KR102292613B1 - 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치 및 방법 - Google Patents

진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치는, 메인 릴레이의 릴레이 구동 코일과 접지 사이에 연결되며 배터리의 팽창 정도가 설정값 이상인 경우 상기 릴레이 구동 코일과 접지 간의 연결을 해제하는 기계식 과충전 방지 장치; 및 상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압을 검출하여 상기 기계식 과충전 방지 장치의 동작 여부 및 실패(failure) 여부를 진단하는 제어부를 포함하여, 기계식 과충전 방지 장치의 동작 여부 및 실패 여부를 정확히 진단할 수 있기 때문에, 과충전 방지 장치의 불량이나 실패(failure)로 인하여 기계식 과충전 방지 장치가 정상적으로 작동할 수 없는 것을 사전에 파악할 수 있고, 과충전 방지 장치와 관련한 페일 세이프티(fail safety)를 확보할 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치 및 방법{Overcharge protection apparatus and method including diagnostic function}
본 발명은 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 충전가능한 배터리인 리튬이온 배터리는 일정 전압 이상으로 과충전되는 경우에, 폭발하거나 발화할 수 있다. 또한, 통상적으로 배터리 모듈은 요구되는 출력을 획득하기 위하여 복수의 배터리 셀들을 포함하며, 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀들 중 하나의 셀이라도 과충전되어 폭발하거나 발화하는 경우, 과충전이 발생한 배터리 셀 뿐만 아니라 다른 배터리 셀들에도 영향을 미치게 되므로, 배터리의 과충전을 방지하는 것은 배터리의 안전성을 확보하기 위하여 필수적이다.
통상적으로 과충전 방지 장치에는 전기식 과충전 방지 장치와 기계식 과충전 방지 장치가 있다.
전기식 과충전 방지 장치는 배터리 모듈에 포함된 셀들 중 하나의 셀에 연결되어 상시적으로 배터리 셀의 전압을 감시한다. 전기식 과충전 방지 장치는 배터리 셀이 과충전되어 배터리 셀의 전압이 일정 전압 이상이 되면 메인 릴레이의 구동 코일에 인가되는 전압의 공급을 중단시켜 메인 릴레이의 스위치를 개방시킴으로써 배터리 모듈과 충전 전원 또는 부하 간의 전기적인 연결을 해제한다.
기계식 과충전 방지 장치는 배터리 모듈에 포함된 셀들 중 하나의 셀에 연결되어 상시적으로 배터리 셀이 비정상적으로 팽창하는지를 감시한다. 기계식 과충전 방지 장치는 배터리 셀이 과충전되어 내압이 상승하여 팽창하는 경우, 배터리 셀의 팽창에 따라 메인 릴레이의 구동 코일을 포함하는 폐회로를 개방시켜 메인 릴레이의 스위치를 개방시킴으로써 배터리 모듈과 충전 전원 또는 부하 간의 전기적인 연결을 해제한다.
하지만, 종래의 기계식 과충전 방지 장치는 과충전 방지 장치 자체에 대한 진단 기능을 포함하고 있지 않기 때문에, 기계식 과충전 방지 장치가 정상 상태인지 아니면 실패(failure) 상태인지를 확인할 수 없고, 배터리 셀이 비정상적으로 팽창하는 것에 따라 실제로 배터리 모듈과 충전 전원 또는 부하 간의 전기적인 연결을 해제하도록 과충전 방지 동작이 정상적으로 작동했는지를 확인할 수 없다.
따라서, 진동 등에 의해 기계식 과충전 방지 장치의 접점들이 마모되어 접촉 불량으로 인하여 기계식 과충전 방지 장치가 정상적으로 동작하지 않는 경우, 배터리가 과충전되어 팽창하더라도 종래의 기계식 과충전 방지 장치는 이를 감지하지 못하기 때문에 배터리가 폭발하거나 발화할 수 있다.
하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌은, 누설 전류에 의한 2차 전지의 방전 전류의 증가를 감소하면서, 2차 전지의 충방전 경로에 설치된 개폐부의 고장을 진단할 수 있는 고장 진단 회로 및 이러한 고장 진단 회로를 구비한 전지 팩에 관한 것이다. 하지만, 하기의 특허문헌은 기계식 과충전 방지 장치의 작동 상태 및 실패(failure) 여부를 진단할 수 없다.
