KR101927124B1 - Apparatus for preventing trouble of battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 고장 방지 장치에 대한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치는 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 차량에 장착된 배터리의 고장을 방지하는 배터리 고장 방지 장치에 있어서, 상기 배터리의 전압을 입력받아 일정한 전압으로 변화시켜 출력하는 레귤레이터; 상기 배터리의 전압을 입력받아 제1 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 전압 상태를 나타내는 제1 상태 전압을 출력하는 제1 전압 분배기; 상기 레귤레이터의 출력을 입력받아 제2 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 과충전 여부를 판단하는 과충전 기준 전압을 출력하는 제2 전압 분배기; 및 상기 제1 전압 분배기의 출력인 상기 제1 상태 전압과 상기 제2 전압 분배기의 출력인 상기 과충전 기준 전압을 비교하여 상기 배터리의 과충전 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 배터리가 과충전된 경우, 상기 배터리를 제어하는 BMS(Battery Management System)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력하는 제1 비교기를 포함한다.The present invention relates to a device for preventing a battery failure, and a device for preventing a battery failure according to an embodiment of the present invention includes a battery fault preventing device for preventing a failure of a battery mounted on the vehicle in a state that the starting of the vehicle is off A regulator for receiving a voltage of the battery and outputting the voltage to a constant voltage; A first voltage divider that receives a voltage of the battery and divides the voltage of the battery to a first voltage distribution ratio to output a first state voltage indicating a voltage state of the battery; A second voltage divider that receives an output of the regulator and distributes the voltage to a second voltage distribution ratio to output an overcharge reference voltage to determine whether the battery is overcharged; And comparing the first state voltage, which is an output of the first voltage divider, with the overcharge reference voltage, which is an output of the second voltage divider, to determine whether the battery is overcharged. When the battery is overcharged, And a first comparator for outputting a wake-up signal for waking up a BMS (Battery Management System) for controlling the BMS.

Description

배터리 고장 방지 장치{APPARATUS FOR PREVENTING TROUBLE OF BATTERY}[0001] APPARATUS FOR PREVENTING TROUBLE OF BATTERY [0002]

본 발명은 배터리 고장 방지 장치에 대한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 차량의 시동이 오프된 상태에서도 차량에 구비된 배터리의 과충전/과방전 여부를 판단하여 이를 방지하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a battery fault preventing device. More particularly, the present invention relates to a technique for determining whether a battery installed in a vehicle is overcharged or overdischarged even when the vehicle is turned off, thereby preventing the battery from being overcharged or overcharged.

전기자동차(EV; Electric Vehicle)는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말한다. 즉, 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 자동차를 구동시키는 전기자동차는 가솔린 자동차보다 먼저 개발되었으나, 배터리의 무거운 중량 및 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화되지 못하다가 최근 에너지 및 환경 문제가 심각해지면서 1990년대부터 실용화를 위한 연구가 시작되었다.Electric vehicles (EVs) are cars that do not use petroleum fuels and engines but that use electric batteries and electric motors. In other words, although an electric vehicle that drives a car by rotating an electric motor that is stored in a battery has been developed before a gasoline car, it has not been put into practical use due to problems such as a heavy weight of a battery and a time required for charging. Recently, And research for commercialization began in the 1990s.

또한, 최근 배터리 기술이 비약적으로 발전하면서 전기자동차 및 화석연료와 전기에너지를 적응적으로 사용하는 하이브리드 자동차(HEV)가 상용화되고 있다.In addition, as the battery technology has been rapidly developed, a hybrid vehicle (HEV) that uses electric vehicles, fossil fuels and electric energy adaptively is being commercialized.

HEV 및 EV 자동차는 전기 모터의 구동 전력을 제공하는 고전압 배터리(메인 배터리)가 필수적으로 장착되는데, 차량 운행 중에 고전압 배터리는 충/방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급하게 된다. 또한, 상기 메인 배터리와 함께 차량 전장품의 구동 전력을 제공하는 저전압 배터리(보조 배터리)가 장착된다.HEV and EV vehicles are equipped with a high-voltage battery (main battery) that provides the driving power of the electric motor. During operation of the vehicle, the high-voltage battery repeats charging / discharging and supplies necessary power. In addition, a low-voltage battery (auxiliary battery) that supplies driving electric power of the vehicle electrical components together with the main battery is mounted.

이와 더불어, HEV 및 EV 자동차에는 메인 배터리와 보조 배터리의 충/방전을 제어하고, 과충전/과방전을 방지하며, 전압 센싱 등 배터리의 전반적인 동작을 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)이 장착된다.In addition, HEV and EV vehicles are equipped with a battery management system (BMS) that controls charging / discharging of the main and auxiliary batteries, prevents overcharging / overdischarging, and controls the overall operation of the battery such as voltage sensing Respectively.

