KR101504274B1 - Apparatus and method for diagnosis of electric contactor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 접촉기의 고장여부를 판단할 수 있는 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따라 배터리와 부하를 연결하는 고전위 전기 접촉기와 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 진단하는 전기 접촉기 진단 장치는, 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 판별하는데 사용되는 공통 진단 저항; 상기 공통 진단 저항을 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 음극 단자 사이(제1연결 모드), 또는 상기 저전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 양극 단자 사이(제2연결 모드)에 선택적으로 연결되는 스위치부; 상기 제1연결 모드 및 상기 제2연결 모드에서 상기 공통 진단 저항에각각 인가되는 제1전압 및 제2전압을 측정하는 저항 전압 측정부; 및 상기 제1전압 및 제2전압을 이용하여 상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 판별하는 진단제어부;를 포함한다. 또한, 상기 배터리의 전압을 측정하는 배터리 전압 측정부를 더 포함하고, 상기 진단제어부는, 상기 제1전압과 상기 제2전압을 상기 배터리 전압 측정부에서 측정한 배터리의 전압값에 대응하는 가변 기준 전압값과 비교하여 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 저전위 전기 접촉기의 고장을 진단하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치에 의해서도 달성 가능하다. 본 발명에 따르면, 진단 장치내 소자의 특성에 관계없이 전기 접촉기의 고장 여부를 판단할 수 있다.The present invention discloses an apparatus and a method for determining whether or not an electrical contactor has failed. A high-potential electrical contactor for connecting a battery to a load according to the present invention and an electrical contactor diagnostic device for diagnosing failure of the low-potential electrical contactor are used for determining whether the high- potential electrical contactor and the low- Common diagnostic resistor; The common diagnostic resistor is connected between the high potential electrical contactor and the negative terminal of the battery (first connection mode), or between the low potential electrical contactor and the positive terminal of the battery (second connection mode) ; A resistance voltage measuring unit for measuring a first voltage and a second voltage respectively applied to the common diagnostic resistor in the first connection mode and the second connection mode; And a diagnostic controller for determining whether the high potential electrical contactor or the low potential electrical contactor has failed using the first voltage and the second voltage. The battery voltage measuring unit may further include a battery voltage measuring unit for measuring a voltage of the battery, and the diagnosis control unit may control the first voltage and the second voltage to a variable reference voltage Value of the low-potential electrical contactor is compared with the value of the high-potential electrical contactor to diagnose the failure of the high-potential electrical contactor and the low-potential electrical contactor. According to the present invention, it is possible to determine whether the electrical contactor is faulty regardless of the characteristics of the device in the diagnostic apparatus.
Description
본 발명은 전기 접촉기의 고장 여부를 판단하는 진단 장치 및 방법에 관하 것으로서, 더욱 상세하게는 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같이 고전압을 요구하는 배터리 전원 공급 시스템에 채용된 전기 접촉기의 고장 여부를 감지할 수 있는 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a diagnostic apparatus and method for determining whether an electrical contactor is malfunctioning, and more particularly, to a diagnostic apparatus and method for detecting failure of an electrical contactor employed in a battery power supply system requiring high voltage such as an electric vehicle or a hybrid vehicle The present invention relates to a diagnostic apparatus and a diagnostic method.
최근 들어, 화석 에너지의 고갈과 환경오염으로 인해 화석 에너지를 사용하지 않고 배터리를 이용하여 구동할 수 있는 전기 제품에 대한 관심이 높아지고 있다.In recent years, due to exhaustion of fossil energy and environmental pollution, there is a growing interest in electric products that can be driven by batteries without using fossil energy.
이에 따라 모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력저장 장치, 무정전 전원 장치 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히 전기차나 하이브리드 자동차에 사용되는 이차전지는 고출력, 대용량 이차전지로서, 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.As a result, the demand for secondary batteries as energy sources is rapidly increasing as technology development and demand for mobile devices, electric vehicles, hybrid vehicles, power storage devices, and uninterruptible power supply devices are increasing. BACKGROUND ART [0002] A secondary battery used in an electric vehicle or a hybrid vehicle is a high-output, large-capacity secondary battery.
이차전지에 대한 많은 수요와 함께 이차전지와 관련된 주변 부품이나 장치에 대한 연구도 함께 이루어지고 있다. 2이상의 이차전지를 연결하여 하나의 팩으로 만든 배터리 팩, 배터리 팩의 충방전을 제어하고 각각의 배터리 상태를 모니터하는 BMS, 폭발과 같은 안전사고로부터 배터리를 보호하는 케이스, 배터리 팩을 모터와 같은 부하와 연결하는 전기 접촉기 등 다양한 부품과 장치에 대한 연구가 진행되고 있다.Along with a great demand for secondary batteries, research on peripheral parts and devices related to secondary batteries is also being carried out. A battery pack made up of two or more secondary batteries connected to each other, a BMS for controlling the charging and discharging of the battery pack and monitoring each battery condition, a case for protecting the battery from a safety accident such as an explosion, Various contact parts and devices such as an electrical contactor are connected to the load.
특히, 전기 접촉기는 배터리 팩과 부하를 연결하고, 전력의 공급여부를 제어하는 스위치로서 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 일 예로 전기차 또는 하이브리드 자동차의 경우, 자동차를 구동시키는 모터는 약 240V ~ 280V의 배터리 전압을 필요로 한다. 널리 사용되는 리튬이온 이차전지의 작동 전압은 약 3.7V ~ 4.2V로서, 고전압을 제공하기 위해 다수의 이차전지를 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성한다. 이러한 배터리 팩과 모터를 연결하는 전기 접촉기는 고전압, 고출력의 전기 에너지가 상시 통과하는 부품으로서 고장여부를 모니터하는 것이 매우 중요하다.Particularly, an electric contactor is a switch that connects a battery pack and a load and controls whether or not electric power is supplied. For example, in the case of an electric car or a hybrid vehicle, a motor that drives a car requires a battery voltage of about 240V to 280V. The operating voltage of a widely used lithium ion secondary battery is about 3.7V to 4.2V. In order to provide a high voltage, a plurality of secondary batteries are connected in series to constitute a battery pack. The electric contactor that connects the battery pack and the motor is a part that always passes high-voltage, high-output electric energy, and it is very important to monitor the failure.
도 1은 전기 접촉기의 고장여부를 점검하는 장치에 관한 종래 기술의 일 예로서 대한민국 특허공개공보 10-2010-0138172에 개시된 점검 회로의 구조를 도시하고 있다.1 shows a structure of a check circuit disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0138172 as an example of a prior art related to an apparatus for checking whether an electric contactor is faulty.