따라서, 기계식 과충전 방지 장치의 작동 상태 및 실패(failure) 여부를 진단할 수 있는 과충전 방지 장치 및 방법이 요구된다.
JP 2010-140785 A
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기계식 과충전 방지 장치의 동작 여부 및 불량 또는 실패를 사전에 파악할 수 있어, 기계식 과충전 방지 장치와 관련한 페일 세이프티(fail safety)를 확보할 수 있는 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 기계식 과충전 방지 장치의 동작 여부 및 불량 또는 실패를 사전에 파악할 수 있어, 기계식 과충전 방지 장치와 관련한 페일 세이프티(fail safety)를 확보할 수 있는 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치는,
메인 릴레이의 릴레이 구동 코일과 접지 사이에 연결되며 배터리의 팽창 정도가 설정값 이상인 경우 상기 릴레이 구동 코일과 접지 간의 연결을 해제하는 기계식 과충전 방지 장치; 및
상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압을 검출하여 상기 기계식 과충전 방지 장치의 동작 여부 및 실패(failure) 여부를 진단하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치에 있어서, 상기 기계식 과충전 방지 장치는, 상기 배터리의 팽창 정도가 설정값 미만인 경우 단락되고, 상기 배터리의 팽창 정도가 설정값 이상인 경우 개방되는 적어도 하나의 런어웨이 어레스팅 디바이스(RAD: Runaway Arresting Device) 스위치를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치에 있어서, 상기 제어부는,
상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압이 0 볼트인 경우, 상기 기계식 과충전 방지 장치에 의해 과충전 방지 동작이 정상적으로 작동된 것으로 판정하고,
상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압이 0 볼트보다 크고 기준값 미만인 경우, 상기 기계식 과충전 방지 장치가 정상 상태이고 미작동 상태인 것으로 판정하며,
상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압이 상기 기준값 이상인 경우, 상기 기계식 과충전 방지 장치가 불량 또는 실패 상태에 있는 것으로 판정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치에 있어서, 상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압이 상기 기준값 이상인 경우, 상기 제어부는, 상기 메인 릴레이의 릴레이 구동 코일에 인가되는 전압의 공급을 중단하여 상기 메인 릴레이의 스위치를 개방시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치에 있어서, 상기 기준값은 3 볼트일 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 방법은,
제어부가 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압을 검출하는 단계; 및
상기 제어부가, 상기 검출된 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압에 기반하여 상기 기계식 과충전 방지 장치의 동작 여부 및 실패(failure) 여부를 진단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 방법에 있어서, 상기 기계식 과충전 방지 장치는, 상기 배터리의 팽창 정도가 설정값 미만인 경우 단락되고, 상기 배터리의 팽창 정도가 설정값 이상인 경우 개방되는, 적어도 하나의 런어웨이 어레스팅 디바이스(RAD: Runaway Arresting Device) 스위치를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 방법에 있어서, 상기 기계식 과충전 방지 장치의 동작 여부 및 실패(failure) 여부를 진단하는 단계는,
상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압이 0 볼트인 경우, 상기 기계식 과충전 방지 장치에 의해 과충전 방지 동작이 정상적으로 작동된 것으로 판정하는 단계;
상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압이 0 볼트보다 크고 기준값 미만인 경우, 상기 기계식 과충전 방지 장치가 정상 상태이면서 미작동 상태인 것으로 판정하는 단계; 및
상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압이 상기 기준값 이상인 경우, 상기 기계식 과충전 방지 장치가 불량 또는 실패 상태에 있는 것으로 판정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 방법에 있어서, 상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압이 상기 기준값 이상인 경우, 상기 제어부가 상기 메인 릴레이의 릴레이 구동 코일에 인가되는 전압의 공급을 중단하여 상기 메인 릴레이의 스위치를 개방시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 방법에 있어서, 상기 기준값은 3 볼트일 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기계식 과충전 방지 장치의 동작 여부 및 실패 여부를 정확히 진단할 수 있기 때문에, 과충전 방지 장치의 불량이나 실패(failure)로 인하여 기계식 과충전 방지 장치가 정상적으로 작동할 수 없는 것을 사전에 파악할 수 있고, 과충전 방지 장치와 관련한 페일 세이프티(fail safety)를 확보할 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 방법을 도시한 흐름도.
