KR101622194B1 - 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치 - Google Patents

배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101622194B1
KR101622194B1 KR1020140150091A KR20140150091A KR101622194B1 KR 101622194 B1 KR101622194 B1 KR 101622194B1 KR 1020140150091 A KR1020140150091 A KR 1020140150091A KR 20140150091 A KR20140150091 A KR 20140150091A KR 101622194 B1 KR101622194 B1 KR 101622194B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
unit
charging
voltage
output
Prior art date
Application number
KR1020140150091A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160050918A (ko
Inventor
강병영
Original Assignee
영화테크(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 영화테크(주) filed Critical 영화테크(주)
Priority to KR1020140150091A priority Critical patent/KR101622194B1/ko
Publication of KR20160050918A publication Critical patent/KR20160050918A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101622194B1 publication Critical patent/KR101622194B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/18—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치에 관한 것으로서, 완속 충전부와 배터리 관리 시스템을 일체화시켜 전기 차량의 배터리 보호 기능을 증대시키는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전원을 공급하는 전원부(10)와, 배터리(300)와, 상기 전원부(10)로부터 인가되는 전압에 따라 배터리의 충전을 수행하는 완속 충전부(100)를 포함하여 이루어지는 전기 차량용 배터리 충전 장치에 있어서, 상기 전원부(10)로부터 인가되는 전압과 온 모드 충전부의 출력전압을 감지하여 상기 완속 충전부(100)의 충전 동작을 제어하는 배터리 보호부(200)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치{Battery Charging Apparatus for Electric Vehicles Having Battery Protection Function}
본 발명은 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전기 자동차에 배터리를 충전하는 완속 충전부(OBC: On-Board Charger)와 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System)을 일체화하여 상기 완속 충전부에서 배터리의 내부 저항을 측정하여 충전 장치의 손상을 방지하고, 전기 시스템을 진단할 수 있도록 한 전기 차량용 배터리 충전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기 차량이라 함은 배터리의 전기동력에 의해 구동되는 차량을 의미한다.
상기한 전기 차량은, 내연기관인 엔진을 사용하지 않고 전기모터에 의해서만 구동되는 전기 자동차(EV;Electric Vehicle), 엔진과 전기모터 모두를 사용하는 하이브리드 전기 자동차(HEV; Hybrid Electric Vehicle), 전기 콘센트에 플러그를 꼽아 충전할 수 있는 플러그 인 하이브리드 자동차(PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 등으로 구분할 수 있다
넓은 의미의 하이브리드 자동차는 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합한 차량을 의미하는데, 하이브리드 전기 자동차(HEV; Hybrid Electric Vehicle)는 연료를 연소시켜 구동력을 얻는 엔진과 배터리의 전력으로 구동되는 전기모터를 사용하여 차량을 구동시킨다.
상기 하이브리드 전기 자동차는 엔진과 전기모터의 구동방식을 다양하게 구성할 수 있으며, 현재에는 병렬형과 직렬형이 사용되고 있다.
상기한 병렬형은, 엔진이 배터리를 충전시키면서 전기모터와 함께 차량을 직접 구동시키는 구조로서, 구조가 직렬형보다 상대적으로 복잡하고 제어 로직이 복잡하다는 단점이 있다.
그러나 병렬형은 엔진의 기계적 에너지와 배터리의 전기에너지를 동시에 사용할 수 있다는 장점이 있어 승용차 등에 널리 채택되고 있다.
또한, 병렬형은 엔진과 전기모터의 최적 작동영역을 이용하므로 구동 시스템 전체의 연비를 향상시킬 수 있고, 제동시에는 전기모터로 에너지를 회수하므로 효율적인 에너지의 이용이 가능하다는 장점도 있다(본 명세서에서는 상기한 차량 들을 통칭하여 '전기 차량'이라 부르기로 한다).
최근에는 연비를 개선하고 보다 환경 친화적인 차량을 개발하기 위해 전기 차량에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
상기 전기 차량에는 차량 제어기가 탑재되어 있고, 시스템을 구성하는 각 장치별로 제어기를 구비하고 있다.
