KR102042756B1 - 진단 장치 및 이를 포함하는 전원 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진단 장치 및 이를 포함하는 전원 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 시스템은, 배터리 어셈블리, 제1 컨택터, 제2 컨택터, 제1 보호 커패시터 및 제2 보호 커패시터를 포함한다. 이 경우, 진단 장치는, 상기 배터리 어셈블리의 양극과 상기 제1 컨택터의 일단이 공통 접속되는 제1 노드 및 상기 전원 시스템의 접지 사이에 연결되고, 상기 제1 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 분배하여 제1 검출 전압을 생성하도록 구성된 제1 전압 분배부; 상기 배터리 어셈블리의 음극과 상기 제2 컨택터의 일단이 공통 접속되는 제2 노드와 상기 접지 사이에 연결되고, 상기 제2 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 분배하여 제2 검출 전압을 생성하도록 구성된 제2 전압 분배부; 상기 제1 보호 커패시터의 일단과 상기 제1 컨택터의 타단이 공통 접속되는 제3 노드 및 상기 제2 노드 사이에 연결되고, 상기 제3 노드와 상기 제2 노드 사이의 전압을 분배하여 제3 검출 전압을 생성하도록 구성된 제3 전압 분배부; 및 상기 제1 컨택터, 상기 제2 컨택터 및 상기 제1 내지 제3 전압 분배부를 제어하도록 구성된 제어부;를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 제1 컨택터와 상기 제2 컨택터가 열린 상태로 제어되는 비활성 구간 동안에 제1 진단 기능 및 제2 진단 기능을 실행한다. 상기 제1 진단 기능은 상기 제1 검출 전압 및 상기 제2 검출 전압을 기초로 상기 배터리 어셈블리의 누전 여부를 판정하는 기능이고, 상기 제2 진단 기능은 상기 제3 검출 전압을 기초로 상기 제1 컨택터 및 상기 제2 컨택터 중 적어도 하나의 단락 여부를 판정하는 기능이다.

Description

진단 장치 및 이를 포함하는 전원 시스템{DIAGNOSTIC APPRATUS AND POWER SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 진단 장치 및 이를 포함하는 전원 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전원 시스템에 발생한 누전 사고와 단락 사고를 진단하는 장치와 상기 장치를 포함하는 전원 시스템에 관한 것이다.
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.
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.
한편, 전기 자동차 등 전기 에너지를 필요로 하는 다양한 장치들은 전원 시스템이 필수적이다. 전원 시스템은 적어도 하나의 컨택터를 선택적으로 개폐함으로써 배터리와 부하 사이의 안정적인 전원 공급을 담당한다.
전원 시스템의 안전과 관련하여, 크게 두 가지 유형의 사고 발생 여부를 진단하는 것이 필요하다. 하나는 배터리의 누전 사고이고, 다른 하나는 컨택터의 단락 사고이다. 상기 누전 사고가 발생 시 사용자의 감전 위험 등이 있고, 상기 단락 사고가 발생 시 급발진 위험 등이 있다.
상기 누전 사고를 진단하기 위한 종래 기술과 상기 단락 사고를 진단하기 위한 서로 다른 종래 기술이 각각 개시된바 있으나, 두 유형의 사고를 동시에 진단하기 위한 종래 기술은 개시되어 있지 않다.
상기 누전 사고와 상기 단락 사고를 동시에 진단하지 못하는 경우 중대한 안전상의 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 누전 사고에 대한 진단이 완료된 후에야 상기 단락 사고에 대한 진단이 개시되는 경우, 상기 단락 사고의 발생 여부를 사용자에게 신속히 통지할 수 없다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리 모듈의 누전 여부를 판정하는 제1 진단 기능이 실행되는 중에도 적어도 하나의 컨택터의 단락 여부를 판정하는 제2 진단 기능을 실행하거나, 상기 제2 진단 기능이 실행되는 중에도 상기 제1 진단 기능을 실행할 수 있는 진단 장치 및 이를 포함하는 전원 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
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.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 측면에 따른 진단 장치는, 배터리 어셈블리, 제1 컨택터, 제2 컨택터, 제1 보호 커패시터 및 제2 보호 커패시터를 포함하는 전원 시스템을 위한 것이다. 상기 진단 장치는, 상기 배터리 어셈블리의 양극과 상기 제1 컨택터의 일단이 공통 접속되는 제1 노드 및 상기 전원 시스템의 접지 사이에 연결되고, 상기 제1 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 분배하여 제1 검출 전압을 생성하도록 구성된 제1 전압 분배부; 상기 배터리 어셈블리의 음극과 상기 제2 컨택터의 일단이 공통 접속되는 제2 노드와 상기 접지 사이에 연결되고, 상기 제2 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 분배하여 제2 검출 전압을 생성하도록 구성된 제2 전압 분배부; 상기 제1 보호 커패시터의 일단과 상기 제1 컨택터의 타단이 공통 접속되는 제3 노드 및 상기 제2 노드 사이에 연결되고, 상기 제3 노드와 상기 제2 노드 사이의 전압을 분배하여 제3 검출 전압을 생성하도록 구성된 제3 전압 분배부; 및 상기 제1 컨택터, 상기 제2 컨택터 및 상기 제1 내지 제3 전압 분배부를 제어하도록 구성된 제어부;를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 제1 컨택터와 상기 제2 컨택터가 열린 상태로 제어되는 비활성 구간 동안에 제1 진단 기능 및 제2 진단 기능을 실행한다. 상기 제1 진단 기능은 상기 제1 검출 전압 및 상기 제2 검출 전압을 기초로 상기 배터리 어셈블리의 누전 여부를 판정하는 기능이고, 상기 제2 진단 기능은 상기 제3 검출 전압을 기초로 상기 제1 컨택터 및 상기 제2 컨택터 중 적어도 하나의 단락 여부를 판정하는 기능이다.
상기 제1 전압 분배부는, 상기 제1 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 분배하는 제1 보호 저항 및 제1 검출 저항으로 구성된 제1 전압 분배기; 및 상기 제어부로부터 출력되는 신호에 응답하여, 상기 제1 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 상기 제1 전압 분배기에 선택적으로 인가하는 제1 스위치;를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 전압 분배부는, 상기 제2 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 분배하는 제2 보호 저항 및 제2 검출 저항으로 구성된 제2 전압 분배기; 및 상기 제어부로부터 출력되는 신호에 응답하여, 상기 제2 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 상기 제2 전압 분배기에 선택적으로 인가하는 제2 스위치;를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 검출 저항은 상기 제1 스위치가 닫힌 상태인 경우에 상기 제1 검출 전압을 생성하고, 상기 제2 검출 저항은 상기 제2 스위치가 닫힌 상태인 경우에 상기 제2 검출 전압을 생성할 수 있다.
상기 제3 전압 분배부는, 상기 제3 노드와 상기 제2 노드에 인가된 전압을 분배하는 제3 보호 저항 및 제3 검출 저항으로 구성된 제3 전압 분배기; 및 상기 제어부로부터 출력되는 신호에 응답하여, 상기 제3 노드와 상기 제2 노드에 인가된 전압을 상기 제3 전압 분배기에 선택적으로 인가하는 제3 스위치;를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제3 검출 저항은 상기 제3 스위치가 닫힌 상태인 경우에 상기 제3 검출 전압을 생성할 수 있다.
이와 함께 또는 별개로, 상기 비활성 구간은, 상기 제1 스위치와 상기 제3 스위치는 닫힌 상태로 제어되고 상기 제2 스위치는 열린 상태로 제어되는 제1 스위칭 주기를 포함할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 스위칭 주기 동안 시간에 따라 다수번 측정된 상기 제3 검출 전압의 값들을 포함하는 제1 패턴을 기록하고, 상기 제1 패턴을 기초로, 상기 제1 컨택터의 단락 여부를 판정할 수 있다.