도 1을 참조하면, 상기 종래 기술에 따른 점검 회로(1)는 제너다이오드(4), 과전류 보호저항(5), 정전류 다이오드(6) 및 발광다이오드(7)를 포함한다. 상기 점검 회로(1)에서, 메인 커넥터(3)가 정상 동작할 경우, 제너다이오드(4)에 항복 전압(Break Down Voltage) 이상의 고전압이 배터리 팩(2)에 의해 인가된다. 따라서, 제너다이오드(4)는 통전되어 발광다이오드(7)에 불이 들어오게 되고, 점검자는 발광다이오드(7)의 불빛을 보고 메인 커넥터(3)의 정상동작 여부를 판단할 수 있다.1, the
하지만 상기 종래 기술은 제너다이오드(4)의 특성에 따라 메인 커넥터(3)의 점검이 제대로 이루어지지 않는 단점이 있다. 먼저, 제너다이오드(4)는 최초 설정된 항복 전압을 쉽게 변경할 수 없다. 즉, 제너다이오드(4)의 항복 전압이 배터리 팩(2)의 만충전시 전압과 동일하다면, 메인 커넥터(3)의 점검은 배터리 팩(2)이 만충전된 때에만 가능하다. 또한, 제너다이오드(4)는 반도체 소자의 특성상 발열을 하게 된다. 따라서 항복 전압 이상의 고전압이 빈번하게 점검 회로(1)에 인가되면, 발열로 인하여 제너다이오드(4)의 특성이 열화될 수 있다. 즉, 사용하면 할 수록 제너다이오드(4)의 항복 전압이 변경될 가능성이 있는 것이다. 게다가, 점검자는 발광다이오드(7)를 통해서 메인 커넥터(3)의 고장 유무를 알 수 있지만 전기차의 메인시스템은 메인 커넥터(3)의 고장 유무를 인식할 수 없다는 한계가 있다.However, the above-mentioned prior art has a disadvantage in that the
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로서, 전기 접촉기의 고장여부를 판단할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for determining whether an electrical contactor is malfunctioning.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명에 따른 배터리와 부하를 연결하는 고전위 전기 접촉기와 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 진단하는 전기 접촉기 진단 장치는, 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 판별하는데 사용되는 공통 진단 저항; 상기 공통 진단 저항을 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 음극 단자 사이(제1연결 모드), 또는 상기 저전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 양극 단자 사이(제2연결 모드)에 선택적으로 연결하는 스위치부; 상기 제1연결 모드 및 상기 제2연결 모드에서 상기 공통 진단 저항에 각각 인가되는 제1전압 및 제2전압을 측정하는 저항 전압 측정부; 및 상기 제1전압 및 제2전압을 이용하여 상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 판별하는 진단제어부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for diagnosing an abnormality of a low-potential electrical contactor and a high-potential electrical contactor for connecting a battery and a load according to the present invention, A common diagnostic resistor used to determine fault; And a switch unit for selectively connecting the common diagnostic resistor between the high potential electrical contactor and the negative terminal of the battery (first connection mode) or between the low potential electrical contactor and the positive terminal of the battery (second connection mode) ; A resistance voltage measuring unit for measuring a first voltage and a second voltage respectively applied to the common diagnostic resistor in the first connection mode and the second connection mode; And a diagnostic controller for determining whether the high potential electrical contactor or the low potential electrical contactor has failed using the first voltage and the second voltage.
본 발명에 따른 전기 접촉기 진단 장치는, 상기 제1연결 모드 또는 상기 제2연결 모드에서 상기 공통 진단 저항과 연결되는 과전류 보호저항을 더 포함할 수 있다.The apparatus for diagnosing an electrical contactor according to the present invention may further include an overcurrent protection resistor connected to the common diagnostic resistance in the first connection mode or the second connection mode.
바람직하게, 본 발명에 따른 상기 스위치부는, 상기 제1연결 모드에서 상기 공통 진단 저항을 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 음극 단자 사이에 연결하는 제1스위치부와, 상기 제2연결 모드에서 상기 공통 진단 저항을 상기 저전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 양극 단자 사이에 연결하는 제2스위치부를 포함한다.Preferably, the switch unit according to the present invention further comprises: a first switch unit for connecting the common diagnostic resistor in the first connection mode between the high potential electrical contactor and the negative terminal of the battery; And a second switch portion for connecting a common diagnostic resistor between the low potential electrical contactor and the positive terminal of the battery.
바람직하게, 본 발명에 따른 상기 저항 전압 측정부는, 상기 진단 저항의 전압을 센싱하는 센싱부; 및 상기 센싱부에서 수신한 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환하는 변환부;를 포함한다.Preferably, the resistance voltage measuring unit according to the present invention further comprises: a sensing unit for sensing a voltage of the diagnostic resistor; And a conversion unit converting the analog voltage value received by the sensing unit into a digital voltage value.
상기 진단제어부는 상기 제1전압과 상기 제2전압을 기준 전압값과 비교하여 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 저전위 전기 접촉기의 고장을 진단한다.The diagnostic control unit diagnoses the failure of the high potential electrical contactor and the low potential electrical contactor by comparing the first voltage and the second voltage with a reference voltage value.
바람직하게, 상기 전기 접촉기 진단 장치는 진단제어부가 고장 여부를 판단하는데 이용되는 기준 전압값이 저장된 메모리부를 더 포함한다.Preferably, the electrical contactor diagnostic apparatus further includes a memory section for storing a reference voltage value used for determining whether the diagnostic control section has failed.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 전기 접촉기 고장 진단 장치는, 상기 배터리의 전압을 측정하는 배터리 전압 측정부를 더 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the apparatus for diagnosing electrical contactor failure may further include a battery voltage measuring unit for measuring a voltage of the battery.
이러한 경우, 상기 진단제어부는, 상기 제1전압과 상기 제2전압을 상기 배터리 전압 측정부에서 측정한 배터리의 전압값에 대응하는 가변 기준 전압값과 비교하여 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 진단할 수 있다. 이를 위해, 상기 전기 접촉기 진단 장치는 상기 가변 기준 전압값이 저장된 메모리부를 포함할 수 있다. 일 측면에 따르면, 상기 진단제어부는 하기 수학식에 의해 가변 기준 전압값을 계산할 수 있다.In this case, the diagnosis control unit compares the first voltage and the second voltage with a variable reference voltage value corresponding to the voltage value of the battery measured by the battery voltage measurement unit, and controls the high potential electrical contactor and the low potential electrical It is possible to diagnose whether the contactor is malfunctioning or not. To this end, the electrical contactor diagnostic apparatus may include a memory section in which the variable reference voltage value is stored. According to an aspect of the present invention, the diagnostic control unit may calculate a variable reference voltage value by the following equation.
<수학식>≪ Equation &
(여기서, Vbat은 배터리의 측정 전압, Rdaig는 공통 진단 저항, Rtotal은 전기 접촉기 진단 장치 내부의 저항, Vs는 가변 기준 전압이다.)(Where V bat is the measured voltage of the battery, R daig is the common diagnostic resistance, R total is the resistance inside the electrical contactor diagnostic device, and V s is the variable reference voltage).