한편, BMS는 차량의 시동이 온(on)된 경우에만 작동하므로, 차량의 시동이 오프(off)된 경우에는 배터리의 상태를 관리할 수 없게 된다. 따라서, 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 배터리를 충전하는 경우, 상기 배터리가 과충전되어도 이를 방지할 방법이 없게 된다. 또한, 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 배터리가 방전되는 경우, 상기 배터리가 과방전되어도 이를 방지할 방법이 없게 된다.On the other hand, since the BMS operates only when the vehicle is turned on, the state of the battery can not be managed when the vehicle is turned off. Accordingly, when the battery is charged while the vehicle is turned off, there is no way to prevent the battery from overcharging. Further, when the battery is discharged in a state where the starting of the vehicle is off, there is no way to prevent the over discharge of the battery.

특히, 최근 보조 배터리는 리튬이온 성분을 갖는 배터리로 바뀌어 가는 추세인데, 이와 같은 리튬이온 성분을 갖는 배터리는 과충전 또는 과방전이 되어버리는 경우, 배터리 자체를 교체해야 하므로 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서도 과충전 및 과방전을 방지할 필요성이 있다.In particular, recently, the auxiliary battery has been replaced with a battery having a lithium ion component. When the battery having the lithium ion component is overcharged or overdischarged, the battery itself needs to be replaced, There is a need to prevent overcharging and overdischarging even in the state of < RTI ID = 0.0 >

미국 특허공개공보 제2014-0070772호U.S. Patent Application Publication No. 2014-0070772

본 발명은 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 차량에 구비된 보조 배터리를 충전하는 경우, 보조 배터리의 과충전을 방지하는 데 목적이 있다.An object of the present invention is to prevent overcharging of the auxiliary battery when the auxiliary battery provided in the vehicle is charged with the start of the vehicle being turned off.

또한, 본 발명은 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 차량에 구비된 보조 배터리가 방전되는 경우, 보조 배터리의 과방전을 방지하는 데 목적이 있다.It is another object of the present invention to prevent over discharge of the auxiliary battery when the auxiliary battery provided in the vehicle is discharged in a state where the starting of the vehicle is off.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치는 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 차량에 장착된 배터리의 고장을 방지하는 배터리 고장 방지 장치에 있어서, 상기 배터리의 전압을 입력받아 일정한 전압으로 변화시켜 출력하는 레귤레이터; 상기 배터리의 전압을 입력받아 제1 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 전압 상태를 나타내는 제1 상태 전압을 출력하는 제1 전압 분배기; 상기 레귤레이터의 출력을 입력받아 제2 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 과충전 여부를 판단하는 과충전 기준 전압을 출력하는 제2 전압 분배기; 및 상기 제1 전압 분배기의 출력인 상기 제1 상태 전압과 상기 제2 전압 분배기의 출력인 상기 과충전 기준 전압을 비교하여 상기 배터리의 과충전 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 배터리가 과충전된 경우, 상기 배터리를 제어하는 BMS(Battery Management System)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력하는 제1 비교기를 포함한다.The apparatus for preventing a battery failure according to an embodiment of the present invention is a device for preventing a battery mounted on the vehicle from being damaged while the start of the vehicle is turned off, A voltage regulator for outputting a voltage; A first voltage divider that receives a voltage of the battery and divides the voltage of the battery to a first voltage distribution ratio to output a first state voltage indicating a voltage state of the battery; A second voltage divider that receives an output of the regulator and distributes the voltage to a second voltage distribution ratio to output an overcharge reference voltage to determine whether the battery is overcharged; And comparing the first state voltage, which is an output of the first voltage divider, with the overcharge reference voltage, which is an output of the second voltage divider, to determine whether the battery is overcharged. When the battery is overcharged, And a first comparator for outputting a wake-up signal for waking up a BMS (Battery Management System) for controlling the BMS.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 전압 분배기는 제1 저항 및 제2 저항을 포함하고, 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 상기 배터리로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the first voltage divider includes a first resistor and a second resistor, wherein the first resistor and the second resistor have a resistance greater than or equal to a predetermined value so as to minimize a dark current generated from the battery, Value.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 전압 분배비는 상기 제1 저항의 저항값과 상기 제2 저항의 저항값이 3:1 비율을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the first voltage division ratio is set so that the resistance value of the first resistor and the resistance value of the second resistor have a 3: 1 ratio.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 전압 분배기는 제3 저항 및 제4 저항을 포함하고, 상기 제3 저항 및 상기 제4 저항은 상기 레귤레이터로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the second voltage divider includes a third resistor and a fourth resistor, and the third resistor and the fourth resistor have resistances of a predetermined value or more so as to minimize a dark current generated from the regulator Value.

일 실시예에 있어서, 상기 레귤레이터는 DC to DC Converter인 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the regulator is a DC to DC converter.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 비교기는 상기 제1 상태 전압이 상기 과충전 기준 전압을 초과하는 경우, 상기 배터리를 과충전으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the first comparator determines that the battery is overcharged if the first state voltage exceeds the overcharge reference voltage.

