KR101489219B1 - Apparatus and method for monitering disconnection of fuse in power circuit of battery system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a battery system and, more specifically, to a device and a method for monitoring the disconnection of a fuse in a power supply of a battery system which can improve stability of a power supply unit and monitor disconnection of a fuse in the power supply unit by applying the fuse to the inside of the power supply unit consisting of a plurality of battery cells in a battery system.

Description

배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치 및 방법{Apparatus and method for monitering disconnection of fuse in power circuit of battery system}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and method for monitoring a fuse blown in a power supply of a battery system,

본 발명은 배터리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하기는 배터리 시스템의 다수의 배터리셀들로 구성되는 전원부 내부에 퓨즈를 적용하여 전원부의 안정성을 향상시키고, 전원부 내부의 퓨즈의 단선 여부를 모니터링하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery system, and more particularly, to a battery system for improving the stability of a power supply unit by applying a fuse to a power supply unit including a plurality of battery cells of a battery system, And more particularly, to a system and method for monitoring a fuse blown in a power source of a fuse.

일반적으로 전자장치에는 과전원으로부터 회로를 보호하기 위해 퓨즈를 사용하고 있다.Generally, electronic devices use fuses to protect circuits from over-power.

통상 퓨즈는 전원 소스에 직렬로 연결되고, 접촉 불량, 단락 및 스파크 등과 같은 원인에 의해 전원 소스에서 과전원이 발생되면 단선된다.Normally, the fuse is connected in series to the power source and is disconnected if over power is generated from the power source due to contact failure, short circuit and spark.

통상, 퓨즈가 구성되는 장치에는 퓨즈의 단선 여부를 알 수 있도록 퓨즈의 단선 여부를 모니터링하는 퓨즈 단선 모니터링 장치가 함께 구성되고 있다.Normally, a device constituting a fuse is constituted together with a fuse blowing line monitoring device for monitoring whether or not the fuse is disconnected so that the fuse is disconnected.

최근에는 이동 및 휴대용 전자장치의 보편화로 인하여 배터리를 전원 소스로 하는 장치들이 많아지고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, portable and portable electronic devices have become popular, and devices using a battery as a power source are increasing in number.

특히, 하이브리드 자동차 및 전기자동차는 전기를 동력원으로 큰 구동력을 발생시켜야 하므로 큰 전압을 제공하는 다수의 배터리셀을 포함하는 전원부와 배터리셀을 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System: BMS)을 포함하는 배터리 시스템이 적용되고 있다. 이러한 배터리 시스템도 전원부와 BMS 사이에 퓨즈를 두어 BMS를 보호하고 있으며, 퓨즈의 단선을 모니터링하고 있다.Particularly, a hybrid vehicle and an electric vehicle include a power supply unit including a plurality of battery cells that provide a large voltage and a battery management system (BMS) that manages the battery cells because a large driving force must be generated using electricity as a power source Battery system is being applied. This battery system also protects the BMS by placing a fuse between the power supply and the BMS and monitors the disconnection of the fuse.

그러나 종래 배터리 시스템은 퓨즈를 사용하여 BMS를 보호하고는 있으나, 전원부 내부에 퓨즈를 구비하지 않으므로 전원부 내부에서 발생되는 과전압에 대해서 전원부를 보호할 수 없는 문제점이 있었다.However, although the conventional battery system protects the BMS using a fuse, since the fuse is not provided in the power supply unit, there is a problem that the power supply unit can not be protected against overvoltage generated in the power supply unit.

또한, 종래 배터리 시스템은 다수의 배터리셀을 포함하는 전원부를 보호하기 위해 배터리셀들 사이에 퓨즈를 연결하여 전원부를 보호하도록 구성할 수도 있을 것이다.In addition, the conventional battery system may be configured to protect a power source unit by connecting a fuse between battery cells to protect a power source unit including a plurality of battery cells.

그러나 종래 배터리 시스템은 전원부의 배터리셀들 사이에 퓨즈를 구성한다고 할지라도 배터리셀의 전압이 높고, 배터리셀 사이에 연결되는 퓨즈가 단선되는 경우 단선된 부위에는 배터리 전원 전체 전압이 걸려 퓨즈의 단선을 모니터링하기 위해 퓨즈의 양단의 전압을 측정하는 검출기 및 제어수단이 파손될 수 있어 퓨즈의 단선을 모니터링할 수 없는 문제점이 있었다.However, even if the conventional battery system constitutes a fuse between the battery cells of the power supply unit, when the voltage of the battery cell is high and the fuse connected between the battery cells is broken, the entire battery power voltage is applied to the disconnected part, There is a problem that the detector and the control means for measuring the voltage at both ends of the fuse may be damaged for monitoring and the break of the fuse can not be monitored.

