KR101641762B1 - 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치는, 메인 릴레이부가 온(ON) 상태가 되기 전에, 온 상태가 되어 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추는 프리차지 릴레이부; 상기 프리차지 릴레이부가 온 상태가 되면, 상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추기 위해 인가되는 프리차지 저항; 상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류의 전류값을 측정하는 전류센서부; 및 상기 프리차지 릴레이부를 온 또는 오프(OFF) 상태로 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 전류센서부를 통해 측정된 전류값이 소정의 설정값 이상에 해당하는 경우, 상기 제어부는 상기 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태에 따라 상기 프리차지 릴레이부를 제어하는 것을 포함한다.

Description

프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치 및 방법{Apparatus and method for preventing damage of precharge resistance and relay}
본 발명은 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 메인 릴레이부가 온(ON) 상태가 되기 전에 프리차지 릴레이부가 온 상태가 되면 배터리에 유입되거나 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추기 위해 프리차지 저항이 인가되면, 전류센서부를 통해 배터리에 유입되거나 배터리로부터 유출되는 전류의 전류값을 측정하여, 측정된 전류값이 소정의 설정값 이상에 해당하는 경우 제어부가 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태에 따라 프리차지 릴레이부를 제어함으로써, 프리차지 저항 및 릴레이에 과도한 전류가 흐르는 경우 프리차지 저항 및 릴레이의 파손을 방지할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle), 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 또는 가정용 또는 산업용으로 이용되는 중대형 배터리를 이용하는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS)이나 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 시스템 등에 보편적으로 응용되고 있다.
이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
2차 전지는 휴대 단말 등의 배터리로 구현되는 경우는 반드시 그러하지 않을 수 있으나, 상기와 같이 전기 차량 또는 에너지 저장원 등에 적용되는 배터리는 통상적으로 단위 이차전지 셀(cell)이 복수 개 집합되는 형태로 사용되어 고용량 환경에 적합성을 높이게 된다.
이와 같은 배터리, 특히 다수의 2차 전지가 충전과 방전을 번갈아 가면서 수행하는 경우에는 이들의 충방전을 효율적으로 제어하여 배터리가 적정한 동작 상태 및 성능을 유지하도록 관리할 필요성이 있다.
이를 위해, 배터리의 상태 및 성능을 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)이 구비된다. BMS은 배터리의 전류, 전압 및 온도 등을 검출하여 이를 바탕으로 SOC(State of Charge)산출과 셀 전압 균등화 및 고전압 릴레이 제어 등의 기능을 수행하고, 고전압 릴레이 장치는 배터리 팩의 전류 검출장치와 메인 릴레이로 구성되어 전류 검출장치는 충방전 전류량을 검출하여 BMS에 값을 전달하고, BMS으로부터 제어 신호를 받아 메인 릴레이를 구동시키게 된다.
특히, 초기 충방전 시에 전압이 과도하게 저하된 배터리에 통상적인 충전 전류를 유입하게 되면 이상 발열되어 스파크가 발생하고 메인 릴레이의 스위치가 소손될 우려가 있기 때문에 배터리에 전압변환장치가 접속되면 먼저 배터리 전압이 어느 정도 상승할 때까지 프리차지 릴레이가 구동되어 유입되는 전류값을 낮추어 주는 것이 중요하다.
프리차지 릴레이는 동일 선로 상에 포함된 프리차지 저항을 인가하여 해당 프리차지 저항에 낮은 전류가 흐르도록 함으로써, 메일 릴레이에 전류가 유입되기 전에 배터리에 유입되거나 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추어 준다.