일 실시예에 있어서, 상기 배터리의 전압을 입력받아 제3 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 전압 상태를 나타내는 제2 상태 전압을 출력하는 제3 전압 분배기; 상기 레귤레이터의 출력을 입력받아 제4 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 과방전 여부를 판단하는 과방전 기준 전압을 출력하는 제4 전압 분배기; 및 상기 제3 전압 분배기의 출력인 상기 제2 상태 전압과 상기 제4 전압 분배기의 출력인 상기 과방전 기준 전압을 비교하여 상기 배터리의 과방전 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 배터리가 과방전된 경우, 상기 배터리를 제어하는 BMS(Battery Management System)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력하는 제2 비교기를 더 포함할 수 있다.A third voltage divider that receives a voltage of the battery and distributes the voltage to a third voltage distribution ratio to output a second state voltage indicating a voltage state of the battery; A fourth voltage divider that receives the output of the regulator and divides the voltage at a fourth voltage division ratio to output an overdischarge reference voltage for determining whether the battery is overdischarged; And comparing the second state voltage, which is an output of the third voltage divider, with the over-discharge reference voltage, which is an output of the fourth voltage divider, to determine whether the battery is overdischarged. And a second comparator for outputting a wake-up signal for waking up a battery management system (BMS) for controlling the battery.

일 실시예에 있어서, 상기 제3 전압 분배기는 제5 저항 및 제6 저항을 포함하고, 상기 제5 저항 및 상기 제6 저항은 상기 배터리로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the third voltage divider includes a fifth resistor and a sixth resistor, and the fifth resistor and the sixth resistor are resistors having a resistance higher than a predetermined value so as to minimize a dark current generated from the battery. Value.

일 실시예에 있어서, 상기 제3 전압 분배비는 상기 제5 저항의 저항값과 상기 제6 저항의 저항값이 5:4 비율을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the third voltage division ratio is set so that the resistance value of the fifth resistor and the resistance value of the sixth resistor have a 5: 4 ratio.

일 실시예에 있어서, 상기 제4 전압 분배기는 제7 저항 및 제8 저항을 포함하고, 상기 제7 저항 및 상기 제8 저항은 상기 레귤레이터로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the fourth voltage divider includes a seventh resistor and an eighth resistor, and the seventh resistor and the eighth resistor may have a resistance higher than a predetermined value so as to minimize a dark current generated from the regulator Value.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 비교기는 상기 제2 상태 전압이 상기 과방전 기준 전압 미만인 경우, 상기 배터리를 과방전으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the second comparator determines that the battery is overdischarged when the second state voltage is lower than the overdischarge reference voltage.

본 발명은 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 차량에 구비된 보조 배터리를 충전하는 경우에도 보조 배터리의 과충전을 방지하는 효과가 있다.The present invention has the effect of preventing overcharging of the auxiliary battery even when the auxiliary battery provided in the vehicle is charged in the state that the starting of the vehicle is off.

또한, 본 발명은 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 차량에 구비된 보조 배터리가 방전되는 경우에도 보조 배터리의 과방전을 방지하는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect of preventing over discharge of the auxiliary battery even when the auxiliary battery provided in the vehicle is discharged in the state that the starting of the vehicle is off.

따라서, 본 발명은 보조 배터리가 과충전 또는 과방전된 것으로 판단한 경우에만 BMS를 웨이크업 시켜 전력 소모를 감소시키는 효과가 있다.Therefore, the present invention has the effect of reducing power consumption by waking up the BMS only when it is determined that the auxiliary battery is overcharged or overdischarged.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치가 포함된 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 과충전 방지부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 과방전 방지부의 구성도이다.
1 is a block diagram of a battery fault prevention apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a battery fault prevention apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of the overcharge preventing portion of the present invention.
4 is a configuration diagram of the over-discharge preventing portion of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In the following description of the embodiments of the present invention, descriptions of techniques which are well known in the technical field of the present invention and are not directly related to the present invention will be omitted. This is for the sake of clarity of the present invention without omitting the unnecessary explanation.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a battery fault prevention apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치가 포함된 블록도이다.1 is a block diagram of a battery fault prevention apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 배터리(10), 배터리 고장 방지 장치(20) 및 BMS(30)의 연결관계를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 1, the connection relationship between the battery 10, the battery failure prevention device 20, and the BMS 30 can be confirmed.

배터리(10)는 차량에 구비된 전장품에 구동 전력을 제공하는 저전압 배터리를 의미한다. 배터리(10)는 12V의 전압을 갖는 리튬이온 배터리를 의미할 수 있다.The battery 10 refers to a low-voltage battery that provides driving power to electrical components provided in the vehicle. The battery 10 may refer to a lithium ion battery having a voltage of 12V.

배터리 고장 방지 장치(20)는 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 차량에 장착된 배터리(10)의 과충전 또는 과방전을 방지한다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.The battery fault preventing device 20 prevents overcharge or overdischarge of the battery 10 mounted on the vehicle when the vehicle is turned off. A detailed description thereof will be described later.

BMS(30)는 웨이크 업되는 경우, 배터리(10)의 전압을 센싱하고, 충/방전 상태를 제어한다. 이에 따라, BMS(30)는 배터리(10)의 과충전 상태 및 과방전 상태를 방지할 수 있다. When the BMS 30 wakes up, it senses the voltage of the battery 10 and controls the charging / discharging state. Accordingly, the BMS 30 can prevent the battery 10 from being overcharged and overdischarged.