예컨대, 상기 전기 차량에는, 엔진 작동의 전반을 제어하는 엔진 제어기(ECU; Engine Control Unit), 전기모터 작동의 전반을 제어하는 모터 제어기(MCU; Motor Control Unit), 변속기를 제어하는 변속기 제어기(TCU; Transmission Control Unit), 배터리 상태를 감시하고 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System), 실내 온도 제어를 담당하는 자동온도 제어기(FATC; Full Auto Temperature Controller) 등이 구비되어 있다.
또한 전기 차량은, 상기한 각 제어기들의 구동 제어 및 하이브리드 운전모드 설정 등을 제어하는 최상위 제어기를 구비하고 있다.
상기한 각 제어기들은 최상위 제어기를 중심으로 고속 캔(CAN) 통신라인으로 연결되어, 제어기들 상호 간에 정보를 주고 받으면서 상위 제어기가 하위 제어기에 명령을 전달하도록 구성되어 있다.
또한, 전기 차량에는 전기모터의 구동전력을 제공하는 고전압 배터리(메인 배터리)가 필수적으로 장착되며, 상기 고전압 배터리는 차량의 운행 중에 충전 또는 방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급한다.
상기 고전압 배터리는, 모터 보조(Motor Assist) 모드시 전기에너지를 공급(방전)하고, 회생 제동시나 엔진 구동시에는 전기에너지를 저장(충전)한다.
이때, 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System)은, 배터리 충전 상태(SOC; State Of Charge), 가용 충전파워, 가용 방전파워 등을 MCU에 전송하여 배터리의 안전상태 유지 및 수명 관리 등을 수행한다.
한편, 전기 차량에는 전기모터(구동모터)의 구동전력을 제공하는 메인배터리(고전압 배터리)와 함께, 차량 전장품의 구동전력을 제공하는 보조배터리(저전압 배터리)가 탑재된다.
상기한 보조배터리에는, 고전압과 저전압 사이의 출력변환을 위한 저전압 DC/DC 컨버터(Low Voltage DC/DC Converter, 이하 '컨버터'라 약칭한다)가 연결된다.
상기한 컨버터는, 차량의 고전압 배터리로부터 나오는 고전압의 직류전압을 저전압의 직류전압으로 변환하여 보조배터리를 충전하고, 차량의 전장부하량을 모니터링하는 기능을 갖는다.
그런데, 종래의 컨버터는 배터리의 역전압이 발생하거나 또는 저전압이 발생하는 경우에도 충전을 실행함으로써, 차량 배터리 및 충전 장치를 파손시킬 우려가 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 완속 충전부(OBC; On-Board Charger)와 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System)을 일체화시켜 전기 자동차의 배터리 보호 기능을 증대시키는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 배터리 충전시 과충전 방지를 위한 출력 전압을 제어할 수 있고, 배터리 위험 경보를 발생할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 배터리 내부 저항을 측정하여 배터리 피로도를 검출할 수 있고, 초기 출고시의 배터리 만충 전압 및 노후화에 따른 만충 전압을 누적적으로 관리하여 배터리의 성능을 효율적으로 분석할 수 있도록 하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 보호 기능을 갖는 차량용 배터리 충전 장치는, 전원을 공급하는 전원부와, 배터리와, 상기 전원부로부터 인가되는 전압에 따라 배터리의 충전을 수행하는 완속 충전부를 포함하여 이루어지는 전기 차량용 배터리 충전 장치에 있어서, 상기 전원부로부터 인가되는 전압과 완속 충전부의 출력전압을 감지하여 상기 완속 충전부의 충전 동작을 제어하는 배터리 보호부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 완속 충전부는 AC-DC 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리 보호부는, 상기 전원부로부터 상기 완속 충전부 측으로 공급되는 전압을 센싱하는 입력센싱부; 상기 완속 충전부로부터 상기 배터리 측으로 공급되는 전압을 센싱하는 출력센싱부; 및 상기 입력센싱부 및 상기 출력센싱부의 출력에 대응하여 상기 완속 충전부의 동작을 제어함으로써, 상기 배터리의 충전 상태를 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로 컨트롤 유닛은, 상기 입력센싱부 및 상기 출력센싱부의 출력 전압이 정상인 경우 상기 완속 충전부의 충전 동작을 정상적으로 제어하고, 상기 출력전압이 기 설정된 전압 이상인 경우 상기 완속 충전부의 충전 동작을 중지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로 컨트롤 유닛은, 상기 출력전압이 기 설정된 전압 이상인 경우 외부에 배터리 위험 경보를 발생하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 완속 충전부는 차량 탑재형 OBC(On-Board Charger)에 탑재되는 것을 특징으로 한다.