이를 해결하기 위해 퓨즈에 걸리는 높은 전압을 조정하기 위한 전압 조정기가 반드시 필요하며, 이로 인한 퓨즈 모니터링 장치의 생산 단가가 높아지는 문제점이 있었다.
In order to solve this problem, a voltage regulator for adjusting a high voltage applied to the fuse is necessarily required, which increases the production cost of the fuse monitoring device.

등록특허 제10-1024497호Patent No. 10-1024497

따라서 본 발명의 목적은 배터리 시스템의 다수의 배터리셀들로 구성되는 전원부 내부에 퓨즈를 적용하여 전원부의 안정성을 향상시키고, 전원부 내부의 퓨즈의 단선 여부를 모니터링하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a battery system in which a fuse is applied to a power supply unit including a plurality of battery cells of a battery system to improve the stability of the power supply unit, And a method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치는: 다수의 배터리셀을 포함하는 전원부를 포함하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치에 있어서, 상기 배터리셀들 중 임의의 두 배터리셀 사이에 연결되는 퓨즈; 상기 퓨즈 양단에 병렬로 연결되는 커패시터; 상기 커패시터의 일단에 일단이 연결되는 저항; 상기 퓨즈의 일단에 일단이 연결되고 상기 커패시터의 일단에 타단이 연결되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제1스위치; 상기 퓨즈의 타단에 일단이 연결되고 타단이 상기 커패시터의 타단에 연결되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제2스위치; 상기 저항의 타단에 일단이 연결되고 타단으로 모니터링 전압을 인가받으며, 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제3스위치; 상기 커패시터의 타단에 일단이 연결되고 타단이 접지되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제4스위치; 상기 제1스위치의 타단 및 커패시터의 일단에 일단이 연결되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제5스위치; 상기 제5스위치의 타단에 연결되어 상기 커패시터의 전압 값을 측정하여 출력하는 검출기; 및 상기 제3스위치와 제4스위치를 온시키고 상기 제1스위치, 제2스위치 및 제5스위치를 오프시킨 후 커패시터를 상기 모니터링 전압으로 충전한 후, 상기 제1스위치 및 제2스위치를 온시키고 제3스위치, 제4스위치 및 제5스위치를 오프하여 상기 커패시터에 충전된 충전전압을 상기 퓨즈를 통해 방전시키고, 상기 방전 후 제4스위치와 제5스위치를 온시키고 제1 내지 제3 스위치를 오프시켜 상기 검출기를 통해 측정된 커패시터의 전압 값을 입력받고, 상기 전압 값에 따라 상기 퓨즈의 단선여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for monitoring an internal fuse breakdown in a battery system, the apparatus comprising: a power unit including a plurality of battery cells; A fuse connected between any two battery cells; A capacitor connected in parallel across the fuse; A resistor having one end connected to one end of the capacitor; A first switch having one end connected to one end of the fuse and the other end connected to one end of the capacitor to receive a control signal and to be turned on or off; A second switch having one end connected to the other end of the fuse and the other end connected to the other end of the capacitor to receive a control signal and to be turned on or off; A third switch connected at one end to the other end of the resistor and receiving a monitoring voltage at the other end and receiving a control signal, A fourth switch having one end connected to the other end of the capacitor and the other end grounded to receive a control signal or to be turned on or off; A fifth switch connected at one end to the other end of the first switch and one end of the capacitor to receive a control signal and to be turned on or off; A detector connected to the other end of the fifth switch for measuring and outputting a voltage value of the capacitor; And turning on the third switch and the fourth switch, turning off the first switch, the second switch and the fifth switch, charging the capacitor with the monitoring voltage, turning on the first switch and the second switch, The third switch, the fourth switch and the fifth switch are turned off to discharge the charged voltage charged in the capacitor through the fuse, and after the discharge, the fourth switch and the fifth switch are turned on and the first to third switches are turned off And a controller for receiving the measured voltage value of the capacitor through the detector and determining whether the fuse is disconnected according to the voltage value.

상기 장치는: 상기 제어부의 제어를 받아 상기 퓨즈의 단선 여부에 따른 경보를 발생시키는 경보부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus further includes an alarm unit for generating an alarm according to whether the fuse is disconnected under the control of the control unit.

상기 장치는: 상기 제5스위치와 상기 검출기 사이에 연결되어 상기 제4스위치 및 제5스위치의 온 시 커패시터의 전압을 감쇠하여 상기 검출기로 제공하는 감쇠기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus further comprises: an attenuator connected between the fifth switch and the detector to attenuate the voltage of the on-state capacitors of the fourth and fifth switches and provide the attenuated voltage to the detector.