BMS(30)는 상기 차량의 시동이 온(on) 상태에서만 웨이크 업되는 것이 일반적이다. 따라서, 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 배터리(10)가 충전되는 경우, BMS(30)도 오프(off)되어 있어 배터리(10)가 과충전되어도 방지할 수 없게 된다. 또한, 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 배터리(10)와 상기 차량의 부하를 연결하는 스위치가 온(on)되어 배터리(10)가 방전되는 경우, BMS(30)도 오프(off)되어 있어 배터리(10)가 과방전되어도 방지할 수 없게 된다.The BMS 30 is generally woken up only when the start of the vehicle is on. Accordingly, when the battery 10 is charged while the start of the vehicle is turned off, the BMS 30 is also turned off so that the battery 10 can not be prevented from being overcharged. When the switch for connecting the battery 10 and the load of the vehicle is turned on and the battery 10 is discharged in a state where the vehicle is turned off, the BMS 30 is also turned off So that the battery 10 can not be prevented from being overdischarged.

그렇다고, 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서도 BMS(30)를 항상 온(on) 상태로 유지하는 것은 전력 소모가 커지는 문제점이 있다. 따라서, 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 배터리(10)의 과충전 또는 과방전 상황이 발생한 경우에만 BMS(30)를 웨이크 업시키는 것이 필요하다.However, keeping the BMS 30 always on even when the vehicle is turned off has a problem in that power consumption is increased. Therefore, it is necessary to wake up the BMS 30 only when the overcharge or overdischarge condition of the battery 10 occurs in the state where the start-up of the vehicle is off.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a battery fault prevention apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 배터리 고장 방지 장치(20)는 레귤레이터(21), 과충전 방지부(22) 및 과방전 방지부(23)를 포함한다.2, the battery fault preventing device 20 includes a regulator 21, an overcharge preventing portion 22, and an overdischarge preventing portion 23. [

레귤레이터(21)는 배터리(10)의 전압을 입력받아 일정한 전압으로 변화시켜 출력한다. 이때, 레귤레이터(21)는 DC to DC Converter를 의미할 수 있다. 예를 들어, 레귤레이터(21)는 배터리(10)로부터 10 V의 전압을 입력받든, 9 V의 전압을 입력받든 5 V의 일정한 전압으로 변화시켜 출력할 수 있다.The regulator 21 receives the voltage of the battery 10, changes the voltage to a predetermined voltage, and outputs the voltage. At this time, the regulator 21 may mean a DC to DC converter. For example, the regulator 21 can output a voltage of 10 V from the battery 10 or a constant voltage of 5 V, even when a voltage of 9 V is input.

과충전 방지부(22)는 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 차량에 장착된 배터리(10)의 과충전을 방지한다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 후술한다.The overcharge preventing portion 22 prevents overcharging of the battery 10 mounted on the vehicle in a state where the starting of the vehicle is off. A detailed description thereof will be given later with reference to Fig.

과방전 방지부(23)는 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 차량에 장착된 배터리(10)의 과방전을 방지한다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.The over-discharge preventing portion 23 prevents overdischarge of the battery 10 mounted on the vehicle in a state where the starting of the vehicle is off. A detailed description thereof will be given later with reference to Fig.

도 3은 본 발명의 과충전 방지부의 구성도이다.3 is a configuration diagram of the overcharge preventing portion of the present invention.

도 3을 참조하면, 과충전 방지부(22)는 제1 전압 분배기(24), 제2 전압 분배기(25) 및 제1 비교기(26)를 포함한다.3, the overcharge protection unit 22 includes a first voltage divider 24, a second voltage divider 25, and a first comparator 26. The first voltage divider 24,

제1 전압 분배기(24)는 배터리(10)의 전압을 입력받아 제1 전압 분배비로 전압 분배하여 배터리(10)의 전압 상태를 나타내는 제1 상태 전압을 출력한다. 제1 전압 분배기(24)는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함한다. 예를 들어, 제1 전압 분배기(24)는 배터리(10)로부터 16 V의 전압이 입력될 때 4 V의 전압이 출력되도록 설정된 제1 전압 분배비로 배터리(10)의 현재 전압 상태를 나타내는 제1 상태 전압을 출력할 수 있다. 즉, 제1 전압 분배기(24)는 R1 : R2 = 3 : 1 이라는 제1 전압 분배비로 배터리(10)의 전압을 분배할 수 있다.The first voltage divider 24 receives the voltage of the battery 10, divides the voltage of the battery 10 at a first voltage distribution ratio, and outputs a first state voltage indicating a voltage state of the battery 10. The first voltage divider 24 includes a first resistor R1 and a second resistor R2. For example, when the voltage of 16 V is inputted from the battery 10, the first voltage divider 24 outputs the first voltage distribution ratio of the first voltage divider 24, State voltage can be output. That is, the first voltage divider 24 can distribute the voltage of the battery 10 at the first voltage division ratio of R1: R2 = 3: 1.