또한, 배터리 보호부는 상기 완속 충전부에 일체화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 완속 충전부(OBC; On-Board Charger)와 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System)을 일체화시킴으로써, 전기 차량의 배터리 보호 기능을 증대시키고 배터리의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배터리 충전시 과충전 방지를 위한 출력 전압을 제어할 수 있고, 배터리 위험 경보를 발생할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 배터리 내부 저항을 측정하여 배터리 피로도를 검출할 수 있고, 초기 출고시의 배터리 만충 전압 및 노후화에 따른 만충 전압을 누적적으로 관리하여 배터리의 성능을 효율적으로 분석할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치에 관한 구성도를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 배터리 충전장치는, 전원부(10), 완속 충전부(OBC; On-Board Charger)(100), 배터리 보호부(200) 및 배터리(300)를 포함한다.
상기 배터리는 리튬 배터리로 구성될 수 있으며, 리튬 배터리는 여러 장점들 을 지니고 있어 전기 차량의 구동원으로서 널리 사용될 것으로 전망되고 있다.
그런데 상기한 리튬 배터리는 과온, 과충전 등에 의해 배터리를 손상시킬 수 있으므로, 본 발명에서는 리던던시(Redundancy)를 고려하여 배터리 보호부(200)를 장착하고 있다.
상기한 전원부(10)는, 완속 충전부(OBC; On-Board Charger)(100)에 필요한 전원을 공급하며, 사용전원으로서 AC 전원을 공급할 수 있다.
상기 완속 충전부(100)는 AC-DC 컨버터를 포함하여 구성되어 차량 내부에 구비된 충전 장치이다. 상기 AC-DC 컨버터는 전원부(10)로부터 인가되는 AC(교류) 전원을 DC(직류) 고전압으로 변환하여 배터리(300)에 공급한다.
AC-DC 컨버터는, 마이크로 컨트롤 유닛(230)의 제어에 따라 배터리 허용 전압에 맞게 승압하여 배터리(300)를 충전한다.
또한, 완속 충전부는 차량 탑재형 OBC(On-Board Charger)에 탑재될 수 있다.
또한, 배터리 보호부(200)는, 입력센싱부(210), 출력센싱부(220) 및 마이크로 컨트롤 유닛(230)을 포함하여 구성된다.
상기 입력센싱부(210)는, 전원부(10)에서 AC-DC 컨버터(100) 측으로 공급되는 입력전압(또는, 전류)를 센싱하여 마이크로 컨트롤 유닛(230)에 출력한다. 상기 입력센싱부(210)는 전원부(10) 및 AC-DC 컨버터의 양극 단자에 연결될 수 있다.
또한, 출력센싱부(220)는 AC-DC 컨버터(100)에서 배터리(300) 측으로 공급되는 출력전압(또는, 전류)를 센싱하여 마이크로 컨트롤 유닛(230)에 출력한다. 상기 출력센싱부(220)는 배터리(300)의 양극 단자에 구비될 수 있다.
또한, 마이크로 컨트롤 유닛(230)은, 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System) 기능을 수행하며, AC-DC 컨버터의 동작을 제어한다.