이와 같이 메인 릴레이, 프리차지 릴레이 등으로 구성된 배터리 시스템에서는 프리차지 릴레이가 온 상태가 된 후 메인 릴레이가 온 상태가 되기 전에, 외부 부하 등으로 인하여 프리차지 저항 및 프리차지 릴레이에 비정상적으로 많은 전류가 흐르는 경우에 프리차지 저항 또는 프리차지 릴레이가 파손될 우려가 있다는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0088284호
본 발명의 목적은 메인 릴레이부가 온(ON) 상태가 되기 전에 프리차지 릴레이부가 온 상태가 되면 배터리에 유입되거나 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추기 위해 프리차지 저항이 인가되면, 전류센서부를 통해 배터리에 유입되거나 배터리로부터 유출되는 전류의 전류값을 측정하여, 측정된 전류값이 소정의 설정값 이상에 해당하는 경우 제어부가 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태에 따라 프리차지 릴레이부를 제어함으로써, 프리차지 저항 및 릴레이에 과도한 전류가 흐르는 경우 프리차지 저항 및 릴레이의 파손을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치는, 메인 릴레이부가 온(ON) 상태가 되기 전에, 온 상태가 되어 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추는 프리차지 릴레이부; 상기 프리차지 릴레이부가 온 상태가 되면, 상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추기 위해 인가되는 프리차지 저항; 상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류의 전류값을 측정하는 전류센서부; 및 상기 프리차지 릴레이부를 온 또는 오프(OFF) 상태로 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 전류센서부를 통해 측정된 전류값이 소정의 설정값 이상에 해당하는 경우, 상기 제어부는 상기 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태에 따라 상기 프리차지 릴레이부를 제어하는 것을 포함하여 구성된다.
상기 제어부는, 상기 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태를 판단하고, 판단된 결과값이 오프 상태에 해당하는 경우 상기 프리차지 릴레이부를 오프 상태로 제어할 수 있다.
상기 전류센서부는, 상기 메인 릴레이부의 메인 네거티브 릴레이 스위치와 직렬 연결될 수 있다.
상기 프리차지 릴레이부는, 상기 메인 릴레이부가 온 상태가 되기 전에 상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류가 소정의 설정값을 초과하는 경우에 온 상태가 될 수 있다.
상기 프리차지 릴레이부는, 상기 프리차지 저항과 직렬로 연결될 수 있다.
상기 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치는, 상기 프리차지 릴레이부가 상기 제어부에 의해 오프 상태가 될 경우, 알람 신호를 발생하는 알람 신호 발생부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 방법은, (a) 메인 릴레이부가 온(ON) 상태가 되기 전에 프리차지 릴레이부가 온 상태가 되는 단계; (b) 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추기 위해 프리차지 저항이 인가되는 단계; (c) 전류센서부가 상기 배터리에 유입되는 전류의 전류값 또는 상기 배터리로부터 유출되는 전류의 전류값을 측정하는 단계; 및 (d) 제어부가 상기 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태에 따라 프리차지 릴레이부의 온 또는 오프 상태를 제어하는 단계; (e) 상기 프리차지 릴레이부가 상기 제어부에 의해 오프 상태가 될 경우, 알람 신호 발생부가 알람 신호를 발생하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 (d) 단계는, 상기 제어부가 상기 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태를 판단하고, 판단된 결과값이 오프 상태에 해당하는 경우 상기 프리차지 릴레이부를 오프 상태로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전류센서부는, 상기 메인 릴레이부의 메인 네거티브 릴레이 스위치와 직렬 연결될 수 있다.
상기 (a) 단계는, 상기 메인 릴레이부가 온 상태가 되기 전에 상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류가 소정의 설정값을 초과하는 경우에 상기 프리차지 릴레이부가 온 상태가 되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 프리차지 릴레이부는, 상기 프리차지 저항과 직렬로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 메인 릴레이부가 온(ON) 상태가 되기 전에 프리차지 릴레이부가 온 상태가 되면 배터리에 유입되거나 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추기 위해 프리차지 저항이 인가되면, 전류센서부를 통해 배터리에 유입되거나 배터리로부터 유출되는 전류의 전류값을 측정하여, 측정된 전류값이 소정의 설정값 이상에 해당하는 경우 제어부가 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태에 따라 프리차지 릴레이부를 제어함으로써, 프리차지 저항 및 릴레이에 과도한 전류가 흐르는 경우 프리차지 저항 및 릴레이의 파손을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치가 적용될 수 있는 전기 자동차를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치의 일 구현예의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치가 적용될 수 있는 전기 자동차를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에서 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치가 전기 자동차(1)에 적용된 예를 도시하고 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치는 전기 자동차 이외에도 가정용 또는 산업용 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS)이나 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 시스템 등 이차 전지가 적용될 수 있는 분야라면 어떠한 기술 분야라도 적용될 수 있다.