이때, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 배터리(10)로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는다. 예를 들어, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 1 MΩ 이상의 저항값을 갖을 수 있다.The first resistor R1 and the second resistor R2 have a resistance value equal to or greater than a predetermined value so as to minimize a dark current generated from the battery 10. [ For example, the first resistor R1 and the second resistor R2 may have a resistance value of 1 M or more.

제2 전압 분배기(25)는 레귤레이터(21)의 출력을 입력받아 제2 전압 분배비로 전압 분배하여 배터리(10)의 과충전 여부를 판단하는 과충전 기준 전압을 출력한다. 제2 전압 분배기(25)는 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)을 포함한다. 예를 들어, 제2 전압 분배기(25)는 레귤레이터(21)의 출력을 입력받아 R3 : R4 = 1 : 1 라는 제2 전압 분배비로 전압 분배하여 배터리(10)의 과충전 여부를 판단하는 과충전 기준 전압을 출력할 수 있다.The second voltage divider 25 receives the output of the regulator 21 and distributes the voltage to the second voltage division ratio to output an overcharge reference voltage for determining whether the battery 10 is overcharged. The second voltage divider 25 includes a third resistor R3 and a fourth resistor R4. For example, the second voltage divider 25 receives the output of the regulator 21 and distributes the voltage to a second voltage distribution ratio of R3: R4 = 1: 1 to determine whether the battery 10 is overcharged. Can be output.

이때, 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)은 레귤레이터(21)로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는다. 예를 들어, 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)은 1 MΩ 이상의 저항값을 갖을 수 있다.The third resistor R3 and the fourth resistor R4 have a resistance value equal to or greater than a predetermined value so as to minimize a dark current generated from the regulator 21. [ For example, the third resistor R3 and the fourth resistor R4 may have a resistance value of 1 M or more.

한편, 제1 전압 분배기(24)에서 출력되는 상기 제1 상태 전압은 배터리(10)의 현재 전압 상태에 따라 다른 값이 출력되나, 제2 전압 분배기(25)에서 출력되는 상기 과충전 기준 전압은 배터리(10)의 과충전 여부를 판단하는 기준 전압이므로 최초 설정된 레귤레이터(21)의 출력과 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4) 값에 따라 고정된 값이 출력된다. 예를 들어, 제2 전압 분배기(25)에서 출력되는 상기 과충전 기준 전압은 4 V일 수 있다.Meanwhile, the first state voltage outputted from the first voltage divider 24 is different according to the current voltage state of the battery 10, but the overcharge reference voltage outputted from the second voltage divider 25 is supplied from the battery A fixed value is output according to the output of the regulator 21 which is initially set and the values of the third resistor R3 and the fourth resistor R4. For example, the overcharge reference voltage output from the second voltage divider 25 may be 4V.

제1 비교기(26)는 제1 전압 분배기(24)의 출력인 상기 제1 상태 전압과 제2 전압 분배기(25)의 출력인 상기 과충전 기준 전압을 비교하여 배터리(10)의 과충전 여부를 판단한다. 제1 비교기(26)는 상기 제1 상태 전압이 상기 과충전 기준 전압을 초과하는 경우, 배터리(10)를 과충전으로 판단한다. 이때, 제1 비교기(26)에는 제1 전압 분배기(24)의 출력이 커패시터(C)를 거쳐 입력될 수 있다. 커패시터(C)는 제1 전압 분배기(24)의 출력에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다.The first comparator 26 compares the first state voltage, which is the output of the first voltage divider 24, with the overcharge reference voltage, which is the output of the second voltage divider 25, and determines whether the battery 10 is overcharged . The first comparator 26 determines that the battery 10 is overcharged when the first state voltage exceeds the overcharge reference voltage. At this time, the output of the first voltage divider 24 may be input to the first comparator 26 through the capacitor C. The capacitor C may remove the noise included in the output of the first voltage divider 24.

예를 들어, 제1 전압 분배기(24)에서 상기 제1 상태 전압이 4.2 V로 출력되고, 제2 전압 분배기(25)에 상기 과충전 기준 전압이 4 V로 출력되는 경우, 제1 비교기(26)는 배터리(10)를 과충전으로 판단한다. 그러나, 제1 전압 분배기(24)에서 상기 제1 상태 전압이 3.5 V로 출력되고, 제2 전압 분배기(25)에 상기 과충전 기준 전압이 4 V로 출력되는 경우, 제1 비교기(26)는 배터리(10)를 정상으로 판단한다.For example, when the first state voltage is output as 4.2 V in the first voltage divider 24 and the overcharge reference voltage is output as 4 V to the second voltage divider 25, the first comparator 26, The battery 10 is judged to be overcharged. However, when the first state voltage is output at 3.5 V in the first voltage divider 24 and the overcharge reference voltage is output at 4 V to the second voltage divider 25, (10) is judged to be normal.