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 전기 접촉기 진단 장치는, 외부 디바이스와 통신 인터페이스를 형성하는 전송부를 더 포함하고, 상기 진단제어부는 상기 전송부를 통해 상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 발생 여부에 관한 정보를 상기 외부 디바이스로 전송할 수 있다. 이때, 상기 외부 디바이스는 배터리 분석 장치 또는 배터리가 탑재된 시스템의 제어 장치일 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a diagnostic apparatus for an electrical contactor, wherein the diagnostic apparatus further comprises a transfer section for forming a communication interface with an external device, and the diagnosis control section controls the transfer section to transfer the high potential electrical contactor or the low potential electrical contactor Information on whether or not a fault has occurred can be transmitted to the external device. At this time, the external device may be a battery analyzer or a control device of a system equipped with a battery.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 전기 접촉기 진단 장치는, 시각적 또는 청각적 경고 신호를 출력하는 경고부를 더 포함하고, 상기 진단제어부는 상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기에서 고장이 발생된 경우 상기 경고부를 통해 시각적 또는 청각적 경고 신호를 출력할 수 있다According to another aspect of the present invention, the apparatus for diagnosing an electrical contactor further includes a warning section for outputting a visual or auditory warning signal, and the diagnosis control section is operable to cause a failure in the high potential electrical contactor or the low potential electrical contactor A visual or auditory warning signal can be output through the warning unit
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 전기 접촉기 진단 장치는, 배터리; 상기 배터리와 부하를 연결하는 선로상에 위치하는 전기 접촉기; 및 상기 배터리로부터 전력을 공급받는 부하;를 포함하는 배터리 구동 시스템의 구성요소가 될 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for diagnosing an electrical contactor comprising: a battery; An electrical contactor positioned on a line connecting the battery and the load; And a load that is supplied with electric power from the battery.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 공통 진단 저항을 이용하여 배터리와 부하를 연결하는 고전위 전기 접촉기와 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 진단하는 방법은, (a) 상기 공통 진단 저항을 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 음극 단자 사이(제1연결 모드), 또는 상기 저전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 양극 단자 사이(제2연결 모드)에 선택적으로 연결하는 단계; (b) 상기 제1연결 모드와 상기 제2연결 모드에서 상기 공통 진단 저항에 각각 인가되는 제1전압과 제2전압을 측정하는 단계; 및 (c) 상기 제1전압 및 제2전압을 이용하여 상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 판별하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for diagnosing failure of a high potential electrical contactor and a low potential electrical contactor for connecting a battery and a load using a common diagnostic resistor, Selectively connecting between a high potential electrical contactor and a negative terminal of the battery (first connection mode) or between a low potential electrical contactor and a positive terminal of the battery (second connection mode); (b) measuring a first voltage and a second voltage respectively applied to the common diagnostic resistor in the first connection mode and the second connection mode; And (c) determining whether the high potential electrical contactor or the low potential electrical contactor is faulty using the first voltage and the second voltage.
본 발명의 일 측면에 따르면, 진단 장치 내에 포함된 소자의 특성에 관계없이 전기 접촉기의 고장 여부를 판단할 수 있다.According to an aspect of the present invention, it is possible to determine whether the electrical contactor is malfunctioning regardless of the characteristics of the elements included in the diagnostic apparatus.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전기 접촉기의 고장 여부의 판단 기준이 되는 기준 전압값을 설정 또는 변경이 가능하므로 실제 진단 장치의 특성 및 부하 효과를 고려하여 정확하게 전기 접촉기의 고장 여부를 진단할 수 있다.According to another aspect of the present invention, since it is possible to set or change the reference voltage value that is a criterion for determining whether the electric contactor is faulty, it is possible to accurately diagnose whether the electric contactor is faulty considering the characteristics of the diagnostic device and the load effect .
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 공통 진단 저항을 사용하여 고전위 전기 접촉기 및 저전위 전기 접촉기 모두를 진단할 수 있으므로 장치 구현에 많은 비용이 소요되지 않는다.According to another aspect of the present invention, it is possible to diagnose both the high potential electrical contactor and the low potential electrical contactor using a common diagnostic resistor, so that it is not expensive to implement the device.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전기 접촉기 진단시 배터리의 전압을 측정하고 이를 반영한 가변 기준 전압값에 따라 고장 여부를 판단하므로, 배터리의 충전 상태 또는 노화를 고려하여 보다 정확한 전기 접촉기의 고장 진단이 가능하다.According to another aspect of the present invention, when the electrical contactor is diagnosed, the voltage of the battery is measured and the failure is determined according to the variable reference voltage value reflecting the voltage. Therefore, more accurate electrical contactor failure diagnosis It is possible.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전송부를 통해서 배터리가 장착된 장치의 제어기나 외부 디바이스로 전기 접촉기의 고장 사실을 알릴 수 있는 이점이 있다.According to another aspect of the present invention, there is an advantage that a failure of the electric contactor can be notified to a controller or an external device of a battery-mounted device through a transfer unit.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 고장 발생시 경고부를 통해서 사용자에게 전기 접촉기의 고장 발생사실을 경고하여 사용자로 하여금 적절한 조치를 취하게 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, when a failure occurs, the user is informed of the occurrence of a failure of the electrical contactor through the warning unit, so that the user can take appropriate measures.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 전기 접촉기의 고장여부를 점검하는데 사용되는 종래의 점검 회로를 예시한 회로도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 접촉기 진단 장치에 대한 회로 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 접촉기 진단 장치에 대한 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 접촉기 진단 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 접촉기 진단 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as limiting.