도 3은 도 2에 도시된 동작 여부 및 실패 여부 판정 단계의 상세 흐름도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
또한, "제1", "제2", "일단", "타단" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
하기에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치는, 메인 릴레이(MRL)의 릴레이 구동 코일(L1)과 접지 사이에 연결되며 배터리(104)의 팽창 정도가 설정값 이상인 경우 상기 릴레이 구동 코일(L1)과 접지 간의 연결을 해제하는 기계식 과충전 방지 장치(106), 및 상기 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)을 검출하여 상기 기계식 과충전 방지 장치(106)의 동작 여부 및 실패(failure) 여부를 진단하는 제어부(102)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서 상기 제어부(102)는 배터리 관리 시스템(100)에 포함된 제어부이지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않고, 별도의 제어부를 사용할 수도 있다.
도 1에서 릴레이 구동 스위치(SW1)는 제어부(102)의 제어 신호에 따라 단락 또는 개방되어 릴레이 구동 코일(L1)의 접점(a1)에 전압(B+)을 공급하거나 공급하지 않음으로써 메인 릴레이(MRL)의 릴레이 스위치(SW2)의 단락 또는 개방을 제어하는 스위치이다.
본 발명의 실시예에서, 상기 기계식 과충전 방지 장치(106)는, 직렬로 연결된 3개의 런어웨이 어레스팅 디바이스(RAD: Runaway Arresting Device) 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)을 포함한다. 상기 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)은, 각각 배터리(104)의 팽창 정도가 설정값 미만인 경우 접점들이 전기적으로 연결되어 단락되고, 상기 배터리(104)의 팽창 정도가 설정값 이상인 경우 접점들이 전기적으로 연결해제되어 개방된다.
본 발명의 실시예에서 기계식 과충전 방지 장치(106)의 실패란, 기계식 과충전 방지 장치(106)에 포함된 직렬로 연결된 3개의 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)의 불량 또는 접점들의 마모로 인하여, 기계식 과충전 방지 장치(106)가 정상적인 과충전 방지 동작을 수행할 수 없게 된 상태를 의미한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치의 동작을 하기에 설명하기로 한다.
배터리(104)가 정상 상태인 경우, 릴레이 구동 스위치(SW1)는 단락되어 있다고 가정한다.
우선, 제어부(102)는 상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압(VRAD)의 전압을 검출한다.
런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3) 각각은 초기에 가동 접점들(s1, s2, s3)이 각각 대응하는 고정 접점들(c1 및 c2, d1 및 d2, e1 및 e2)에 연결되어 있고, 가동 접점들(s1, s2, s3)은 대응하는 누름 버튼들(t1, t2, t3)이 이동하는 방향에 따라 연동되어 이동한다.
누름 버튼들(t1, t2, t3)은 배터리(104)가 과충전과 같은 비정상적인 상태에 있는 경우 팽창하면 화살표 방향으로 이동한다.
배터리(104)가 과충전되어 소정의 설정값 이상으로 팽창되는 경우, 배터리(104)에 근접하여 배치되어 있는, 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)의 누름 버튼들(t1, t2, t3)이 화살표 방향으로 이동하면서, 가동 접점들(s1, s2, s3)과 대응하는 고정 접점들(c1 및 c2, d1 및 d2, e1 및 e2)간의 연결이 해제된다.
가동 접점들(s1, s2, s3)과 대응하는 고정 접점들(c1 및 c2, d1 및 d2, e1 및 e2)간의 연결이 해제되면, 릴레이 구동 코일(L1)과 접지 간의 연결이 해제되고, 메인 릴레이(MRL)의 릴레이 스위치(SW2)가 개방되어, 배터리 모듈과 충전 전원 또는 부하 간의 전기적인 연결이 해제됨으로써, 배터리 모듈의 과충전이 방지된다.