제1 비교기(26)는 배터리(10)가 과충전된 것으로 판단한 경우, 배터리(10)를 제어하는 BMS(30)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력한다. 이에 따라, BMS(30)는 웨이크 업되어 배터리(10)의 과충전을 방지하는 기능을 수행한다. 예를 들어, BMS(30)는 배터리(10)와 배터리(10)의 전압을 충전하는 충전기를 연결하는 스위치를 오프(off)시킴으로써, 배터리(10)의 과충전을 방지하는 기능을 수행할 있다. 다른 예로, BMS(30)는 배터리(10)에 방전 패스를 연결하여 배터리(10) 전압을 방전시켜 배터리(10)의 과충전을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.The first comparator 26 outputs a wake-up signal that wakes up the BMS 30 controlling the battery 10 when it determines that the battery 10 is overcharged. Accordingly, the BMS 30 wakes up and functions to prevent the battery 10 from being overcharged. For example, the BMS 30 performs a function of preventing overcharge of the battery 10 by turning off the switch connecting the battery 10 and the charger for charging the battery 10. As another example, the BMS 30 may function to prevent the battery 10 from overcharging by discharging the voltage of the battery 10 by connecting a discharge path to the battery 10.

도 4는 본 발명의 과방전 방지부의 구성도이다.4 is a configuration diagram of the over-discharge preventing portion of the present invention.

도 4를 참조하면, 과방전 방지부(23)는 제3 전압 분배기(27), 제4 전압 분배기(28) 및 제2 비교기(29)를 포함한다.4, the overdischarge prevention portion 23 includes a third voltage divider 27, a fourth voltage divider 28, and a second comparator 29. [

제3 전압 분배기(27)는 배터리(10)의 전압을 입력받아 제3 전압 분배비로 전압 분배하여 배터리(10)의 전압 상태를 나타내는 제2 상태 전압을 출력한다. 제3 전압 분배기(27)는 제5 저항(R5) 및 제6 저항(R6)을 포함한다. 예를 들어, 제3 전압 분배기(27)는 배터리(10)로부터 9 V의 전압이 입력될 때 4 V의 전압이 출력되도록 설정된 제3 전압 분배비로 배터리(10)의 현재 전압 상태를 나타내는 제2 상태 전압을 출력할 수 있다. 즉, 제3 전압 분배기(27)는 R5 : R6 = 5 : 4 라는 제3 전압 분배비로 배터리(10)의 전압을 분배할 수 있다.The third voltage divider 27 receives the voltage of the battery 10, distributes the voltage to the third voltage distribution ratio, and outputs a second state voltage representing the voltage state of the battery 10. The third voltage divider 27 includes a fifth resistor R5 and a sixth resistor R6. For example, when the voltage of 9 V is input from the battery 10, the third voltage divider 27 outputs a second voltage distribution ratio of 4 V, State voltage can be output. That is, the third voltage divider 27 can distribute the voltage of the battery 10 at the third voltage division ratio of R5: R6 = 5: 4.

이때, 제5 저항(R5) 및 제6 저항(R6)은 배터리(10)로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는다. 예를 들어, 제5 저항(R5) 및 제6 저항(R6)은 1 MΩ 이상의 저항값을 갖을 수 있다.At this time, the fifth resistor R5 and the sixth resistor R6 have a resistance value of a predetermined value or more so as to minimize the dark current generated from the battery 10. For example, the fifth resistor R5 and the sixth resistor R6 may have a resistance value of 1 M or more.

제4 전압 분배기(28)는 레귤레이터(21)의 출력을 입력받아 제4 전압 분배비로 전압 분배하여 배터리(10)의 과방전 여부를 판단하는 과방전 기준 전압을 출력한다. 제4 전압 분배기(28)는 제7 저항(R7) 및 제8 저항(R8)을 포함한다. 예를 들어, 제4 전압 분배기(28)는 레귤레이터(21)의 출력을 입력받아 R7 : R8 = 1 : 1 라는 제2 전압 분배비로 전압 분배하여 배터리(10)의 과방전 여부를 판단하는 과방전 기준 전압을 출력할 수 있다.The fourth voltage divider 28 divides the output of the regulator 21 into a fourth voltage distribution ratio and outputs an overdischarge reference voltage to determine whether the battery 10 is overdischarged. The fourth voltage divider 28 includes a seventh resistor R7 and an eighth resistor R8. For example, the fourth voltage divider 28 receives the output of the regulator 21 and distributes the voltage to a second voltage distribution ratio of R7: R8 = 1: 1 to determine whether the battery 10 is overdischarged. The reference voltage can be outputted.

이때, 제7 저항(R7) 및 제8 저항(R8)은 레귤레이터(21)로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는다. 예를 들어, 제7 저항(R7) 및 제8 저항(R8)은 1 MΩ 이상의 저항값을 갖을 수 있다.The seventh resistor R7 and the eighth resistor R8 have a resistance value equal to or greater than a predetermined value so as to minimize the dark current generated from the regulator 21. [ For example, the seventh resistor R7 and the eighth resistor R8 may have a resistance value of 1 M or more.

