KR101983253B1 - Precharge system operating according to overheat preventing algorithm and battery pack including the same - Google Patents

Precharge system operating according to overheat preventing algorithm and battery pack including the same Download PDF

Info

Publication number
KR101983253B1
KR101983253B1 KR1020150169134A KR20150169134A KR101983253B1 KR 101983253 B1 KR101983253 B1 KR 101983253B1 KR 1020150169134 A KR1020150169134 A KR 1020150169134A KR 20150169134 A KR20150169134 A KR 20150169134A KR 101983253 B1 KR101983253 B1 KR 101983253B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
precharge
charge
period
temperature
size
Prior art date
Application number
KR1020150169134A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170063119A (en
Inventor
정문구
김한상
류호진
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020150169134A priority Critical patent/KR101983253B1/en
Publication of KR20170063119A publication Critical patent/KR20170063119A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101983253B1 publication Critical patent/KR101983253B1/en

Links

Images

Classifications

    • H02J7/047
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/443Methods for charging or discharging in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

본 발명은 과열 방지 알고리즘에 따라 프리 차지 사이클을 수행하는 프리 차지 시스템을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리 차지 시스템은, 메인 릴레이와 병렬 연결되는 프리 차지 릴레이; 상기 프리 차지 릴레이와 직렬 연결되는 프리 차지 저항; 및 주기적으로 반복되는 프리 차지 구간, 상기 프리 차지 구간 사이의 휴지 구간인 프리 차지 휴지 구간 및 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간 이후의 구간인 프리 차지 냉각 구간이 한 사이클을 이루는 프리 차지 사이클을 수행하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복됨에 따라 변화된 프리 차지 저항의 온도가 임계온도에 도달하기 전까지 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간을 교차 반복시키는 것을 특징으로 한다.
The present invention discloses a precharge system that performs a precharge cycle in accordance with an overheat prevention algorithm.
A precharge system according to an embodiment of the present invention includes: a precharge relay connected in parallel with a main relay; A precharge resistor connected in series with the precharge relay; And a precharge cycle in which a precharge cycle period that is periodically repeated, a precharge cycle period that is a idle period between the precharge cycles, and a precharge cycle that is a period after the precharge cycle and the precharge cycle period form one cycle The precharge period and the precharge period are repeated until the temperature of the precharge resistor, which has changed as the crossing between the precharge period and the precharge period is repeated, reaches a threshold temperature, Is repeated.

Description

과열 방지 알고리즘에 따라 작동하는 프리 차지 시스템 및 이를 포함하는 배터리 팩 {Precharge system operating according to overheat preventing algorithm and battery pack including the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a precharge system that operates in accordance with an overheat prevention algorithm, and a battery pack including the precharge system.

본 발명은 프리 차지 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프리 차지 저항의 과열을 방지하는 알고리즘에 따라 작동하는 프리 차지 시스템에 관한 것이다. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to precharge techniques and, more particularly, to precharge systems that operate in accordance with an algorithm that prevents overheating of precharge resistors.

최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, and portable telephones has been rapidly increased, and electric vehicles, storage batteries for energy storage, robots, and satellites have been developed in earnest. Are being studied actively.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.The secondary rechargeable batteries are nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel- It is very popular because of its low self-discharge rate and high energy density.

한편, 이차 전지는 부하 또는 충전기와 같은 충방전 시스템과 전력을 송수신하는데, 충방전 과정에서 과전류 또는 인러쉬 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해, 프리 차지 과정이 선행되어야 한다. 종래기술에 따른 충전 시스템은, 메인 릴레이, 접지 릴레이 및 프리 차지 릴레이를 구비하고 있으며, 접지 릴레이와 프리 차지 릴레이를 턴 온시켜 프리 차지를 수행함으로써, 메인 릴레이가 턴 온될 때 과전류 또는 인러쉬 전류가 흐르는 것을 방지한다.On the other hand, the secondary battery transmits and receives electric power to and from a charge / discharge system such as a load or a charger. In order to prevent an overcurrent or an inrush current from flowing during the charging / discharging process, The charging system according to the related art has a main relay, a ground relay and a precharge relay, and by performing precharging by turning on the ground relay and the precharge relay, an overcurrent or an inrush current is generated when the main relay is turned on To prevent flow.

도 1은, 종래기술에 따른 프리 차지 시스템을 구비한 충전 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 충전 시스템(30)은, 메인 릴레이(110), 접지 릴레이(120), 프리 차지 릴레이(130) 및 프리 차지 저항(140)을 포함한다. 그리고, 상기 충전 시스템(30)은, 배터리(10)와 부하(20) 사이에 구비된다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a charging system having a precharge system according to the prior art; FIG. Referring to FIG. 1, the charging system 30 includes a main relay 110, a ground relay 120, a precharge relay 130, and a precharge resistor 140. The charging system (30) is provided between the battery (10) and the load (20).

종래 기술에 따른 충전 시스템(30)의 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다. The operation of the charging system 30 according to the prior art will be briefly described as follows.

먼저, 접지 릴레이(120)가 턴 온된다. 이어서, 프리 차지 릴레이(130)가 턴 온된다. 접지 릴레이(120)와 프리 차지 릴레이(130)가 턴 온됨에 따라 배터리(10)와 부하(20) 사이에 전류 경로가 형성되어 부하(20)에 대한 프리 차지가 이루어진다. 이때, 프리 차지 저항(140)은, 상기 전류 경로에 과전류 또는 인러쉬 전류가 흐르는 것을 방지하는 역할을 한다. First, the ground relay 120 is turned on. Then, the precharge relay 130 is turned on. As the ground relay 120 and the precharge relay 130 are turned on, a current path is formed between the battery 10 and the load 20 to precharge the load 20. At this time, the precharge resistor 140 prevents the overcurrent or the inrush current from flowing in the current path.

다음으로, 부하(20)에 대한 충전이 충분히 이루어지면, 메인 릴레이(110)가 턴 온된다. 메인 릴레이(110)가 턴 온되면, 대부분의 전류는 메인 릴레이(110)를 통해 흐르게 된다. 그 다음, 프리 차지 릴레이(130)는 선택적으로 턴 오프될 수 있다.Next, when the charging of the load 20 is sufficiently performed, the main relay 110 is turned on. When the main relay 110 is turned on, most of the current flows through the main relay 110. The precharge relay 130 may then be selectively turned off.

이와 같이, 프리 차지 릴레이(130) 및 프리 차지 릴레이(130)에 직렬 연결된 프리 차지 저항(140)은 배터리(10)와 부하(20)를 연결하는 초기 과정에서 과전류 또는 인러쉬 전류를 방지하는 역할을 한다. 그런데, 상기 과정을 수행할 때, 필연적으로 프리 차지 저항(140)에 열이 발생하여 프리 차지 저항(140)은 열화될 수 있다. 따라서, 프리 차지 저항(140)의 열화를 감소시키 위해서는 충분한 냉각 과정이 수행되어야 하며, 특히, 프리 차징 동작에 최적화된 냉각 과정이 수행될 필요가 있다. The precharge resistor 140 connected in series to the precharge relay 130 and the precharge relay 130 prevents the overcurrent or the inrush current in the initial process of connecting the battery 10 and the load 20 . However, when performing the above process, the precharge resistor 140 may inevitably generate heat, and the precharge resistor 140 may deteriorate. Therefore, in order to reduce the deterioration of the precharge resistor 140, a sufficient cooling process must be performed, and in particular, a cooling process optimized for the precharging operation needs to be performed.

본 발명은 종래기술에 따른 프리 차지 시스템의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 프리 차지 저항의 열화를 감소시킬 수 있는 과열 방지 알고리즘을 제공하는 것을 일 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide an overheat prevention algorithm which is developed to solve the problems of the precharge system according to the prior art and can reduce deterioration of precharge resistance.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. It is also to be understood that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다. Various embodiments of the present invention for achieving the above object are as follows.

(1) 프리 차지 시스템에 있어서, 메인 릴레이와 병렬 연결되는 프리 차지 릴레이; 상기 프리 차지 릴레이와 직렬 연결되는 프리 차지 저항; 및 주기적으로 반복되는 프리 차지 구간, 상기 프리 차지 구간 사이의 휴지 구간인 프리 차지 휴지 구간 및 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간 이후의 구간인 프리 차지 냉각 구간이 한 사이클을 이루는 프리 차지 사이클을 수행하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복됨에 따라 변화된 프리 차지 저항의 온도가 임계온도에 도달하기 전까지 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간을 교차 반복시키는 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템.(1) A precharge system comprising: a precharge relay connected in parallel with a main relay; A precharge resistor connected in series with the precharge relay; And a precharge cycle in which a precharge cycle period that is periodically repeated, a precharge cycle period that is a idle period between the precharge cycles, and a precharge cycle that is a period after the precharge cycle and the precharge cycle period form one cycle The precharge period and the precharge period are repeated until the temperature of the precharge resistor, which has changed as the crossing between the precharge period and the precharge period is repeated, reaches a threshold temperature, And repeats the cycle of the precharge operation.