여기서, AC-DC 컨버터를 포함하는 완속 충전부(100)와 배터리 보호부(200)를 포함하는 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System)은 일체로 구성된다.
이에 따라 본 발명에 따른 배터리 충전장치는, 전기 에너지만으로 구동되는 전기 자동차나 플러그인 하이브리드 자동차에도 용이하게 장착될 수 있다.
상기 마이크로 컨트롤 유닛(230)은, 입력센싱부(210)와 출력센싱부(220)로부터 인가되는 전압(또는, 전류)를 측정하여 배터리 충전 상태(SOC; State Of Charge)를 제어하고, 배터리 노후화(SOH; State Of Health) 상태를 백업(Backup)하고 감지한다.
본 발명에 따른 배터리(300)로는 리튬 이온(Li-ion) 전지가 사용되는 것이 바람직하나, 배터리의 종류는 이에 한정되지 아니한다. 예컨대 니켈 금속수소(Ni-MH) 전지로 구성될 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저 마이크로 컨트롤 유닛(230)에서 입력센싱부(210)와 출력센싱부(220)로부터 인가되는 전압(또는, 전류)을 검출한다(단계 S1).
이어서 마이크로 컨트롤 유닛(230)은, 입력센싱부(210)와 출력센싱부(220)로부터 인가되는 전압(또는, 전류)을 미리 설정된 기준 전압과 비교하여, 배터리(300)의 전기적인 상태가 충전 가능한 상태인지 여부를 판단한다(단계 S2).
그리고 마이크로 컨트롤 유닛(230)은, 입력센싱부(210)와 출력센싱부(220)로부터 인가되는 전압(또는, 전류)를 센싱하여, 검출된 전압이 정상인 경우 배터리(300)에 대한 AC-DC 컨버터의 충전 동작을 정상적으로 제어한다(단계 S3).
이와 같이 충전된 배터리(300)는 전기 차량의 동력원으로 사용되며, 차량에 설치된 각종 전자제어유닛, 예를 들면 제동 장치의 전자제어유닛, 현가 장치의 전자제어유닛, 조향 장치의 전자 제어 유닛 등의 구동을 위해 사용될 수 있다.
한편, 마이크로 컨트롤 유닛(230)은, 입력센싱부(210)와 출력센싱부(220)로부터 인가되는 전압(또는, 전류)이 정상이 아닌 것으로 검지할 경우, AC-DC 컨버터를 제어하여 배터리(300)의 충전 동작을 중지시킨다(단계 S4).
또한, 입력센싱부(210)와 출력센싱부(220)로부터 인가되는 전압(또는, 전류)이 기 설정된 전압 이상인 경우, 배터리(300)의 피로도가 가중될 수 있다고 판단한다.
예를 들어, 정전류의 충전시의 배터리(300) 전압에서 충전 전의 배터리(300) 전압을 빼고, 이를 충전전류로 나눈 값을 배터리(300)의 내부 저항으로 하여, 배터리(300)의 피로도를 판단할 수 있다.
이에 따라, 마이크로 컨트롤 유닛(230)은, AC-DC 컨버터(100)의 동작을 선택적으로 제어하여 배터리(300)에 인가되는 충전전압(또는, 전류) 레벨을 제어할 수 있다.
또한, 상기 마이크로 컨트롤 유닛(230)은, 입력센싱부(210)와 출력센싱부(220)로부터 인가되는 전압(또는, 전류)를 감지하여 배터리(300)의 상태를 체크하고 배터리를 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 마이크로 컨트롤 유닛(230)은, 입력센싱부(210) 또는 출력센싱부(220)로부터 인가되는 전압(또는, 전류)이 고전압 레벨인 경우, 배터리(300)가 과충전된 된 것으로 판단한다.
이 경우 마이크로 컨트롤 유닛(230)은, AC-DC 컨버터의 동작을 제어하여 출력 전압을 일정 전압 이하로 낮춤으로써 배터리(300)의 과충전을 방지할 수 있다.