1 is a circuit diagram illustrating a conventional check circuit used for checking whether an electric contactor is faulty.
2 is a circuit block diagram of an electrical contactor diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit block diagram of an electrical contactor diagnostic apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart schematically illustrating a method for diagnosing an electrical contactor according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart schematically showing a method of diagnosing an electrical contactor according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 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 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 접촉기 진단 장치(100)에 대한 회로 구성도이다.2 is a circuit diagram of an electrical contactor
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기 접촉기 진단 장치(100)는 배터리(102)와 부하(117)를 연결하는 고전위 전기 접촉기(103) 및 저전위 전기 접촉기(104) 사이에 연결되며, 공통 진단 저항(105), 스위치부(106), 저항 전압 측정부(110) 및 진단제어부(113)를 포함한다.2, an
상기 배터리(102)는 하나 이상의 셀을 포함하는 것으로 배터리의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 재충전이 가능한 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등의 이차전지로 구성할 수 있다.The
상기 부하(117)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 비디오 카메라, 휴대용 전화기, 휴대용 PC, PMP, MP3플레이어 등과 같은 휴대용 전자기기, 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 모터, DC to DC 컨버터 등으로 구성할 수 있다.The type of the
상기 공통 진단 저항(105)에는, 상기 고전위 전기 접촉기(103) 및 상기 저전위 전기 접촉기(104)가 정상적으로 동작할 경우 배터리(102)의 전압이 인가된다. 따라서, 상기 공통 진단 저항(105)은 인가되는 전압을 모니터하면 상기 고전위 전기 접촉기(103) 및 저전위 전기 접촉기(104)의 고장 여부를 판별할 수 있다.The voltage of the
상기 스위치부(106)는 제1스위치부(107) 및 제2스위치부(108)를 포함한다. 상기 제1스위치부(107)는 상기 고전위 전기 접촉기(103)와 상기 배터리(102)의 음극 단자 사이(이하, 제1연결 모드)에 공통 진단 저항(105)을 연결할 때 턴온(turn on)된다. 그리고 상기 제2스위치부(108)는 상기 저전위 전기 접촉기(104)와 상기 배터리(102)의 양극 단자 사이(이하, 제2연결 모드)에 공통 진단 저항(105)을 연결할 때 턴온된다. 상기 제1연결 모드와 제2연결 모드는 상기 진단제어부(113)에 의해서 제어될 수 있으며, 외부 디바이스의 메인 콘트롤러에 의해서 제어될 수도 있다. 상기 제1스위치부(107) 및 제2스위치부(108)를 통한 스위치부(106)의 선택적인 연결에 의해 상기 공통 진단 저항(105)에 배터리(102)의 전압이 인가된다.The
상기 스위치부(106)는 제1스위치부(107) 및 제2스위치부(108)로 구분되고 제1스위치부(107) 및 제2스위치부(108)에 각각 2개의 스위치 소자가 포함된 것으로 도시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 상기 공통 진단 저항(105)을 제1연결 모드와 제2연결 모드를 통해서 상기 고전위 전기 접촉기(103) 및 상기 저전위 전기 접촉기(104)와 선택적으로 연결할 수 있는 모든 스위치 소자 및 구조를 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 상기 스위치 소자로는, 기계식 릴레이 스위치, 전기장 효과 트랜지스터(FET) 등의 반도체 소자가 사용될 수 있다.The
상기 저항 전압 측정부(110)는 상기 스위치부(106)의 선택적 연결에 의해 만들어지는 제1연결 모드 및 제2연결 모드에서 상기 공통 진단 저항(105)에 인가되는 전압을 측정한다. 설명의 편의를 위해, 상기 제1연결 모드에서 공통 진단 저항(105)에 인가되는 전압은 제1전압, 상기 제2연결 모드에서 공통 진단 저항(105)에 인가되는 전압은 제2전압이라고 명명한다.The resistance
상기 진단제어부(113)는 상기 저항 전압 측정부(110)에서 측정한 제1전압과 제2전압을 이용하여 상기 고전위 전기 접촉기(103)와 저전위 전기 접촉기(104)의 고장 여부를 판단하게 된다.The
먼저, 제1연결 모드를 통해 고전위 전기 접촉기(103)의 고장 여부를 판단하는 경우를 살펴본다. 여기서, 제1연결 모드는 고전위 접촉기(103)가 턴온된 상태에서 제1스위치부(107)가 턴온되었을 때 형성된다. 제1연결 모드가 형성되면 상기 고전위 전기 접촉기(103)를 통해서 전기 접촉기 진단 장치(100)에 전류가 흐를 수 있는 상태가 형성된다. 따라서 상기 고전위 전기 접촉기(103)에 고장이 없다면 배터리(102)의 전압이 선로에 존재하는 저항 성분에 따라 배분되어 상기 공통 진단 저항(105)에 인가된다. 이 상태에서, 상기 저항 전압 측정부(110)는 상기 공통 진단 저항(105)의 양단에 인가된 전압을 측정하여 상기 진단제어부(113)측으로 제1전압 신호를 출력한다. 그러면, 상기 진단제어부(113)는 저항 전압 측정부(110)로부터 수신한 제1전압과 기준 전압 값을 비교하여 상기 고전위 전기 접촉기(103)의 고장 여부를 판단한다. 즉, 상기 고전위 전기 접촉기(103)의 고장으로 전류가 전혀 흐르지 않거나 전류가 외부로 누설되면, 상기 공통 진단 저항(105)에는 예상되는 수준의 전압 보다 낮은 수준의 전압이 인가된다. 따라서, 상기 진단제어부(113)는 상기 제1전압이 기준 전압값보다 낮은 값을 가지면 상기 고전위 전기 접촉기(103)에 고장이 발생한 것으로 판단한다.First, the case where the high-potential
다음으로, 제2연결 모드를 통해 저전위 전기 접촉기(104)의 고장 여부를 판단하는 경우를 살펴본다. 여기서, 제2연결 모드는 저전위 접촉기(104)가 턴온된 상태에서 제2스위치부(108)가 턴온되었을 때 형성된다. 제2연결 모드에서는 제1연결 모드와 달리 저전위 전기 접촉기(104)를 통해서 배터리(102)의 전압이 선로에 존재하는 저항 성분에 따라 배분되어 공통 진단 저항(105)에 인가되는 차이가 있다. 제2연결 모드가 형성되면, 진단제어부(113)는 저항 전압 측정부(110)를 통해 제2전압 신호를 수신하고, 제2전압이 기준 전압값보다 낮으면 저전위 전기 접촉기(104)에 단선이나 전류 누설 등의 고장이 발생된 것으로 판단한다. Next, a case where the low potential
한편, 상기 배터리(102)가 전기차, 하이브리드 자동차 등에 사용되는 고출력, 고전압 배터리인 경우, 제1연결모드 또는 제2연결모드가 형성되었을 때 과도한 전류가 공통 진단 저항(105)에 흐를 수 있다. 이러한 점을 감안하여, 상기 전기 접촉기 진단 장치(100)는 상기 공통 진단 저항(105)과 연결되는 과전류 보호저항(109)을 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 과전류 보호저항(109)의 저항 값을 알맞게 설정하여 공통 진단 저항(105)에 인가되는 전압을 5V 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 그러면, 저항 전압 측정부(110)를 구성하는 회로 소자의 가격을 낮출 수 있고 수명 또한 연장할 수 있는 장점이 있다. 도 2에 도시된 과전류 보호저항(109)의 연결 위치 및 개수는 예시에 불과하므로 다양한 변형이 가능함은 자명하다.When the
상기 진단제어부(113)에서 전기 접촉기들(103, 104)의 고장 여부를 판단하는데 사용되는 기준 전압값은 측정 시기, 측정 환경, 상기 과전류 보호저항(109)의 저항값 등에 의해 다양하게 설정될 수 있다.The reference voltage value used to determine whether the
상기 측정 시기는 상기 배터리(102)의 충전 상태에 따라 변동될 수 있다. 일 예로, 상기 배터리(102)가 만충전된 상태에서 전기 접촉기들(103, 104)의 진단이 수행될 경우 상기 기준 전압값은 배터리(102)의 만충전시 전압에 대응되는 높은 수준의 값으로 설정된다.The measurement time may vary depending on the state of charge of the
또한, 상기 측정 환경은 상기 전기 접촉기들(103, 104)이 모두 턴온되었는지 아니면 상기 고전위 전기 접촉기(103) 또는 저전위 전기 접촉기(104) 중 어느 하나만 턴온이 되었는지 여부에 따라 변동될 수 있다. 일 예로, 상기 고전위 전기 접촉기(103)와 저전위 전기 접촉기(104)가 모두 턴온된 상태에서 진단이 수행될 경우, 부하 효과를 고려하여 기준 전압값을 설정한다. 반면, 진단 대상이 되는 전기 접촉기(103, 104)만 선택적으로 턴온된 상태에서 진단이 수행될 경우 부하 효과를 고려하지 않은 기준 전압값을 설정할 수 있다.In addition, the measurement environment may be varied depending on whether all of the
한편, 과전류 보호저항(109)의 연결 여부 및 과전류 보호저항(109)의 저항값에 의해 상기 공통 진단 저항(105)에 인가되는 전압이 변한다. 따라서 기준 전압값은 과전류 보호저항(109)의 저항값에 따라서 다르게 설정할 수 있다.On the other hand, the voltage applied to the
바람직하게, 상기 전기 접촉기 진단 장치(100)는 상기 기준 전압값에 해당하는 데이터를 저장하는 메모리부(114)를 더 포함 할 수 있다. 상기 메모리부(114)는 RAM, ROM, EEPROM등 데이터를 기록하고 소거할 수 있다고 알려진 공지의 반도체 소자나 하드 디스크와 같은 대용량 저장매체로 이루어진다.