(2) (1) 에 있어서, 상기 제어부는, 상기 프리 차지 저항의 온도가 상기 임계온도에 도달하기 전까지 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복되도록 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수 및 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기를 결정하며, 상기 제어부는, 결정된 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수 및 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기에 따라 상기 프리 차지 사이클을 수행하는 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템.(2) In (1), the controller may control the precharge period and the precharge period so that the precharge period and the precharge period are alternately repeated until the temperature of the precharge resistance reaches the threshold temperature, And determines the size of the precharge cycle period and the precharge cycle period according to the determined number of times of the precharge cycle, the number of times of the precharge cycle period, and the size of the precharge cycle period The precharge system comprising:

(3) (2) 에 있어서, 상기 제어부는, 1회의 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간이 교차 수행됨에 따라 변화하는 프리 차지 저항의 온도의 변화량이 1회의 프리 차지 구간이 수행됨에 따라 변화하는 프리 차지 저항의 온도의 변화량의 k배가 되도록 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기와 상기 프리 차지 구간 및 상기 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수를 결정하는 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템. (3) In (2), the control unit may be configured such that the amount of change in the temperature of the pre-charge resistance that changes as one pre-charge period and the pre-charge idle period are cross- And determines the size of the precharge hibernation period and the number of repetitions of the precharge period and the precharge hibernation period so as to be k times the variation amount of the temperature of the charge resistance.

(4) (3) 에 있어서, 상기 제어부는, 하기 수학식을 이용하여 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기와 상기 프리 차지 구간 및 상기 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수를 결정하는 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템.(4) In (3), the controller may determine the size of the pre-charge idle period and the number of repetitions of the pre-charge period and the pre-charge idle period using the following equation: .

Figure 112015116990994-pat00001
Figure 112015116990994-pat00001

Figure 112015116990994-pat00002
Figure 112015116990994-pat00002

여기서, n은 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수, Tthreshold는 임계온도, Tnormal은 작동온도, a는 프리 차지 저항의 온도 상승 계수, b는 프리 차지 저항의 냉각 계수, tprecharge은 프리 차지 구간의 크기Here, n is the number of iterations, T threshold is the critical temperature of the pre-charging period and the precharge idle period, T normal is the operating temperature, a temperature rising coefficient of the pre-charging resistor, b is the cooling coefficient of the pre-charging resistor, t precharge is Size of pre-charge interval

(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 프리 차지 구간의 크기는, 미리 설정된 값이거나, 제어부가 외부로부터 입력받은 값인 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템.(5) The pre-charge system according to any one of (1) to (4), wherein the size of the pre-charge interval is a preset value or a value input from the outside by the control unit.

(6) (3) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어부는, 상기 k의 값을 외부로부터 입력받는 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템.(6) The pre-charging system according to any one of (3) to (5), wherein the control unit receives the value of k from the outside.

(7) (2) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어부는, 상기 프리 차지 저항이 상기 프리 차지 냉각 구간 동안 냉각되어 작동온도에 도달하도록 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하며, 상기 제어부는, 결정된 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기에 따라 상기 프리 차지 사이클을 수행하는 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템.(7) In any one of (2) to (6), the controller may determine the size of the pre-charge cooling interval so that the pre-charge resistance is cooled during the pre-charge cooling interval to reach an operating temperature, And the controller performs the precharge cycle according to the determined size of the precharge cooling section.

(8) (7) 에 있어서, 상기 제어부는, 하기 수학식을 이용하여 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템.(8) The pre-charge system according to (7), wherein the controller determines the size of the pre-charge cooling section using the following equation.

Figure 112015116990994-pat00003
Figure 112015116990994-pat00003

여기서, Tthreshold는 임계온도, Tnormal은 작동온도, b는 프리 차지 저항의 냉각 계수, tcooldown은 프리 차지 냉각 구간의 크기Where T threshold is the critical temperature, T normal is the operating temperature, b is the cooling coefficient of the pre-charge resistance, t cooldown is the size of the pre-

(9) (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 상기 프리 차지 구간은, 프리 차지 릴레이가 턴 온된 구간이고, 상기 프리 차지 휴지 구간 및 상기 프리 차지 냉각 구간은 프리 차지 릴레이가 턴 오프된 구간인 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템.(9) In any one of (1) to (8), the pre-charge interval is a period in which the pre-charge relay is turned on, and the pre-charge idle period and the pre- Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >

(10) (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 따른 프리 차지 시스템을 포함하는 충전 시스템.(10) A charging system comprising a precharge system according to any one of (1) to (9).

(11) (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 따른 프리 차지 시스템을 포함하는 배터리 팩.(11) A battery pack comprising a precharge system according to any one of (1) to (9).

(12) (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 따른 프리 차지 시스템을 포함하는 자동차.(12) A vehicle comprising a pre-charging system according to any one of (1) to (9).

(13) 메인 릴레이와 병렬 연결되는 프리 차지 릴레이, 상기 프리 차지 릴레이와 직렬 연결되는 프리 차지 저항을 포함하는 프리 차지 시스템을 이용하여 프리 차지하는 방법에 있어서, 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 구간 사이의 휴지 구간인 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복되도록 상기 프리 차지 릴레이의 턴 온 및 턴 오프를 교차 반복하는 프리 차지 단계; 및 상기 프리 차지 단계 이후, 상기 프리 차지 저항이 냉각되도록 상기 프리 차지 릴레이를 턴 오프시키는 냉각 단계;를 포함하고, 상기 프리 차지 단계는, 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복됨에 따라 변화된 프리 차지 저항의 온도가 임계온도에 도달하기 전까지 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간을 교차 반복시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 프리 차지 방법(13) A method of precharging by using a precharge system including a precharge relay connected in parallel with a main relay, and a precharge resistor serially connected to the precharge relay, A precharge step of alternately repeating the turn-on and turn-off of the precharge relay so that the precharge break period is repeated; And a cooling step of turning off the pre-charge relay so that the pre-charge resistance is cooled after the pre-charging step, wherein the pre-charging step is performed by repeating the pre-charging period and the pre- Wherein the precharge period and the precharge period are alternately repeated until the temperature of the changed precharge resistance reaches the threshold temperature.

(14) (13) 에 있어서, 상기 방법은, 상기 프리 차지 단계 이전에, 상기 프리 차지 저항의 온도가 상기 임계온도에 도달하기 전까지 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복되도록 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수 및 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기를 결정하는 단계;를 더 포함하고, 상기 프리 차지 단계는, 상기 결정하는 단계에서 결정된 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수 및 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기에 따라, 상기 프리 차지 릴레이의 턴 온 및 턴 오프를 교차 반복하는 단계인 것을 특징으로 하는 프리 차지 방법. (14) The method as described in (13), wherein the pre-charge step is preceded by the pre-charge period so that the pre-charge period and the pre-charge idle period are alternately repeated until the temperature of the pre- And determining a size of the precharge period and the number of repetitions of the precharge period, the precharge period, the precharge period, the charge period, the number of repetitions of the precharge period and the precharge period, And repeating the turn-on and turn-off of the precharge relay according to the number of repetitions of the interval and the size of the precharge period.

(15) (14) 에 있어서, 상기 결정하는 단계는, 1회의 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간이 교차 수행됨에 따라 변화하는 프리 차지 저항의 온도의 변화량이 1회의 프리 차지 구간이 수행됨에 따라 변화하는 프리 차지 저항의 온도의 변화량의 k배가 되도록 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기와 상기 프리 차지 휴지 구간이 반복되는 횟수를 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 프리 차지 방법.(15) The method as set forth in (14), wherein the determining step comprises a step of determining whether a change in the temperature of the pre-charge resistor, which varies as a single pre-charge interval and a pre- And determining the number of times the precharge hibernation interval is repeated and the number of times the precharge hibernation interval is repeated so that the precharge hibernation duration is k times the variation amount of the temperature of the precharge hysteresis.

(16) (15) 에 있어서, 상기 결정하는 단계는, 하기 수학식을 이용하여 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기와 상기 프리 차지 구간 및 상기 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수를 결정하는 것을 특징으로 하는 프리 차지 방법.(16) In the step (15), the determining step may determine the size of the pre-charge idle period and the number of repetitions of the pre-charge period and the pre-charge idle period using the following equation: Charge method.

Figure 112015116990994-pat00004
Figure 112015116990994-pat00004

Figure 112015116990994-pat00005
Figure 112015116990994-pat00005

여기서, n은 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수, Tthreshold는 임계온도, Tnormal은 작동온도, a는 프리 차지 저항의 온도 상승 계수, b는 프리 차지 저항의 냉각 계수, tprecharge은 프리 차지 구간의 크기Here, n is the number of iterations, T threshold is the critical temperature of the pre-charging period and the precharge idle period, T normal is the operating temperature, a temperature rising coefficient of the pre-charging resistor, b is the cooling coefficient of the pre-charging resistor, t precharge is Size of pre-charge interval

(17) (13) 내지 (16) 중 어느 하나에 있어서, 상기 프리 차지 구간의 크기는, 미리 설정된 값이거나, 상기 결정하는 단계 이전에, 입력된 값인 것을 특징으로 하는 프리 차지 방법.(17) The pre-charge method according to any one of (13) to (16), wherein the size of the pre-charge interval is a preset value or an input value before the determining step.

(18) (15) 내지 (17) 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법은, 상기 결정하는 단계 이전에, 상기 k의 값을 외부로부터 입력받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리 차지 방법.(18) The method of any one of (15) to (17), wherein the method further comprises the step of inputting the value of k before the determining step.