전기 자동차(1)는 배터리(10), BMS(Battery Management System, 20), ECU(Electronic Control Unit, 30), 인버터(40) 및 모터(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
배터리(10)는 모터(50)에 구동력을 제공하여 전기 자동차(1)를 구동시키는 전기 에너지원이다. 배터리(10)는 모터(50) 및/또는 내연 기관(미도시)의 구동에 따라 인버터(40)에 의해 충전되거나 방전될 수 있다.
여기서, 배터리(10)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다.
또한, 배터리(10)는 복수의 전지 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있는 전지 팩으로 형성된다. 그리고, 이러한 전지 팩이 하나 이상 구비되어 배터리(10)를 형성할 수도 있다.
본 발명에 따른 BMS(20)는 후술하는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치(도 2의 100)를 포함하거나 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치에 연결되어 동작할 수 있다. BMS(20)는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 장치에 포함된 프리차지 릴레이에 개방 또는 폐쇄 신호를 송신하여 프리차지 릴레이를 개폐할 수 있다. 그리고 BMS(20)는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 장치에 포함된 전류센서부(130)를 통해 배터리(10)에 유입되거나 배터리(10)로부터 유출되는 전류의 전류값을 측정하고, 과도한 전류가 흐르는 경우, 메인 릴레이부(200)의 온 또는 오프 상태에 따라 프리차지 릴레이부(110)를 제어함으로써, 프리차지 저항 및 릴레이의 파손을 방지하도록 할 수 있다.
ECU(30)는 전기 자동차(1)의 상태를 제어하는 전자적 제어 장치이다. 예컨대, 액셀러레이터(accelerator), 브레이크(break), 속도 등의 정보에 기초하여 토크 정도를 결정하고, 모터(50)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어한다.
또한, ECU(30)는 BMS(20)에 의해 배터리(10)가 충전 또는 방전될 수 있도록 인버터(40)에 제어 신호를 보낸다.
인버터(40)는 ECU(30)의 제어 신호에 기초하여 배터리(10)가 충전 또는 방전되도록 한다.
모터(50)는 배터리(10)의 전기 에너지를 이용하여 ECU(30)로부터 전달되는 제어 정보(예컨대, 토크 정보)에 기초하여 전기 자동차(1)를 구동한다.
이하에서는 도 1에서 설명한 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치(100)에 의해 수행될 수 있는 본 발명의 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치를 개략적으로 도시한 도면을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치(100)는 배터리(10)와 연결되어 배터리(10)에 유입되거나 배터리(10)로부터 유출되는 전류를 제어할 수 있다. 그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치(100)는 BMS(20)와 연결되어 BMS(20)로부터 프리차지 릴레이부(110)를 개방하는 개방 신호 또는 프리차지 릴레이부(110)를 폐쇄하는 폐쇄 신호를 받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치(100)는 프리차지 릴레이부(110), 프리차지 저항(120), 전류센서부(130), 제어부(140) 및 알람 신호 발생부(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
프리차지 릴레이부(110)는 메인 릴레이부가 온(ON) 상태가 되기 전에, 온 상태가 되어 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류를 낮춘다. 프리차지 저항(120)은 프리차지 릴레이부(110)가 온 상태가 되면, 배터리(10)에 유입되거나 배터리(10)로부터 유출되는 전류를 낮추기 위해 인가될 수 있다. 일 실시예에서, 프리차지 저항(120)은 프리차지 릴레이부(110)와 직렬로 연결될 수 있다.