상기 퓨즈는, 상기 배터리셀들 사이의 위치들 중 적어도 둘 이상의 위치에서 배터리셀 사이에 연결되는 적어도 둘 이상을 포함하고, 상기 제1스위치 내지 제5스위치, 커패시터, 저항은 각 퓨즈별로 구성되며, 상기 각 퓨즈들에 대한 제5스위치들과 연결되고 각 퓨즈에 대해 상기 커패시터 전압 측정 시 상기 제어부의 제어를 받아 상기 감쇠기와 해당 제5스위치의 타단을 순차적으로 연결하는 스위칭부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 커패시터 전압 측정 시 상기 스위칭부를 제어하여 각 퓨즈에 대한 커패시터의 전압을 측정하여 해당 퓨즈의 단선여부를 모니터링 하는 것을 특징으로 한다.Wherein the fuse includes at least two or more of the fuses connected between the battery cells at at least two of positions between the battery cells, wherein the first to fifth switches, the capacitors, and the resistors are configured for each fuse, Further comprising a switching unit connected to the fifth switches for each of the fuses and sequentially connecting the other end of the fifth switch to the attenuator under the control of the control unit when the capacitor voltage is measured for each fuse, The controller controls the switching unit when measuring the capacitor voltage to measure the voltage of the capacitor for each fuse to monitor whether the fuse is disconnected.

상기 제1스위치 내지 제5스위치는 포토 레지스터인 것을 특징으로 한다.And the first switch to the fifth switch are photo resistors.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 방법은: 다수의 배터리셀을 포함하는 전원부, 배터리셀 사이에 연결되는 퓨즈, 상기 퓨즈와 병렬로 연결되는 커패시터, 상기 커패시터의 일단에 일단이 연결되는 저항, 상기 퓨즈의 일단에 일단이 연결되고 상기 커패시터의 일단에 타단이 연결되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제1스위치, 상기 퓨즈의 타단에 일단이 연결되고 타단이 상기 커패시터의 타단에 연결되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제2스위치, 상기 저항의 타단에 일단이 연결되고 타단으로 모니터링 전압을 인가받으며, 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제3스위치, 상기 커패시터의 타단에 일단이 연결되고 타단이 접지되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제4스위치, 상기 제1스위치의 타단 및 커패시터의 일단에 일단이 연결되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제5스위치 및 상기 커패시터의 전압을 측정하여 출력하는 검출기를 포함하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 방법에 있어서, 상기 제3스위치 및 제4스위치를 온시키고 제1스위치, 제2스위치 및 제5 스위치를 오프시켜 커패시터를 충전하는 충전과정; 제1스위치 및 제2스위치를 온시키고 제3스위치 내지 제5 스위치를 오프시켜 커패시터의 충전전압을 상기 퓨즈를 통해 방전시키는 방전과정; 상기 방전과정 후 제4스위치 및 제5스위치를 온시키고 제1 내지 제3 스위치를 오프시켜 상기 검출기를 통해 상기 커패시터의 전압을 측정하는 커패시터 전원 측정 과정; 및 상기 커패시터의 전원 값에 따라 퓨즈의 단선여부를 판단하는 퓨즈 단선 판단 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of monitoring fuse blowing in a power supply of a battery system, including: a power supply including a plurality of battery cells; a fuse connected between battery cells; a capacitor connected in parallel with the fuse; A first switch whose one end is connected to one end of the fuse and whose other end is connected to one end of the fuse and is turned on or off by receiving a control signal, a first switch connected to the other end of the fuse, A third switch connected to the other end of the capacitor to receive a control signal and turned on or off, a third switch connected at one end to the other end of the resistor and receiving a monitoring voltage at the other end, , One end of the capacitor is connected to the other end of the capacitor, and the other end of the capacitor is grounded to receive a control signal 4 switch, a fifth switch connected at one end to the other end of the first switch and one end of the capacitor to receive a control signal, and a detector for measuring and outputting a voltage of the capacitor, A method of monitoring fuse blowing in a power supply of a disconnection monitoring apparatus, the method comprising: a charging step of turning on the third switch and the fourth switch and turning off the first switch, the second switch and the fifth switch to charge the capacitor; A discharging step of turning on the first switch and the second switch and turning off the third to fifth switches to discharge the charging voltage of the capacitor through the fuse; A capacitor power measuring step of measuring a voltage of the capacitor through the detector by turning on the fourth switch and the fifth switch and turning off the first through third switches after the discharging process; And determining whether the fuse is disconnected according to the power supply value of the capacitor.

상기 방법은: 상기 퓨즈 단선 판단 과정에서의 판정 결과에 따른 경보를 발생시키는 경보 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The method may further include: an alarming step of generating an alarm according to the determination result in the fuse blowing determination process.