(19) (14) 내지 (18) 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법은, 상기 결정하는 단계 이후에, 상기 프리 차지 저항이 냉각되어 작동온도에 도달하도록 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 냉각 단계는, 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하는 단계에서 결정된 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기에 따라 상기 프리 차지 릴레이를 턴 오프시키는 단계인 것을 특징으로 하는 프리 차지 방법. (19) The method as described in any one of (14) to (18) above, wherein after the determining, determining the size of the pre-charge cooling section such that the pre-charge resistance is cooled to reach an operating temperature And the cooling step is a step of turning off the pre-charge relay according to a size of the pre-charge cooling section determined in the step of determining the size of the pre-charge cooling section.

(20) (19) 에 있어서, 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하는 단계는, 하기 수학식을 이용하여 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 프리 차지 방법.(20) The pre-charge cooling method according to (19), wherein the size of the pre-charge cooling interval is determined by using the following equation.

Figure 112015116990994-pat00006
Figure 112015116990994-pat00006

여기서, Tthreshold는 임계온도, Tnormal은 작동온도, b는 프리 차지 저항의 냉각 계수, tcooldown은 프리 차지 냉각 구간의 크기Where T threshold is the critical temperature, T normal is the operating temperature, b is the cooling coefficient of the pre-charge resistance, t cooldown is the size of the pre-

본 발명의 일 측면에 따르면, 임계온도에 도달하기 전까지 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복됨에 따라 프리 차지가 수행되고, 임계온도에 도달한 이후에는 프리 차지 냉각 구간이 수행되어, 프리 차지 저항이 손상되는 것을 방지할 수 있다.According to an aspect of the present invention, precharging is performed as the precharging interval and the precharging rest interval are alternately repeated until the critical temperature is reached, and after reaching the critical temperature, the precharging cooling period is performed, It is possible to prevent the resistance from being damaged.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 요구되는 프리 차지 구간의 크기를 기초로 프리 차지 사이클을 수행하는데 필요한 나머지 파라미터를 결정할 수 있고, 이에 따라 프리 차지 시스템을 동작시킬 수 있다.According to another aspect of the present invention, it is possible to determine the remaining parameters required to perform the precharge cycle based on the size of the required precharge section, thereby operating the precharge system.

이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.In addition, the present invention can have various other effects, and other effects of the present invention can be understood by the following description, and can be more clearly understood by the embodiments of the present invention.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 종래기술에 따른 프리 차지 시스템을 구비한 충전 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 차지 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 차지 사이클을 나타낸 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 차지 방법을 나타낸 순서도이다.
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.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a charging system having a precharge system according to the prior art; FIG.
2 is a diagram illustrating a configuration of a precharge system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a precharge cycle according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a precharge method according to an 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 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 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 construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

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 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 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.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 <포함>한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어부>와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as including an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise, but may also include other elements. Furthermore, the term &quot; control unit &quot; as described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 <연결>되어 있다고 할 때, 이는 <직접적으로 연결>되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 <간접적으로 연결>되어 있는 경우도 포함한다.In addition, in the entire specification, when a part is connected to another part, it is not only a case where it is directly connected, but also a case where it is indirectly connected with another element in between .

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 차지 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 2 is a diagram illustrating a configuration of a precharge system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 차지 시스템(100)은, 배터리(10)와 부하(20) 사이에 구비되는 충전 시스템(30)의 일부를 구성한다. 도 2의 실시예에서, 부하(20)는 인버터(21)와 인버터(21)에 연결된 모터(22)이다. 그리고, 상기 충전 시스템(30)은, 메인 릴레이(110), 접지 릴레이(120) 및 프리 차지 시스템(100)을 포함한다. Referring to FIG. 2, a precharge system 100 according to an embodiment of the present invention constitutes a part of a charging system 30 provided between a battery 10 and a load 20. In the embodiment of Figure 2, the load 20 is a motor 22 connected to an inverter 21 and an inverter 21. The charging system 30 includes a main relay 110, a ground relay 120, and a precharge system 100.

상기 메인 릴레이(110)와 접지 릴레이(120)는, 각각 배터리(10)와 인버터(21) 사이를 연결하는 선로 상에 구비된다. 상기 메인 릴레이(110)와 접지 릴레이(120)는, 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프되도록 구성된다. 상기 메인 릴레이(110) 및 접지 릴레이(120)는 제어 신호를 수신하여 턴 온되거나 턴 오프될 수 있다. 이때, 상기 제어 신호는 후술하는 제어부(150)로부터 출력된 신호일 수 있다.The main relay 110 and the ground relay 120 are provided on a line connecting the battery 10 and the inverter 21, respectively. The main relay 110 and the ground relay 120 are configured to be selectively turned on or off. The main relay 110 and the ground relay 120 may receive a control signal and turn on or off. At this time, the control signal may be a signal output from the control unit 150, which will be described later.

상기 프리 차지 시스템(100)은, 프리 차지 릴레이(130), 프리 차지 저항(140) 및 제어부(150)를 포함한다.The precharge system 100 includes a precharge relay 130, a precharge resistor 140, and a controller 150.

상기 프리 차지 릴레이(130)는, 상기 메인 릴레이(110)와 병렬 연결되도록 구성된다. 상기 프리 차지 릴레이(130)는, 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프 되도록 구성된다. 상기 프리 차지 릴레이(130)는, 후술하는 제어부(150)의 제어 신호를 수신하여 턴 온되거나 턴 오프 될 수 있다. The precharge relay 130 is configured to be connected in parallel with the main relay 110. The precharge relay 130 is configured to be selectively turned on or off. The precharge relay 130 may be turned on or off by receiving a control signal of the controller 150, which will be described later.

상기 프리 차지 저항(140)은, 상기 프리 차지 릴레이(130)와 직렬 연결되는 저항 소자이다. 상기 프리 차지 저항(140)은, 프리 차지가 수행될 때, 전류가 프리 차지 저항(140)으로 흐르도록 하여 과전류 또는 돌입 전류가 발생하는 것을 방지한다. 그리고, 상기 프리 차지 저항(140)은, 소정의 온도 상승 계수 및 냉각 계수를 갖는다. 여기서, 상기 온도 상승 계수는, 프리 차지 저항(140)에 전압이 인가되었을 때, 단위 시간 동안 상승하는 온도량을 나타내는 척도이고, 상기 냉각 계수는, 프리 차지 저항(140)의 작동온도에서 단위 시간 동안 자연 냉각되는 온도량을 나타내는 척도이다. 일반적으로, 온도 상승 계수는 냉각 계수보다 큰 값을 갖는다. The precharge resistor 140 is a resistance element connected in series with the precharge relay 130. The precharge resistor 140 prevents a current from flowing to the precharge resistor 140 when precharging is performed, thereby preventing an overcurrent or an inrush current from being generated. The precharge resistor 140 has a predetermined temperature rise coefficient and a predetermined cooling coefficient. Here, the temperature rise coefficient is a measure indicating a temperature amount that rises for a unit time when a voltage is applied to the precharge resistor 140, and the cooling coefficient is a unit time at an operating temperature of the precharge resistor 140 Lt; RTI ID = 0.0 &gt; naturally &lt; / RTI &gt; Generally, the temperature rise coefficient has a value larger than the cooling coefficient.

상기 제어부(150)는, 프리 차지 릴레이(130)로 제어 신호를 출력하여, 프리 차지 릴레이(130)를 턴 온시키거나 턴 오프 시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 제어부(150)는, 프리 차지 릴레이(130)뿐만 아니라, 메인 릴레이(110)와 접지 릴레이(120)를 제어하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부(150)는, 프리 차지를 수행하기 위해, 접지 릴레이(120)가 턴 온된 상태에서, 프리 차지 릴레이(130)의 턴 온/턴 오프를 조절한다. 즉, 상기 제어부(150)는, 접지 릴레이(120)가 턴 온된 상태에서, 프리 차지 릴레이(130)를 턴 온시켜 프리 차지를 수행하고, 프리 차지 릴레이(130)를 턴 오프시켜 프리 차지 저항(140)이 자연 냉각되도록 한다. The controller 150 may output a control signal to the precharge relay 130 to turn on or off the precharge relay 130. [ The controller 150 may be configured to control not only the precharge relay 130 but also the main relay 110 and the ground relay 120 as described above. The controller 150 controls the turn-on / turn-off of the precharge relay 130 in a state in which the ground relay 120 is turned on to perform precharging. That is, when the ground relay 120 is turned on, the controller 150 turns on the pre-charge relay 130 to perform pre-charge, turns off the pre-charge relay 130, 140) is naturally cooled.

또한, 상기 제어부(150)는, 프리 차지 및 냉각과 관련된 알고리즘을 수행하기 위해, 수학식을 연산할 수 있고, 수학식의 연산에 필요한 정보를 입력받거나 저장하도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 상기 제어부(150)는, 연산수단, 저장수단 및 입출력 포트를 구비한 마이크로프로세서일 수 있다. Also, the controller 150 may be configured to calculate an equation to perform an algorithm related to pre-charge and cooling, and to receive or store information required for calculation of the equation. According to one embodiment, the controller 150 may be a microprocessor having an arithmetic unit, a storage unit, and an input / output port.

상기 제어부(150)는, 프리 차지 및 냉각에 관한 알고리즘을 결정하고, 결정된 알고리즘에 따라 프리 차지 및 냉각을 수행할 수 있다. The controller 150 may determine an algorithm for precharging and cooling, and may perform precharging and cooling according to a determined algorithm.