한편, 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)이 0 볼트인 경우, 제어부(102)는 기계식 과충전 방지 장치(106)가 과충전 방지 동작을 정상적으로 수행한 것으로 판정한다.
배터리(104)가 비정상적으로 소정의 설정값 이상 팽창하는 경우, 기계식 과충전 방지 장치(106)에 있는 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)의 누름 버튼들(t1, t2, t3)이 화살표 방향으로 이동하면서, 가동 접점들(s1, s2, s3)과 대응하는 고정 접점들(c1 및 c2, d1 및 d2, e1 및 e2) 간의 연결이 해제되기 때문에, 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)은 0 볼트가 된다.
따라서, 제어부(102)는, 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)이 0 볼트인 경우, 배터리(104)가 팽창하는 것을 기계식 과충전 방지 장치(106)가 정상적으로 감지하여 과충전 방지 동작이 정상적으로 작동되었다고 판정한다.
기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)이 0 볼트보다 크고 소정의 기준값, 예를 들어 3 볼트 미만인 경우, 제어부(102)는 기계식 과충전 방지 장치가 정상 상태이고 과충전 방지 동작이 미작동 상태인 것으로 판정한다.
런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)의 가동 접점들(s1, s2, s3)과 대응하는 고정 접점들(c1 및 c2, d1 및 d2, e1 및 e2)이 전기적으로 연결되어 있는 경우에, 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)은 각각 아주 작은 저항값, 예를 들어 50 밀리 오옴 정도의 저항값을 갖기 때문에, 기계식 과충전 방지 장치(106)가 정상 상태이이고 과충전 방지 동작이 미작동 상태인 경우에는, 예를 들어, 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)은 0 볼트보다 크고 소정의 기준값인 3 볼트 미만이 된다.
따라서, 제어부(102)는, 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)이 0 볼트보다 크고 3 볼트 미만인 경우, 기계식 과충전 방지 장치(106)가 정상 상태이고 과충전 방지 동작이 작동되지 않은 것으로 판정한다.
기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압이 3 볼트 이상인 경우, 제어부(102)는 기계식 과충전 방지 장치(106)가 불량 또는 실패 상태에 있는 것으로 판정한다.
런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)의 가동 접점들(s1, s2, s3)과 대응하는 고정 접점들(c1 및 c2, d1 및 d2, e1 및 e2)이 연결되어 있는 경우에는 상기한 바와 같이, 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)은 작은 저항값을 갖는다.
하지만, 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)이 불량이거나, 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)의 가동 접점들(s1, s2, s3)과 대응하는 고정 접점들(c1 및 c2, d1 및 d2, e1 및 e2)이 진동에 의해 마모되는 경우, 가동 접점들(s1, s2, s3)과 대응하는 고정 접점들(c1 및 c2, d1 및 d2, e1 및 e2) 간의 접촉 저항이 커져, 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압이 3 볼트 이상이 된다.
따라서, 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)이 3 볼트 이상인 경우, 제어부(102)는 기계식 과충전 방지 장치(106)가 불량 또는 실패 상태에 있는 것으로 판정한다.
한편, 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)이 3 볼트 이상인 경우, 제어부(102)는, 시스템의 안정화를 위하여, 릴레이 구동 스위치(SW1)의 동작을 제어하여 메인 릴레이(MRL)의 구동 코일(L1)에 인가되는 전압(B+)의 공급을 중단시킴으로써 메인 릴레이(MRL)의 스위치(SW2)를 개방시키도록 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 소정의 기준값은 3 볼트이지만, 상기 기준값은 사용된 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)의 개수에 따라 변할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 배터리(104)는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀을 포함하지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 방법을 도시한 흐름도이고, 도 3은 도 2에 도시된 동작 여부 및 실패 여부 판정 단계의 상세 흐름도이다.
도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 방법은, 제어부(102)가 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)을 검출하는 단계(S200) 및 제어부(102)가 검출된 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)에 기반하여 기계식 과충전 방지 장치(106)의 동작 여부 및 실패(failure) 여부를 판단하는 단계(S202)를 포함한다.
상기 기계식 과충전 방지 장치(106)의 동작 여부 및 실패(failure) 여부를 판단하는 단계(S202)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 단계 S204, 단계 S206, 단계 S208, 단계 S210, 단계 S212, 및 단계 S214를 포함한다.