한편, 제3 전압 분배기(27)에서 출력되는 상기 제2 상태 전압은 배터리(10)의 현재 전압 상태에 따라 다른 값이 출력되나, 제4 전압 분배기(28)에서 출력되는 상기 과방전 기준 전압은 배터리(10)의 과방전 여부를 판단하는 기준 전압이므로 최초 설정된 레귤레이터(21)의 출력과 제7 저항(R7) 및 제8 저항(R8) 값에 따라 고정된 값이 출력된다. 예를 들어, 제4 전압 분배기(28)에서 출력되는 상기 과방전 기준 전압은 4 V일 수 있다.Meanwhile, the second state voltage output from the third voltage divider 27 is different according to the current voltage state of the battery 10, but the overdischarge reference voltage output from the fourth voltage divider 28 is A fixed value is output according to the output of the first regulator 21 and the value of the seventh resistor R7 and the eighth resistor R8 since it is a reference voltage for determining whether the battery 10 is overdischarged. For example, the over-discharge reference voltage output from the fourth voltage divider 28 may be 4V.

제2 비교기(29)는 제3 전압 분배기(27)의 출력인 상기 제2 상태 전압과 제4 전압 분배기(28)의 출력인 상기 과방전 기준 전압을 비교하여 배터리(10)의 과방전 여부를 판단한다. 제2 비교기(29)는 상기 제2 상태 전압이 상기 과방전 기준 전압 미만인 경우, 배터리(10)를 과방전으로 판단한다. 이때, 제2 비교기(29)에는 제3 전압 분배기(27)의 출력이 커패시터(C)를 거쳐 입력될 수 있다. 커패시터(C)는 제3 전압 분배기(27)의 출력에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다.The second comparator 29 compares the second state voltage, which is the output of the third voltage divider 27, with the overdischarge reference voltage, which is the output of the fourth voltage divider 28, . The second comparator 29 determines that the battery 10 is overdischarged when the second state voltage is lower than the overdischarge reference voltage. At this time, the output of the third voltage divider 27 may be input to the second comparator 29 via the capacitor C. The capacitor C can remove the noise contained in the output of the third voltage divider 27. [

예를 들어, 제3 전압 분배기(27)에서 상기 제2 상태 전압이 3.2 V로 출력되고, 제4 전압 분배기(28)에 상기 과방전 기준 전압이 4 V로 출력되는 경우, 제2 비교기(29)는 배터리(10)를 과방전으로 판단한다. 그러나, 제3 전압 분배기(27)에서 상기 제2 상태 전압이 4.5 V로 출력되고, 제4 전압 분배기(28)에 상기 과방전 기준 전압이 4 V로 출력되는 경우, 제2 비교기(29)는 배터리(10)를 정상으로 판단한다.For example, when the second state voltage is output as 3.2 V in the third voltage divider 27 and the overdischarge reference voltage is output as 4 V to the fourth voltage divider 28, the second comparator 29 Determines that the battery 10 is over discharge. However, when the second state voltage is output at 4.5 V in the third voltage divider 27 and the overdischarge reference voltage is output to 4 V in the fourth voltage divider 28, the second comparator 29 The battery 10 is determined to be normal.

제2 비교기(29)는 배터리(10)가 과방전된 것으로 판단한 경우, 배터리(10)를 제어하는 BMS(30)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력한다. 이에 따라, BMS(30)는 웨이크 업되어 배터리(10)의 과방전을 방지하는 기능을 수행한다. 예를 들어, BMS(30)는 배터리(10)와 상기 차량의 부하를 연결하는 스위치를 오프(off)시킴으로써 배터리(10)의 과방전을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.The second comparator 29 outputs a wake-up signal for waking up the BMS 30 controlling the battery 10 when it is determined that the battery 10 is overdischarged. Accordingly, the BMS 30 wakes up and functions to prevent the battery 10 from being overdischarged. For example, the BMS 30 may function to prevent overdischarge of the battery 10 by turning off the switch connecting the battery 10 and the load of the vehicle.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.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 limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And is not intended to limit the scope of the invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 배터리
20 : 배터리 고장 방지 장치
21 : 레귤레이터
22 : 과충전 방지부
23 : 과방전 방지부
30 : BMS
10: Battery
20: Battery failure prevention device
21: Regulator
22: Overcharge prevention part
23: Overdischarge prevention part
30: BMS

Claims (11)