또한, 차량의 초기 출고시 만충 전압의 입력 값에서 배터리(300) 노후화에 따른 만충 전압을 검지한다.
그리고 정전류 충전시의 배터리(300) 전압의 상승분을 검지하고 배터리(300) 전압이 일정하게 유지될 때를 완충전압으로 판단한다. 이때 상기 마이크로 컨트롤 유닛(230)은 배터리(300)의 충전 완료 상태를 차량의 상위 제어기에 전달한다.
또한, 상기한 마이크로 컨트롤 유닛(230)은 차량이 폐차될 때까지의 측정값을 내부의 메모리부에 누적하여 관리한다.
이에 따라, 상기 마이크로 컨트롤 유닛(230)에 저장된 정보는 배터리(300)의 성능 분석 인자로 활용할 수도 있고, 필요에 따라 차량의 고장 원인 분석에도 사용될 수 있다.
또한, 마이크로 컨트롤 유닛(230)은, 입력센싱부(210) 또는 출력센싱부(220)로부터 인가되는 전압(또는, 전류)이 일정 전압 레벨 이상의 고전압 레벨인 경우, 배터리(300)가 과충전되었다고 판단하여 배터리(300) 과충전 위험 경보를 발생한다.
이에 따라, 외부의 사용자가 배터리(300)의 과충전 상태를 용이하게 인지할 수가 있다.
또한, 마이크로 컨트롤 유닛(230)은, 입력센싱부(210) 또는 출력센싱부(220)로부터 인가되는 전압(또는, 전류)이 일정 전압 레벨 이상의 고전압 레벨인 경우, 배터리(300)의 과충전을 방지하기 위하여 충전 종료 전압을 설정한다.
여기서, 상기 충전 종료 전압의 레벨은 마이크로 컨트롤 유닛(230)의 내부 메모리에 저장될 수 있다.
이에 따라, 입력센싱부(210) 또는 출력센싱부(220)로부터 인가되는 전압(또는, 전류)이 일정 전압 레벨 이상의 고전압 레벨인 경우, AC-DC 컨버터(100)의 동작을 종료시켜 배터리(300)에 더 이상의 충전전압이 인가되지 않도록 제어한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 전원을 공급하는 전원부(10)와, 배터리(300)와, 상기 전원부(10)로부터 인가되는 전압에 따라 배터리의 충전을 수행하는 완속 충전부(100)를 포함하여 이루어지는 전기 차량용 배터리 충전 장치에 있어서,
    상기 전원부(10)로부터 인가되는 전압과 완속 충전부의 출력전압을 감지하여 상기 완속 충전부(100)의 충전 동작을 제어하는 배터리 보호부(200)를 더 포함하고,
    상기 완속 충전부(100)는 AC-DC 컨버터를 포함하며,
    상기 배터리 보호부(200)는,
    상기 전원부(10)로부터 상기 완속 충전부(100) 측으로 공급되는 전압을 센싱하는 입력센싱부(210);
    상기 완속 충전부(100)로부터 배터리 측으로 공급되는 전압을 센싱하는 출력센싱부(220); 및
    상기 입력센싱부(210) 및 상기 출력센싱부(220)의 출력에 대응하여 상기 완속 충전부(100)의 동작을 제어함으로써, 배터리의 충전 상태를 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛(230)을 포함하여 이루어지고,
    상기 마이크로 컨트롤 유닛(230)은,
    상기 입력센싱부(210) 및 상기 출력센싱부(220)의 출력 전압이 정상인 경우 상기 완속 충전부(100)의 충전 동작을 정상적으로 제어하고,
    상기 출력전압이 기 설정된 전압 이상인 경우 상기 완속 충전부(100)의 충전 동작을 중지시키며,
    상기 입력센싱부(210) 및 상기 출력센싱부(220)로부터 인가되는 전압 또는 전류를 측정하여 배터리 충전상태를 제어하고, 배터리 노후화 상태를 백업하고 이를 감지하며,
    정전류의 충전시의 배터리(300) 전압에서 충전 전의 배터리(300) 전압을 빼고, 이를 충전전류로 나눈 값을 배터리(300)의 내부 저항으로 하여, 배터리(300)의 피로도를 판단하고,
    상기 마이크로 컨트롤 유닛(230)은,
    상기 출력전압이 기 설정된 전압 이상인 경우 외부에 배터리 위험 경보를 발생하고,
    상기 완속 충전부(100)는 차량 탑재형 OBC(On-Board Charger)에 탑재되며,
    배터리 보호부(200)는 상기 완속 충전부(100)에 일체화되는 것을 특징으로 하는 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020140150091A 2014-10-31 2014-10-31 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치 KR101622194B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140150091A KR101622194B1 (ko) 2014-10-31 2014-10-31 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140150091A KR101622194B1 (ko) 2014-10-31 2014-10-31 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160050918A KR20160050918A (ko) 2016-05-11