우선, 단계 S204에서, 제어부(102)는, 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)이 0 볼트인지를 판단한다.
기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)이 0 볼트인 경우, 단계 S206에서, 제어부(102)는, 배터리(104)가 팽창하는 것을 기계식 과충전 방지 장치(106)가 정상적으로 감지하여 과충전 방지 동작이 정상적으로 작동된 것으로 판정한다.
단계 S208에서, 제어부(102)는, 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)이 0 볼트보다 크고 소정의 기준값인 3 볼트 미만인지를 판단한다.
기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)이 0 볼트보다 크고 3 볼트 미만인 경우, 단계 S210에서, 제어부(102)는, 기계식 과충전 방지 장치(106)가 정상 상태이고 과충전 방지 동작이 작동되지 않은 것으로 판정한다.
단계 S212에서, 제어부(102)는, 기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)이 상기 기준값인 3 볼트 이상인지를 판단한다.
기계식 과충전 방지 장치(106)의 양단 간의 전압(VRAD)이 3 볼트 이상인 경우, 단계 S214에서, 제어부(102)는, 기계식 과충전 방지 장치(106)가 불량 또는 실패 상태에 있는 것으로 판정한다.
단계 S214에서, 제어부(102)는 추가로 안전성을 확보하기 위하여, 릴레이 구동 스위치(SW1)의 동작을 제어하여 메인 릴레이(MRL)의 릴레이 구동 코일(L1)에 인가되는 전압(B+)의 공급을 중단시킴으로써 메인 릴레이(MRL)의 스위치(SW2)를 개방시키도록 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 소정의 기준값은 3 볼트이지만, 상기 기준값은 사용된 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치들(RAD1, RAD2, RAD3)의 개수에 따라 변할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기계식 과충전 방지 장치의 동작 여부 및 실패 여부를 정확히 진단할 수 있기 때문에, 과충전 방지 장치의 불량이나 실패로 인하여 기계식 과충전 방지 장치가 정상적으로 작동할 수 없는 것을 사전에 파악할 수 있다. 따라서, 과충전 방지 장치와 관련한 페일 세이프티(fail safety)를 확보할 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 배터리 관리 시스템
102 : 제어부
104 : 배터리
106 : 기계식 과충전 방지 장치
MRL : 메인 릴레이
RAD1, RAD2, RAD3 : 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치
L1 : 릴레이 구동 코일
SW1 : 릴레이 구동 스위치
SW2 : 릴레이 스위치
a1, a2, b1, b2 : 접점
c1, c2, d1, d2, e1, e2 : 고정 접점
s1, s2, s3 : 가동 접점
t1, t2, t3 : 누름 버튼

Claims (10)

  1. 배터리의 일측에 결합되고 상기 배터리의 팽창하는 정도에 따라 팽창 방향으로 이동하는 누름 버튼, 상기 누름 버튼으로부터 연장되고 상기 누름 버튼의 물리적인 이동에 대응하여 이동하는 가동 접점, 및 상기 가동 접점의 이동범위 내에서 상기 가동 접점과 전기적인 연결 및 해제가 되고 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치에 고정결합되는 복수의 고정 접점을 포함하며, 메인 릴레이의 릴레이 구동 코일과 접지 사이에 전기적으로 연결되는, 적어도 하나의 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치(RAD: Runaway Arresting Device)를 포함하는 기계식 과충전 방지 장치;
    상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압을 검출하여, 상기 기계식 과충전 방지 장치가 정상적으로 작동하는지 여부 및 정상 상태 또는 실패(failure) 상태인지를 진단하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어 신호에 따라 단락 또는 개방되어 릴레이 구동 코일에 전압을 공급하거나 공급하지 않음으로써 메인 릴레이의 릴레이 스위치의 단락 또는 개방을 제어하고, 상기 릴레이 구동 코일과 직렬로 연결되는, 릴레이 구동 스위치를 포함하며,
    상기 기계식 과충전 방지 장치는;
    상기 배터리의 팽창 정도가 설정된 값보다 크거나 같은 경우, 상기 누름 버튼은 상기 가동 접점을 배터리의 팽창 방향으로 이동하여 가동 접점과 고정 접점 간의 전기적 연결을 해제함으로써 상기 메인 릴레이의 상기 릴레이 구동 코일과 상기 접지 간의 전기적 연결을 해제하며,
    상기 제어부는;
    상기 기계식 과충전 방지 장치가 실패 상태인 것으로 판정된 경우, 상기 릴레이 구동 스위치를 개방하여, 상기 메인 릴레이의 릴레이 구동 코일에 인가되는 전압의 공급을 중단하여 상기 메인 릴레이의 스위치를 개방시키는, 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리의 팽창 정도가 설정값 이상인 경우, 상기 기계식 과충전 방지 장치에 의해 과충전 방지 동작이 정상적으로 작동된 것으로 판정하고,
    상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압이 0 볼트보다 크고 기준값 미만인 경우, 상기 기계식 과충전 방지 장치가 정상 상태이고 미작동 상태인 것으로 판정하며,
    상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압이 상기 기준값 이상인 경우, 상기 기계식 과충전 방지 장치가 불량 또는 실패 상태에 있는 것으로 판정하는, 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 기준값은 3 볼트인, 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 장치.