이와 함께 또는 별개로, 상기 비활성 구간은, 상기 제1 스위치는 열린 상태로 제어되고 상기 제2 스위치와 상기 제3 스위치는 닫힌 상태로 제어되는 제2 스위칭 주기를 포함할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제2 스위칭 주기 동안 시간에 따라 다수번 측정된 상기 제3 검출 전압의 값들을 포함하는 제2 패턴을 기록하고, 상기 제2 패턴을 기초로, 상기 제2 컨택터의 단락 여부를 판정할 수 있다.
구현예에 따라, 상기 비활성 구간은, 상기 제1 스위치와 상기 제3 스위치는 닫힌 상태로 제어되고 상기 제2 스위치는 열린 상태로 제어되는 제1 스위칭 주기; 및 상기 제1 스위치는 열린 상태로 제어되고 상기 제2 스위치와 상기 제3 스위치는 닫힌 상태로 제어되는 제2 스위칭 주기;를 포함할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 스위칭 주기 동안 상기 제3 검출 전압이 양의 값을 가지면서 점차적으로 감소하고, 상기 제2 스위칭 주기 동안 상기 제3 검출 전압이 음의 값을 가지면서 점차적으로 증가하는 경우, 상기 제1 컨택터 및 상기 제2 컨택터를 정상 상태로 판정할 수 있다. 한편, 상기 제어부는, 상기 제1 스위칭 주기 또는 상기 제2 스위칭 주기 동안, 상기 제3 검출 전압의 값이 일정하게 유지되는 경우, 상기 제1 컨택터 및 상기 제2 컨택터가 고장으로 인해 단락된 것으로 판정할 수 있다.
이와 함께 또는 별개로, 상기 제어부는, 마이크로프로세서; 상기 마이크로프로세서로부터 제공되는 신호에 응답하여, 상기 제1 내지 제3 검출 전압 중 적어도 하나를 선택하도록 구성된 멀티 플렉서; 및 상기 멀티 플렉서에 의해 선택된 검출 전압을 디지털 신호로 변환한 후 상기 마이크로프로세서로 전송하는 ADC;를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 보호 커패시터와 상기 제2 보호 커패시터 각각의 타단은 상기 접지에 공통 접속될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전원 시스템은 상기 진단 장치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전기 자동차는 상기 전원 시스템을 포함한다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 모듈의 누전 여부를 판정하는 제1 진단 기능이 실행되는 중에도 적어도 하나의 컨택터의 단락 여부를 판정하는 제2 진단 기능을 실행하거나, 상기 제2 진단 기능이 실행되는 중에도 상기 제1 진단 기능을 실행하는 것이 가능하다. 이에 따라, 사용자에게 누전 사고와 단락 사고의 발생 여부에 대한 정보를 보다 신속히 통지할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 전원 시스템과 진단 장치의 기능적 구성을 개력적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 진단 장치에 포함될 수 있는 다양한 회로들의 구성을 개략적으로 보여준다.
도 4는 도 2에 도시된 진단 장치에 추가적으로 포함될 수 있는 다양한 회로들의 구성을 개략적으로 보여준다.
도 5는 진단 장치의 동작을 제어하는 제어부의 기능적 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 장치가 배터리 모듈의 누전 여부를 판정하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 장치가 적어도 하나의 컨택터의 고장 여부를 판정하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 장치에 의해 형성할 수 있는 회로들을 예시한다.
도 12 및 도 13은 도 10 및 도 11에 도시된 회로들과 관련된 그래프들이다.
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.
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.
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.
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 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
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.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 전원 시스템(10)과 진단 장치(200)의 기능적 구성을 개력적으로 보여주는 블록도이다.
우선 도 1을 참조하면, 전원 시스템(10)은 전기 자동차(1) 등과 같이 전기 에너지의 저장과 공급이 가능한 장치에 구비될 수 있다. 물론, 전원 시스템(10)은 전기 자동차(1) 외에도 에너지 저장 시스템과 같은 대규모 전력 저장 시스템 또는 스마트폰과 같은 소규모 전력 저장 시스템에 구비될 수도 있다.
전원 시스템(10)은 기본적으로 배터리 모듈(100), 진단 장치(200), 노이즈 제거 회로(300) 및 부하(400)를 포함할 수 있다.
배터리 모듈(100)은 적어도 하나의 셀을 포함한다. 배터리 모듈(100)에 복수의 셀이 포함되는 경우, 이들 중 어느 하나는 다른 하나와 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다. 배터리 모듈(100)에 포함되는 셀로는 대표적으로 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등을 들 수 있다. 물론, 셀의 종류가 위에서 열거된 종류로 한정되는 것은 아니며, 반복적인 충방전이 가능한 것이라면 특별히 제한되지 않는다.
부하(400)는 배터리 모듈(100)로부터 제공되는 전기 에너지를 다른 형태로 에너지로 변환한다. 예를 들어, 부하(400)는 전기 모터를 포함할 수 있고, 이 경우 부하(400)는 배터리 모듈(100)로부터 제공되는 전기 에너지를 회전 에너지로 변환할 수 있다. 이에 따라, 전기 자동차(1)에 구비된 휠 및/또는 냉각팬 등이 회전될 수 있다. 다른 예로, 부하(400)는 저항을 포함할 수 있다. 이 경우 부하(400)는 배터리 모듈(100)로부터 제공되는 전기 에너지를 열 에너지로 변환할 수 있다.
노이즈 제거 회로(300)는 배터리 모듈(100)과 부하(400) 사이에 연결되어, 배터리 모듈(100)과 부하(400) 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전달되는 노이즈를 제거하도록 구성된다.
진단 장치(200)는 배터리 모듈(100)과 부하(400) 사이에 연결되어, 미리 정해진 유형의 사고 발생 여부를 진단하도록 구성된다. 진단 장치(200)는 적어도 배터리 모듈(100)의 누전 여부를 판정하도록 구성된다. 이와 함께, 진단 장치(200)는 배터리 모듈(100)과 부하(400) 사이의 전력 공급 경로 상에 설치되는 적어도 하나의 컨택터의 고장 여부를 판정할 수 있다. 추가적으로, 진단 장치(200)는 배터리 모듈(100)과 부하(400) 사이의 전력 공급 경로를 제어할 수 있다. 이때, 상기 적어도 하나의 컨택터는 진단 장치(200)에 포함되는 형태로 제공될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 전원 시스템(10)을 보다 상세히 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 배터리 모듈(100)은 적어도 하나의 셀을 포함하는 배터리 어셈블리(Batt)를 포함한다. 또한, 배터리 모듈(100)은 제1 절연 저항(Ra)과 제2 절연 저항(Rb)을 추가적으로 포함하는 형태로 표현될 수 있다. 제1 절연 저항(Ra)과 제2 절연 저항(Rb)은 배터리 모듈(100)의 제조 시에 의도적으로 설치되는 물지적인 저항가 아니라, 배터리 어셈블리(Batt)의 양극과 음극 각각의 절연 상태를 나타내는 가상적인 저항을 지칭하는 것일 수 있다.
전원 시스템(10)이 전기 자동차(1)에 구비되는 경우, 접지(2)는 섀시(chassis)일 수 있다. 제1 절연 저항(Ra)은, 배터리 어셈블리(Batt)의 최고전위가 형성되는 양극과 접지(2) 사이에 연결되는 형태로 제공된다. 제2 절연 저항(Rb)은, 배터리 어셈블리(Batt)의 최저전위가 형성되는 음극과 접지(2) 사이에 연결되는 형태로 제공된다. 제1 절연 저항(Ra)과 제2 절연 저항(Rb)은 감전 사고 등을 방지하기 위한 것으로서, 각각의 저항값이 충분히 커야만 누전으로 인해 배터리 어셈블리(Batt)로부터 흐르게 되는 누설 전류(leakage current)를 억제할 수 있다.
배터리 어셈블리(Batt)에 저장된 전기 에너지는 제1 단자(PP)와 제2 단자(PN)에 접속되는 부하(400)로 공급된다. 배터리 어셈블리(Batt)의 양극은 제1 전력 라인(L1)을 통해 제1 단자(PP)에 전기적으로 연결된다. 배터리 어셈블리(Batt)의 음극은 제2 전력 라인(L2)을 통해 제2 단자(PN)에 전기적으로 연결된다.