KR101622194B1 true KR101622194B1 (ko) 2016-05-18

Family

ID=56025783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140150091A KR101622194B1 (ko) 2014-10-31 2014-10-31 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101622194B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113702853A (zh) * 2021-07-14 2021-11-26 深圳市有为信息技术发展有限公司 一种车载电池健康状况的检测装置及其检测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013090459A (ja) 2011-10-18 2013-05-13 Toyota Motor Corp 電気自動車用充電装置
JP2013090496A (ja) * 2011-10-20 2013-05-13 Toyota Motor Corp 電気自動車用充電装置
KR101450305B1 (ko) 2011-02-10 2014-10-21 주식회사 만도 배터리 충전 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101450305B1 (ko) 2011-02-10 2014-10-21 주식회사 만도 배터리 충전 장치
JP2013090459A (ja) 2011-10-18 2013-05-13 Toyota Motor Corp 電気自動車用充電装置
JP2013090496A (ja) * 2011-10-20 2013-05-13 Toyota Motor Corp 電気自動車用充電装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160050918A (ko) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9981567B2 (en) Battery controller
US9956882B2 (en) Electric power storage system
US9774193B2 (en) Battery cell charge balancing
JP5677261B2 (ja) 蓄電システム
US9929674B2 (en) Power supply system for vehicle
JP5775935B2 (ja) 電池システムの監視装置およびこれを備えた蓄電装置
JP5301657B2 (ja) 蓄電装置
JP5854242B2 (ja) 電動車両を用いた電力供給装置
US20110148361A1 (en) Battery system and method for detecting current restriction state in a battery system
KR101927124B1 (ko) 배터리 고장 방지 장치
US9325181B2 (en) Battery overcharge monitoring system and method
JP2013540415A (ja) 低電圧領域と高電圧領域を有する電流供給システムのためのバッテリー管理システム
US9381824B2 (en) Circuit and method for detection of battery cell drain
JP2012505628A (ja) 車両および他の大容量適用のためのＬｉイオン電池アレイ
KR101622193B1 (ko) 절연저항 측정장치 및 이를 포함하는 차량용 고전압 전원 분배 장치
JP6250164B2 (ja) エネルギー貯蔵システムのバランス調整を行うための方法及び装置
EP3545320A1 (en) Method and arrangment for classifying a voltage fault condition in an electrical storage system
EP3468830A1 (en) A method and a device for controlling the operation of an energy storage system in a vehicle
US11603011B2 (en) Lithium plating detection and mitigation in electric vehicle batteries
JP5938633B2 (ja) 電池の充電可否判断装置
KR101622194B1 (ko) 배터리 보호 기능을 갖는 전기 차량용 배터리 충전 장치
CN110949131A (zh) 车辆电气负载甩负荷
KR101735738B1 (ko) 과충전 방지 장치 및 이의 고장 진단 방법
KR102017573B1 (ko) 전기 자동차의 충전 제어장치 및 그 방법
KR20220096838A (ko) 전기 차량용 배터리 충전 장치 및 충전 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190513

Year of fee payment: 4