー状態管理装置。
前記コントローラは、前記リレーが開放された状態で、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記電圧測定部が測定した電圧の変化量である第１基準変化量と前記測定変化量とを用いて前記リレーの状態を診断する、請求項１に記載のリレー状態管理装置。
前記コントローラは、前記測定変化量が前記第１基準変化量に所定の割合を掛けた値以上であれば、前記リレーの状態を故障と診断し、前記測定変化量が前記第１基準変化量に所定の割合を掛けた値未満であれば、前記リレーの状態を正常と診断する、請求項２に記載のリレー状態管理装置。
前記抵抗部は、直列に連結される第１抵抗及び第２抵抗を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のリレー状態管理装置。
前記電圧測定部は、前記第２抵抗に印加される電圧を測定する、請求項４に記載のリレー状態管理装置。
前記スイッチは、前記バッテリーモジュールの正極端子と連結される、請求項１から５のいずれか一項に記載のリレー状態管理装置。
バッテリーモジュールと抵抗部との間に連結されるスイッチ及び前記バッテリーモジュールと負荷との間に連結されるリレーを短絡するように制御し、前記抵抗部に印加される電圧を測定する段階と、
前記リレーを短絡するように制御し、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記測定した電圧の変化量である測定変化量に基づいて前記リレーの状態を診断する段階と、を含むリレー状態管理装置の動作方法。
前記測定した電圧の変化量である前記測定変化量に基づいて前記リレーの状態を診断する段階は、前記リレーが開放された状態で、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記抵抗部に印加される電圧の変化量を測定して獲得された第１基準変化量と前記測定変化量とを用いて前記リレーの状態を診断する段階と、を含む、請求項７に記載のリレー状態管理装置の動作方法。
前記リレーが開放された状態で、前記スイッチを短絡させた時点から基準時間の間に前記抵抗部に印加される電圧の変化量を測定して獲得された前記第１基準変化量と前記測定変化量とを用いて前記リレーの状態を診断する段階は、前記測定変化量が前記第１基準変化量に所定の割合を掛けた値以上であれば、前記リレーの状態を故障と診断し、前記測定変化量が前記第１基準変化量に所定の割合を掛けた値未満であれば、前記リレーの状態を正常と診断する、請求項８に記載のリレー状態管理装置の動作方法。