제1 전력 라인(L1) 및 제2 전력 라인(L2) 중 적어도 하나에는 컨택터(SWC1, SWC2)가 구비될 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 제1 전력 라인(L1) 상에 제1 컨택터(SWC1)가 구비되고, 제2 전력 라인(L2) 상에는 제2 컨택터(SWC2)가 구비될 수 있다. 이 경우, 제1 컨택터(SWC1)에 의해 제1 전력 라인(L1)을 통한 전력 공급 경로가 선택적으로 개폐되고, 제2 컨택터(SWC2)에 의해 제2 전력 라인(L2)을 통한 전력 공급 경로가 선택적으로 개폐될 수 있다. 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2)가 모두 닫힌 상태에 있는 동안에만, 배터리 어셈블리(Batt)부터 부하(400)로의 전력 공급이 가능하다. 다시 말해, 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2) 중 적어도 하나가 열린 상태에 있는 동안에는, 배터리 어셈블리(Batt)로부터 부하(400)로의 전력 공급이 차단된다.
경우에 따라, 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2) 중 어느 하나는 전원 시스템(10)으로부터 생략될 수 있다. 예컨대, 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2) 중 제1 컨택터(SWC1)만이 전원 시스템(10)에 포함되는 형태로 구현될 수도 있다. 이 경우, 제1 컨택터(SWC1)가 열린 상태에 있는 동안에는 배터리 어셈블리(Batt)와 부하(400) 사이의 전력 공급이 차단되고, 제1 컨택터(SWC1)가 닫힌 상태에 있는 경우에 한하여 배터리 어셈블리(Batt)와 부하(400) 사이의 전력 공급이 이루어진다. 제1 전력 라인(L1) 및 제2 전력 라인(L2) 중 적어도 하나에 구비되는 컨택터는 후술할 진단 장치(200)에 포함될 수도 있다. 이하에서는, 전원 시스템(10)이 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2)를 모두 포함하는 것으로 가정하기로 한다.
노이즈 제거 회로(300)는 제1 보호 커패시터(C1) 및 제2 보호 커패시터(C2)를 포함할 수 있다. 제1 보호 커패시터(C1)와 제2 보호 커패시터(C2)는, 제1 단자(PP)와 제2 단자(PN) 사이에 직렬 연결되며, 각각의 양단 중 하나는 접지(2)에 공통적으로 접속된다. 제1 보호 커패시터(C1) 및 제2 보호 커패시터(C2)를 'Y-CAP'이라고 칭할 수 있다. 제1 보호 커패시터(C1) 및 제2 보호 커패시터(C2) 각각의 커패시턴스에 의해, 배터리 어셈블리(Batt)와 부하(400) 중 어느 하나에서 다른 하나를 향하여 전달되는 전자기파 등의 노이즈를 완화하도록 구성된다. 이하에서는, 제1 보호 커패시터(C1) 및 제2 보호 커패시터(C2)의 커패시턴스는 서로 동일하다고 가정한다.
진단 장치(200)는 제1 노드(N1), 제2 노드(N2), 제3 노드(N3) 및 제4 노드(N4) 및 접지(200) 중 적어도 하나에 선택적으로 연결 가능하도록 구성될 수 있다.
제1 노드(N1)는, 배터리 어셈블리(Batt)의 양극과 제1 컨택터(SWC1)의 일단 사이에 위치한다. 즉, 제1 노드(N1)는 배터리 모듈(100)의 양극과 제1 컨택터(SWC1)의 일단이 공통 접속되는 노드이다.
제2 노드(N2)는, 배터리 어셈블리(Batt)의 음극과 제2 컨택터(SWC2)의 일단 사이에 위치한다. 즉, 제2 노드(N2)는, 배터리 모듈(100)의 음극과 제2 컨택터(SWC2)의 일단이 공통 접속되는 노드이다.
제3 노드(N3)는, 제1 보호 커패시터(C1)의 양단 중 접지(2)에 접속되지 않은 일단과 제1 컨택터(SWC1)의 타단과 사이에 위치한다. 즉, 제3 노드(N3)는, 제1 보호 커패시터(C1)의 일단과 제1 컨택터(SWC1)의 타단이 공통 접속되는 노드이다.
제4 노드(N4)는, 제2 보호 커패시터(C2)의 양단 중 접지(2)에 접속되지 않은 일단과 제2 컨택터(SWC2)의 타단과 사이에 위치한다. 즉, 제4 노드(N4)는, 제2 보호 커패시터(C2)의 일단과 제2 컨택터(SWC2)의 타단이 공통 접속되는 노드이다.
진단 장치(200)는, 제1 노드(N1), 제2 노드(N2), 제3 노드(N3), 제4 노드(N4) 및 접지(2) 중에서 조합 가능한 두 지점을 선택하고, 선택된 두 지점 사이에 인가된 전압을 측정할 수 있다. 예를 들어, 진단 장치(200)는 제1 노드(N1)와 제4 노드(N4) 사이의 전압을 측정할 수 있다. 다른 예를 들어, 진단 장치(200)는 제1 노드(N1)와 접지(2) 사이의 전압을 측정할 수 있다.
진단 장치(200)는, 제1 노드(N1), 제2 노드(N2), 제3 노드(N3) 및 제4 노드(N4) 중 적어도 하나와 관련된 전압을 기초로, 배터리 모듈(100)의 누전 여부와 컨택터(SWC1, SWC2)의 고장 여부를 순차적으로 또는 동시에 판정할 수 있다. 이에 대하여, 도 3 내지 도 13을 참조하여 보다 상세히 후술하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 진단 장치(200)에 포함될 수 있는 다양한 회로들의 구성을 개략적으로 보여준다.
도 3을 참조하면, 진단 장치(200)는 다수의 전압 분배부들(210, 220, 230, 240)을 포함할 수 있다.
제1 전압 분배부(210)는 제1 노드(N1)와 접지(2) 사이에 연결 가능하도록 제공된다. 제1 전압 분배부(210)는 제1 노드(N1)와 접지(2) 사이에 인가된 전압에 대응하는 제1 검출 전압(V1)을 생성하도록 구성된다. 구체적으로, 제1 전압 분배부(210)는 서로 직렬 연결 가능하도록 구성된 제1 전압 분배기 및 제1 스위치(SW1)를 포함할 수 있다. 제1 전압 분배기는 제1 보호 저항(R11) 및 제1 검출 저항(R12)을 포함할 수 있다. 제1 스위치(SW1)는 후술할 제어부(270)로부터 출력되는 신호에 응답하여, 양극과 접지(2) 사이에 인가된 전압을 제1 전압 분배기에 선택적으로 인가하도록 구성된다. 제1 노드(N1)와 접지(2) 사이에 인가된 전압은, 제1 스위치(SW1)가 닫힌 상태일 때 제1 전압 분배기에 의해 분배된다. 상기 제1 검출 전압(V1)은 제1 검출 저항(R12)의 양단에 인가되는 전압을 의미한다. 도 3에는 제1 스위치(SW1)가 제1 보호 저항(R11)과 제1 검출 저항(R12) 사이에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이들 간의 연결 순서를 한정하는 것은 아니다.
제2 전압 분배부(220)는 제2 노드(N2)와 접지(2) 사이에 연결 가능하도록 제공된다. 제2 전압 분배부(220)는 제2 노드(N2)와 접지(2) 사이에 인가된 전압에 대응하는 제2 검출 전압(V2)을 생성하도록 구성된다. 구체적으로, 제2 전압 분배부(220)는 서로 직렬 연결 가능하도록 구성된 제2 전압 분배기 및 제2 스위치(SW2)를 포함할 수 있다. 제2 전압 분배기는 제2 보호 저항(R21) 및 제2 검출 저항(R22)을 포함할 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 후술할 제어부(270)로부터 출력되는 신호에 응답하여, 음극과 접지(2) 사이에 인가된 전압을 제2 전압 분배기에 선택적으로 인가하도록 구성된다. 제2 노드(N2)와 접지(2) 사이에 인가된 전압은, 제2 스위치(SW2)가 닫힌 상태일 때 제2 전압 분배기에 의해 분배된다. 상기 제2 검출 전압(V2)은 제2 검출 저항(R22)의 양단에 인가되는 전압을 의미한다. 도 3에는 제2 스위치(SW2)가 제2 보호 저항(R21)과 제2 검출 저항(R22) 사이에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이들 간의 연결 순서를 한정하는 것은 아니다.