초기 충방전 시에 전압이 과도하게 저하된 배터리(10)에 통상적인 충전 전류를 유입하게 되면 이상 발열되어 스파크가 발생하고 메인 릴레이부의 스위치가 소손될 우려가 있기 때문에 배터리(10)에 전압변환장치가 접속되면 먼저 배터리 전압이 어느 정도 상승할 때까지 프리차지 릴레이부(110)가 구동됨으로써, 유입되는 전류값을 낮추어 줄 수 있다.
일 실시예에서, 프리차지 릴레이부(110)는 메인 릴레이부(200)가 온 상태가 되기 전에 상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류가 소정의 설정값을 초과하는 경우에 온 상태가 될 수 있다. 예를 들어, 프리차지 릴레이부(110)는 메인 릴레이부(200)가 온 상태가 되기 전에 상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류가 소정의 설정값을 초과하는 경우, 온 상태가 되어 프리차지 저항(120)을 인가하여 프리차지 저항(120)에 저전류가 흐르도록 함으로써, 상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류를 낮출 수 있다.
여기서, 상기 소정의 설정값은 프리차지 릴레이부(110) 또는 프리차지 저항(120)의 파손을 방지할 수 있도록 초기값으로 설정되어 있거나 사용자의 필요에 따라 임의의 값으로 설정될 수 있다.
전류센서부(130)는 배터리(10)에 유입되거나 배터리(10)로부터 유출되는 전류의 전류값을 측정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치(100)는 전류센서부(130)를 통해 배터리(10)에 흐르는 전류값을 확인하여, 과전류가 흐르는지 여부를 확인할 수 있다. 일 실시예에서, 전류센서부(130)는 메인 릴레이부(200)의 메인 네거티브 릴레이 스위치(202)와 직렬 연결될 수 있다.
제어부(140)는 전류센서부(130)를 통해 측정된 전류값이 소정의 설정값 이상에 해당하는 경우, 메인 릴레이부(200)의 온 또는 오프 상태에 따라 프리차지 릴레이부(110)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 프리차지 릴레이부(110) 또는 프리차지 저항(120)의 파손을 방지하기 위하여 과전류가 흐르는 것으로 판단되는 경우, 해당 전류가 메인 릴레이부(200)로 흐르는지, 프리차지 릴리에부(110)로 흐르는지를 파악한 후, 프리차지 릴레이부(110)를 제어한다. 여기서, 상기 소정의 설정값은 프리차지 릴레이부(110) 또는 프리차지 저항(120)의 파손을 방지할 수 있도록 초기값으로 설정되어 있거나 사용자의 필요에 따라 임의의 값으로 설정될 수 있다. 그리고 제어부(140)는 메인 릴레이부(100) 및 프리차지 릴레이부(110)의 상태를 파악하고 제어하는 BMS(20)로 구현되거나, BMS(20)에 포함된 형태로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(140)는 전류센서부(130)를 통해 측정된 전류값이 소정의 설정값 이상에 해당하는 경우, 메인 릴레이부(200)의 온 또는 오프 상태를 판단하고, 판단된 결과값이 오프 상태에 해당하는 경우 프리차지 릴레이부(110)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 전류센서부(130)를 통해 측정된 전류값이 소정의 설정값 이상이더라도, 메인 릴레이부(200)가 온 상태라면, 메인 릴레이부(200)로 정상적인 전류가 흐르는 상태이므로, 프리차지 릴레이부(110)를 오프 상태로 제어할 필요가 없다. 반면, 전류센서부(130)를 통해 측정된 전류값이 소정의 설정값 이상이고 메인 릴레이부(200)가 오프 상태라면, 프리차지 릴레이부(110) 및 프리차지 저항(120)으로 과전류가 흐르는 상태이므로, 프리차지 릴레이부(110)를 오프 상태로 제어하여야 한다. 따라서, 제어부(140)는 배터리(10)에 과전류가 흐를 때, 메인 릴레이부(200)가 오프 상태에 해당하는 것으로 판단되는 경우 프리차지 릴레이부(110)를 오프 상태로 제어하여 프리차지 저항(120) 및 프리차지 릴레이부(110)의 파손을 방지할 수 있다.