보다 구체적으로, 상기 제어부(150)는, 다음과 같은 프리 차지 사이클을 수행할 수 있다. 상기 제어부(150)는, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복되도록 하고, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 종료된 이후, 프리 차지 냉각 구간을 수행하도록 구성된다. 여기서, 상기 제어부(150)는, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복됨에 따라 변화된(증가된) 프리 차지 저항의 온도가 임계온도에 도달하기 전까지 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간을 교차 반복시키도록 구성된다. More specifically, the control unit 150 may perform the following precharge cycle. The control unit 150 is configured to perform a precharge interval and a precharge idle interval in an alternating manner, and to perform a precharge interval after the precharge interval and the precharge idle interval are completed. Here, the controller 150 repeatedly repeats the pre-charge interval and the pre-charge idle interval until the temperature of the changed (increased) pre-charge resistance reaches the critical temperature as the pre-charge interval and the pre- .

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 차지 사이클을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a precharge cycle according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 차지 사이클은, 프리 차지 구간, 프리 차지 휴지 구간 및 프리 차지 냉각 구간으로 이루어진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간은 서로 교차 반복되는 형태로 수행된다. 프리 차지 구간이 주기적으로 반복된다. 프리 차지 휴지 구간은 프리 차지 구간 사이의 휴지 구간에 해당한다. 그리고, 프리 차지 냉각 구간은, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간의 반복이 종료된 이후에 수행된다. Referring to FIG. 3, the pre-charge cycle according to an embodiment of the present invention includes a pre-charge period, a pre-charge idle period, and a pre-charge cooling period. As shown in FIG. 3, the pre-charge interval and the pre-charge idle interval are performed in an alternating manner. The pre-charge period is repeated periodically. The pre-charge idle period corresponds to a idle period between pre-charge intervals. The pre-charge cooling section is performed after the completion of the pre-charge section and the pre-charge idling section.

도시된 바와 같이, 프리 차지 구간은, 프리 차지 릴레이(130)가 턴 온된 구간이고, 프리 차지 휴지 구간 및 프리 차지 냉각 구간은 프리 차지 릴레이(130)가 턴 오프된 구간이다. 따라서, 이러한 프리 차지 사이클은, 제어부(150)가 프리 차지 릴레이(130)를 제어함에 따라 수행될 수 있다. 즉, 제어부(150)는, 각 구간에 대응하도록 프리 차지 릴레이(130)의 개폐를 조절하여 프리 차지 사이클을 수행할 수 있다.As shown in the figure, the precharge period is a period in which the precharge relay 130 is turned on, and the precharge period and the precharge period are periods in which the precharge relay 130 is turned off. Accordingly, the precharge cycle may be performed as the control unit 150 controls the precharge relay 130. That is, the controller 150 may perform the precharge cycle by adjusting the opening and closing of the precharge relay 130 to correspond to each section.

보다 구체적으로, 도 3의 실시예에서, 프리 차지 구간은 3회 실시되고, 프리 차지 휴지 구간도 3회 실시된다. 그리고, 1회의 프리 차지 구간이 수행되는 시간은, tprecharge이다. 즉, 프리 차지 구간의 크기는 tprecharge이다. 마찬가지로, 1회의 프리 차지 휴지 구간이 수행되는 시간은, tinterval로서, 프리 차지 휴지 구간의 크기는 tinterval이다. More specifically, in the embodiment of Fig. 3, the precharge period is performed three times, and the precharge period is also performed three times. And, the time at which one pre-charge interval is performed is t precharge . That is, the precharge period is t precharge . Similarly, the time at which one pre-charge idle period is performed is t interval , and the size of the pre-charge idle period is t interval .

또한, 도 3의 실시예에서, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 각각 3회씩 교차 반복 실시된 후, 프리 차지 냉각 구간이 수행된다. 프리 차지 냉각 구간이 수행되는 시간은, tcooldown으로서, 프리 차지 냉각 구간의 크기는 tcooldown이다. Also, in the embodiment of FIG. 3, the pre-charge interval and the pre-charge idle interval are repeated three times each, and then the pre-charge cooling interval is performed. The time during which the precharge cooling section is performed is t cooldown , and the size of the precharge cooling section is t cooldown .

이하, 도 3에 도시된 프리 차지 사이클을 참고하여, 프리 차지 저항의 온도 변화 과정을 살펴보도록 한다. Hereinafter, the temperature change process of the precharge resistance will be described with reference to the precharge cycle shown in FIG.

설명에 앞서, 프리 차지 시스템(100)에 적용되는 프리 차지 저항의 온도 상승 계수 및 냉각 계수를 각각 a, b라고 하고, 프리 차지 시스템(100)이 작동하는 작동온도를 Tnormal로 표시하도록 한다. 여기서, 프리 차지 시스템(100)이 작동하는 작동온도는, 주변 환경의 온도 또는 프리 차지 시스템(100)이 적용된 시스템(예를 들면, 전기 자동차)에서의 정격온도라고 할 수 있다. 그리고, 임계온도는 Tthreshold라고 표시하도록 한다. 상기 임계온도는, 프리 차지 시스템(100)에 적용되는 프리 차지 저항(140)과 관련된 온도 상한값이다. 상기 임계온도는, 상기 프리 차지 저항(140)이 정상 동작할 수 있는 최대 온도값 또는 최대 온도값에 소정의 마진이 고려된 온도값을 의미한다. 상기 임계온도는, 프리 차지 저항(140)에 따라 달리 설정될 수 있으며, 실험이나 시뮬레이션 등을 통해 미리 결정될 수 있다.Prior to the description, the temperature rise coefficient and the cooling coefficient of the pre-charge resistance applied to the pre-charge system 100 are denoted by a and b, respectively, and the operating temperature at which the precharge system 100 operates is denoted by T normal . The operating temperature at which the precharge system 100 operates may be the temperature of the surrounding environment or the rated temperature of the system to which the precharge system 100 is applied (for example, an electric vehicle). The threshold temperature is denoted by T threshold . The threshold temperature is the upper temperature limit associated with precharge resistor 140 applied to precharge system 100. The critical temperature means a temperature value at which a predetermined margin is considered in a maximum temperature value or a maximum temperature value at which the precharge resistor 140 can operate normally. The threshold temperature may be set differently according to the pre-charge resistance 140, and may be predetermined through experimentation, simulation, or the like.

먼저, 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간이 3회 반복된 후의 온도 변화를 살펴보면 다음과 같다. First, the temperature changes after the pre-charge interval and the pre-charge idle interval are repeated three times are as follows.

프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 3회 반복되었을 때의 온도 변화는 3회의 프리 차지 구간에 의한 온도 증가와, 3회의 프리 차지 휴지 구간에 의한, 즉 냉각에 의한 온도 감소에 의해 결정된다. 따라서, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 3회 반복된 후의 프리 차지 저항의 온도는 다음과 같은 수학식으로 표현될 수 있다. The temperature change when the pre-charge interval and the pre-charge idle interval are repeated three times is determined by the temperature increase due to three pre-charge intervals and the temperature decrease due to cooling by the three pre-charge idle periods. Therefore, the temperature of the pre-charge resistance after the pre-charge interval and the pre-charge idle interval are repeated three times can be expressed by the following equation.

Figure 112015116990994-pat00007
Figure 112015116990994-pat00007

여기서, T1은, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 3회 반복된 후의 프리 차지 저항의 온도, Tnormal은, 작동온도 또는 작동온도, a는, 프리 차지 저항의 온도 상승 계수, b는, 프리 차지 저항의 냉각 계수, tprecharge는, 프리 차지 구간의 크기, tinterval은, 프리 차지 휴지 구간의 크기이다. Here, T 1 is the temperature of the pre-charge resistance after the pre-charge interval and the pre-charge idle period are repeated three times, T normal is the operating temperature or operating temperature, a is the temperature rise coefficient of the pre- The pre-charge resistance cooling coefficient, t precharge, is the size of the pre-charge interval, and t interval is the size of the pre-charge idle interval.

다음으로, 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간이 3회 반복된 다음, 프리 차지 냉각 구간이 수행되었을 때의 온도 변화는 다음과 같다. Next, the temperature changes when the pre-charge interval and the pre-charge idle interval are repeated three times and the pre-charge cooling interval is performed are as follows.

프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간이 3회 반복된 다음, 프리 차지 냉각 구간이 수행되었을 때의 온도 변화는, 3회의 프리 차지 구간에 의한 온도 증가와, 3회의 프리 차지 휴지 구간에 의한 온도 감소 및 프리 차지 냉각 구간에 의한 온도 감소에 의해 결정된다. 따라서, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 3회 반복된 다음, 프리 차지 냉각 구간이 수행되었을 때의 프리 차지 저항의 온도는 다음과 같은 수학식으로 표현될 수 있다. After the pre-charge interval and the pre-charge idle period are repeated three times, the temperature change when the pre-charge cooling interval is performed is the temperature increase by three pre-charge intervals, the temperature decrease by three pre- And is determined by the temperature decrease due to the pre-charge cooling section. Therefore, the temperature of the pre-charge resistance when the pre-charge interval and the pre-charge idle period are repeated three times and then the pre-charge cooling interval is performed can be expressed by the following equation.