제1 보호 저항(R11)의 저항값과 제1 검출 저항(R12)의 저항값 간의 비율은, 제2 보호 저항(R21)의 저항값과 제2 검출 저항(R22)의 저항값 간의 비율과 동일하게 설계될 수 있다. 예컨대, 제1 보호 저항(R11)의 저항값과 제2 보호 저항(R21)의 저항값은 서로 동일하고, 제1 검출 저항(R12)의 저항값과 제2 검출 저항(R22)의 저항값은 서로 동일할 수 있다. 이때, 고전압으로부터 제1 검출 저항(R12)과 제2 검출 저항(R22)을 보호하기 위해, 제1 보호 저항(R11)과 제2 보호 저항(R21) 각각의 저항값은, 제1 검출 저항(R12)과 제2 검출 저항(R22) 각각의 저항값보다 충분히 크게 설계될 수 있다. 일 예로, 제1 보호 저항(R11)의 저항값은 제1 검출 저항(R12)의 저항값의 99배일 수 있는데, 이 경우 제1 검출 전압(V1)은, 제1 노드(N1)와 접지(2) 사이에 인가되는 전압의 1/100에 해당하게 된다.
제1 전압 분배부(210)와 제2 전압 분배부(220)는 배터리 모듈(100)의 누전 여부를 판정하는 데에 이용될 수 있다.
제어부(270)는 제1 검출 전압(V1)과 제2 검출 전압(V2)을 기초로, 배터리 어셈블리(Batt)의 양극과 음극 사이의 전압(VB)을 연산할 수 있다.
제3 전압 분배부(230)는 제3 노드(N3)와 제2 노드(N2) 사이에 연결 가능하도록 제공된다. 제3 전압 분배부(230)는 제3 노드(N3)와 제2 노드(N2) 사이에 인가된 전압에 대응하는 제3 검출 전압(V3)을 생성하도록 구성된다. 구체적으로, 제3 전압 분배부(230)는 제3 전압 분배기 및 제3 스위치(SW3)를 포함할 수 있다. 제3 전압 분배기는 서로 직렬 연결 가능하도록 구성된 제3 보호 저항(R31) 및 제3 검출 저항(R32)을 포함할 수 있다. 제3 스위치(SW3)는 후술할 제어부(270)로부터 출력되는 신호에 응답하여, 제3 노드(N3)와 제2 노드(N2) 사이에 인가된 전압을 제3 전압 분배기에 선택적으로 인가하도록 구성된다. 제3 노드(N3)와 제2 노드(N2) 사이에 인가된 전압은, 제3 스위치(SW3)가 닫힌 상태일 때 제3 전압 분배기에 의해 분배된다. 상기 제3 검출 전압(V3)은 제3 검출 저항(R32)의 양단에 인가되는 전압을 의미한다. 도 3에는 제3 스위치(SW3)가 제3 보호 저항(R31)과 제3 검출 저항(R32) 사이에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이들 간의 연결 순서를 한정하는 것은 아니다.
제4 전압 분배부(240)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 연결 가능하도록 제공된다. 제4 전압 분배부(240)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 인가된 전압 즉, 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)에 대응하는 제4 검출 전압(V4)을 생성하도록 구성된다.
구체적으로, 제4 전압 분배부(240)는 제4 전압 분배기 및 제4 스위치(SW4)를 포함할 수 있다. 제4 전압 분배기는 서로 직렬 연결 가능하도록 구성된 제4 보호 저항(R41) 및 제4 검출 저항(R42)을 포함할 수 있다. 제4 스위치(SW4)는 후술할 제어부(270)로부터 출력되는 신호에 응답하여, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 인가된 전압을 제4 전압 분배기에 선택적으로 인가하도록 구성된다. 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 인가된 전압(VB)은, 제4 스위치(SW4)가 닫힌 상태일 때 제4 전압 분배기에 의해 분배된다. 상기 제4 검출 전압(V4)은 제4 검출 저항(R42)의 양단에 인가되는 전압을 의미한다. 도 3에는 제4 스위치(SW4)가 제4 보호 저항(R41)과 제4 검출 저항(R42) 사이에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이들 간의 연결 순서를 한정하는 것은 아니다.
제어부(270)는 제4 검출 전압(V4)을 기초로, 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)을 연산할 수 있다.
제4 보호 저항(R41)의 저항값과 제4 검출 저항(R42)의 저항값 간의 비율은, 제3 보호 저항(R31)의 저항값과 제3 검출 저항(R32)의 저항값 간의 비율과 동일하게 설계될 수 있다. 예컨대, 제4 보호 저항(R41)의 저항값과 제3 보호 저항(R31)의 저항값은 서로 동일하고, 제4 검출 저항(R42)의 저항값과 제3 검출 저항(R32)의 저항값은 서로 동일할 수 있다. 이때, 고전압으로부터 제4 검출 저항(R42)과 제3 검출 저항(R32)을 보호하기 위해, 제4 보호 저항(R41)과 제3 보호 저항(R31) 각각의 저항값은, 제4 검출 저항(R42)과 제3 검출 저항(R32) 각각의 저항값보다 충분히 크게 설계될 수 있다.
제3 전압 분배부(230)는 제1 컨택터(SWC1) 및/또는 제2 컨택터(SWC2)의 고장 여부를 진단하는 데에 이용될 수 있다. 제4 전압 분배부(240)는 배터리 모듈(100)의 누전 여부와 제1 컨택터(SWC1) 및/또는 제2 컨택터(SWC2)의 고장 여부를 진단하는 데에 이용될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 진단 장치(200)에 추가적으로 포함될 수 있는 다양한 회로들의 구성을 개략적으로 보여준다.
도 4를 참조하면, 진단 장치(200)는 제5 전압 분배부(250) 및 제6 전압 분배부(260) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
제5 전압 분배부(250)는 제1 노드(N1)와 제4 노드(N4) 사이에 연결 가능하도록 제공된다. 제5 전압 분배부(250)는 제1 노드(N1)와 제4 노드(N4) 사이에 인가된 전압에 대응하는 제5 검출 전압(V5)을 생성하도록 구성된다. 구체적으로, 제5 전압 분배부(250)는 제5 전압 분배기 및 제5 스위치(SW5)를 포함할 수 있다. 제5 전압 분배기는 서로 직렬 연결 가능하도록 구성된 제5 보호 저항(R51) 및 제5 검출 저항(R52)을 포함할 수 있다. 제5 스위치(SW5)는 후술할 제어부(270)로부터 출력되는 신호에 응답하여, 제1 노드(N1)와 제4 노드(N4) 사이에 인가된 전압을 제5 전압 분배기에 선택적으로 인가하도록 구성된다. 제1 노드(N1)와 제4 노드(N4) 사이에 인가된 전압은, 제5 스위치(SW5)가 닫힌 상태일 때 제5 전압 분배기에 의해 분배된다. 상기 제5 검출 전압(V5)은 제5 검출 저항(R52)의 양단에 인가되는 전압을 의미한다. 도 4에는 제5 스위치(SW5)가 제5 보호 저항(R51)과 제5 검출 저항(R52) 사이에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이들 간의 연결 순서를 한정하는 것은 아니다.