본 발명은 커패시터를 이용하여 퓨즈의 단선을 간접적으로 모니터링함으로써 퓨즈의 단선으로부터 아날로그/디지털 변환기(Analog and digital converter: ADC) 등의 검출기 및 제어 수단을 안전하게 보호하면서도 배터리셀들 사이에 연결된 퓨즈의 단선여부를 모니터링할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention relates to a method and apparatus for monitoring a break of a fuse indirectly by using a capacitor to securely protect a detector and control means such as an analog and digital converter (ADC) from a break of a fuse, And has the effect of monitoring whether or not it is possible.

이에 따라 본원발명은 별도의 전압 조정기를 구비할 필요가 없고, 상대적으로 저가인 스위치, 커패시터 및 저항만으로 전원부 내부의 단선 여부를 모니터링할 수 있으므로 생산 단가를 낮출 수 있는 효과를 갖는다.Accordingly, the present invention does not need to include a separate voltage regulator, and it is possible to monitor the disconnection of the power supply unit with only a relatively low-cost switch, a capacitor, and a resistor.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전원 내부 퓨즈의 단선을 모니터링하기 위한 커패시터 충전 과정 시의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전원 내부 퓨즈의 단선을 모니터링하기 위한 커패시터 방전 과정 시의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전원 내부 퓨즈의 단선을 모니터링하기 위해 커패시터 방전 과정 이후의 커패시터 전압 측정 과정 시의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치의 등가 회로를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for monitoring a fuse blown in a power source of a battery system according to the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of monitoring a fuse blown in a power source of a battery system according to the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram of an apparatus for monitoring internal fuse breakage in a power supply during a capacitor charging process for monitoring a disconnection of an internal fuse according to the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram of an apparatus for monitoring internal fuse breakage in a power supply during a capacitor discharge process for monitoring a break of an internal fuse according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a power internal fuse break monitoring apparatus during a capacitor voltage measurement process after a capacitor discharge process in order to monitor a disconnection of an internal fuse according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치의 구성 및 동작을 설명하고, 그에 따른 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 방법을 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation of a monitoring device for monitoring a fuse blown in the power source of a battery system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and a method for monitoring a fuse blown in the power source will be described.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for monitoring a fuse blown in a power source of a battery system according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치는 퓨즈(100), 퓨즈 대체 모니터링부(200), 검출기(30), 제어부(10) 및 경보부(50)를 포함하고, 퓨즈(100)가 둘 이상인 경우 스위칭부(60)를 더 포함한다.Referring to FIG. 1, an apparatus for monitoring internal fuse blowing in a power supply according to the present invention includes a fuse 100, a fuse replacement monitoring unit 200, a detector 30, a control unit 10 and an alarm unit 50, ) ≪ / RTI > is more than one.

퓨즈(100)는 전원부(2) 내의 임의의 배터리셀(B) 사이에 하나만 구성될 수도 있고, 둘 이상 배터리셀(B) 사이에 둘 이상 구성될 수도 있을 것이다.The fuse 100 may be constituted only by one battery cell B among the battery cells B in the power supply unit 2 or may be composed more than two among the battery cells B.

퓨즈(100)가 하나만 구성되는 경우 퓨즈 대체 모니터링부(200)는 하나만 구성되고, 퓨즈(100)가 둘 이상 구성되는 경우, 퓨즈 대체 모니터링부(200)도 퓨즈 수만큼 대응 구성된다.When only one fuse 100 is configured, only one fuse replacement monitoring unit 200 is configured. When two or more fuses 100 are configured, the fuse replacement monitoring unit 200 is configured correspondingly to the number of fuses.

퓨즈 대체 모니터링부(200)는 상기 퓨즈(100)의 일단에 일단이 연결되는 제1스위치(40-1), 상기 퓨즈(100)의 타단에 일단이 연결되는 제2스위치(40-2), 상기 제1스위치(40-1) 및 제2스위치(40-2)의 양 타단에 연결되는 커패시터(C), 커패시터(C)의 일단에 일단이 연결되는 저항(R), 일단이 상기 저항(R)의 타단에 연결되고 타단으로 저전압인 모니터링 전압이 인가되는 제3스위치(40-3), 상기 커패시터(C)의 타단 및 제2스위치(40-2)의 타단에 일단이 연결되고 타단이 접지되는 제4스위치(40-4), 일단이 커패시터(C)의 일단에 연결되는 제5스위치(40-5)를 포함한다. 상기 제1스위치(40-1) 내지 제5스위치(40-5)는 트랜지스터, 전계효과트랜지스터, 릴레이 또는 포토 레지스터(Photo Resistor: PR) 등이 될 수 있으며, 상기 제어부(10)로부터 각각의 제어신호를 입력받고, 제어신호에 따라 온 또는 오프된다. 상기 스위치(40-1 ~40-5)는 PR인 것이 바람직할 것이다. 상기 모니터링 전압은 도 1 및 도 3에서 보이는 바와 같이 5V가 될 수 있을 것이다. The fuse replacement monitoring unit 200 includes a first switch 40-1 having one end connected to one end of the fuse 100, a second switch 40-2 having one end connected to the other end of the fuse 100, A capacitor C connected to the other end of the first switch 40-1 and the second switch 40-2; a resistor R having one end connected to one end of the capacitor C; R and a monitoring voltage of a low voltage is applied to the other end, one end of the capacitor C is connected to the other end of the capacitor C and the other end of the capacitor C is connected to the other end of the capacitor C, A fourth switch 40-4 to be grounded, and a fifth switch 40-5 whose one end is connected to one end of the capacitor C. The first switch 40-1 to the fifth switch 40-5 may be transistors, field effect transistors, relays or photo resistors (PR) Receives a signal, and is turned on or off according to a control signal. It is preferable that the switches 40-1 to 40-5 are PR. The monitoring voltage may be 5V as shown in FIGS.

검출기(30)는 상기 제5스위치(40-5)의 타단에 연결되어, 커패시터(C)에 충전되어 있는 전압을 측정하여 출력한다.The detector 30 is connected to the other end of the fifth switch 40-5 to measure and output a voltage charged in the capacitor C.

제어부(10)는 상기 제1스위치(40-1) 내지 제5스위치(40-5)의 온/오프를 제어하기 위한 제어신호를 출력하고, 상기 검출기(30)로부터 입력되는 커패시터(C)의 전압에 따라 퓨즈(100)의 단선 여부를 판단하고, 단선으로 판단되면 경보신호를 출력한다.The controller 10 outputs a control signal for controlling on / off of the first switch 40-1 to the fifth switch 40-5 and outputs a control signal for controlling the on / off state of the capacitor C It is determined whether the fuse 100 is disconnected according to the voltage, and an alarm signal is output when it is determined that the fuse 100 is disconnected.

경보부(50)는 상기 경보신호를 입력받아 경보를 발생시킨다.The alarm unit 50 receives the alarm signal and generates an alarm.

상기 경보부(50)는 제어부(10)로부터 경보신호를 입력받아 경보를 발생하여 퓨즈의 단선 여부를 사용자 또는 관리자에게 알리는 것으로, 상기 경보는 단선 시 발생되는 경고음 및 음성의 출력, 퓨즈 단선 알림 텍스트/그래픽의 표시 등이 될 수 있을 것이다. 경보가 경고음이면 상기 경보부(50)는 부저가 될 수 있으며, 상기 경보가 음성이면 상기 경보부(50)는 스피커를 포함하는 오디오 처리부가 될 수 있으며, 상기 경보가 텍스트 및 그래픽 중 하나이면 상기 경보부(50)는 디스플레이 장치이며, 상기 경보가 점멸이면 상기 경보부(50)는 발광다이오드를 포함하는 발광 다이오드 구동부가 될 수 있을 것이다. The alarm unit 50 receives an alarm signal from the control unit 10 to generate an alarm and informs a user or an administrator whether the fuse is disconnected. The alarm unit outputs an alarm sound and a voice generated at the time of disconnection, Graphics, and the like. If the alarm is a warning sound, the alarm unit 50 may be a buzzer. If the alarm is negative, the alarm unit 50 may be an audio processing unit including a speaker. If the alarm is one of text and graphics, 50 may be a display device. If the alarm is blinking, the alarm unit 50 may be a light emitting diode driving unit including a light emitting diode.

그리고 상기 제5스위치(40-5)와 검출기(30) 사이에는 커패시터(C)의 전압을 감쇠하여 출력하는 감쇠기(20)가 더 포함될 수도 있을 것이다.The attenuator 20 may be further provided between the fifth switch 40-5 and the detector 30 to attenuate the voltage of the capacitor C and output the attenuated voltage.

스위칭부(60)는 퓨즈(100) 수에 대응하는 제5스위치(40-5)들의 타단, 즉 출력 단들과 감쇠기(20) 사이에 연결되어 제어부(10)의 제어를 받아 각 퓨즈(100)별로 제5스위치(40-5)의 출력 단을 순차적으로 감쇠기(20) 또는 검출기(30)에 연결한다. 상기 스위칭부(60)로는 멀티플렉스가 적용될 수 있을 것이다.
The switching unit 60 is connected between the output terminals of the fifth switches 40-5 corresponding to the number of the fuses 100 and the output terminals and the attenuator 20 and is controlled by the control unit 10, The output terminal of the fifth switch 40-5 is connected to the attenuator 20 or the detector 30 sequentially. The multiplexer may be applied to the switching unit 60.

도 2는 본 발명에 따른 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전원 내부 퓨즈의 단선을 모니터링하기 위한 커패시터 충전 과정 시의 등가 회로를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 전원 내부 퓨즈의 단선을 모니터링하기 위한 커패시터 방전 과정 시의 등가 회로를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 전원 내부 퓨즈의 단선을 모니터링하기 위해 커패시터 방전 과정 이후의 커패시터 전압 측정 과정 시의 등가 회로를 나타낸 도면이다. 이하 도 1 내지 도 5를 참조하여 퓨즈 대체 모니터링부(200)가 하나인 경우를 예를 들어 설명한다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of monitoring a fuse blown line in a power supply of a battery system according to the present invention, FIG. 3 is a diagram illustrating an equivalent circuit in a capacitor charging process for monitoring a disconnection of an internal fuse of a power supply according to the present invention, 4 is a view illustrating an equivalent circuit during a capacitor discharge process for monitoring a disconnection of an internal fuse according to the present invention. FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a capacitor voltage And shows an equivalent circuit at the time of the measurement process. Hereinafter, one fuse replacement monitoring unit 200 will be described with reference to FIGS. 1 through 5. FIG.

우선, 제어부(10)는 전원이 공급되면 제3스위치(40-3) 및 제4스위치(40-4)를 온 시키고, 제1스위치(40-1), 제2스위치(40-2) 및 제5스위치(40-5)를 오프시켜 도 3과 같이 +5V 및 저항(R)과 커패시터(C)에 의해 결정되는 충전시간(Tc=5τ=5RC) 동안 커패시터(C)를 충전한다(S211). 이때의 커패시터(C)의 양단 전압은 5V일 것이다.First, when power is supplied, the controller 10 turns on the third switch 40-3 and the fourth switch 40-4 and turns on the first switch 40-1, the second switch 40-2, The fifth switch 40-5 is turned off to charge the capacitor C for +5 V as shown in FIG. 3 and for the charging time (Tc = 5τ = 5RC) determined by the resistor R and the capacitor C (S211 ). At this time, the voltage across the capacitor C will be 5V.

상기 커패시터(C)가 충전되기 시작하면 제어부(10)는 상기 충전시간을 초과하는지를 검사하고(S213), 상기 충전시간이 초과되면 제1스위치(40-1) 및 제2스위치(40-2)를 온시키고, 제3스위치(40-3), 제4스위치(40-4) 및 제5스위치(40-5)를 오프하여 도 4와 같이 커패시터(C), 제1스위치(40-1), 퓨즈(100) 및 제2스위치(40-2)를 거치는 경로를 형성하게 되어 커패시터(C)의 충전전압을 방전시킨다(S215). 이때, 퓨즈(100)가 단선되었다면 커패시터(C)의 충전전압은 방전되지 않을 것이다.When the capacitor C starts to be charged, the controller 10 checks whether the charging time is exceeded (S213). If the charging time is exceeded, the first switch 40-1 and the second switch 40-2 are turned on, The third switch 40-3, the fourth switch 40-4 and the fifth switch 40-5 are turned off to turn on the capacitor C and the first switch 40-1 as shown in Fig. , The fuse 100 and the second switch 40-2, thereby discharging the charging voltage of the capacitor C (S215). At this time, if the fuse 100 is disconnected, the charging voltage of the capacitor C will not be discharged.

커패시터(C)가 방전되기 시작하면 제어부(10)는 상기 전압, 커패시터(C) 및 저항(R)에 의해 결정되는 방전시간을 초과하는지를 검사하고(S217), 상기 방전시간 초과 후, 제4스위치(40-4) 및 제5스위치(40-5)를 온시키고, 제1스위치(40-1), 제2스위치(40-2) 및 제3스위치(40-3)를 오프시켜 도 5와 같은 등가회로를 구성한다(S219).When the discharge of the capacitor C starts, the controller 10 checks whether the discharge time exceeds the discharge time determined by the voltage, the capacitor C and the resistor R (S217). After the discharge time, The first switch 40-4 and the fifth switch 40-5 are turned on and the first switch 40-1, the second switch 40-2 and the third switch 40-3 are turned off, And constitute the same equivalent circuit (S219).

도 5와 같이 커패시터(C)의 전압을 측정할 수 있는 등가회로가 구성되면 제어부(10)는 검출기(30)를 통해 커패시터(C)의 전압 값을 측정한다(S221).5, when the equivalent circuit capable of measuring the voltage of the capacitor C is configured, the controller 10 measures the voltage value of the capacitor C through the detector 30 (S221).

상기 커패시터(C)의 전압 값 측정 후 제어부(100는 커패시터(C)의 충전전압이 방전되어 0인지, 커패시터(C)가 방전되지 않아 모니터링 전압, +5V가 측정되었는지를 검사한다(S223).After the voltage value of the capacitor C is measured, the controller 100 checks whether the charging voltage of the capacitor C is 0 and the capacitor C is not discharged to measure the monitoring voltage + 5V (S223).

커패시터(C)가 방전되었으면 제어부(10)는 퓨즈(100)가 정상임을 판정하여 경보부(50)를 통해 정상 경보를 출력하고(S225), 커패시터(C)가 방전되지 않았으면 퓨즈(100)가 단선임을 판정하여 경보부(50)를 통해 퓨즈 단선 경보를 출력한다(S227).When the capacitor C is discharged, the controller 10 determines that the fuse 100 is normal and outputs a normal alarm through the alarm unit 50 at step S225. If the capacitor C is not discharged, It is determined that it is a disconnection and the fuse break alarm is outputted through the alarm unit 50 (S227).

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It will be easily understood. It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, it is intended to cover various modifications within the scope of the appended claims.

10: 제어부 20: 감쇠기
30: 검출기 40: 스위치
50: 경보부 60: 스위칭부
100: 퓨즈 200: 퓨즈 대체 모니터링부10: control unit 20: attenuator
30: detector 40: switch
50: alarm unit 60: switching unit
100: Fuse 200: Fuse replacement monitoring part

Claims (7)

다수의 배터리셀을 포함하는 전원부를 포함하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치에 있어서,
상기 배터리셀들 중 임의의 두 배터리셀 사이에 연결되는 퓨즈;
상기 퓨즈 양단에 병렬로 연결되는 커패시터;
상기 커패시터의 일단에 일단이 연결되는 저항;
상기 퓨즈의 일단에 일단이 연결되고 상기 커패시터의 일단에 타단이 연결되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제1스위치;
상기 퓨즈의 타단에 일단이 연결되고 타단이 상기 커패시터의 타단에 연결되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제2스위치;
상기 저항의 타단에 일단이 연결되고 타단으로 모니터링 전압을 인가받으며, 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제3스위치;
상기 커패시터의 타단에 일단이 연결되고 타단이 접지되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제4스위치;
상기 제1스위치의 타단 및 커패시터의 일단에 일단이 연결되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제5스위치;
상기 제5스위치의 타단에 연결되어 상기 커패시터의 전압 값을 측정하여 출력하는 검출기; 및
상기 제3스위치와 제4스위치를 온시키고 상기 제1스위치, 제2스위치 및 제5스위치를 오프시킨 후 커패시터를 상기 모니터링 전압으로 충전한 후, 상기 제1스위치 및 제2스위치를 온시키고 제3스위치, 제4스위치 및 제5스위치를 오프하여 상기 커패시터에 충전된 충전전압을 상기 퓨즈를 통해 방전시키고, 상기 방전 후 제4스위치와 제5스위치를 온시키고 제1스위치 내지 제3 스위치를 오프시켜 상기 검출기를 통해 측정된 커패시터의 전압 값을 입력받고, 상기 전압 값에 따라 상기 퓨즈의 단선여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치.
1. A power supply fuse blow monitoring apparatus in a battery system including a power supply unit including a plurality of battery cells,
A fuse connected between any two of the battery cells;
A capacitor connected in parallel across the fuse;
A resistor having one end connected to one end of the capacitor;
A first switch having one end connected to one end of the fuse and the other end connected to one end of the capacitor to receive a control signal and to be turned on or off;
A second switch having one end connected to the other end of the fuse and the other end connected to the other end of the capacitor to receive a control signal and to be turned on or off;
A third switch connected at one end to the other end of the resistor and receiving a monitoring voltage at the other end and receiving a control signal,
A fourth switch having one end connected to the other end of the capacitor and the other end grounded to receive a control signal or to be turned on or off;
A fifth switch connected at one end to the other end of the first switch and one end of the capacitor to receive a control signal and to be turned on or off;
A detector connected to the other end of the fifth switch for measuring and outputting a voltage value of the capacitor; And
The third switch and the fourth switch are turned on and the first switch, the second switch and the fifth switch are turned off, the capacitor is charged with the monitoring voltage, the first switch and the second switch are turned on, The fourth switch and the fifth switch are turned off to discharge the charged voltage charged in the capacitor through the fuse, and after the discharge, the fourth switch and the fifth switch are turned on and the first switch to the third switch are turned off And a control unit receiving a voltage value of the capacitor measured through the detector and determining whether the fuse is disconnected according to the voltage value.
제1항에 있어서,
상기 제어부의 제어를 받아 상기 퓨즈의 단선 여부에 따른 경보를 발생시키는 경보부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an alarm unit for generating an alarm according to whether the fuse is disconnected under the control of the control unit.
제1항에 있어서,
상기 제5스위치와 상기 검출기 사이에 연결되어 상기 제4스위치 및 제5스위치의 온 시 커패시터의 전압을 감쇠하여 상기 검출기로 제공하는 감쇠기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an attenuator connected between the fifth switch and the detector for attenuating a voltage of an on-state capacitor of the fourth and fifth switches and providing the attenuated voltage to the detector. Device.
제3항에 있어서,
상기 퓨즈는,
상기 배터리셀들 사이의 위치들 중 적어도 둘 이상의 위치에서 배터리셀 사이에 연결되는 적어도 둘 이상을 포함하고,
상기 제1스위치 내지 제5스위치, 커패시터, 저항은 각 퓨즈별로 구성되며,
상기 각 퓨즈들에 대한 제5스위치들과 연결되고 각 퓨즈에 대해 상기 커패시터 전압 측정 시 상기 제어부의 제어를 받아 상기 감쇠기와 해당 제5스위치의 타단을 순차적으로 연결하는 스위칭부를 더 포함하되,
상기 제어부는 상기 커패시터 전압 측정 시 상기 스위칭부를 제어하여 각 퓨즈에 대한 커패시터의 전압을 측정하여 해당 퓨즈의 단선여부를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치.
The method of claim 3,
The fuse,
At least two or more of the battery cells are connected between the battery cells at at least two positions among the positions between the battery cells,
The first to fifth switches, the capacitors, and the resistors are configured for respective fuses,
Further comprising a switching unit connected to the fifth switches for each of the fuses and sequentially connecting the other end of the fifth switch to the attenuator under the control of the control unit when measuring the capacitor voltage for each fuse,
Wherein the controller monitors the voltage of the capacitor for each fuse by controlling the switching unit when the capacitor voltage is measured to monitor whether the fuse is disconnected.
제1항에 있어서,
상기 제1스위치 내지 제5스위치는 포토 레지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first to fifth switches are comprised of photoresistors.
다수의 배터리셀을 포함하는 전원부, 배터리셀 사이에 연결되는 퓨즈, 상기 퓨즈와 병렬로 연결되는 커패시터, 상기 커패시터의 일단에 일단이 연결되는 저항, 상기 퓨즈의 일단에 일단이 연결되고 상기 커패시터의 일단에 타단이 연결되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제1스위치, 상기 퓨즈의 타단에 일단이 연결되고 타단이 상기 커패시터의 타단에 연결되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제2스위치, 상기 저항의 타단에 일단이 연결되고 타단으로 모니터링 전압을 인가받으며, 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제3스위치, 상기 커패시터의 타단에 일단이 연결되고 타단이 접지되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제4스위치, 상기 제1스위치의 타단 및 커패시터의 일단에 일단이 연결되어 제어신호를 입력받아 온 또는 오프되는 제5스위치 및 상기 커패시터의 전압을 측정하여 출력하는 검출기를 포함하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 방법에 있어서,
상기 제3스위치 및 제4스위치를 온시키고 제1스위치, 제2스위치 및 제5 스위치를 오프시켜 커패시터를 충전하는 충전과정;
제1스위치 및 제2스위치를 온시키고 제3스위치 내지 제5 스위치를 오프시켜 커패시터의 충전전압을 상기 퓨즈를 통해 방전시키는 방전과정;
상기 방전과정 후 제4스위치 및 제5스위치를 온시키고 제1스위치 내지 제3 스위치를 오프시켜 상기 검출기를 통해 상기 커패시터의 전압을 측정하는 커패시터 전원 측정 과정; 및
상기 커패시터의 전원 값에 따라 퓨즈의 단선여부를 판단하는 퓨즈 단선 판단 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 방법.
A fuse connected between the battery cells, a capacitor connected in parallel with the fuse, a resistor having one end connected to one end of the capacitor, one end connected to one end of the fuse, A second switch connected at one end to the other end of the fuse and the other end connected to the other end of the capacitor to receive a control signal or to be turned off; A third switch connected at one end to the other end of the resistor and receiving a monitoring voltage at the other end and receiving a control signal, a third switch connected to the other end of the capacitor and grounded at the other end, One end of which is connected to the other end of the first switch and one end of the capacitor, A power supply that includes a measuring and outputting the fifth switch is turned off and the voltage of the capacitor battery detector system, the fuse disconnection monitoring method,
A charging step of turning on the third switch and the fourth switch and turning off the first switch, the second switch and the fifth switch to charge the capacitor;
A discharging step of turning on the first switch and the second switch and turning off the third to fifth switches to discharge the charging voltage of the capacitor through the fuse;
A capacitor power measuring step of measuring a voltage of the capacitor through the detector by turning on the fourth switch and the fifth switch and turning off the first switch and the third switch after the discharging process; And
And determining whether or not the fuse is disconnected according to a power supply value of the capacitor when the fuse is disconnected.
제6항에 있어서,
상기 퓨즈 단선 판단 과정에서의 판정 결과에 따른 경보를 발생시키는 경보 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템의 전원 내부 퓨즈 단선 모니터링 방법.The method according to claim 6,
Further comprising an alarming step of generating an alarm in accordance with the determination result in the fuse blowing determination process.
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