Figure 112015116990994-pat00008
Figure 112015116990994-pat00008

여기서, T2는, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 3회 반복된 다음, 프리 차지 냉각 구간이 수행된 후의 프리 차지 저항의 온도, T1은, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 3회 반복된 후의 프리 차지 저항의 온도, Tnormal은, 작동온도 또는 작동온도, a는, 프리 차지 저항의 온도 상승 계수, b는, 프리 차지 저항의 냉각 계수, tprecharge는, 프리 차지 구간의 크기, tinterval은, 프리 차지 휴지 구간의 크기, tcooldown은, 프리 차지 냉각 구간의 크기이다.Here, T 2, the pre-charging period and the precharge idle period is repeated three times and then, the temperature after the pre-charge cooling interval is performed precharge resistance, T 1 is the pre-charging period and the precharge idle period three times the temperature of the pre-repeat after the charge resistance, T normal, the operating temperature or operating temperature, a is, the temperature rising coefficient of the pre-charging resistor, b, the cooling coefficient of the pre-charging resistor, t precharge, the precharge interval size, t interval is the size of the pre-charge idle period, and t cooldown is the size of the pre-charge cooling period.

수학식 1 및 수학식 2는, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 3회 교차 반복된 경우로부터 도출된 것으로서, 수학식 1 및 수학식 2를 일반화시키면 각각 아래의 수학식 3 및 수학식 4와 같다. Equations (1) and (2) are derived from the case where the pre-charge interval and the pre-charge idle interval are alternately repeated three times. If the equations (1) and (2) are generalized, same.

Figure 112015116990994-pat00009
Figure 112015116990994-pat00009

여기서, T1은, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 n회 반복된 후의 프리 차지 저항의 온도, Tnormal은, 작동온도 또는 정격온도, a는, 프리 차지 저항의 온도 상승 계수, b는, 프리 차지 저항의 냉각 계수, tprecharge는, 프리 차지 구간의 크기, tinterval은, 프리 차지 휴지 구간의 크기이다. Here, T 1 is the temperature of the pre-charge resistance after the pre-charge interval and the pre-charge idling interval are repeated n times, T normal is the operating temperature or rated temperature, a is the temperature rise coefficient of the pre- The pre-charge resistance cooling coefficient, t precharge, is the size of the pre-charge interval, and t interval is the size of the pre-charge idle interval.

Figure 112015116990994-pat00010
Figure 112015116990994-pat00010

여기서, T2는, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 n회 반복된 다음, 프리 차지 냉각 구간이 수행된 후의 프리 차지 저항의 온도, T1은, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 n회 반복된 후의 프리 차지 저항의 온도, Tnormal은, 작동온도 또는 작동온도, a는, 프리 차지 저항의 온도 상승 계수, b는, 프리 차지 저항의 냉각 계수, tprecharge는, 프리 차지 구간의 크기, tinterval은, 프리 차지 휴지 구간의 크기, tcooldown은, 프리 차지 냉각 구간의 크기이다. Here, T 2 is the temperature of the pre-charge resistance after the pre-charge interval and the pre-charge idle period are repeated n times, the temperature of the pre-charge resistance after the pre-charge cooling interval is performed, and T 1 is the pre- the temperature of the pre-repeat after the charge resistance, T normal, the operating temperature or operating temperature, a is, the temperature rising coefficient of the pre-charging resistor, b, the cooling coefficient of the pre-charging resistor, t precharge, the precharge interval size, t interval is the size of the pre-charge idle period, and t cooldown is the size of the pre-charge cooling period.

전술한 설명은, 프리 차지 사이클의 수행 과정에서 프리 차지 저항의 온도 변화에 관한 것으로서, 이하에서는, 프리 차지 사이클에 관한 알고리즘을 결정하는 과정을 설명하도록 한다.The above description relates to the temperature change of the pre-charge resistance during the execution of the pre-charge cycle. Hereinafter, the process of determining the algorithm for the pre-charge cycle will be described.

상기 제어부(150)는, 전술한 설명에 따라 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복되도록 하고, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 종료된 이후, 프리 차지 냉각 구간을 수행하도록 구성된다. The control unit 150 is configured to perform a precharge cycle and a precharge cycle period by repeating the precharge cycle and the precharge cycle period according to the above description, and to perform the precharge cycle after the precharge cycle and the precharge cycle period are completed.

이러한, 프리 차지 사이클을 수행함에 있어서, 결정되어야 할 파라미터는 다음과 같다. In carrying out the pre-charge cycle, the parameters to be determined are as follows.

n: 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수n: number of repetitions of pre-charge interval and pre-charge idle interval

tprecharge: 프리 차지 구간의 크기t precharge : Size of precharge section

tinterval: 프리 차지 휴지 구간의 크기t interval : the size of the pre-charge idle interval

tcooldown: 프리 차지 냉각 구간의 크기t cooldown : Size of pre-charge cooling section

Tnormal: 작동온도T normal : Operating temperature

Tthreshold: 임계온도T threshold : critical temperature

a: 프리 차지 저항의 온도 상승 계수a: Temperature rise coefficient of pre-charge resistance

b: 프리 차지 저항의 냉각 계수b: cooling coefficient of pre-charge resistance

여기서, 작동온도, 임계온도, 프리 차지 저항의 온도 상승 계수 및 프리 차지 저항의 냉각 계수는 상수로 취급된다. 또한, 프리 차지 구간의 크기는, 배터리(10)가 적용될 장치에 의해 결정되기 때문에, 프리 차지 구간의 크기도 상수로 취급된다. 즉, 작동온도, 임계온도, 프리 차지 저항의 온도 상승 계수, 프리 차지 저항의 냉각 계수 및 프리 차지 구간의 크기는, 미리 결정되어 메모리 장치 등에 저장되어 있을 수 있다. 다만, 작동온도 등은 상수로 취급된다는 의미이지, 제어부(150)에 대한 입력변수로 사용될 수 있음을 배제하는 것은 아니다. Here, the operating temperature, the critical temperature, the temperature rise coefficient of the pre-charge resistance, and the cooling coefficient of the pre-charge resistance are treated as constants. Also, since the size of the precharge section is determined by the apparatus to which the battery 10 is to be applied, the size of the precharge section is also treated as a constant. That is, the operation temperature, the threshold temperature, the temperature rise coefficient of the precharge resistance, the cooling coefficient of the precharge resistance, and the size of the precharge section may be predetermined and stored in a memory device or the like. However, it is to be understood that the operating temperature and the like are treated as constants, and it is not excluded that they can be used as input variables to the control unit 150. [

결국, 결정되어야 할 파라미터는, 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수(n), 프리 차지 휴지 구간의 크기(tinterval) 및 프리 차지 냉각 구간의 크기(tcooldown)이다. Finally, the parameters to be determined are the pre-charge interval and the number of repetitions n of the pre-charge idle period, the size of the pre-charge idle period t interval , and the size of the pre-charge cooling period t cooldown .

상기 파라미터가 결정되면, 제어부(150)는 결정된 파라미터를 기초로 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간을 반복한 다음, 프리 차지 냉각 구간을 수행할 수 있다.If the parameter is determined, the controller 150 may repeat the pre-charge interval and the pre-charge idle interval based on the determined parameter, and then perform the pre-charge cooling interval.

일 실시예에 따르면, 제어부(150)는, k에 기초하여, 3개의 파라미터(n, tinterval, tcooldown)를 결정한다. 여기서, k는, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 1회 교차 수행됨에 따라 변화하는 프리 차지 저항의 온도의 변화량과, 프리 차지 구간이 1회 수행됨에 따라 변화하는 프리 차지 저항의 온도의 변화량의 비를 의미한다. According to one embodiment, the control unit 150 determines three parameters (n, t interval , t cooldown ) based on k. Here, k represents a change amount of the temperature of the pre-charge resistance that changes as the pre-charge period and the pre-charge idle period are crossed once and a change amount of the temperature change amount of the pre- It means rain.

즉, k는 아래의 수학식과 같이 표현될 수 있다.That is, k can be expressed by the following equation.

Figure 112015116990994-pat00011
Figure 112015116990994-pat00011

여기서, Tpi는 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 1회 교차 수행됨에 따라 변화하는 프리 차지 저항의 온도의 변화량이고, Tp는 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 1회 교차 수행됨에 따라 변화하는 프리 차지 저항의 온도의 변화량이다. Here, T pi is the amount of change in the temperature of the pre-charge resistor that changes as the pre-charge interval and the pre-charge idle period are crossed once, and T p is the change amount of the precharge transition period Is the amount of change in the temperature of the pre-charge resistor.

또한, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 1회 교차 수행됨에 따라 변화하는 프리 차지 저항의 온도의 변화량과, 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 1회 교차 수행됨에 따라 변화하는 프리 차지 저항의 온도의 변화량은 아래의 수학식으로 표현될 수 있다.Also, it is preferable that the temperature change of the pre-charge resistance varies as the pre-charge interval and the pre-charge idle interval are crossed once, and the temperature of the pre-charge resistance changes as the pre-charge interval and the pre- Can be expressed by the following equation.

Figure 112015116990994-pat00012
Figure 112015116990994-pat00012

Figure 112015116990994-pat00013
Figure 112015116990994-pat00013

상기 수학식 6과, 수학식 7을 수학식 5에 대입하면, 다음의 수학식이 도출된다.Substituting Equation (6) and Equation (7) into Equation (5), the following mathematical expression is derived.

Figure 112015116990994-pat00014
Figure 112015116990994-pat00014

이를 a와 b에 대해 각각 정리하면 다음과 같다.This is summarized as follows for a and b.

Figure 112015116990994-pat00015
Figure 112015116990994-pat00015

Figure 112015116990994-pat00016
Figure 112015116990994-pat00016

한편, 상기 수학식 3을 다시 참조하면, 다음과 같다. Referring again to Equation (3), the following Equation 3 is obtained.