제6 전압 분배부(260)는 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4) 사이에 연결 가능하도록 제공된다. 제6 전압 분배부(260)는 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4) 사이에 인가된 전압에 대응하는 제6 검출 전압(V6)을 생성하도록 구성된다. 구체적으로, 제6 전압 분배부(260)는 제6 전압 분배기 및 제6 스위치(SW6)를 포함할 수 있다. 제6 전압 분배기는 서로 직렬 연결 가능하도록 구성된 제6 보호 저항(R61) 및 제6 검출 저항(R62)을 포함할 수 있다. 제6 스위치(SW6)는 후술할 제어부(270)로부터 출력되는 신호에 응답하여, 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4) 사이에 인가된 전압을 제6 전압 분배기에 선택적으로 인가하도록 구성된다. 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4) 사이에 인가된 전압은, 제6 스위치(SW6)가 닫힌 상태일 때 제6 전압 분배기에 의해 분배된다. 상기 제6 검출 전압(V6)은 제6 검출 저항(R62)의 양단에 인가되는 전압을 의미한다. 도 3에는 제6 스위치(SW6)가 제6 보호 저항(R61)과 제6 검출 저항(R62) 사이에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이들 간의 연결 순서를 한정하는 것은 아니다.
제5 보호 저항(R51)의 저항값과 제5 검출 저항(R52)의 저항값 간의 비율은, 제6 보호 저항(R61)의 저항값과 제6 검출 저항(R62)의 저항값 간의 비율과 동일하게 설계될 수 있다. 예컨대, 제5 보호 저항(R51)의 저항값과 제6 보호 저항(R61)의 저항값은 서로 동일하고, 제5 검출 저항(R52)의 저항값과 제6 검출 저항(R62)의 저항값은 서로 동일할 수 있다. 이때, 고전압으로부터 제5 검출 저항(R52)과 제6 검출 저항(R62)을 보호하기 위해, 제5 보호 저항(R51)과 제6 보호 저항(R61) 각각의 저항값은, 제5 검출 저항(R52)과 제6 검출 저항(R62) 각각의 저항값보다 충분히 크게 설계될 수 있다.
제5 전압 분배부(250)는 제2 컨택터(SWC2)의 고장 여부를 판정하는 데에 이용될 수 있다. 제6 전압 분배부(260)는 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2)의 고장 여부를 판정하는 데에 이용될 수 있다.
도 3 및 도 4와 관련하여, 진단 장치(200)는 기본적으로 제1 전압 분배부(210), 제2 전압 분배부(220), 제3 전압 분배부(230) 및 제어부(270)를 포함하고, 구현예에 따라 제4 전압 분배부(240), 제5 전압 분배부(250) 및 제6 전압 분배부(260) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
이하에서는, 제1 내지 제6 스위치(SW1~SW6), 컨택터들(SWC1, SWC2), 전력 라인들(L1, L2)의 저항값은 무시할 수 있을 정도로 작다고 가정한다.
도 5는 진단 장치(200)의 동작을 제어하는 제어부(270)의 기능적 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 진단 장치(200)의 제어부(270)는 마이크로프로세서(271), 멀티플렉서(272) 및 ADC(273)를 포함할 수 있다. ADC(273)는 아날로그 디지털 변환기(analog-digital converter)를 칭한다.
마이크로프로세서(271)는 진단 장치(200)의 전반적인 동작을 관리할 수 있다. 마이크로프로세서(271)는 진단 장치(200)에 포함된 다른 구성들과 통신 가능하게 연결되어, 전원 시스템(10)과 관련된 신호의 송수신을 담당한다.
마이크로프로세서(271)는 적어도 하나의 컨택터(SWC1, SWC2)와 복수의 스위치들(SW1~SW6)의 동작 상태를 지정하는 신호를 출력할 수 있다. 즉, 마이크로프로세서(271)는 적어도 하나의 컨택터(SWC1, SWC2)와 복수의 스위치들(SW1~SW6)을 개별적으로 제어하여, 각각이 열린 상태 또는 닫힌 상태가 되도록 유도할 수 있다. 마이크로프로세서(271)는 미리 정해진 규칙에 따라, 제1 내지 제6 검출 전압(V1~V6) 중 적어도 하나의 선택을 명령하는 신호(S)를 출력할 수 있다.
마이크로프로세서(271)에는 적어도 하나의 메모리가 내장될 수 있다. 메모리에는 진단 장치(200)에 의해 수행되는 다양한 동작과 관련된 프로그램과 데이터가 미리 저장될 수 있다. 예컨대, 메모리에는 제1 내지 제6 전압 분배부(210, 220, 230, 240, 250, 260) 각각에 포함된 저항들의 저항값이 저장될 수 있다. 다른 예로, 메모리에는 검출 전압들을 측정하고, 측정된 결과를 기초로 여러 유형의 사고 발생 여부를 판정하기 위한 데이터와 소프트웨어가 미리 기록될 수 있다.
멀티플렉서(272)는 복수의 전압 입력 포트(I1~I6), 선택 입력 포트(IS) 및 출력 포트(OUT)를 포함한다. 전압 생성부들에 의해 생성된 검출 전압들(V1~V6)은 각각 전압 입력 포트들(I1~I6)에 인가될 수 있다.
마이크로프로세서(271)로부터 출력된 신호(S)는 선택 입력 포트(IS)로 입력된다. 멀티플렉서(272)는 선택 입력 포트(IS)에 입력된 신호(S)를 기초로, 복수의 전압 입력 포트(I1~I6) 중 어느 하나를 선택한 다음, 선택된 전압 입력 포트를 출력 포트(OUT)에 연결한다. 즉, 멀티플렉서(272)는 검출 전압들(V1~V6) 중 하나를 선택적으로 출력하도록 구성된다.
ADC(273)는 멀티플렉서(272)로부터 제공되는 아날로그 신호(A)를 디지털 신호(D)로 변환한 후 마이크로프로세서(271)에 전달한다. 상기 아날로그 신호(A)는, 검출 전압들(V1~V6) 중 어느 하나일 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 마이크로프로세서(271)는 ADC(273)로부터 수신된 디지털 신호(D)를 기초로, 검출 전압들(V1~V6)을 개별적으로 측정할 수 있다. 예컨대, 마이크로프로세서(271)는, 마이크로프로세서(271)의 명령에 따라 멀티플렉서(272)에 의해 전압 입력 포트(I1)와 출력 포트(OUT)가 연결된 상태에서, ADC(273)로부터 전송되는 디지털 신호(D)를 기초로, 검출 전압(V1)을 측정할 수 있다.
마이크로프로세서(271)는 검출 전압들(V1~V6)에 대한 측정 결과를 기초로, 배터리 모듈(100)의 누전 여부 및/또는 적어도 하나의 컨택터의 고장 여부를 각각 판정하고, 각 판정 결과의 통지하는 알람 신호(W1, W2)를 출력할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 장치(200)가 배터리 모듈(100)의 누전 여부를 판정하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)은 미리 측정되어 있는 것으로 가정한다.
도 6은 전원 시스템(10) 내에 형성된 제1 회로(600)를 보여준다. 도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 제어부(270)는 제1 스위치(SW1)는 닫힌 상태로 하고 나머지 스위치들(SW2~SW6)과 컨택터들(SWC1, SWC2) 중 적어도 제2 스위치(SW2)는 열린 상태로 하여, 제1 회로(600)를 형성할 수 있다. 제어부(270)는 제1 회로(600)가 형성되어 있는 동안, 제1 전압 분배부(210)로부터 제공되는 제1 검출 전압(V1)을 측정할 수 있다.
배터리 어셈블리(Batt)의 양극이 누전될 경우, 제1 절연 저항(Ra)의 저항값은 비누전 시에 비하여 매우 작아진다. 이에 따라, 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)의 대부분은 제2 절연 저항(Rb)에 인가되므로, 누전 시에 측정되는 제1 검출 전압(V1)의 크기는 비누전 시에 측정된 값보다 작아지게 된다.
도 7은 전원 시스템(10) 내에 형성된 제2 회로(700)를 보여준다. 도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 제어부(270)는 제2 스위치(SW2)는 닫힌 상태로 하고 나머지 스위치들(SW1, SW3~SW6)과 컨택터들(SWC1, SWC2) 중 적어도 제1 스위치(SW1)는 열린 상태로 하여, 제2 회로(700)를 형성할 수 있다. 제어부(270)는 제2 회로(700)가 형성되어 있는 동안, 제2 전압 분배부(220)로부터 제공되는 제2 검출 전압(V2)을 측정할 수 있다.