차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 차량에 장착된 배터리의 고장을 방지하는 배터리 고장 방지 장치에 있어서,
상기 배터리의 전압을 입력받아 일정한 전압으로 변화시켜 출력하는 레귤레이터;
상기 배터리의 전압을 입력받고, 직렬 연결된 제1 저항과 제2 저항에 의해 제1 전압 분배비로 전압 분배함으로써 상기 배터리의 전압 상태를 나타내는 제1 상태 전압을 출력하는 제1 전압 분배기;
상기 레귤레이터의 출력을 입력받고, 직렬 연결된 제3 저항과 제4 저항에 의해 제2 전압 분배비로 전압 분배함으로써 상기 배터리의 과충전 여부를 판단하는 과충전 기준 전압을 출력하는 제2 전압 분배기; 및
상기 제1 전압 분배기의 출력인 상기 제1 상태 전압과 상기 제2 전압 분배기의 출력인 상기 과충전 기준 전압을 비교하여 상기 배터리의 과충전 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 배터리가 과충전된 경우, 상기 배터리를 제어하는 BMS(Battery Management System)를 웨이크 업 시키기 위한 웨이크 업 신호를 출력하는 제1 비교기를 포함하는 배터리 고장 방지 장치.
A battery fault preventing device for preventing a failure of a battery mounted on a vehicle in a state that the starting of the vehicle is off,
A regulator for receiving the voltage of the battery and changing the voltage to a constant voltage and outputting the voltage;
A first voltage divider that receives a voltage of the battery and outputs a first state voltage indicating a voltage state of the battery by dividing the voltage by a first resistor and a second resistor connected in series to a first voltage distribution ratio;
A second voltage divider for receiving an output of the regulator and outputting an overcharge reference voltage for determining whether the battery is overcharged by distributing a voltage at a second voltage division ratio by a third resistor and a fourth resistor connected in series; And
The battery charger according to any one of claims 1 to 3, further comprising: an overcharge reference voltage generator for generating an overcharge reference voltage by comparing the first state voltage output from the first voltage divider and the overcharge reference voltage output from the second voltage divider, And a first comparator for outputting a wake-up signal for waking up a BMS (Battery Management System) to be controlled.
제 1항에 있어서,
상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 상기 배터리로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first resistor and the second resistor have a resistance value equal to or greater than a predetermined value so as to minimize a dark current generated from the battery.
제 2항에 있어서,
상기 제1 전압 분배비는 상기 제1 저항의 저항값과 상기 제2 저항의 저항값이 3:1 비율을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the first voltage division ratio is set so that the resistance value of the first resistor and the resistance value of the second resistor have a 3: 1 ratio.
제 1항에 있어서,
상기 제3 저항 및 상기 제4 저항은 상기 레귤레이터로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the third resistor and the fourth resistor have a resistance value equal to or greater than a predetermined value so as to minimize a dark current generated from the regulator.
제 1항에 있어서,
상기 레귤레이터는 DC to DC Converter인 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the regulator is a DC to DC converter.
제 1항에 있어서,
상기 제1 비교기는 상기 제1 상태 전압이 상기 과충전 기준 전압을 초과하는 경우, 상기 배터리를 과충전으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first comparator determines that the battery is overcharged when the first state voltage exceeds the overcharge reference voltage.
제 1항에 있어서,
상기 배터리의 전압을 입력받아 제3 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 전압 상태를 나타내는 제2 상태 전압을 출력하는 제3 전압 분배기;
상기 레귤레이터의 출력을 입력받아 제4 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 과방전 여부를 판단하는 과방전 기준 전압을 출력하는 제4 전압 분배기; 및
상기 제3 전압 분배기의 출력인 상기 제2 상태 전압과 상기 제4 전압 분배기의 출력인 상기 과방전 기준 전압을 비교하여 상기 배터리의 과방전 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 배터리가 과방전된 경우, 상기 배터리를 제어하는 BMS(Battery Management System)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력하는 제2 비교기를 더 포함하는 배터리 고장 방지 장치.
The method according to claim 1,
A third voltage divider for receiving a voltage of the battery and distributing the voltage to a third voltage distribution ratio and outputting a second state voltage indicating a voltage state of the battery;
A fourth voltage divider that receives the output of the regulator and divides the voltage at a fourth voltage division ratio to output an overdischarge reference voltage for determining whether the battery is overdischarged; And
Wherein the controller determines whether the battery is overdischarged by comparing the second state voltage, which is an output of the third voltage divider, with the overdischarge reference voltage, which is an output of the fourth voltage divider, And a second comparator for outputting a wake-up signal for waking up a battery management system (BMS) for controlling the battery.
제 7항에 있어서,
상기 제3 전압 분배기는 제5 저항 및 제6 저항을 포함하고,
상기 제5 저항 및 상기 제6 저항은 상기 배터리로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the third voltage divider comprises a fifth resistor and a sixth resistor,
Wherein the fifth resistor and the sixth resistor have a resistance value equal to or greater than a predetermined value so as to minimize a dark current generated from the battery.
제 8항에 있어서,
상기 제3 전압 분배비는 상기 제5 저항의 저항값과 상기 제6 저항의 저항값이 5:4 비율을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the third voltage division ratio is set so that the resistance value of the fifth resistor and the resistance value of the sixth resistor have a 5: 4 ratio.
제 7항에 있어서,
상기 제4 전압 분배기는 제7 저항 및 제8 저항을 포함하고,
상기 제7 저항 및 상기 제8 저항은 상기 레귤레이터로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
8. The method of claim 7,
The fourth voltage divider includes a seventh resistor and an eighth resistor,
Wherein the seventh resistor and the eighth resistor have a resistance value equal to or greater than a predetermined value so as to minimize a dark current generated from the regulator.
제 7항에 있어서,
상기 제2 비교기는 상기 제2 상태 전압이 상기 과방전 기준 전압 미만인 경우, 상기 배터리를 과방전으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the second comparator determines that the battery is overdischarged when the second state voltage is lower than the overdischarge reference voltage.
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