  6. 제어부가 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압을 검출하는 단계;
    제어부가 상기 검출된 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압에 기반하여, 상기 기계식 과충전 방지 장치의 동작여부 및 실패(failure) 여부를 진단하는 단계; 및
    상기 기계식 과충전 방지 장치가 불량 또는 실패인 것으로 판정된 경우, 상기 제어부가 릴레이 구동 스위치를 개방하여, 메인 릴레이의 릴레이 구동 코일에 인가되는 전압의 공급을 중단하여 상기 메인 릴레이의 스위치를 개방시키는 단계를 포함하며,
    상기 기계식 과충전 방지 장치는;
    배터리의 일측에 결합되고 상기 배터리의 팽창하는 정도에 따라 팽창 방향으로 이동하는 누름 버튼, 상기 누름 버튼으로부터 연장되고 상기 누름 버튼의 물리적인 이동에 대응하여 이동하는 가동 접점, 및 상기 가동 접점의 이동범위 내에서 상기 가동 접점과 전기적인 연결 및 해제가 되는 복수의 고정 접점을 포함하며, 메인 릴레이의 릴레이 구동 코일과 접지 사이에 전기적으로 연결되는, 적어도 하나의 런어웨이 어레스팅 디바이스 스위치(RAD: Runaway Arresting Device)를 포함하고,
    상기 배터리의 팽창 정도가 설정된 값보다 크거나 같은 경우, 상기 누름 버튼은 상기 가동 접점을 배터리의 팽창 방향으로 이동하여 가동 접점과 고정 접점 간의 전기적 연결을 해제함으로써 상기 메인 릴레이의 상기 릴레이 구동 코일과 상기 접지 간의 전기적 연결을 해제하며,
    상기 릴레이 구동 스위치는;
    상기 릴레이 구동 코일과 직렬로 연결되어, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 단락 또는 개방되어 릴레이 구동 코일에 전압을 공급하거나 공급하지 않음으로써 메인 릴레이의 릴레이 스위치의 단락 또는 개방을 제어하는, 진단기능을 포함하는 과충전 방지 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 기계식 과충전 방지 장치의 동작 여부 및 실패(failure) 여부를 진단하는 단계는,
    상기 배터리의 팽창 정도가 설정값 이상인 경우, 상기 기계식 과충전 방지 장치에 의해 과충전 방지 동작이 정상적으로 작동된 것으로 판정하는 단계;
    상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압이 0 볼트보다 크고 기준값 미만인 경우, 상기 기계식 과충전 방지 장치가 정상 상태이면서 미작동 상태인 것으로 판정하는 단계; 및
    상기 기계식 과충전 방지 장치의 양단 간의 전압이 상기 기준값 이상인 경우, 상기 기계식 과충전 방지 장치가 불량 또는 실패 상태에 있는 것으로 판정하는 단계를 포함하는 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 기준값은 3 볼트인, 진단 기능을 포함하는 과충전 방지 방법.
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