배터리 어셈블리(Batt)의 음극이 누전될 경우, 제2 절연 저항(Rb)의 저항값은 비누전 시에 비하여 매우 작아진다. 이에 따라, 배터리 어셈블리(Batt)의 음극의 누전 시, 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)의 대부분은 제1 절연 저항(Ra)에 인가되므로, 누전 시에 측정되는 제2 검출 전압(V2)의 크기는 비누전 시에 측정된 값보다 작아지게 된다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 장치(200)가 적어도 하나의 컨택터의 고장 여부를 판정하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 제1 절연 저항(Ra) 및 제2 절연 저항(Rb)의 도시를 생략하였으며, 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)은 미리 측정되어 있는 것으로 가정한다.
도 8은 제1 컨택터(SWC1)의 고장으로 인한 단선(open) 여부를 판정하기 위해 전원 시스템(10) 내에 형성된 제3 회로(800)를 보여준다. 도 2및 도 3을 함께 참조하면, 제어부(270)는 제3 스위치(SW3) 및 제1 컨택터(SWC1)는 닫힌 상태로 제어하고 나머지 스위치들과 제2 컨택터(SWC2) 중 적어도 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2) 및 제2 컨택터(SWC2)는 열린 상태로 제어하여, 제3 회로(800)를 형성할 수 있다. 제3 회로(800)에서, 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2) 및 제2 컨택터(SWC2)는 열린 상태이므로, 제1 보호 커패시터(C1)와 제2 보호 커패시터(C2)는 제3 노드(N3)와 제2 노드(N2) 사이에 인가되는 전압에 영향을 끼치지 않을 수 있다. 제어부(270)는 제3 회로(800)가 형성되어 있는 동안, 제3 전압 분배부(230)로부터 제공되는 제3 검출 전압(V3)을 측정할 수 있다.
제어부(270)는 미리 측정되어 있는 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)과 제3 회로(300)로부터 측정된 제3 검출 전압(V3)을 비교하여, 제1 컨택터(SWC1)의 단선 여부를 판정할 수 있다. 일 예로, 제3 검출 전압(V3)이 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)보다 미리 주어진 제1 설정값 이상 작은 경우, 제1 컨택터(SWC1)의 단선 고장이 발생한 것으로 판정할 수 있다.
도 9는 제1 컨택터(SWC1)의 고장으로 인한 단락(short) 여부를 판정하기 위해 전원 시스템(10) 내에 형성된 제4 회로(900)를 보여준다. 고정으로 인해 단락된 상태를 'stuck closed status'라고 명명할 수도 있다.
도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 제어부(270)는 제3 스위치(SW3)는 닫힌 상태로 제어하고 나머지 스위치들 중 적어도 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)와 제1 컨택터(SWC1) 및 제2 컨택터(SWC2)는 열린 상태로 제어하여, 제4 회로(900)를 형성할 수 있다. 제4 회로(900)에서, 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2) 및 제2 컨택터(SWC2)는 열린 상태이므로, 제1 보호 커패시터(C1)와 제2 보호 커패시터(C2)는 제3 노드(N3)와 제2 노드(N2) 사이에 인가되는 전압에 영향을 끼치지 않을 수 있다. 제어부(270)는 제4 회로(900)가 형성되어 있는 동안, 제3 전압 분배부(230)로부터 제공되는 제3 검출 전압(V3)을 측정할 수 있다.
제어부(270)는 미리 측정되어 있는 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)과 제4 회로(900)로부터 측정된 제3 검출 전압(V3)을 비교하여, 제1 컨택터(SWC1)의 단락 여부를 판정할 수 있다. 일 예로, 제3 검출 전압(V3)과 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB) 간의 차이가 미리 주어진 제2 설정값 이하인 경우, 제1 컨택터(SWC1)의 단락이 발생한 것으로 판정할 수 있다.
도 8 및 도 9에서는 제1 컨택터(SWC1)의 고장 여부 판정을 위한 회로들(800, 900)을 중심으로 설명하였으나, 유사한 방식으로 제3 전압 분배부(230) 대신 제5 전압 분배부(250)를 이용하여 제2 컨택터(SWC2)의 고장 여부를 판정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(270)는 제2 컨택터(SWC2)의 단선 여부를 판정하기 위해, 제5 스위치(SW5) 및 제2 컨택터(SWC2)는 닫힌 상태로 하고 나머지 스위치들과 제2 컨택터(SWC2) 중 적어도 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2) 및 제1 컨택터(SWC1)는 열린 상태로 한 동안에 측정되는 제5 검출 전압(V5)이 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)보다 미리 주어진 제3 설정값 이상 작은 경우, 제1 컨택터(SWC1)의 단선 고장이 발생한 것으로 판정할 수 있다.
또는, 제2 컨택터(SWC2)의 단락 여부를 판정하기 위해, 제5 스위치(SW5)는 닫힌 상태로 하고 나머지 스위치들 중 적어도 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)와 제1 컨택터(SWC1) 및 제2 컨택터(SWC2)는 열린 상태로 한 동안에 측정되는 제5 검출 전압(V5)과 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB) 간의 차이가 미리 주어진 제4 설정값 이하인 경우, 제2 컨택터(SWC2)의 단락이 발생한 것으로 판정할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 장치(200)에 의해 형성할 수 있는 회로들을 예시하고, 도 12 및 도 13은 도 10 및 도 11에 도시된 회로들과 관련된 그래프들이다. 설명의 편의를 위해, 제1 절연 저항(Ra) 및 제2 절연 저항(Rb)의 도시를 생략하였으며, 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)은 미리 측정되어 있는 것으로 가정한다.
도 10과 함께 도 2 및 도 3을 참조하면, 전원 시스템(10) 내에 형성된 제5 회로(1000)를 확인할 수 있다. 제5 회로(1000)는, 제1 스위치(SW1)와 제3 스위치(SW3)는 닫힌 상태이고 제2 스위치(SW2), 제1 컨택터(SWC1) 및 제2 컨택터(SWC2)는 열린 상태인 동안에 형성되는 회로이다. 제5 회로(1000)는, 양극, 제1 노드(N1), 제1 전압 분배부(210), 접지(2), 제1 보호 커패시터(C1), 제3 노드(N3) 및 제3 전압 분배부(230)로 이루어진 폐회로이다. 이하에서는, 제5 회로(1000)가 연속적으로 유지되는 구간을 '제1 스위칭 주기'라고 칭하기로 한다.
도시된 것과 같이, 제5 회로(1000)가 형성되면, 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)에 의해, 배터리 어셈블리(Batt)의 양극에서 음극을 향하는 방향으로 전류(I1)가 흘러 제1 보호 커패시터(C1)의 충전이 이루어진다. 제1 보호 커패시터(C1)가 점차적으로 충전됨에 따라, 제3 검출 전압(V3)은 양의 값을 가지면서 점차적으로 작아진다. 예컨대, 제5 회로(1000)가 오랜시간 동안 유지될 경우, 제1 보호 커패시터(C1)의 전압은 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)과 동일해지고, 결국 제3 검출 전압(V3)은 0V가 될 것이다.
도 11과 함께 도 2 및 도 3을 참조하면, 전원 시스템(10) 내에 형성된 제6 회로(1100)를 확인할 수 있다. 제6 회로(1100)는, 제2 스위치(SW2)와 제3 스위치(SW3)는 닫힌 상태이고 제1 스위치(SW1), 제1 컨택터(SWC1) 및 제2 컨택터(SWC2)는 열린 상태인 동안에 형성되는 회로이다. 제6 회로(1100)는, 제2 노드(N2), 제2 전압 분배부(220), 접지(2), 제1 보호 커패시터(C1), 제3 노드(N3) 및 제3 전압 분배부(230)로 이루어진 폐회로이다. 이하에서는, 제6 회로(1100)가 연속적으로 유지되는 구간을 '제2 스위칭 주기'라고 칭하기로 한다.