[수학식 3]&Quot; (3) &quot;

Figure 112015116990994-pat00017
Figure 112015116990994-pat00017

여기서, 현재온도가 임계온도에 도달한 경우를 가정하면, 상기 수학식 3은, 아래의 수학식과 같이 표현될 수 있다.Here, assuming that the current temperature has reached the critical temperature, Equation (3) can be expressed by the following equation.

Figure 112015116990994-pat00018
Figure 112015116990994-pat00018

수학식 11에 수학식 9 또는 수학식 10을 대입하여, tprecharge 에 대해 정리하면, 다음의 수학식과 같이 표현될 수 있다.When substituted into the equation (9) or equation (10) in equation (11), organized for the precharge t, it can be expressed as the following mathematical expression of.

Figure 112015116990994-pat00019
Figure 112015116990994-pat00019

상기 수학식 12를 n에 대해 정리하면, 다음과 같다.The above equation (12) can be summarized as follows.

Figure 112015116990994-pat00020
Figure 112015116990994-pat00020

따라서, 수학식 13을 이용하면, n을 구할 수 있다. 즉, 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수를 구할 수 있다.Therefore, by using the equation (13), n can be obtained. That is, the number of repetitions of the pre-charge interval and the pre-charge idle interval can be obtained.

또한, 수학식 11에 수학식 9 또는 수학식 10을 대입하여, tinterval 에 대해 정리하면, 다음의 수학식과 같이 표현될 수 있다.Further, by substituting the equation 9 or the equation 10 in equation 11, summarized for the interval t, it may be expressed as the following mathematical expression of.

Figure 112015116990994-pat00021
Figure 112015116990994-pat00021

수학식 14에 상기 수학식 13을 대입하면, 다음과 같은 수학식이 도출된다.Substituting Equation (13) into Equation (14), the following equation is derived.

Figure 112015116990994-pat00022
Figure 112015116990994-pat00022

따라서, 수학식 15를 이용하면, tinterval을 구할 수 있다. 즉, 프리 차지 휴지 구간의 크기를 구할 수 있다. Therefore, using equation (15), t interval can be obtained. That is, the size of the pre-charge idle period can be obtained.

이와 같이, 수학식 13과 수학식 15를 이용하면, 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수와, 프리 차지 휴지 구간의 크기를 도출해 낼 수 있다. 다시 말해, 수학식 13과 수학식 15를 이용하면, 프리 차지 냉각 구간 이전의 프리 차지 사이클을 수행하기 위한 파라미터를 도출해낼 수 있다. 한편, 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수는, 자연수이어야 하므로, 상기 수학식 13에서 도출된 n이 자연수가 아닐 경우, 상기 제어부(150)는, 소수점 아래에서 올림, 버림 또는 반올림하여 n을 자연수로 변환하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 제어부(150)는, 소수점 아래에서 버림하여 n을 자연수로 변환하도록 구성되는 것이 좋다. 왜냐하면, n을 소수점 아래에서 올림하거나, 반올림할 경우, n회의 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간이 반복되면 프리 차지 온도가 임계온도를 초과할 수 있기 때문이다.Using Equations (13) and (15), it is possible to derive the number of repetitions of the pre-charge period, the pre-charge idle period, and the size of the pre-charge idle period. In other words, using equations (13) and (15), parameters for performing the pre-charge cycle before the pre-charge cooling period can be derived. Since the number of repetitions of the pre-charge interval and the pre-charge idle interval must be a natural number, when the number n derived from Equation (13) is not a natural number, the controller 150 increments, rounds, To a natural number. Preferably, the control unit 150 is configured to convert n to a natural number by truncating below the decimal point. This is because, if n is rounded up or rounded down below the decimal point, the pre-charge temperature may exceed the threshold temperature if n pre-charge periods and pre-charge idle periods are repeated.

다음으로, 프리 차지 냉각 구간의 크기(tcooldown)를 도출하는 과정을 설명하도록 한다.Next, the process of deriving the size (t cooldown ) of the pre-charge cooling section will be described.

프리 차지 냉각 구간의 크기는, n회의 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 수행된 이후, 프리 차지 저항의 온도에 따라 결정된다. 프리 차지 냉각 구간은, 임계온도에 근접한 프리 차지 저항의 온도를 작동온도까지 냉각시키는 구간이기 때문이다. 한편, n회의 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간이 수행된 이후, 프리 차지 저항의 온도는 실질적으로 임계온도와 동일하므로, n회의 프리 차지 구간과 프리 차지 휴지 구간이 수행된 이후, 프리 차지 저항의 온도는 임계온도로 근사화될 수 있다. 따라서, 제어부(150)는, 하기의 수학식을 이용하여 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정할 수 있다.The size of the pre-charge cooling period is determined according to the temperature of the pre-charge resistance after n pre-charge periods and pre-charge idle periods are performed. This is because the pre-charge cooling section cools the pre-charge resistance close to the critical temperature to the operating temperature. Since the temperature of the pre-charge resistance is substantially equal to the threshold temperature after n pre-charge periods and pre-charge idle periods are performed, after n pre-charge periods and pre-charge idle periods are performed, The temperature can be approximated to a critical temperature. Accordingly, the controller 150 can determine the size of the pre-charge cooling section using the following equation.

Figure 112015116990994-pat00023
Figure 112015116990994-pat00023

여기서, Tthreshold는 임계온도, Tnormal은 작동온도, b는 프리 차지 저항의 냉각 계수, tcooldown은 프리 차지 냉각 구간의 크기Where T threshold is the critical temperature, T normal is the operating temperature, b is the cooling coefficient of the pre-charge resistance, t cooldown is the size of the pre-

이와 같이, 수학식 16을 이용하면, 프리 차지 냉각 구간의 크기를 도출해 낼 수 있다. Thus, using the equation (16), the size of the pre-charge cooling section can be derived.

결론적으로, 수학식 13, 수학식 15 및 수학식 16을 이용하면, 프리 차지 사이클을 수행하기 위해 필요한 파라미터를 모두 결정할 수 있다. 따라서, 제어부(150)는, 전술한 수학식을 이용하여 프리 차지 사이클을 수행하기 위해 필요한 파라미터를 결정할 수 있고, 결정된 파라미터를 이용하여 프리 차지 사이클을 수행할 수 있다.Consequently, using Equations (13), (15), and (16), it is possible to determine all the parameters required to perform the pre-charge cycle. Accordingly, the controller 150 can determine the parameters required to perform the pre-charge cycle using the above-described equation, and can perform the pre-charge cycle using the determined parameters.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 프리 차지 시스템은, 충전 시스템에 포함될 수 있다. 전술한 바와 같이, 프리 차지 시스템은, 충전 시스템의 일부를 구성할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the precharge system described above may be included in the charging system. As described above, the precharge system can constitute a part of the charging system.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상술한 프리 차지 시스템은, 배터리 팩에 포함될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상술한 프리 차지 시스템을 포함할 수 있다. 이때, 프리 차지 시스템은 충전 시스템에 포함되어 배터리 팩에 포함될 수 있다. According to another aspect of the present invention, the precharge system described above may be included in a battery pack. That is, the battery pack according to another aspect of the present invention may include the precharge system described above. At this time, the precharge system may be included in the charging system and included in the battery pack.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상술한 프리 차지 시스템은, 자동차에 포함될 수 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 자동차는, 상술한 프리 차지 시스템을 포함할 수 있다. 한편, 여기서, 자동차는, 전기 에너지를 동력원으로 하는 운송 수단인 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차뿐만 아니라 전기 에너지로부터 전력을 공급받는 전장품을 구비한 자동차를 포함한다. According to another aspect of the present invention, the above-described precharge system can be included in an automobile. That is, the automobile according to another aspect of the present invention may include the precharge system described above. On the other hand, the automobile includes an electric vehicle or a hybrid vehicle, which is a means of transportation using electric energy as a power source, and a vehicle equipped with electrical equipment supplied with electric power from electric energy.

이하, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 프리 차지 방법에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 또 다른 측면에 따른 프리 차지 방법에 대해서는, 상술한 프리 차지 시스템에 대한 설명 등이 그대로 적용될 수 있으므로 반복적은 부분에 대한 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, a precharge method according to another aspect of the present invention will be described. As for the precharge method according to another aspect of the present invention, the description of the precharge system as described above can be applied as it is, and repetitive description thereof will be omitted.

또한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 프리 차지 방법은, 상술한 프리 차지 시스템을 이용할 수 있으며, 이때, 상기 방법을 수행하는 각 단계의 주체는 프리 차지 시스템의 각 구성요소일 수 있다.The precharge method according to another aspect of the present invention may use the precharge system described above, and the subject of each step of performing the method may be each component of the precharge system.

도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 차지 방법을 나타낸 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a precharge method according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 차지 방법은, 먼저, 메인 릴레이(110)와 병렬 연결되는 프리 차지 릴레이(130), 프리 차지 릴레이(130)와 직렬 연결되는 프리 차지 저항(140)을 포함하는 프리 차지 시스템(100)을 준비한다(S410). 이어서, 상기 방법은, 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 구간 사이의 휴지 구간인 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복되도록 상기 프리 차지 릴레이(130)의 턴 온 및 턴 오프를 교차 반복하는 프리 차지 단계를 수행한다(S440). 여기서, 프리 차지 단계(S440)는, 프리 차지 저항의 온도가 임계온도에 도달하기 전까지 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복된다. 4, a precharge method according to an embodiment of the present invention includes a precharge relay 130 connected in parallel with a main relay 110, a precharge relay 130 connected in series with a precharge relay 130, The preprocessing system 100 is prepared (step S410). Next, the method performs a pre-charging step of alternately repeating turn-on and turn-off of the pre-charge relay 130 so that a pre-charge idle period, which is a idle period between the pre-charge period and the pre- (S440). Here, the pre-charge period and the pre-charge idle period are alternately repeated until the temperature of the pre-charge resistor reaches the threshold temperature in the pre-charge step S440.