알람 신호 발생부(150)는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치(100)의 프리차지 릴레이부(110)가 오프 상태가 될 경우 알람 신호를 발생할 수 있다. 알람 신호 발생부(150)는 프리차지 릴레이부(110)가 오프 상태가 될 경우 알람 신호를 발생함으로써, 사용자가 프리차지 릴레이부(110) 및 프리차지 저항(120)에 과도한 전류가 흐르는 상황을 확인하고 원인을 파악할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치의 일 구현예의 회로도이다.
도 3을 참조하면, 배터리(10)에 유입되거나 배터리(10)로부터 유출되는 전류를 제어하기 위한 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치(100) 및 메인 릴레이부(200)의 구성이 개시되어 있다. 도 3에 도시된 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치(100)는 일 구현예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 3에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다. 한편, 도 3에서 BMS(20), 제어부(140), 알람 신호 발생부(150)의 도시는 생략되었고, 배터리(300)로부터 전력을 공급받는 부하(300)를 추가로 도시하였다.
메인 릴레이부(200)는 메인 포지티브 릴레이 스위치(201)와 메인 네거티브 릴레이 스위치(202)로 구성될 수 있다. 메인 포지티브 릴레이 스위치(201)와 메인 네거티브 릴레이 스위치(202)는 배터리(10)의 충방전 시에 전원과 직접 연결되도록 할 수 있다.
프리차지 릴레이부(110)는 배터리(10)에 메인 포지티브 릴레이 스위치(201)와 메인 네거티브 릴레이 스위치(202)가 바로 연결되면 한번에 고전류가 유입되어 메인 포지티브 릴레이 스위치(201)가 이상 발열하거나 소손될 우려가 있기 때문에 메인 포지티브 릴레이 스위치(201)에 연결되기 전에 먼저 저전류가 흐르도록 함으로써 메인 포지티브 릴레이 스위치(201)가 이상 발열하거나 소손되는 것을 방지한다.
BMS(20)는 전원 접속시 미리 설정되어 있는 프로그램에 따라 먼저 초기 충방전을 개시하는 메인 네거티브 릴레이 스위치(202)를 연결하고, 프리차지 릴레이부(110)를 연결함으로써, 고속 충방전을 하기 전에 저전류를 유도한다. 그리고 나서, BMS(20)는 메인 포지티브 릴레이 스위치(201)를 연결한 다음 프리차지 릴레이부(110)를 개방하여 고속 충방전을 수행하게 된다.
배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류가 흐를 때, 순간적으로 흐르는 고전류로부터 프리차지 저항 및 릴레이의 파손을 방지하기 위해 메인 릴레이부(200)가 온 상태가 되기 전에 프리차지 릴레이부(110)가 온 상태가 되면 배터리(10)에 유입되거나 배터리(10)로부터 유출된 전류를 낮추기 위해 프리차지 저항(120)이 인가된다.
그 후, 메인 릴레이부(200)의 메인 네거티브 릴레이 스위치(202)와 직렬 연결되어 있는 전류센서부(130)가 배터리(10)에 유입되거나 배터리(10)로부터 유출되는 전류의 전류값을 측정한다. 이 때, 전류센서부(130)가 측정한 전류값이 소정의 설정값 이상에 해당하는 경우, 제어부(140)가 메인 릴레이부(200)의 온 또는 오프 상태를 판단하게 된다.
그리고 메인 릴레이부(200)가 오프 상태로 판단되면, 프리차지 릴레이부(110) 및 프리차지 저항(120)에 과전류가 흐르는 상태이므로, 제어부(140)가 프리차지 릴레이부(110)를 오프 상태로 제어함으로써, 프리차지 저항 및 릴레이의 파손을 방지하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 방법이 시작되면, 먼저 메인 릴레이부가 온 상태가 되기 전에 프리차지 릴레이부가 온 상태가 된다(S1000).
그리고 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추기 위해 프리차지 저항이 인가된다(S2000).
그 다음, 전류센서부가 상기 배터리에 유입되는 전류의 전류값 또는 상기 배터리로부터 유출되는 전류의 전류값을 측정한다(S3000).
그리고 나서 제어부가 상기 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태에 따라 프리차지 릴레이부의 온 또는 오프 상태를 제어한다(S4000).
또, 프리차지 릴레이부가 상기 제어부에 의해 오프 상태가 될 경우, 알람 신호 발생부가 알람 신호를 발생한다(S5000)
전술한 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 방법은 도면에 제시된 순서도를 참조로 하여 설명되었다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.
100: 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치
110: 프리차지 릴레이부
120: 프리차지 저항
130: 전류센서부
140: 제어부
150: 알람 신호 발생부
200: 메인 릴레이부
201: 메인 포지티브 릴레이 스위치
202: 메인 네거티브 릴레이 스위치
300: 부하

Claims (12)

  1. 메인 릴레이부가 온(ON) 상태가 되기 전에, 온 상태가 되어 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추는 프리차지 릴레이부;
    상기 프리차지 릴레이부가 온 상태가 되면, 상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추기 위해 인가되는 프리차지 저항;
    상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류의 전류값을 측정하는 전류센서부; 및
    상기 프리차지 릴레이부를 온 또는 오프(OFF) 상태로 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 전류센서부를 통해 측정된 전류값이 소정의 설정값 이상에 해당하는 경우, 상기 제어부는 상기 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태에 따라 상기 프리차지 릴레이부를 제어하되,
    상기 메인 릴레이부가 오프 상태에 해당하는 경우 상기 프리차지 릴레이부가 오프 상태로 되도록 제어하고,
    상기 메인 릴레이부가 온 상태에 해당하는 경우 상기 프리차지 릴레이부의 온 상태를 유지시키는 것을 특징으로 하는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전류센서부는 상기 메인 릴레이부의 메인 네거티브 릴레이 스위치와 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프리차지 릴레이부는,
    상기 메인 릴레이부가 온 상태가 되기 전에 상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류가 소정의 설정값을 초과하는 경우에 온 상태가 되는 것을 특징으로 하는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프리차지 저항은,
    상기 프리차지 릴레이부와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프리차지 릴레이부가 상기 제어부에 의해 오프 상태가 될 경우, 알람 신호를 발생하는 알람 신호 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치.
  7. (a) 메인 릴레이부가 온(ON) 상태가 되기 전에 프리차지 릴레이부가 온 상태가 되는 단계;
    (b) 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류를 낮추기 위해 프리차지 저항이 인가되는 단계;
    (c) 전류센서부가 상기 배터리에 유입되는 전류의 전류값 또는 상기 배터리로부터 유출되는 전류의 전류값을 측정하는 단계; 및
    (d) 제어부가 상기 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태에 따라 프리차지 릴레이부의 온 또는 오프 상태를 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 (d) 단계는,
    상기 제어부가 상기 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태를 판단하고, 판단된 결과값이 오프 상태에 해당하는 경우 상기 프리차지 릴레이부가 오프 상태로 되도록 제어하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 메인 릴레이부의 온 또는 오프 상태를 판단하고, 판단된 결과값이 온 상태에 해당하는 경우 상기 프리차지 릴레이부의 온 상태를 유지시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전류센서부는 상기 메인 릴레이부의 메인 네거티브 릴레이 스위치와 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 방법
  10. 제7항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 메인 릴레이부가 온 상태가 되기 전에 상기 배터리에 유입되거나 상기 배터리로부터 유출되는 전류가 소정의 설정값을 초과하는 경우에 상기 프리차지 릴레이부가 온 상태가 되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 프리차지 저항은,
    상기 프리차지 릴레이부와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    (e) 상기 프리차지 릴레이부가 상기 제어부에 의해 오프 상태가 될 경우, 알람 신호 발생부가 알람 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 방법.
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