도시된 바와 같이, 제6 회로(1100)가 형성되면, 제1 보호 커패시터(C1)의 방전이 이루어지면서 전류(I2)가 흐름에 따라, 제3 검출 저항(R32)에 역방향의 전압이 인가된다. 즉, 제어부(270)에 의해 검출되는 제3 검출 전압(V3)은 음의 값을 가지게 된다. 이 경우, 제1 보호 커패시터(C1)가 점차적으로 방전됨에 따라, 제3 검출 전압(V3)은 0V를 향해 증가한다.
전술할 제1 스위칭 주기와 제2 스위칭 주기의 길이는 같게 설정될 수 있다. 이와 함께 또는 별개로, 제어부(270)는 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2)를 모두 열린 상태로 제어하면서, 제1 스위칭 주기와 제2 스위칭 주기를 교번하여 실행할 수 있다. 예컨대, 제1 스위칭 주기 → 제2 스위칭 주기 → 제1 스위칭 주기 → 제2 스위칭 주기의 순서로 진행될 수 있다.
후술하겠지만, 제5 회로(1000)는 제1 회로(600)가 형성되어 있는 동안에 형성될 수 있다. 즉, 제1 회로(600)가 형성되어 있는 기간과 제5 회로(1000)가 형성되어 있는 기간은 서로 적어도 일부분이 겹칠 수 있다. 또한, 제6 회로(1100)는 제2 회로(700)가 형성되어 있는 동안에 형성될 수 있다. 즉, 제2 회로(700)가 형성되어 있는 기간과 제6 회로(1100)가 형성되어 있는 기간은 서로 적어도 일부분이 겹칠 수 있다. 이에 따르면, 제1 회로(600) 및 제2 회로(700)를 이용하여 배터리 모듈(100)의 누전 여부를 판정하는 동안에, 제5 회로(1000) 및 제6 회로(1100)를 이용하여 제1 컨택터(SWC1) 및 제2 컨택터(SWC2)의 단락 여부를 판정하는 것이 가능하다.
이하에서는, 제어부(270)가 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2)를 모두 열린 상태로 제어하는 구간을 '비활성 구간'이라고 칭하고, 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2)가 모두 닫힌 상태로 제어하는 구간을 '활성 구간'이라고 칭하기로 하며, 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)은 일정하게 유지되는 것으로 가정한다. 이에 따라면, 전술한 제1 스위칭 주기와 제2 스위칭 주기는 모두 비활성 구간 내에 속한다. 또한, 상기 활성 구간 동안에는 배터리 모듈(100)과 부하(400) 사이의 전력 공급이 가능하고, 상기 비활성 구간 동안에는 배터리 모듈(100)과 부하(400) 사이의 전력 공급이 차단된다는 것은 당업자에게 자명하다.
도 12 및 도 13에서, T0 전과 T2 후는 활성 구간에 속하고, T0부터 T2까지는 비활성 구간에 속한다. 도 12 및 도 13의 비활성 구간에서, 제1 스위칭 주기와 제2 스위칭 주기가 서로 중첩되지 않는 시간 동안 각각 한번씩 실행되는 것으로 가정한다. 물론, 제1 스위칭 주기와 제2 스위칭 주기 중 적어도 하나는, 비활성 구간 동안 2번 이상 실행될 수도 있다.
먼저 도 12는 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2)에 고장으로 인한 단락이 발생하지 않은 정상 상태인 경우, 제3 검출 전압(V3)의 시간에 따른 변화를 나타내는 패턴을 보여준다. 상세하게는, T0 전과 T2 후에는, 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2)를 통해 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)이 제3 노드(N3)와 제2 노드(N2) 사이에 인가되므로, 제3 검출 전압(V3)은 일정한 양의 값(VS)으로 유지될 수 있다.
도 10에 도시된 제5 회로(1000)가 형성되는 T0부터 T1까지의 제1 스위칭 주기 동안에, 제어부(270)는 시간에 따라 제3 검출 전압(V3)을 다수번 측정한 값들을 포함하는 제1 패턴을 기록할 수 있다.
도 11에 도시된 제6 회로(1100)가 형성되는 T1부터 T2까지의 제2 스위칭 주기 동안에, 제어부(270)는 시간에 따라 제3 검출 전압(V3)의 다수번 측정한 값들을 포함하는 제2 패턴을 기록할 수 있다. 이때, 제2 패턴은 제1 패턴과는 별도로 기록될 수 있다.
도 12에 도시된 것과 같이, 제1 패턴은 양의 값(즉, 0V 초과)을 가지면서 점차적으로 감소하는 패턴이고, 제2 패턴은 음의 값(즉, 0V 미만)을 가지면서 점차적으로 증가하는 패턴일 수 있다.
제어부(270)는 제1 스위칭 주기 동안 기록된 제1 패턴이 도 12에 도시된 것과 같은 형태를 따르는 경우, 제1 컨택터(SWC1)를 정상 상태로 판정할 수 있다.
제어부(270)는 제2 스위칭 주기 동안 기록된 패턴이 도 12에 도시된 것과 같은 형태를 따르는 경우, 제2 컨택터(SWC2)를 정상 상태로 판정할 수 있다.
제어부는 제1 스위칭 주기 동안 기록된 제1 패턴과 제2 스위칭 주기 동안 기록된 제2 패턴이 모두 도 12에 도시된 것과 같은 형태를 따르는 경우, 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2) 모두를 정상 상태로 판정할 수 있다.
한편, 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2) 중 제1 컨택터(SWC1)만이 고장으로 인해 단락된 경우, 제어부(270)에 의해 지정된 비활성 구간임에도 제1 컨택터(SWC1)를 통해 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3)가 전기적으로 연결된다. 이 경우, 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)가 제3 전압 분배부(230)에 인가되므로, 제3 검출 전압(V3)은 도 12에 도시된 것과 같은 제1 패턴을 따르지 않게 된다.
또한, 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2) 중 제2 컨택터(SWC2)만이 고장으로 인해 단락된 경우, 제어부(270)에 의해 지정된 비활성 구간임에도 제2 컨택터(SWC2)를 통해 제2 노드(N2)와 제4 노드(N4)가 전기적으로 연결된다. 이 경우, 제2 전압 분배부(220)와 제2 보호 커패시터(C2)가 병렬 연결되어, 제3 검출 전압(V3)은 도 12에 도시된 것과 같은 제2 패턴을 따르지 않게 된다. 예컨대, 제3 검출 전압(V3)이 0V 이상이 될 수 있다.
다음으로, 도 13은 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2)가 모두 고장으로 인해 단락된 경우, 제3 검출 전압(V3)의 시간에 따른 변화를 나타내는 패턴을 보여준다. 도 12와 마찬가지로, T0 전과 T2 후에는, 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2)를 통해 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)이 제3 노드(N3)와 제2 노드(N2) 사이에 인가되므로, 제3 검출 전압(V3)은 양의 값(VS)으로 일정하게 유지될 수 있다.
그러나, 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2) 둘 다 단락인 경우, 제어부(270)에 의해 지정된 비활성 구간임에도 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2)는 모두 닫힌 상태로 유지된다. 이에 따라, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 스위칭 주기와 제2 스위칭 주기가 교번하여 실행되는 T0부터 T2까지 제3 검출 전압(V3)은 일정한 값(VS)으로 유지될 수 있으며, 이는 도 12에 도시된 제3 검출 전압(V3)의 연속적인 변화 패턴과는 분명히 대조되는 것이다.
도 10 및 도 12를 참조하면, 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2)가 단락되지 않았다면, 제1 스위칭 주기 또는 제2 스위칭 주기가 실행 중인 경우, 제3 검출 전압(V3)은 시간에 따라 변화함을 확인할 수 있다. 이에 따라, 제1 스위칭 주기 또는 제2 스위칭 주기 동안에는 미리 측정된 배터리 어셈블리(Batt)의 전압(VB)과 비교되는 제3 검출 전압(V3)의 값을 특정하는 것이 어렵다. 따라서, 제1 스위칭 주기 또는 제2 스위칭 주기 동안에는, 시간에 따라 변화하는 제3 검출 전압(V3)을 다수번 측정한 값들을 포함하는 패턴을 기록하고, 기록된 패턴을 기초로 제1 컨택터(SWC1)와 제2 컨택터(SWC2) 각각의 단락 여부를 동시에 또는 순차적으로 판정하는 것이 가능하다.
결과적으로, 배터리 모듈(100)의 누전 여부를 판정하는 제1 진단 기능과 컨택터들(SWC1, SWC2) 중 적어도 하나의 단락 여부를 판정하는 제2 진단 기능을 서로 겹치지 않는 다른 기간에 실행하지 않아도 된다. 즉, 제1 진단 기능이 실행되는 중에도 제2 진단 기능을 실행하거나, 제2 진단 기능이 실행되는 중에도 제1 진단 기능을 실행할 수 있다.
물론, 경우에 따라, 제1 진단 기능과 제2 진단 기능 각각이 실행되는 기간이 서로 겹치지 않도록 제어부(270)에 의해 제어될 수도 있다.
다시 도 5를 참조하면, 제어부(270)는 상기 제1 진단 기능의 실행 결과를 통지하는 제1 알람 신호(W1) 및/또는 상기 제2 진단 기능의 실행 결과를 통지하는 제2 알람 신호(W2)를 출력할 수 있다.
제어부(270)로부터 출력된 제1 알람 신호(W1)와 제2 알람 신호(W2)는 전원 시스템(10) 및/또는 전기 자동차(1)에 구비된 정보 안내 장치(미도시)를 통해 사용자가 인지할 수 있는 형태로 변환될 수 있다. 예를 들어, 정보 안내 장치는 상기 알람 신호(W1, W2)를 시각적 및/또는 청각적 신호로 변환하여 출력할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
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.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
1: 전기 자동차
10: 전원 시스템
100: 배터리 모듈
200: 진단 장치
210: 제1 전압 생성부
220: 제2 전압 생성부
230: 제3 전압 생성부
240: 제4 전압 생성부
250: 제5 전압 생성부
260: 제6 전압 생성부
270: 제어부
271: 마이크로프로세서
272: 멀티플렉서
273: ADC
300: 노이즈 제거 회로
400: 부하

Claims (12)

  1. 배터리 어셈블리, 제1 컨택터, 제2 컨택터, 제1 보호 커패시터 및 제2 보호 커패시터를 포함하는 전원 시스템을 위한 진단 장치에 있어서,
    상기 배터리 어셈블리의 양극과 상기 제1 컨택터의 일단이 공통 접속되는 제1 노드 및 상기 전원 시스템의 접지 사이에 연결되고, 상기 제1 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 분배하여 제1 검출 전압을 생성하도록 구성된 제1 전압 분배부;
    상기 배터리 어셈블리의 음극과 상기 제2 컨택터의 일단이 공통 접속되는 제2 노드와 상기 접지 사이에 연결되고, 상기 제2 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 분배하여 제2 검출 전압을 생성하도록 구성된 제2 전압 분배부;
    상기 제1 보호 커패시터의 일단과 상기 제1 컨택터의 타단이 공통 접속되는 제3 노드 및 상기 제2 노드 사이에 연결되고, 상기 제3 노드와 상기 제2 노드 사이의 전압을 분배하여 제3 검출 전압을 생성하도록 구성된 제3 전압 분배부; 및
    상기 제1 컨택터, 상기 제2 컨택터 및 상기 제1 내지 제3 전압 분배부를 제어하도록 구성된 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 컨택터와 상기 제2 컨택터가 열린 상태로 제어되는 비활성 구간 동안에 제1 진단 기능 및 제2 진단 기능을 실행하되,
    상기 제1 진단 기능은 상기 제1 검출 전압 및 상기 제2 검출 전압을 기초로 상기 배터리 어셈블리의 누전 여부를 판정하는 기능이고,
    상기 제2 진단 기능은 상기 제3 검출 전압을 기초로 상기 제1 컨택터 및 상기 제2 컨택터 중 적어도 하나의 단락 여부를 판정하는 기능이고,
    상기 제1 전압 분배부는,
    상기 제1 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 분배하는 제1 보호 저항 및 제1 검출 저항으로 구성된 제1 전압 분배기; 및
    상기 제어부로부터 출력되는 신호에 응답하여, 상기 제1 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 상기 제1 전압 분배기에 선택적으로 인가하는 제1 스위치;를 포함하고,
    상기 제2 전압 분배부는,
    상기 제2 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 분배하는 제2 보호 저항 및 제2 검출 저항으로 구성된 제2 전압 분배기; 및
    상기 제어부로부터 출력되는 신호에 응답하여, 상기 제2 노드와 상기 접지 사이에 인가된 전압을 상기 제2 전압 분배기에 선택적으로 인가하는 제2 스위치;를 포함하고,
    상기 제1 검출 저항은 상기 제1 스위치가 닫힌 상태인 경우에 상기 제1 검출 전압을 생성하고,
    상기 제2 검출 저항은 상기 제2 스위치가 닫힌 상태인 경우에 상기 제2 검출 전압을 생성하고,
    상기 제3 전압 분배부는,
    상기 제3 노드와 상기 제2 노드에 인가된 전압을 분배하는 제3 보호 저항 및 제3 검출 저항으로 구성된 제3 전압 분배기; 및
    상기 제어부로부터 출력되는 신호에 응답하여, 상기 제3 노드와 상기 제2 노드에 인가된 전압을 상기 제3 전압 분배기에 선택적으로 인가하는 제3 스위치;를 포함하고,
    상기 제3 검출 저항은 상기 제3 스위치가 닫힌 상태인 경우에 상기 제3 검출 전압을 생성하고,
    상기 비활성 구간은,
    상기 제1 스위치와 상기 제3 스위치는 닫힌 상태로 제어되고 상기 제2 스위치는 열린 상태로 제어되는 제1 스위칭 주기; 및 상기 제1 스위치는 열린 상태로 제어되고 상기 제2 스위치와 상기 제3 스위치는 닫힌 상태로 제어되는 제2 스위칭 주기;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 스위칭 주기 동안 상기 제3 검출 전압이 양의 값을 가지면서 점차적으로 감소하고, 상기 제2 스위칭 주기 동안 상기 제3 검출 전압이 음의 값을 가지면서 점차적으로 증가하는 경우, 상기 제1 컨택터 및 상기 제2 컨택터를 정상 상태로 판정하는 것을 특징으로 하는 진단 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 스위칭 주기 동안 시간에 따라 다수번 측정된 상기 제3 검출 전압의 값들을 포함하는 제1 패턴을 기록하고,
    상기 제1 패턴을 기초로, 상기 제1 컨택터의 단락 여부를 판정하는 진단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 스위칭 주기 동안 시간에 따라 다수번 측정된 상기 제3 검출 전압의 값들을 포함하는 제2 패턴을 기록하고,
    상기 제2 패턴을 기초로, 상기 제2 컨택터의 단락 여부를 판정하는 진단 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 스위칭 주기 또는 상기 제2 스위칭 주기 동안, 상기 제3 검출 전압의 값이 일정하게 유지되는 경우, 상기 제1 컨택터 및 상기 제2 컨택터가 고장으로 인해 단락된 것으로 판정하는 진단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    마이크로프로세서;
    상기 마이크로프로세서로부터 제공되는 신호에 응답하여, 상기 제1 내지 제3 검출 전압 중 적어도 하나를 선택하도록 구성된 멀티 플렉서; 및
    상기 멀티 플렉서에 의해 선택된 검출 전압을 디지털 신호로 변환한 후 상기 마이크로프로세서로 전송하는 ADC;를 포함하는 진단 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보호 커패시터와 상기 제2 보호 커패시터 각각의 타단은 상기 접지에 공통 접속되는 진단 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 진단 기능의 실행 결과를 통지하는 제1 알람 신호 및 상기 제2 진단 기능의 실행 결과를 통지하는 제2 알람 신호를 출력하는 진단 장치.
  11. 제1항, 제4항, 제5항 및 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 진단 장치;
    를 포함하는 전원 시스템.
  12. 제11항에 따른 전원 시스템;
    을 포함하는 전기 자동차.
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