프리 차지 단계(S440) 이후, 상기 방법은, 상기 프리 차지 저항(140)이 냉각되도록 상기 프리 차지 릴레이(130)를 턴 오프시키는 냉각 단계를 수행한다(S450).After the precharge step S440, the method performs a cooling step of turning off the precharge relay 130 so that the precharge resistor 140 is cooled (S450).

한편, 상기 방법은, 전술한 단계에 따라 프리 차지 사이클을 수행하되, 프리 차이 사이클을 수행하기 위한 동작 알고리즘을 선행적으로 결정할 수 있다. On the other hand, the method can perform the pre-charge cycle according to the above-mentioned steps, but can determine the operation algorithm for performing the pre-difference cycle in advance.

즉, 상기 방법은, 상기 프리 차지 단계 이전에, 상기 프리 차지 저항의 온도가 상기 임계온도에 도달하기 전까지 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복되도록 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수 및 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기를 결정하는 단계(S420)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 프리 차지 단계(S440)는, 상기 결정하는 단계(S420)에서 결정된 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수 및 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기에 따라, 상기 프리 차지 릴레이(130)의 턴 온 및 턴 오프를 교차 반복할 수 있다.That is, before the pre-charge step, the pre-charge period and the pre-charge period are repeated such that the pre-charge period and the pre-charge idle period are alternately repeated until the temperature of the pre-charge resistor reaches the threshold temperature, And determining the number of repetitions of the interval and the size of the pre-charge pause interval (S420). In this case, the pre-charge step S440 may include the pre-charge relay 130, the pre-charge relay 130, and the pre-charge relay 130, depending on the number of repetitions of the pre-charge interval, ) Can be alternately repeated.

일 실시예에 따르면, 상기 결정하는 단계는, 1회의 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간이 교차 수행됨에 따라 변화하는 프리 차지 저항의 온도의 변화량이 1회의 프리 차지 구간이 수행됨에 따라 변화하는 프리 차지 저항의 온도의 변화량의 k배가 되도록 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기와 상기 프리 차지 휴지 구간이 반복되는 횟수를 결정하는 단계일 수 있다. According to one embodiment, the determining step may include a step of determining a change amount of the temperature of the pre-charge resistance that changes as one pre-charge period and a pre-charge idle period are cross- The size of the pre-charge idle period and the number of times the pre-charge idle period is repeated may be determined so as to be k times the variation amount of the temperature of the resistor.

이때, 상기 결정하는 단계는, 앞서 도출된 수학식 13 및 15를 이용하여 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기와 상기 프리 차지 구간 및 상기 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수를 결정할 수 있다.In this case, the determining step may determine the size of the precharge hibernation period and the number of repetitions of the precharge period and the precharge hibernation period using the previously derived equations (13) and (15).

Figure 112015116990994-pat00024
Figure 112015116990994-pat00024

Figure 112015116990994-pat00025
Figure 112015116990994-pat00025

여기서, n은 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수, Tthreshold는 임계온도, Tnormal은 작동온도, a는 프리 차지 저항의 온도 상승 계수, b는 프리 차지 저항의 냉각 계수, tprecharge은 프리 차지 구간의 크기Here, n is the number of iterations, T threshold is the critical temperature of the pre-charging period and the precharge idle period, T normal is the operating temperature, a temperature rising coefficient of the pre-charging resistor, b is the cooling coefficient of the pre-charging resistor, t precharge is Size of pre-charge interval

또한 일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 결정하는 단계 이후에, 상기 프리 차지 저항(140)이 냉각되어 작동온도에 도달하도록 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하는 단계(S430)를 더 포함할 수 있으며, 상기 냉각 단계(S450)는, 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하는 단계(S430)에서 결정된 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기에 따라 상기 프리 차지 릴레이(130)를 턴 오프시키는 단계일 수 있다.According to one embodiment, the method further comprises, after the determining, determining (S430) the size of the precharge cooling section such that the precharge resistor 140 is cooled to reach the operating temperature The cooling step S450 may be a step of turning off the precharge relay 130 according to the size of the precharge cooling interval determined in the step S430 of determining the size of the precharge cooling interval have.

그리고, 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하는 단계(S430)는, 앞서 도출된 수학식16 을 이용하여 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정할 수 있다.In the step of determining the size of the pre-charge cooling interval (S430), the size of the pre-charge cooling interval may be determined using Equation (16).

Figure 112015116990994-pat00026
Figure 112015116990994-pat00026

여기서, Tthreshold는 임계온도, Tnormal은 작동온도, b는 프리 차지 저항의 냉각 계수, tcooldown은 프리 차지 냉각 구간의 크기Where T threshold is the critical temperature, T normal is the operating temperature, b is the cooling coefficient of the pre-charge resistance, t cooldown is the size of the pre-

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.

본 명세서의 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다. The features described in the individual embodiments herein may be combined and implemented in a single embodiment. Conversely, various features described herein in a single embodiment may be implemented in various embodiments individually or in a suitable subcombination.

10: 배터리
20: 부하 21: 인버터 22: 모터
30: 충전 시스템 100: 프리 차지 시스템
110: 메인 릴레이 120: 접지 릴레이
130: 프리 차지 릴레이 140: 프리 차지 저항
150: 제어부
10: Battery
20: load 21: inverter 22: motor
30: Charging system 100: Precharge system
110: main relay 120: ground relay
130: pre-charge relay 140: pre-charge resistance
150:

Claims (20)

프리 차지 시스템에 있어서,
메인 릴레이와 병렬 연결되는 프리 차지 릴레이;
상기 프리 차지 릴레이와 직렬 연결되는 프리 차지 저항; 및
주기적으로 반복되는 프리 차지 구간, 상기 프리 차지 구간 사이의 휴지 구간인 프리 차지 휴지 구간 및 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간 이후의 구간인 프리 차지 냉각 구간이 한 사이클을 이루는 프리 차지 사이클을 수행하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
1회의 프리 차지 구간 및 프리 차지 휴지 구간이 교차 수행됨에 따라 변화하는 상기 프리 차지 저항의 온도의 변화량이 1회의 프리 차지 구간이 수행됨에 따라 변화하는 상기 프리 차지 저항의 온도의 변화량의 k배가 되도록, 하기 수학식 1을 이용하여 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기와 상기 프리 차지 구간 및 상기 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수를 결정하고,
[수학식 1]
Figure 112019000465919-pat00037

Figure 112019000465919-pat00038

상기 프리 차지 저항의 온도가 임계온도에 도달하기 전까지 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간을 상기 결정된 반복 횟수만큼 교차 반복시키되,
상기 수학식 1에서, n은 상기 반복 횟수, Tthreshold는 상기 임계온도, Tnormal은 작동온도, a는 상기 프리 차지 저항의 온도 상승 계수, b는 상기 프리 차지 저항의 냉각 계수, tprecharge은 상기 프리 차지 구간의 크기, tinterval은 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기인, 프리 차지 시스템.
In the precharge system,
A precharge relay connected in parallel with the main relay;
A precharge resistor connected in series with the precharge relay; And
A precharge cycle in which a precharge cycle period that is periodically repeated, a precharge cycle period that is a idle period between the precharge cycles, and a precharge cycle that is a period after the precharge cycle and the precharge cycle period form one cycle And a controller,
Wherein,
Charging resistance is changed so that the amount of change of the temperature of the pre-charging resistance that varies as one pre-charge period and the pre-charge idling period are crossed is k times the amount of change of the temperature of the pre- The size of the pre-charge idle period, the number of repetitions of the pre-charge period and the pre-charge idle period are determined using Equation (1)
[Equation 1]
Figure 112019000465919-pat00037

Figure 112019000465919-pat00038

And repeatedly repeats the precharge period and the precharge period until the temperature of the precharge resistor reaches the threshold temperature,
In Equation 1, n is the number of iterations, T threshold is the critical temperature, T normal is the operating temperature, a temperature rising coefficient of the pre-charging resistor, b is the cooling coefficient of the pre-charging resistor, t precharge is the Wherein the precharge period is a size of the precharge period, and the period tinterval is a period of the precharge period.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1 에 있어서,
상기 프리 차지 구간의 크기는, 미리 설정된 값이거나, 제어부가 외부로부터 입력받은 값인 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the size of the precharge section is a preset value or a value received from the outside by the control section.
청구항 1 에 있어서,
상기 제어부는, 상기 k의 값을 외부로부터 입력받는 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit receives the value of k from the outside.
청구항 6 에 있어서,
상기 제어부는, 상기 프리 차지 저항이 상기 프리 차지 냉각 구간 동안 냉각되어 상기 작동온도에 도달하도록 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하며,
상기 제어부는, 결정된 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기에 따라 상기 프리 차지 사이클을 수행하는 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템.
The method of claim 6,
The control unit determines the size of the pre-charge cooling interval so that the pre-charge resistance is cooled during the pre-charge cooling interval to reach the operating temperature,
Wherein the controller performs the pre-charge cycle according to the determined size of the pre-charge cooling section.
청구항 7 에 있어서,
상기 제어부는, 하기 수학식 2를 이용하여 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하되,
[수학식 2]
Figure 112019000465919-pat00039