The electrical contactor
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 접촉기 진단 장치(101)에 대한 회로 구성도이다.3 is a circuit diagram of an electrical contactor
도 3를 참조하면, 상기 전기 접촉기 진단 장치(101)는 배터리(102)와 부하(117)를 연결하는 고전위 전기 접촉기(103)와 저전위 전기 접촉기(104) 사이에 연결되며, 공통 진단 저항(105), 스위치부(106), 저항 전압 측정부(110), 배터리 전압 측정부(118) 및 진단제어부(113)를 포함한다.3, the electrical contactor
상기 배터리(102), 부하(117), 고전위 전기 접촉기(103), 저전위 전기 접촉기(104), 공통 진단 저항(105), 스위치부(106), 저항 전압 측정부(110) 및 진단제어부(113)는 상술하였으므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.The
상기 전기 접촉기 진단 장치(101)는 배터리 전압 측정부(118)를 더 포함한다. 상기 배터리 전압 측정부(118)는 전기 접촉기 고장 진단시 배터리(102)의 전압을 측정하여 배터리 전압 신호를 상기 진단제어부(113)에 출력한다.The electrical contactor
상기 진단제어부(113)는 상기 배터리 전압 측정부(118)로부터 수신한 배터리(102)의 전압값에 따라 가변 기준 전압값을 다르게 산정한다. 그리고 가변 기준 전압값과 상기 제1전압 및 상기 제2전압을 비교하여 제1전압 또는 제2전압이 가변 기준 전압값 이하인 경우, 상기 고전위 전기 접촉기(103) 또는 상기 저전위 전기 접촉기(104)에 고장이 발생한 것으로 판단한다.The
상기 가변 기준 전압값은 상기 배터리(102)의 전압에 따라 가변된다. 따라서 상기 가변 기준 전압값을 이용하여 전기 접촉기의 고장을 진단하면 상기 배터리(102)의 충전 상태나 노화도와 관계없이 전기 접촉기의 고장 진단이 가능하다.The variable reference voltage value is variable according to the voltage of the
바람직하게, 상기 가변 기준 전압값은 메모리부(114)에 미리 저장될 수 있다.The variable reference voltage value may be stored in the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메모리부(114)에는 배터리(102)의 측정 전압에 대응되는 가변 기준 전압값이 맵핑 테이블의 형태로 미리 저장되어 있을 수 있다. 이러한 경우, 상기 진단제어부(113)는 배터리(102)의 측정 전압에 대응되는 가변 기준 전압값을 상기 맵핑 테이블을 참조하여 얻을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a variable reference voltage value corresponding to a measured voltage of the
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 진단제어부(113)는 하기 수학식에 의해 가변 기준 전압값을 계산한다.According to another embodiment of the present invention, the
(여기서, Vbat은 배터리의 측정 전압, Rdaig는 공통 진단 저항, Rtotal은 전기 접촉기 진단 장치 내부의 저항(예 : Rtotal = 공통 진단 저항 + 과전류 보호저항), Vs는 가변 기준 전압이다.)(Wherein, V bat is the measured voltage of the battery, R daig is common diagnostic resistance, R total is the resistance of the internal electrical contactor diagnosis apparatus (for example: R total = common diagnostic resistance + current protection resistor), V s is a variable voltage reference .)
상기 수학식 1의 가변 기준 전압값 Vs는 제1연결 모드 또는 제2연결 모드가 형성되었을 때 저항 성분에 따른 전압분배에 의해 공통 진단 저항 Rdiag에 인가되는 전압값이다. The variable reference voltage value V s in Equation (1) is a voltage value applied to the common diagnostic resistor R diag by voltage division according to a resistance component when the first connection mode or the second connection mode is formed.
상술한 실시예들에 있어서, 상기 전기 접촉기 진단 장치(100, 101)는 외부 디바이스와 통신 인터페이스를 형성하는 전송부(115)를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 진단제어부(113)는 상기 전송부(115)를 통해 상기 고전위 전기 접촉기(103) 또는 상기 저전위 전기 접촉기(104)의 고장 발생 여부에 관한 정보를 상기 외부 디바이스로 전송한다. 상기 진단제어부(113)는 CAN(Controller Area Network) 통신망을 통해서 외부 디바이스와 통신 인터페이스를 형성할 수 있는데 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 외부 디바이스는 배터리 분석 장치 또는 배터리가 탑재된 시스템의 제어 장치일 수 있다. In the above-described embodiments, the electrical contactor
또한 상기 전기 접촉기 진단 장치(100, 101)는 시각적 또는 청각적 경고 신호를 출력하는 경고부(116)를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 진단제어부(113)는 상기 고전위 전기 접촉기(103) 또는 상기 저전위 전기 접촉기(104)에서 고장이 발생한 경우 상기 경고부(116)를 통해 전기 접촉기(103, 104)의 고장 발생 사실을 시각적 또는 청각적으로 출력한다. The electrical contactor
일 예로, 상기 경고부(116)는 LED, LCD, 알람 경보기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 경고부(116)는 LED를 점멸하거나 LCD에 경고 메시지를 출력하거나 알람 부저음을 발생시켜 사용자에게 전기 접촉기의 고장 발생 사실을 경보할 수 있다.For example, the
또한, 상기 경고부(116)는 상기 전송부(115)와 연결된 외부 디바이스에 포함될 수 있다. 하지만 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다. 또한, 상기 LED, LCD 및 알람 경보기는 상기 경고부(116)의 일 예시에 불과하며, 여러 가지 변형된 형태의 시각적 또는 청각적 알람 장치가 경고부(116)로 채용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.The
상술한 실시예들에서, 상기 저항 전압 측정부(110) 및 상기 배터리 전압 측정부(118)는 센싱부(112, 119) 및 변환부(111, 120)를 포함한다. 상기 센싱부(112, 119)는 상기 공통 진단 저항(105) 및 배터리(102)의 전압을 측정하여 아날로그 전압 신호를 상기 변환부(111, 120)에 출력한다. 그러면, 상기 변환부(111, 119)는 수신된 아날로그 전압 신호를 디지털 전압 신호로 변환하여 상기 진단제어부(113)에 출력한다.The resistance
상기 진단제어부(113)는 본 발명에 따른 전기 접촉기 진단 제어 로직을 프로그램한 코드를 실행할 수 있는 마이크로프로세서로 구성할 수도 있고, 본 발명에 따른 전기 접촉기 진단의 제어 로직을 논리 회로로 구현한 주문형 반도체 칩으로도 구성할 수 있는데, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다.
The
본 발명에 따른 전기 접촉기 진단 장치(100, 101)는 배터리(102), 상기 배터리(102)로부터 전력을 공급받는 부하를 포함하는 배터리 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다.The electrical contactor
상기 배터리 구동 시스템의 일예로는 전기차(EV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자전거(E-Bike), 전동 공구(Power tool), 전력 저장 장치(Energy Storage System), 무정전 전원 장치(UPS), 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 휴대용 오디오 장치, 휴대용 비디오 장치 등이 될 수 있으며, 상기 부하의 일 예로는 배터리가 공급하는 전력에 의해 회전력을 제공하는 모터 또는 배터리가 공급하는 전력을 각종 회로 부품이 필요로 하는 전력으로 변환하는 전력 변환 회로일 수 있다.
Examples of the battery driving system include an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HEV), an electric bicycle (E-Bike), a power tool, an energy storage system, an uninterruptible power supply (UPS) A portable computer, a portable telephone, a portable audio device, a portable video device, and the like. An example of the load is a power supply provided by a battery or a motor that provides a rotational force by a battery, The power conversion circuit may be a power conversion circuit that converts the power to the power.
이하에서는 상술한 구성을 참고하여 전기 접촉기 진단 방법을 상세히 개시한다.Hereinafter, a method for diagnosing an electrical contactor will be described in detail with reference to the above-described configuration.
도 4는 도 2에 도시한 장치를 이용한 전기 접촉기 진단 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.FIG. 4 is a flowchart schematically showing a method of diagnosing an electrical contactor using the apparatus shown in FIG. 2. FIG.
도 2 및 도 4를 참조하면, 먼저 진단제어부(113)는 메모리부(114)에 기준 전압값을 저장한다(S310). 기준 전압값은 측정 시기, 측정 환경, 과전류 보호저항(109)의 저항값 등에 의해 다양하게 설정될 수 있음은 이미 상술 하였다.Referring to FIGS. 2 and 4, the
다음으로, 진단제어부(113)는 스위치부(106)를 제어하여 제1스위치부(107)를 선택적으로 턴온시켜 제1연결 모드를 형성한다(S320). 제1연결 모드가 형성되면, 저항 전압 측정부(110)는 진단제어부(113)의 제어에 따라 공통 진단 저항(105)의 양단에 인가된 전압을 센싱하여 제1전압 신호를 출력한다. 그러면, 진단제어부(113)는 저항 전압 측정부(105)로부터 출력되는 제1전압 신호을 수신한다(S325).Next, the
이어서, 진단제어부(113)는 스위치부(106)를 제어하여 제2스위치부(108)를 선택적으로 턴온시켜 제2연결 모드를 형성한다(S330). 제2연결 모드가 형성되면, 저항 전압 측정부(110)는 진단제어부(113)의 제어에 따라 공통 진단 저항(105)의 양단에 인가된 전압을 센싱하여 제2전압 신호를 출력한다. 그러면, 진단제어부(113)는 저항 전압 측정부(110)로부터 출력되는 제2전압 신호을 수신한다(S335).Next, the
그 다음, 상기 진단제어부(113)는 상기 저항 전압 측정부(110)로부터 출력된 제1전압 및 제2전압과 상기 메모리부(114)에 저장된 기준 전압값을 비교하여 전기 접촉기(103, 104)의 고장 여부를 판단한다(S350). 즉, 상기 진단제어부(113)는 제1전압이 상기 기준 전압값보다 낮은 경우 상기 고전위 전기 접촉기(103)에 고장이 발생한 것으로 판단한다. 그리고 상기 진단제어부(113)는 제2전압이 상기 기준 전압값보다 낮은 경우 상기 저전위 전기 접촉기(104)에 고장이 발생한 것으로 판단한다.The
상기 진단제어부(113)는 전기 접촉기(103, 104)에 고장이 발생하였다고 판단한 경우(S350의 YES), 전송부(360)를 통해 외부 디바이스 측으로 고장 신호를 전송할 수 있다(S360). 또한, 상기 진단제어부(113)는 전기 접촉기(103, 104)에 고장이 발생하였다고 판단한 경우(S350의 YES), 사용자에게 고장발생 사실을 경고하기 위해 상기 경고부(116)에 고장신호를 출력할 수 있다(S370).If the
상기 외부 디바이스에 고장신호를 전송하는 단계(S360)와 상기 경고부(116)에 고장신호를 출력하는 단계(S370)는 어느 하나만 선택적으로 수행하거나 모두 수행할 수 있다.
The step of transmitting a failure signal to the external device (S360) and the step of outputting a failure signal to the warning unit (S370) may be selectively performed or all of them may be performed.
도 5는 도 3에 도시한 장치를 이용한 전기 접촉기 진단 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart schematically showing an electrical contactor diagnostic method using the apparatus shown in FIG.
도 3 및 도 5를 참조하면, 먼저 진단제어부(113)는 메모리부(114)에 가변 기준 전압값을 저장할 수 있다(S410). 가변 기준 전압값은 맵핑 테이블의 형태로 저장될 수 있음은 이미 상술하였다. 한편, 가변 기준 전압값의 저장은 맵핑 테이블을 이용하지 않고 상기 수학식 1에 의해 계산하는 경우, 단계 S410은 생략가능하다.Referring to FIGS. 3 and 5, the
다음으로, 진단제어부(113)는 스위치부(106)를 제어하여 제1스위치부(107)를 선택적으로 턴온시켜 제1연결 모드를 형성한다(S420). 제1연결 모드가 형성되면, 저항 전압 측정부(110)는 진단제어부(113)의 제어에 따라 공통 진단 저항(105)의 양단에 인가된 전압을 센싱하여 제1전압 신호를 출력한다. 그러면, 진단제어부(113)는 저항 전압 측정부(110)로부터 출력되는 제1전압 신호을 수신한다(S425). 이어서, 진단제어부(113)는 스위치부(106)를 제어하여 제2스위치부(108)를 선택적으로 턴온시켜 제2연결 모드를 형성한다(S430). 제2연결 모드가 형성되면, 저항 전압 측정부(110)는 진단제어부(113)의 제어에 따라 공통 진단 저항(105)의 양단에 인가된 전압을 센싱하여 제2전압 신호를 출력한다. 그러면, 진단제어부(113)는 저항 전압 측정부(105)로부터 출력되는 제2전압 신호을 수신한다(S435).Next, the
한편, 진단제어부(113)는 배터리 전압 측정부(118)를 제어하여 배터리(102)의 전압을 측정하게 한다. 그러면, 진단제어부(113)는 배터리 전압 측정부(118)가 출력한 배터리 전압 신호를 수신한다(S440). 다음으로, 진단제어부(113)는 배터리 전압 신호를 이용하여 가변 기준 전압값을 계산한다(S445). 가변 기준 전압값은 상기 메모리부(114)에 미리 저장된 가변 기준 전압값 맵핑 테이블을 이용하거나 상기 수학식 1을 이용하여 계산할 수 있다.On the other hand, the
그 다음, 상기 진단제어부(113)는 상기 저항 전압 측정부(110)로부터 출력된 제1전압 및 제2전압과 가변 기준 전압값을 비교하여 전기 접촉기(103, 104)의 고장 여부를 판단한다(S450). 즉, 상기 판단부(113)는 제1전압이 상기 가변 기준 전압값보다 낮은 경우 상기 고전위 전기 접촉기(103)에 고장이 발생한 것으로 판단한다. 그리고 상기 판단부(113)는 제2전압이 상기 가변 기준 전압값보다 낮은 경우 상기 저전위 전기 접촉기(104)에 고장이 발생한 것으로 판단한다.Next, the
상기 판단부(113)는 전기 접촉기(103, 104)에 고장이 발생하였다고 판단한 경우(S350의 YES), 전송부(115)를 통해 외부 디바이스 측으로 고장 신호를 전송할 수 있다(S360). 또한, 상기 판단부(113)는 전기 접촉기(103, 104)에 고장이 발생하였다고 판단한 경우(S350의 YES), 사용자에게 고장발생 사실을 경고하기 위해 상기 경고부(116)에 고장신호를 출력할 수 있다(S370).If the
상기 외부 디바이스에 고장신호를 전송하는 단계(S360)와 상기 경고부(116)에 고장신호를 출력하는 단계(S370)는 어느 하나만 선택적으로 수행하거나 모두 수행할 수 있다.
The step of transmitting a failure signal to the external device (S360) and the step of outputting a failure signal to the warning unit (S370) may be selectively performed or all of them may be performed.
본 발명의 일 측면에 따르면, 진단 장치 내에 포함된 소자의 특성에 관계없이 전기 접촉기의 고장 여부를 판단할 수 있다. 또한, 전기 접촉기의 고장 여부의 판단 기준이 되는 기준 전압값을 설정 또는 변경이 가능하므로 실제 진단 장치의 특성 및 부하 효과를 고려하여 정확하게 전기 접촉기의 고장 여부를 진단할 수 있다. 게다가, 공통 진단 저항을 사용하여 고전위 전기 접촉기 및 저전위 전기 접촉기 모두를 진단 할 수 있으므로 장치 구현에 많은 비용이 소요되지 않는다. 더욱이, 전기 접촉기 진단시 배터리의 전압을 측정하고 이를 반영한 가변 기준 전압값에 따라 고장 여부를 판단하므로, 배터리의 충전 상태 또는 노화를 고려하여 보다 정확한 전기 접촉기의 고장 진단이 가능하다.According to an aspect of the present invention, it is possible to determine whether the electrical contactor is malfunctioning regardless of the characteristics of the elements included in the diagnostic apparatus. In addition, since the reference voltage value, which serves as a criterion for determining whether the electric contactor is faulty, can be set or changed, it is possible to accurately diagnose whether or not the electric contactor is faulty, taking into consideration the characteristics of the diagnostic apparatus and the load effect. In addition, common diagnostic resistors can be used to diagnose both high and low potential electrical contactors, so that the device implementation is not expensive. Further, when the electrical contactor is diagnosed, the voltage of the battery is measured, and it is determined whether the failure is caused by the variable reference voltage value that reflects the voltage. Thus, more accurate diagnosis of the electrical contactor can be performed considering the state of charge or aging of the battery.
한편, 전송부를 통해서 배터리가 장착된 장치의 제어기나 외부 디바이스로 전기 접촉기의 고장 사실을 알릴 수 있는 이점이 있다. 또한, 고장 발생시 경고부를 통해서 사용자에게 전기 접촉기의 고장 발생사실을 경고하여 사용자로 하여금 적절한 조치를 취하게 할 수 있다.
On the other hand, there is an advantage that a failure of the electric contactor can be notified to a controller or an external device of a device equipped with a battery through a transfer unit. In addition, when a failure occurs, the user can be informed of the occurrence of a failure of the electrical contactor through the warning unit, thereby enabling the user to take appropriate measures.
한편, 본 발명을 설명함에 있어, 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 전기 접촉기 진단 장치(100, 101)에 대한 각 구성은 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.In the meantime, in describing the present invention, each configuration of the
즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위하여 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관하게 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.
That is, since each configuration corresponds to a logical component for realizing the technical idea of the present invention, even if each component is integrated or separated, if the functions performed by the logical configuration of the present invention can be realized, And it is to be understood that any component that performs the same or similar function should be construed as being within the scope of the present invention irrespective of the consistency of the name.
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 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.
1 : 메인 커넥터 점검 회로 2 : 고전압 배터리 팩
3 : 플러스 메인 커넥터 4 : 제너다이오드
5 : 과전류 보호저항 6 : 정전류 다이오드
7 : 발광 다이오드 8 : 마이너스 메인 커넥터
100, 101 : 전기 접촉기 진단 장치 102 : 배터리
103 : 고전위 전기 접촉기 104 : 저전위 전기 접촉기
105 : 공통 진단 저항 106 : 스위치부
107 : 제1스위치부 108: 제2스위치부
109 : 과전류 보호저항 110 : 저항 전압 측정부
111 : 센싱부 112 : 변환부
113 : 진단제어부 114 : 메모리부
115 : 전송부 116 : 경고부
117 : 부하 118 : 배터리 전압 측정부
119 : 센싱부 120 : 변환부1: Main connector check circuit 2: High voltage battery pack
3: Plus main connector 4: Zener diode
5: Overcurrent protection resistor 6: Constant current diode
7: Light emitting diode 8: Negative main connector
100, 101: Electrical contactor diagnostic device 102: Battery
103: high potential electrical contactor 104: low potential electrical contactor
105: common diagnosis resistor 106: switch part
107: first switch unit 108: second switch unit
109: Overcurrent protection resistor 110: Resistance voltage measurement unit
111: sensing unit 112: conversion unit
113: diagnosis control section 114: memory section
115: Transmission unit 116: Warning unit
117: load 118: battery voltage measuring unit
119: sensing unit 120: conversion unit
Claims (20)
상기 고전위 전기 접촉기와 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 판별하는데 사용되는 공통 진단 저항;
상기 공통 진단 저항을 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 음극 단자 사이(제1연결 모드), 또는 상기 저전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 양극 단자 사이(제2연결 모드)에 선택적으로 연결되는 스위치부;
상기 제1연결 모드 및 상기 제2연결 모드에서 상기 공통 진단 저항에각각 인가되는 제1전압 및 제2전압을 측정하는 저항 전압 측정부; 및
상기 제1전압 및 제2전압을 이용하여 상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 판별하는 진단제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치.A device for diagnosing the failure of a high potential electrical contactor and a low potential electrical contactor connecting a battery and a load,
A common diagnostic resistor used to determine whether the high potential electrical contactor and the low potential electrical contactor have failed;
The common diagnostic resistor is connected between the high potential electrical contactor and the negative terminal of the battery (first connection mode), or between the low potential electrical contactor and the positive terminal of the battery (second connection mode) ;
A resistance voltage measuring unit for measuring a first voltage and a second voltage respectively applied to the common diagnostic resistor in the first connection mode and the second connection mode; And
And a diagnosis controller for determining whether the high potential electrical contactor or the low potential electrical contactor is faulty using the first voltage and the second voltage.
상기 제1연결 모드 또는 상기 제2연결 모드에서 상기 공통 진단 저항과 연결되는 과전류 보호저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치.The method according to claim 1,
Further comprising an overcurrent protection resistor connected to the common diagnostic resistor in the first connection mode or the second connection mode.
상기 스위치부는,
상기 제1연결 모드에서 상기 공통 진단 저항을 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 음극 단자 사이에 연결하는 제1스위치부와,
상기 제2연결 모드에서 상기 공통 진단 저항을 상기 저전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 양극 단자 사이에 연결하는 제2스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
A first switch unit for connecting the common diagnostic resistor in the first connection mode between the high potential electrical contactor and the negative terminal of the battery,
And a second switch portion for connecting the common diagnostic resistor in the second connection mode between the low potential electrical contactor and the positive terminal of the battery.
상기 저항 전압 측정부는 상기 진단 저항의 전압을 센싱하는 센싱부; 및
상기 센싱부에서 수신한 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환하는 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치.The method according to claim 1,
Wherein the resistance voltage measuring unit comprises: a sensing unit for sensing a voltage of the diagnostic resistor; And
And a conversion unit converting the analog voltage value received by the sensing unit into a digital voltage value.
상기 진단제어부는 상기 제1전압과 상기 제2전압을 기준 전압값과 비교하여 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 저전위 전기 접촉기의 고장을 진단하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치.The method according to claim 1,
Wherein the diagnosis control unit diagnoses a failure of the high potential electrical contactor and the low potential electrical contactor by comparing the first voltage and the second voltage with a reference voltage value.
상기 기준 전압값이 저장된 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치.6. The method of claim 5,
Further comprising a memory unit for storing the reference voltage value.
상기 배터리의 전압을 측정하는 배터리 전압 측정부를 더 포함하고,
상기 진단제어부는, 상기 제1전압과 상기 제2전압을 상기 배터리 전압 측정부에서 측정한 배터리의 전압값에 대응하는 가변 기준 전압값과 비교하여 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 저전위 전기 접촉기의 고장을 진단하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치.The method according to claim 1,
And a battery voltage measuring unit for measuring a voltage of the battery,
Wherein the diagnosis control unit compares the first voltage and the second voltage with a variable reference voltage value corresponding to a voltage value of the battery measured by the battery voltage measuring unit to detect a malfunction of the high potential electrical contactor and the low potential electrical contactor And diagnoses the electric contactor.
상기 가변 기준 전압값이 저장된 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치.8. The method of claim 7,
Further comprising a memory unit for storing the variable reference voltage value.
상기 진단제어부는 하기 수학식에 의해 가변 기준 전압값을 계산하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치.
<수학식>
(여기서, Vbat은 배터리의 측정 전압, Rdaig는 공통 진단 저항, Rtotal은 전기 접촉기 진단 장치 내부의 저항, Vs는 가변 기준 전압이다.)8. The method of claim 7,
Wherein the diagnostic control unit calculates a variable reference voltage value by the following equation.
≪ Equation &
(Where V bat is the measured voltage of the battery, R daig is the common diagnostic resistance, R total is the resistance inside the electrical contactor diagnostic device, and V s is the variable reference voltage).
외부 디바이스와 통신 인터페이스를 형성하는 전송부를 더 포함하고,
상기 진단제어부는 상기 전송부를 통해 상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 발생 여부에 관한 정보를 상기 외부 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a transmitting unit forming a communication interface with an external device,
Wherein the diagnostic control unit transmits information on whether or not the high-potential electrical contactor or the low-potential electrical contactor has failed through the transfer unit to the external device.
상기 외부 디바이스는 배터리 분석 장치 또는 배터리가 탑재된 시스템의 제어 장치임을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the external device is a battery analyzer or a controller of a system on which a battery is installed.
시각적 또는 청각적 경고 신호를 출력하는 경고부를 더 포함하고,
상기 진단제어부는 상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기에서 고장이 발생된 경우 상기 경고부를 통해 시각적 또는 청각적 경고 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a warning section for outputting a visual or auditory warning signal,
Wherein the diagnostic control unit outputs a visual or auditory warning signal through the warning unit when a failure occurs in the high potential electrical contactor or the low potential electrical contactor.
상기 배터리와 부하를 연결하는 선로상에 위치하는 전기 접촉기;
상기 전기 접촉기의 고장여부를 진단하는 상기 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 전기 접촉기 진단 장치; 및
상기 배터리로부터 전력을 공급받는 부하;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 구동 시스템.battery;
An electrical contactor positioned on a line connecting the battery and the load;
The electrical contactor diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 12, which diagnoses whether or not the electrical contactor is faulty. And
And a load that is supplied with power from the battery.
상기 부하는 전기구동 수단 또는 휴대용 기기임을 특징으로 하는 배터리 구동 시스템.14. The method of claim 13,
Wherein the load is an electric drive means or a portable device.
(a) 상기 공통 진단 저항을 상기 고전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 음극 단자 사이(제1연결 모드), 또는 상기 저전위 전기 접촉기와 상기 배터리의 양극 단자 사이(제2연결 모드)에 선택적으로 연결하는 단계;
(b) 상기 제1연결 모드와 상기 제2연결 모드에서 상기 공통 진단 저항에 각각 인가되는 제1전압과 제2전압을 측정하는 단계; 및
(c) 상기 제1전압 및 제2전압을 이용하여 상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 판별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 방법.A method for diagnosing failure of a high potential electrical contactor and a low potential electrical contactor for connecting a battery and a load using a common diagnostic resistor,
(a) selectively connecting the common diagnostic resistor between the high potential electrical contactor and the negative terminal of the battery (first connection mode) or between the low potential electrical contactor and the positive terminal of the battery (second connection mode) ;
(b) measuring a first voltage and a second voltage respectively applied to the common diagnostic resistor in the first connection mode and the second connection mode; And
(c) determining whether the high-potential electrical contactor or the low-potential electrical contactor is faulty using the first voltage and the second voltage.
상기 (c) 단계는, 상기 제1전압 및 제2전압을 기준 전압값과 비교하여 상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 판별하는 단계; 임을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 방법.16. The method of claim 15,
Comparing the first voltage and the second voltage with a reference voltage value to determine whether the high potential electrical contactor or the low potential electrical contactor is malfunctioning; Wherein the electrical contactor is electrically connected to the electrical contactor.
상기 배터리의 전압을 측정하는 단계;를 더 포함하며,
상기 (c)단계는, 상기 제1전압 및 제2전압을 상기 측정된 배터리의 전압에 해당하는 가변 기준 전압값과 비교하여 상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 여부를 판별하는 단계;임을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 방법.16. The method of claim 15,
And measuring the voltage of the battery,
The step (c) includes comparing the first voltage and the second voltage with a variable reference voltage value corresponding to the measured battery voltage to determine whether the high-potential electric contactor or the low-potential electric contactor is faulty Wherein the electrical contactor is electrically connected to the electrical contactor.
상기 가변 기준 전압값은, 하기 수학식에 의해 계산하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 방법.
<수학식>
(여기서, Vbat은 배터리의 측정 전압, Rdaig는 공통 진단 저항, Rtotal은 전기 접촉기 진단 장치 내부의 저항, Vs는 가변 기준 전압이다.)18. The method of claim 17,
Wherein the variable reference voltage value is calculated by the following equation.
≪ Equation &
(Where V bat is the measured voltage of the battery, R daig is the common diagnostic resistance, R total is the resistance inside the electrical contactor diagnostic device, and V s is the variable reference voltage).
상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 발생 여부에 관한 정보를 외부 디바이스로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 방법.16. The method of claim 15,
Further comprising the step of transmitting information on whether the high-potential electrical contactor or the low-potential electrical contactor has failed, to an external device.
상기 고전위 전기 접촉기 또는 상기 저전위 전기 접촉기의 고장 발생시 이를 사용자에게 시각적 또는 청각적 경고를 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접촉기 진단 방법.16. The method of claim 15,
Further comprising the step of providing a visual or audible warning to the user when a failure occurs in the high potential electrical contactor or the low potential electrical contactor.
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