상기 수학식 2에서, Tthreshold는 상기 임계온도, Tnormal은 상기 작동온도, b는 상기 프리 차지 저항의 냉각 계수, tcooldown은 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기인, 프리 차지 시스템.
The method of claim 7,
The controller determines the size of the pre-charge cooling section by using Equation (2) below,
&Quot; (2) &quot;
Figure 112019000465919-pat00039

Wherein T threshold is the critical temperature, T normal is the operating temperature, b is the cooling coefficient of the pre-charge resistance, and t cooldown is the size of the pre-charge cooling period.
청구항 1 에 있어서,
상기 프리 차지 구간은, 상기 프리 차지 릴레이가 턴 온된 구간이고, 상기 프리 차지 휴지 구간 및 상기 프리 차지 냉각 구간은 상기 프리 차지 릴레이가 턴 오프된 구간인 것을 특징으로 하는 프리 차지 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the precharge period is a period during which the precharge relay is turned on, and the precharge period and the precharge period are periods during which the precharge relay is turned off.
청구항 1 및 청구항 5 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 프리 차지 시스템을 포함하는 충전 시스템.
A charging system comprising a pre-charging system according to any of claims 1 and 5 to 9.
청구항 1 및 청구항 5 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 프리 차지 시스템을 포함하는 배터리 팩.
A battery pack comprising a precharge system according to any one of claims 1 to 9.
청구항 1 및 청구항 5 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 프리 차지 시스템을 포함하는 자동차.
A car comprising a pre-charging system according to any of claims 1 and 5 to 9.
메인 릴레이와 병렬 연결되는 프리 차지 릴레이, 상기 프리 차지 릴레이와 직렬 연결되는 프리 차지 저항을 포함하는 프리 차지 시스템을 이용하여 프리 차지하는 방법에 있어서,
1회의 프리 차지 구간 및 상기 프리 차지 구간 사이의 휴지 구간인 프리 차지 휴지 구간이 교차 수행됨에 따라 변화하는 상기 프리 차지 저항의 온도의 변화량이 1회의 프리 차지 구간이 수행됨에 따라 변화하는 상기 프리 차지 저항의 온도의 변화량의 k배가 되도록, 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간의 반복 횟수 및 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기를 결정하는 단계;
상기 프리 차지 저항의 온도가 임계온도에 도달하기 전까지, 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간이 상기 결정된 반복 횟수만큼 교차 반복되도록 상기 프리 차지 릴레이의 턴 온 및 턴 오프를 교차 반복하는 프리 차지 단계; 및
상기 프리 차지 단계 이후, 상기 프리 차지 저항이 냉각되도록 상기 프리 차지 릴레이를 턴 오프시키는 냉각 단계를 포함하고,
상기 프리 차지 단계는, 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간이 교차 반복됨에 따라 변화된 프리 차지 저항의 온도가 임계온도에 도달하기 전까지 상기 프리 차지 구간과 상기 프리 차지 휴지 구간을 교차 반복시키도록 구성된 것이고,
[수학식 1]
Figure 112019000465919-pat00040

Figure 112019000465919-pat00041

상기 수학식 1에서, n은 상기 반복 횟수, Tthreshold는 상기 임계온도, Tnormal은 작동온도, a는 상기 프리 차지 저항의 온도 상승 계수, b는 상기 프리 차지 저항의 냉각 계수, tprecharge은 상기 프리 차지 구간의 크기, tinterval은 상기 프리 차지 휴지 구간의 크기인, 프리 차지 방법
A precharging method using a precharge system including a precharge relay connected in parallel to a main relay and a precharge resistor connected in series with the precharge relay,
A precharge transition period which is a transition period between one precharge transition period and a precharge transition period between a precharge transition period and a precharge transition period, Determining the number of repetitions of the pre-charge interval, the pre-charge idle interval, and the size of the pre-charge idle interval so that the temperature becomes k times the change amount of the temperature of the pre-charge interval;
A precharge step of alternately repeating the turn-on and turn-off of the precharge relay such that the precharge section and the precharge break section are repeatedly crossed by the determined number of times until the temperature of the precharge resistor reaches the threshold temperature ; And
And a cooling step of turning off the precharge relay so that the precharge resistor is cooled after the precharge step,
The precharge step may be configured to repeatedly repeat the precharge period and the precharge period until the temperature of the precharge resistance, which is changed as the precharge period and the precharge period are repeated, And,
[Equation 1]
Figure 112019000465919-pat00040

Figure 112019000465919-pat00041

In Equation 1, n is the number of iterations, T threshold is the critical temperature, T normal is the operating temperature, a temperature rising coefficient of the pre-charging resistor, b is the cooling coefficient of the pre-charging resistor, t precharge is the The size of the pre-charge interval , and t interval is the size of the pre-charge idle interval,
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 13 에 있어서,
상기 프리 차지 구간의 크기는, 미리 설정된 값이거나, 상기 결정하는 단계 이전에, 입력된 값인 것을 특징으로 하는 프리 차지 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the size of the precharge section is a preset value or an input value before the determining step.
청구항 13 에 있어서,
상기 방법은, 상기 결정하는 단계 이전에, 상기 k의 값을 외부로부터 입력받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리 차지 방법.
14. The method of claim 13,
Characterized in that the method further comprises the step of receiving the value of k from the outside before said determining step.
청구항 18 에 있어서,
상기 방법은, 상기 결정하는 단계 이후에, 상기 프리 차지 저항이 냉각되어 상기 작동온도에 도달하도록 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 냉각 단계는, 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하는 단계에서 결정된 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기에 따라 상기 프리 차지 릴레이를 턴 오프시키는 단계인 것을 특징으로 하는 프리 차지 방법.
19. The method of claim 18,
The method may further comprise, after the determining, determining the size of the precharge cooling section such that the precharge resistor is cooled to reach the operating temperature,
Wherein the cooling step is a step of turning off the precharge relay according to the size of the precharge cooling section determined in the step of determining the size of the precharge cooling section.
청구항 19 에 있어서,
상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하는 단계는, 하기 수학식 2를 이용하여 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기를 결정하되,
[수학식 2]
Figure 112019000465919-pat00042

상기 수학식 2에서, Tthreshold는 상기 임계온도, Tnormal은 상기 작동온도, b는 상기 프리 차지 저항의 냉각 계수, tcooldown은 상기 프리 차지 냉각 구간의 크기인, 프리 차지 방법.

The method of claim 19,
Wherein the step of determining the size of the pre-charge cooling section determines a size of the pre-charge cooling section using Equation (2) below,
&Quot; (2) &quot;
Figure 112019000465919-pat00042

Wherein T threshold is the critical temperature, T normal is the operating temperature, b is the cooling coefficient of the pre-charge resistance, and t cooldown is the size of the pre-charge cooling period.

KR1020150169134A 2015-11-30 2015-11-30 Precharge system operating according to overheat preventing algorithm and battery pack including the same KR101983253B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150169134A KR101983253B1 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Precharge system operating according to overheat preventing algorithm and battery pack including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150169134A KR101983253B1 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Precharge system operating according to overheat preventing algorithm and battery pack including the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170063119A KR20170063119A (en) 2017-06-08
KR101983253B1 true KR101983253B1 (en) 2019-05-28

Family

ID=59221513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150169134A KR101983253B1 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Precharge system operating according to overheat preventing algorithm and battery pack including the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101983253B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005295697A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Sanyo Electric Co Ltd Power supply device for vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005295697A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Sanyo Electric Co Ltd Power supply device for vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170063119A (en) 2017-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6791386B2 (en) Charging time calculation method and charging control device
US11205804B2 (en) BMS wake-up device, and BMS and battery pack including same
KR101658867B1 (en) Pre-charging and voltage supply system for a dc-ac inverter
JP5858306B2 (en) Battery pack connection control apparatus and method
JP2008508685A (en) Method and apparatus for cell balancing of a multi-cell lithium battery system
US8258756B2 (en) Current breaking method for rechargeable battery and battery pack using the same
US9209637B2 (en) Battery control apparatus
JPWO2016113791A1 (en) Battery device, charge control device, and charge control method
JP5971397B2 (en) Battery pack
KR20160017341A (en) Apparatus and Method for estimating battery charging status
KR20170097481A (en) Charging or discharging system and method for diagnosing state of contactor
JP6497385B2 (en) Lithium ion secondary battery system and operation method of lithium secondary battery system
CN104659873A (en) Protection circuit for charging battery, battery protection module, battery pack, and processing method
US20090096425A1 (en) Method For Charging Rechargeable Lithium Accumulators
JP2007259632A (en) Charging circuit and charging control method
KR101983253B1 (en) Precharge system operating according to overheat preventing algorithm and battery pack including the same
EP2782206B1 (en) Battery control device
Di Yin et al. Efficient frequency and duty cycle control method for fast pulse-charging of distributed battery packs by sharing cell status
JP6311616B2 (en) Charging current control device and charging current control method
KR102375843B1 (en) Apparatus and method for managing battery
KR20220055366A (en) Charging management apparatus, charging management method, and electric vehicle
KR20210156618A (en) Battery management system, battery management method, battery pakc, and electric vehicle
JP2906862B2 (en) Battery charging method
JP2021090318A (en) Battery pack, control method, and program
KR101718114B1 (en) Apparatus and method for measuring resistance of precharge resistor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant