KR102452596B1 - Apparatus and method for diagnosing MOSFET - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모스펫의 고장 여부를 진단하는 과정에서 효과적으로 모스펫을 진단할 수 있는 모스펫 진단 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치는, 셀 어셈블리의 충방전 경로 상에 구비되어 충방전 전류의 도통을 제어하도록 구성된 모스펫을 진단하는 장치로서, 상기 모스펫의 게이트 단자 및 소스 단자와 전기적으로 연결되어, 상기 모스펫의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전위차 측정값을 측정하도록 구성된 전압 측정부; 및 상기 전압 측정부로부터 상기 전위차 측정값을 수신하고, 수신한 전위차 측정값과 미리 저장된 전위차 정상값을 비교하여 상기 모스펫의 고장 여부를 진단하도록 구성된 프로세서를 포함한다.The present invention relates to a MOSFET diagnosis apparatus and method capable of effectively diagnosing a MOSFET in the process of diagnosing whether the MOSFET is faulty. A MOSFET diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention is a device for diagnosing a MOSFET provided on a charge/discharge path of a cell assembly and configured to control conduction of a charge/discharge current, and is electrically connected to a gate terminal and a source terminal of the MOSFET a voltage measuring unit connected and configured to measure a measured value of a potential difference between a gate terminal and a source terminal of the MOSFET; and a processor configured to receive the potential difference measurement value from the voltage measurement unit, and to diagnose whether the MOSFET is faulty by comparing the received potential difference measurement value with a previously stored normal potential difference value.
Description
본 발명은 모스펫 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모스펫의 고장 여부를 진단하는 과정에서 효과적으로 모스펫을 진단할 수 있는 모스펫 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing a MOSFET, and more particularly, to an apparatus and method for diagnosing a MOSFET effectively in the process of diagnosing whether the MOSFET is faulty.
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.In recent years, as the demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, and portable telephones has rapidly increased, and the development of electric vehicles, energy storage batteries, robots, satellites, etc. is in full swing, a high-performance secondary battery capable of repeatedly charging and discharging research is being actively conducted.
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.Currently commercialized secondary batteries include 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-based secondary batteries, so charging and discharging are free, The self-discharge rate is very low and the energy density is high, attracting attention.
배터리는 다양한 분야에서 이용되는데, 전기 구동 차량 또는 스마트 그리드 시스템과 같이 최근에 배터리가 많이 활용되는 분야는 큰 용량을 필요로 하는 경우가 많다. 배터리 팩의 용량을 증가하기 위해서는 이차 전지, 즉 배터리 셀 자체의 용량을 증가시키는 방법이 있을 수 있겠지만, 이 경우 용량 증대 효과가 크지 않고, 이차 전지의 크기 확장에 물리적 제한이 있으며 관리가 불편하다는 단점을 갖는다. 따라서, 통상적으로는 다수의 배터리 모듈이 직렬 및 병렬로 연결된 배터리 팩이 널리 이용된다.Batteries are used in various fields, and fields in which batteries are recently used a lot, such as electric powered vehicles or smart grid systems, often require large capacity. In order to increase the capacity of the battery pack, there may be a method of increasing the capacity of the secondary battery, that is, the battery cell itself. has Therefore, in general, a battery pack in which a plurality of battery modules are connected in series and in parallel is widely used.
이러한 배터리는 부하 또는 충전기 등과 연결되어 부하로 전력을 공급하여 부하를 동작시키거나, 충전기로부터 전력을 공급받아 충전된다. 즉, 배터리는 부하나 충전기 등과 같은 시스템과 전기적으로 연결되어 사용되는 것이 일반적이다. 이때, 배터리와 시스템 사이는 전력공급을 위한 선로를 통해 연결되며, 배터리와 시스템 사이의 선로에는 컨택터(Contactor)나 모스펫(MOS Field-Effect Transistor)등을 구비하여 스위칭 동작을 수행하도록 한다.Such a battery is connected to a load or a charger to operate the load by supplying power to the load, or is charged by receiving power from the charger. That is, the battery is generally used while being electrically connected to a system such as a load or a charger. At this time, the battery and the system are connected through a line for supplying power, and a contactor or a MOSFET (MOS Field-Effect Transistor) is provided on the line between the battery and the system to perform a switching operation.
그런데, 종래의 경우, 모스펫을 이용하여 전류 도통 여부만을 조절할 수 있을 뿐 모스펫의 고장 여부를 진단하는 기능이 제공되지 못했다. 이 경우, 모스펫 고장 여부를 진단할 수 없어 모스펫 발열량에 따른 에너지 손실이 증가하는 문제가 있었다.However, in the case of the related art, only whether current conduction can be adjusted using the MOSFET, and a function for diagnosing whether the MOSFET is faulty is not provided. In this case, it is impossible to diagnose whether the MOSFET is malfunctioning, so there is a problem in that energy loss according to the amount of heat generated by the MOSFET increases.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 배경하에 창안된 것으로서, 모스펫의 고장 여부를 진단하는 과정에서 효과적으로 모스펫을 진단할 수 있는 개선된 모스펫 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention was devised under the background of the prior art as described above, and relates to an improved MOSFET diagnosis apparatus and method for effectively diagnosing a MOSFET in the process of diagnosing whether a MOSFET is faulty.
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 may be understood by the following description, and will become more clearly understood by the examples of the present invention. In addition, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations thereof indicated in the claims.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치는, 셀 어셈블리의 충방전 경로 상에 구비되어 충방전 전류의 도통을 제어하도록 구성된 모스펫을 진단하는 장치로서, 상기 모스펫의 게이트 단자 및 소스 단자와 전기적으로 연결되어, 상기 모스펫의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전위차 측정값을 측정하도록 구성된 전압 측정부; 및 상기 전압 측정부로부터 상기 전위차 측정값을 수신하고, 수신한 전위차 측정값과 미리 저장된 전위차 정상값을 비교하여 상기 모스펫의 고장 여부를 진단하도록 구성된 프로세서를 포함한다.A MOSFET diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is an apparatus for diagnosing a MOSFET provided on a charge/discharge path of a cell assembly and configured to control conduction of a charge/discharge current. a voltage measuring unit electrically connected to the gate terminal and the source terminal, configured to measure a potential difference measurement value between the gate terminal and the source terminal of the MOSFET; and a processor configured to receive the potential difference measurement value from the voltage measurement unit, and to diagnose whether the MOSFET is faulty by comparing the received potential difference measurement value with a previously stored normal potential difference value.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치는, 상기 모스펫과 전기적으로 연결되어, 상기 모스펫의 온도를 측정하도록 구성된 온도 측정부를 더 포함할 수 있다.Also, the MOSFET diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a temperature measuring unit electrically connected to the MOSFET and configured to measure a temperature of the MOSFET.
또한, 상기 프로세서는, 상기 전압 측정부로부터 상기 전위차 측정값을 수신하고, 상기 온도 측정부로부터 상기 모스펫의 온도를 수신하며, 수신한 상기 전위차 측정값과 상기 모스펫의 온도를 기초로, 상기 모스펫을 흐르는 전류의 양을 제한하도록 구성될 수 있다.In addition, the processor receives the potential difference measurement value from the voltage measurement unit, receives the temperature of the MOSFET from the temperature measurement unit, and selects the MOSFET based on the received potential difference measurement value and the temperature of the MOSFET It may be configured to limit the amount of current flowing.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치는, 상기 모스펫의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전위차와 상기 모스펫의 온도를 입력값으로 하고, 상기 모스펫의 동작 상태 저항을 출력값으로 하는 룩업테이블을 미리 저장하도록 구성된 메모리 디바이스를 더 포함할 수 있다.In addition, the MOSFET diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention uses a potential difference between a gate terminal and a source terminal of the MOSFET and the temperature of the MOSFET as input values, and a lookup table using the operating state resistance of the MOSFET as an output value. It may further include a memory device configured to pre-store.
또한, 상기 프로세서는, 상기 룩업테이블을 이용하여 상기 전위차 측정값과 상기 모스펫의 온도를 기초로 모스펫 고장일 때의 고장 동작 상태 저항을 연산하고, 상기 전위차 정상값과 상기 모스펫의 온도를 기초로 모스펫 정상일 때의 정상 동작 상태 저항을 연산하도록 구성될 수 있다.In addition, the processor calculates a failure operating state resistance in case of a MOSFET failure based on the potential difference measurement value and the temperature of the MOSFET using the lookup table, and the MOSFET based on the normal potential difference value and the temperature of the MOSFET and may be configured to calculate a normal operating state resistance when normal.
또한, 상기 프로세서는, 상기 고장 동작 상태 저항과 상기 정상 동작 상태 저항의 비율을 기초로 모스펫 저항 증가율을 연산하도록 구성될 수 있다.Also, the processor may be configured to calculate a MOSFET resistance increase rate based on a ratio of the fault operating state resistance and the normal operating state resistance.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치는, 상기 충방전 경로 상에 구비되어, 상기 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 전류 측정부를 더 포함할 수 있다.Also, the MOSFET diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a current measuring unit provided on the charge/discharge path and configured to measure a current flowing through the charge/discharge path.
또한, 상기 프로세서는, 상기 전류 측정부로부터 모스펫 정상 상태의 전류를 수신하여, 상기 모스펫 정상 상태의 전류와 상기 모스펫 저항 증가율을 기초로 최대 허용 고장 전류를 연산하도록 구성될 수 있다.In addition, the processor may be configured to receive the current in the steady state of the MOSFET from the current measuring unit, and calculate a maximum allowable fault current based on the current in the steady state of the MOSFET and the MOSFET resistance increase rate.
또한, 상기 프로세서는, 상기 최대 허용 고장 전류가 상기 충방전 경로의 최대 허용 전류가 되도록 상기 모스펫을 흐르는 전류의 양을 제한하도록 구성될 수 있다.Also, the processor may be configured to limit the amount of current flowing through the MOSFET so that the maximum allowable fault current becomes a maximum allowable current of the charge/discharge path.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS는, 본 발명에 따른 모스펫 진단 장치를 포함한다.In addition, the BMS according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a MOSFET diagnostic apparatus according to the present invention.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 모스펫 진단 장치를 포함한다.In addition, a battery pack according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes the MOSFET diagnostic apparatus according to the present invention.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 모스펫 진단 장치를 포함한다.In addition, a vehicle according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes the MOSFET diagnostic apparatus according to the present invention.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 방법은, 셀 어셈블리의 충방전 경로 상에 구비되어 충방전 전류의 도통을 제어하도록 구성된 모스펫을 진단하는 방법으로서, 상기 모스펫의 게이트 단자 및 소스 단자 사이의 전위차 측정값을 측정하는 단계; 및 상기 전위차 측정값과 미리 저장된 전위차 정상값을 비교하여 상기 모스펫의 고장 여부를 진단하는 단계를 포함한다.In addition, a method for diagnosing a MOSFET according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a method for diagnosing a MOSFET provided on a charge/discharge path of a cell assembly and configured to control conduction of charge/discharge current, the method comprising: measuring a potential difference measurement between a gate terminal and a source terminal of the MOSFET; and diagnosing whether the MOSFET is faulty by comparing the measured potential difference with a previously stored normal potential difference value.
본 발명의 일 측면에 의하면, 모스펫의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전위차를 이용하여 효과적으로 모스펫의 고장 여부를 진단할 수 있는 장점이 있다.According to one aspect of the present invention, there is an advantage in that it is possible to effectively diagnose whether the MOSFET is faulty by using the potential difference between the gate terminal and the source terminal of the MOSFET.
특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 모스펫의 최대 허용 전류를 연산함으로써, 모스펫을 흐르는 전류의 크기를 제한할 수 있는 개선된 모스펫 진단 장치가 제공될 수 있다.In particular, according to an embodiment of the present invention, by calculating the maximum allowable current of the MOSFET, an improved MOSFET diagnosis apparatus capable of limiting the amount of current flowing through the MOSFET can be provided.
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 may have various other effects, and these other effects of the present invention can be understood by the following description, and can be seen more clearly by the examples of the present invention.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치가 모스펫의 동작 상태 저항을 연산하기 위해 참조하는 논리 회로를 보여준다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later. should not be construed as being limited only to
1 is a diagram schematically showing a functional configuration of a MOSFET diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a MOSFET diagnostic apparatus is connected to some components of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
3 shows a logic circuit referred to by the MOSFET diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention to calculate the operating state resistance of the MOSFET.
4 is a flowchart schematically illustrating a MOSFET diagnosis 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 안 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 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the configuration shown in the embodiments and drawings described in the present specification is merely the most preferred embodiment of the present invention and does not represent all of the technical spirit of the present invention, so at the time of the present application, various It should be understood that there may be equivalents and variations.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판정되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
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 '프로세서'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 a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, a term such as 'processor' described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented as hardware or 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, throughout the specification, when a part is "connected" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another element interposed therebetween. include
본 명세서에서, 이차 전지는, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 이차 전지로 간주될 수 있다. As used herein, a secondary battery means a single, physically separable cell having a negative terminal and a positive terminal. For example, one pouch-type lithium polymer cell may be regarded as a secondary battery.
본 발명에 따른 모스펫 진단 장치는, 모스펫을 진단하는 장치이다. 예를 들어, 모스펫은, 셀 어셈블리의 충방전 경로 상에 구비될 수 있다. 또한, 모스펫은, 선택적으로 온 또는 오프되어 충방전 전류의 도통을 제어할 수 있다. 여기서, 셀 어셈블리에는 하나 이상의 이차 전지가 구비될 수 있다. 또한, 모스펫은, 게이트, 드레인 및 소스 단자를 구비한 FET(Field Effect Transistor)소자로서, 게이트 단자와 소스 단자 사이에 인가된 전압에 따른 채널 형성 여부에 의해 온 되거나 오프 될 수 있다. 일 예로, 상기 FET소자는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다. 한편, 도 2의 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫은, N형 MOSFET으로 구현되어 있는데, 모스펫이 N형 MOSFET에 한정되는 것은 아니다.A MOSFET diagnosis apparatus according to the present invention is an apparatus for diagnosing a MOSFET. For example, the MOSFET may be provided on a charge/discharge path of the cell assembly. In addition, the MOSFET may be selectively turned on or off to control conduction of charge/discharge current. Here, one or more secondary batteries may be provided in the cell assembly. Also, the MOSFET is a field effect transistor (FET) device having gate, drain, and source terminals, and may be turned on or off depending on whether a channel is formed according to a voltage applied between the gate terminal and the source terminal. For example, the FET device may be a Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET). Meanwhile, in the embodiment of FIG. 2 , the MOSFET according to an embodiment of the present invention is implemented as an N-type MOSFET, but the MOSFET is not limited to the N-type MOSFET.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치가 배터리 팩의 일부 구성과 연결되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing a functional configuration of a MOSFET diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration in which the MOSFET diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to some components of a battery pack is a diagram schematically showing
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치(1)는, 전압 측정부(100) 및 프로세서(200)를 포함한다.1 and 2 , the MOSFET
상기 전압 측정부(100)는, 모스펫(M)의 게이트 단자(G) 및 소스 단자(S)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 전압 측정부(100)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 모스펫(M)의 게이트 단자(G) 및 소스 단자(S)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.The
또한, 전압 측정부(100)는, 모스펫(M)의 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이의 전위차 측정값을 측정하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 전압 측정부(100)는, 게이트 단자(G)의 전위와 소스 단자(S)의 전위를 측정하고, 이를 기초로 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이의 전위차를 측정할 수 있다.Also, the
상기 프로세서(200)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 전압 측정부(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 프로세서(200)는, 전압 측정부(100)로부터 전위차 측정값을 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(200)는, 전압 측정부(100)로부터 수신한 전위차 측정값과 미리 저장된 전위차 정상값을 비교하여 모스펫(M)의 고장 여부를 진단할 수 있다. 여기서, 모스펫(M)의 고장 여부 진단에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.The
바람직하게는, 전압 측정부(100)는, 프로세서(200)의 통제 하에 시간 간격을 두고 각 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이의 전위차를 측정하고 측정된 전압의 크기를 나타내는 신호를 프로세서(200)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 전압 측정부(100)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 전압 측정 회로를 이용하여 구현될 수 있다. Preferably, the
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치(1)는, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 온도 측정부(300)를 더 포함할 수 있다.Preferably, as shown in the configuration of FIGS. 1 and 2 , the
상기 온도 측정부(300)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 모스펫(M)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또는, 온도 측정부(300)는, 모스펫(M)에 장착되어 모스펫(M)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 온도 측정부(300)는, 모스펫(M)의 온도를 측정할 수 있다.The
바람직하게는, 온도 측정부(300)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(200)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 온도 측정부(300)는, 시간 간격을 두고 모스펫(M)의 온도를 반복 측정하고 측정된 온도의 크기를 나타내는 신호를 프로세서(200)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 온도 측정부(300)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 열전대(thermocouple)를 이용하여 구현될 수 있다. Preferably, the
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치(1)는, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 전류 측정부(500)를 더 포함할 수 있다.Preferably, the
상기 전류 측정부(500)는, 셀 어셈블리(10)의 양단과 연결된 충방전 경로 상에 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정부(500)는, 충방전 경로 상에 구비된 센스 저항(510)의 양단과 연결될 수 있다. 여기서, 센스 저항(510)은, 셀 어셈블리(10)의 음극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전류 측정부(500)는, 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정부(500)는, 센스 저항의 양단 전압을 측정하고, 센스 저항의 양단 전압을 기초로 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정할 수 있다.The
바람직하게는, 전류 측정부(500)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(200)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 전류 측정부(500)는, 프로세서(200)의 통제하에 시간 간격을 두고 셀 어셈블리(10)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 반복 측정하고 측정된 전류의 크기를 나타내는 신호를 프로세서(200)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 전류 측정부(500)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 홀 센서 또는 센스 저항을 이용하여 구현될 수 있다. 홀 센서 또는 센스 저항은 전류가 흐르는 선로에 설치될 수 있다. Preferably, the
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치(1)는, 도 1 및 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 메모리 디바이스(400)를 더 포함할 수 있다.Preferably, the
상기 메모리 디바이스(400)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 모스펫(M)의 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이의 전위차 정상값을 미리 저장할 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 프로세서(200)가 참조하는 룩업테이블을 미리 저장할 수 있다. 특히, 상기 룩업테이블은, 모스펫(M)의 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이의 전위차와 모스펫(M)의 온도를 입력값으로 하고, 모스펫(M)의 동작 상태 저항을 출력값으로 하는 룩업테이블일 수 있다.The
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(200)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 전압 측정부(100) 및 온도 측정부(300)와 연결될 수 있다. 그리고, 프로세서(200)는, 전압 측정부(100)로부터 전위차 측정값을 수신하고, 온도 측정부(300)로부터 모스펫(M)의 온도를 수신할 수 있다. Preferably, the
또한, 프로세서(200)는, 전위차 측정값과 모스펫(M)의 온도를 기초로, 모스펫(M)을 흐르는 전류의 양을 제한하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 프로세서(200)는, 메모리 디바이스(400)로부터 수신한 룩업테이블을 이용하여 모스펫(M)의 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이의 전위차와 모스펫(M)의 온도를 기초로 모스펫(M)의 동작 상태 저항을 연산할 수 있다. 여기서, 모스펫(M)의 동작 상태 저항(On-state resistance)은, 모스펫(M)이 턴 온 되어 충방전 경로로 전류가 흐르는 상태의 모스펫(M)의 저항일 수 있다.Also, the
예를 들어, 프로세서(200)는, 전위차 측정값과 모스펫(M)의 온도를 기초로 모스펫 고장일 때의 모스펫(M)의 동작 상태 저항을 의미하는 모스펫(M)의 고장 동작 상태 저항을 연산할 수 있다. 또한, 프로세서(200)는, 전위차 정상값과 모스펫(M)의 온도를 기초로 모스펫 정상일 때의 모스펫(M)의 동작 상태 저항을 의미하는 모스펫(M)의 정상 동작 상태 저항을 연산할 수 있다.For example, the
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(200)는, 모스펫(M)의 고장 동작 상태 저항과 모스펫(M)의 정상 동작 상태 저항의 비율을 기초로 모스펫 저항 증가율을 연산할 수 있다.Preferably, the
<수학식 1><
여기서, Rf는 모스펫(M)의 고장 동작 상태 저항, Rn은 모스펫(M)의 정상 동작 상태 저항, a는 저항 증가율을 의미한다. 예를 들어, 프로세서(200)는, 수학식 1의 연산을 이용하여 고장 동작 상태 저항과 정상 동작 상태 저항의 비율을 기초로 모스펫(M)의 저항 증가율을 연산할 수 있다. 예를 들어, 고장 동작 상태 저항이 5옴이고, 정상 동작 상태 저항이 2.5옴인 경우, 저항 증가율은 2일 수 있다.Here, R f is the resistance of the MOSFET (M) in the fault operating state, R n is the resistance in the normal operating state of the MOSFET (M), and a is the resistance increase rate. For example, the
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(200)는, 전류 측정부(500)로부터 모스펫 정상 상태의 전류를 수신하여, 모스펫 정상 상태의 전류와 모스펫 저항 증가율을 기초로 최대 허용 고장 전류를 연산할 수 있다.Preferably, the
<수학식 2><Equation 2>
여기서, If는 최대 허용 고장 전류, Rf는 고장 동작 상태 저항, In은 정상 상태 전류, Rn은 정상 동작 상태 저항을 의미한다. 예를 들어, 프로세서(200)는, 모스펫(M)의 정상 상태 발열량을 기초로 모스펫(M)의 고장 상태의 최대 허용 발열량을 연산할 수 있다.Here, I f is the maximum allowable fault current, R f is the fault operating state resistance, I n is the steady state current, and R n is the normal operating state resistance. For example, the
<수학식 3><Equation 3>
<수학식 4><Equation 4>
<수학식 5><Equation 5>
여기서, If는 최대 허용 고장 전류, Rn은 모스펫(M)의 정상 동작 상태 저항, a는 저항 증가율, In은 정상 상태 전류를 의미한다. 예를 들어, 프로세서(200)는, 상기 수학식 1 내지 수학식 5를 이용하여, 모스펫(M)의 최대 허용 고장 전류(If)를 연산할 수 있다. 예를 들어, 저항 증가율(a)이 2이고, 정상 상태 전류(In)가 5암페어인 경우, 최대 허용 고장 전류(If)의 최대값은 암페어일 수 있다.Here, I f is the maximum allowable fault current, R n is the normal operating state resistance of the MOSFET M, a is the resistance increase rate, and I n is the steady state current. For example, the
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(200)는, 최대 허용 고장 전류가 충방전 경로의 최대 허용 전류가 되도록 모스펫(M)을 흐르는 전류의 양을 제한할 수 있다. 보다 구체적으로, 프로세서(200)는, 최대 허용 고장 전류를 연산하고, 연산된 최대 허용 고장 전류를 기초로 모스펫(M)을 흐르는 전류의 양을 제한할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(200)는, 상위 제어 장치(50)로 전류 제한 요청을 전송하여 충방전 경로를 흐르는 전류의 양을 최대 허용 고장 전류 이하의 값으로 제한할 수 있다.Preferably, the
또한, 프로세서(200)는, 디스플레이로 모스펫(M)의 고장 상태를 전송하여, 디스플레이를 통해 사용자에게 모스펫 고장 상태를 경고할 수 있다. 여기서, 상기 디스플레이는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(200)와 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the
한편, 프로세서(200)는, 상술한 바와 같은 동작을 수행하기 위해, 당업계에 알려진 프로세서(200), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀 및/또는 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함하는 형태로 구현될 수 있다.On the other hand, the
한편, 메모리 디바이스(400)는, 정보를 기록하고 소거할 수 있는 저장 매체라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 메모리 디바이스(400)는, RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체일 수 있다. 메모리 디바이스(400)는, 또한 프로세서(200)에 의해 각각 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 프로세서(200)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 메모리 디바이스(400)는, 또한 프로세서(200)가 각각 수행하는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거 및/또는 전송할 수 있다. Meanwhile, the
본 발명에 따른 모스펫 진단 장치(1)는, BMS에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 본 발명에 따른 모스펫 진단 장치(1)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 본 발명에 따른 모스펫 진단 장치(1)의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 모스펫 진단 장치(1)의 프로세서(200) 및 메모리 디바이스(400)는, BMS(Battery Management System)의 구성요소로서 구현될 수 있다. The
또한, 본 발명에 따른 모스펫 진단 장치(1)는, 배터리 팩에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명에 따른 모스펫 진단 장치(1)를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 팩은, 하나 이상의 이차 전지, 상기 모스펫 진단 장치(1), 전장품(BMS나 릴레이, 퓨즈 등 구비) 및 케이스 등을 포함할 수 있다.Also, the
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 장치가 모스펫의 동작 상태 저항을 연산하기 위해 참조하는 논리 회로를 보여준다.3 shows a logic circuit referred to by the MOSFET diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention to calculate the operating state resistance of the MOSFET.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(200)는, 도 3의 실시예에 도시된 논리 회로(250)를 기초로 모스펫(M)의 고장 동작 상태 저항과 정상 동작 상태 저항을 연산할 수 있다. 여기서, 상기 논리 회로(250)는, 모스펫(M)의 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이의 전위차(VGS)와 모스펫(M)의 온도(TM)를 입력값으로 하고, 모스펫(M)의 동작 상태 저항(RM)을 출력값으로 할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
바람직하게는, 프로세서(200)는, 모스펫(M)이 고장이라고 판단되는 경우, 입력값으로 모스펫(M)의 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이의 전위차 측정값과 모스펫(M)의 온도를 입력하고, 출력값으로 모스펫 고장일 때의 고장 동작 상태 저항을 연산할 수 있다.Preferably, the
또한, 프로세서(200)는, 입력값으로 모스펫(M)의 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이의 전위차 정상값과 모스펫(M)의 온도를 입력하고, 출력값으로 모스펫 정상일 때의 정상 동작 상태 저항을 연산할 수 있다.In addition, the
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 진단 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 4에서, 각 단계의 수행 주체는, 앞서 설명한 본 발명에 따른 모스펫 진단 장치의 각 구성요소라 할 수 있다.4 is a flowchart schematically illustrating a MOSFET diagnosis method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4 , the subject performing each step may be referred to as each component of the MOSFET diagnosis apparatus according to the present invention described above.
도 4에 도시된 바와 같이, 전압 측정부는, 전위차 측정 단계(S100)에서, 모스펫의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전위차 측정값을 측정할 수 있다. 이어서, 프로세서는, 모스펫 고장 진단 단계(S110)에서, 전위차 측정값과 전위차 정상값을 비교하여 모스펫의 고장 여부를 진단할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the voltage measuring unit may measure a potential difference measurement value between the gate terminal and the source terminal of the MOSFET in the potential difference measuring step S100 . Subsequently, in the MOSFET failure diagnosis step S110 , the processor may compare the potential difference measured value with the potential difference normal value to diagnose whether the MOSFET has failed.
바람직하게는, 프로세서는, 모스펫 고장 진단 단계(S110)에서, 전위차 측정값과 모스펫의 온도를 기초로, 모스펫을 흐르는 전류의 양을 제한할 수 있다.Preferably, in the MOSFET fault diagnosis step S110 , the processor may limit the amount of current flowing through the MOSFET based on the measured potential difference and the temperature of the MOSFET.
바람직하게는, 프로세서는, 모스펫 고장 진단 단계(S110)에서, 전위차 측정값과 모스펫의 온도를 기초로 모스펫 고장일 때의 고장 동작 상태 저항을 연산하고, 전위차 정상값과 모스펫의 온도를 기초로 모스펫 정상일 때의 정상 동작 상태 저항을 연산할 수 있다.Preferably, in the MOSFET failure diagnosis step ( S110 ), the processor calculates the resistance of the failure operation state when the MOSFET fails based on the potential difference measurement value and the temperature of the MOSFET, and the MOSFET based on the normal potential difference value and the temperature of the MOSFET Normal operating state resistance can be calculated.
바람직하게는, 프로세서는, 모스펫 고장 진단 단계(S110)에서, 고장 동작 상태 저항과 정상 동작 상태 저항의 비율을 기초로 모스펫 저항 증가율을 연산할 수 있다.Preferably, in the MOSFET failure diagnosis step S110 , the processor may calculate a MOSFET resistance increase rate based on a ratio of the failure operation state resistance and the normal operation state resistance.
바람직하게는, 프로세서는, 모스펫 고장 진단 단계(S110)에서, 모스펫 정상 상태의 전류와 모스펫 저항 증가율을 기초로 최대 허용 고장 전류를 연산하고, 상기 최대 허용 고장 전류가 충방전 경로의 최대 허용 전류가 되도록 모스펫을 흐르는 전류의 양을 제한할 수 있다.Preferably, in the MOSFET failure diagnosis step ( S110 ), the processor calculates a maximum allowable failure current based on the MOSFET steady state current and the MOSFET resistance increase rate, and the maximum allowable failure current is the maximum allowable current of the charging/discharging path. As much as possible, the amount of current flowing through the MOSFET can be limited.
또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 프로세서는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리 장치에 저장되고 프로세서에 의해 실행될 수 있다.In addition, when the control logic is implemented in software, the processor may be implemented as a set of program modules. In this case, the program module may be stored in the memory device and executed by the processor.
또한, 프로세서의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록 매체는, ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기 코드 체계는 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.In addition, as long as at least one or more of various control logics of the processor are combined, and the combined control logics are written in a computer-readable code system and are computer-readable, there is no particular limitation on the type. As an example, the recording medium includes at least one selected from the group consisting of a ROM, a RAM, a register, a CD-ROM, a magnetic tape, a hard disk, a floppy disk, and an optical data recording device. In addition, the code system may be distributed, stored, and executed in computers connected to a network. In addition, functional programs, codes and segments for implementing the combined control logic can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention pertains.
이상과 같이, 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.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
한편, 본 명세서에서 '메모리 디바이스' 및 '프로세서' 등과 같은 용어가 사용되었으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 분리될 수 있거나 물리적으로 분리되어야 하는 구성요소를 나타내는 것은 아니라는 점은 당업자에게 자명하다.Meanwhile, although terms such as 'memory device' and 'processor' are used in this specification, it is understood by those skilled in the art that it indicates a logical unit and does not necessarily indicate a component that can be physically separated or must be physically separated. self-evident to
1: 모스펫 진단 장치
10: 셀 어셈블리
50: 상위 제어 장치
100: 전압 측정부
200: 프로세서
250: 논리 회로
300: 온도 측정부
400: 메모리 디바이스
500: 전류 측정부
510: 센스 저항
G: 게이트 단자
M: 모스펫
S: 소스 단자1: MOSFET diagnostic device
10: cell assembly
50: upper control unit
100: voltage measuring unit
200: processor
250: logic circuit
300: temperature measurement unit
400: memory device
500: current measuring unit
510: sense resistance
G: gate terminal
M: MOSFET
S: source terminal
Claims (12)
상기 모스펫의 상기 게이트 단자 및 상기 소스 단자와 전기적으로 연결되어, 상기 모스펫의 상기 게이트 단자와 상기 소스 단자 사이의 전위차 측정값을 측정하도록 구성된 전압 측정부; 및
상기 전압 측정부로부터 상기 전위차 측정값을 수신하고, 수신한 전위차 측정값과 미리 저장된 전위차 정상값을 비교하여 상기 모스펫의 고장 여부를 진단하도록 구성된 프로세서를 포함하고,
상기 전위차 정상값은, 상기 게이트 단자와 상기 소스 단자 사이의 전위차에 대하여 미리 저장된 값인 것을 특징으로 하는 모스펫 진단 장치.
An apparatus for diagnosing a MOSFET provided on a charge/discharge path of a cell assembly and configured to control conduction of a charge/discharge current, the device comprising a drain terminal, a source terminal, and a gate terminal,
a voltage measuring unit electrically connected to the gate terminal and the source terminal of the MOSFET to measure a potential difference measurement value between the gate terminal and the source terminal of the MOSFET; and
and a processor configured to receive the potential difference measurement value from the voltage measurement unit and diagnose whether the MOSFET is faulty by comparing the received potential difference measurement value with a previously stored normal potential difference value,
The normal potential difference value is a MOSFET diagnosis apparatus, characterized in that it is a value stored in advance with respect to a potential difference between the gate terminal and the source terminal.
상기 모스펫과 전기적으로 연결되어, 상기 모스펫의 온도를 측정하도록 구성된 온도 측정부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모스펫 진단 장치.
According to claim 1,
A temperature measuring unit electrically connected to the MOSFET and configured to measure a temperature of the MOSFET
MOSFET diagnostic device, characterized in that it further comprises.
상기 프로세서는, 상기 전압 측정부로부터 상기 전위차 측정값을 수신하고, 상기 온도 측정부로부터 상기 모스펫의 온도를 수신하며, 수신한 상기 전위차 측정값과 상기 모스펫의 온도를 기초로, 상기 모스펫을 흐르는 전류의 양을 제한하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모스펫 진단 장치.
3. The method of claim 2,
The processor receives the potential difference measurement value from the voltage measurement unit, receives the temperature of the MOSFET from the temperature measurement unit, and a current flowing through the MOSFET based on the received potential difference measurement value and the temperature of the MOSFET MOSFET diagnostic device, characterized in that configured to limit the amount of.
상기 모스펫의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전위차와 상기 모스펫의 온도를 입력값으로 하고, 상기 모스펫의 동작 상태 저항을 출력값으로 하는 룩업테이블을 미리 저장하도록 구성된 메모리 디바이스
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모스펫 진단 장치.
According to claim 1,
a memory device configured to store in advance a lookup table using a potential difference between a gate terminal and a source terminal of the MOSFET and a temperature of the MOSFET as an input value and an operating state resistance of the MOSFET as an output value
MOSFET diagnostic device, characterized in that it further comprises.
상기 프로세서는, 상기 룩업테이블을 이용하여 상기 전위차 측정값과 상기 모스펫의 온도를 기초로 모스펫 고장일 때의 고장 동작 상태 저항을 연산하고, 상기 전위차 정상값과 상기 모스펫의 온도를 기초로 모스펫 정상일 때의 정상 동작 상태 저항을 연산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모스펫 진단 장치.
5. The method of claim 4,
The processor, using the lookup table, calculates a failure operating state resistance at the time of MOSFET failure based on the potential difference measurement value and the temperature of the MOSFET, and when the MOSFET is normal based on the normal potential difference value and the temperature of the MOSFET MOSFET diagnostic device, characterized in that configured to calculate the normal operating state resistance of.
상기 프로세서는, 상기 고장 동작 상태 저항과 상기 정상 동작 상태 저항의 비율을 기초로 모스펫 저항 증가율을 연산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모스펫 진단 장치.
6. The method of claim 5,
wherein the processor is configured to calculate a MOSFET resistance increase rate based on a ratio of the fault operation state resistance and the normal operation state resistance.
상기 충방전 경로 상에 구비되어, 상기 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 전류 측정부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모스펫 진단 장치.
7. The method of claim 6,
A current measuring unit provided on the charging/discharging path to measure a current flowing through the charging/discharging path
MOSFET diagnostic device, characterized in that it further comprises.
상기 프로세서는, 상기 전류 측정부로부터 모스펫 정상 상태의 전류를 수신하여, 상기 모스펫 정상 상태의 전류와 상기 모스펫 저항 증가율을 기초로 최대 허용 고장 전류를 연산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모스펫 진단 장치.
8. The method of claim 7,
wherein the processor is configured to receive a MOSFET steady-state current from the current measuring unit and calculate a maximum allowable fault current based on the MOSFET steady-state current and the MOSFET resistance increase rate.
상기 프로세서는, 상기 최대 허용 고장 전류가 상기 충방전 경로의 최대 허용 전류가 되도록 상기 모스펫을 흐르는 전류의 양을 제한하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모스펫 진단 장치.
9. The method of claim 8,
The processor is configured to limit the amount of current flowing through the MOSFET so that the maximum allowable fault current becomes the maximum allowable current of the charging/discharging path.
10. A BMS comprising the MOSFET diagnostic device according to any one of claims 1 to 9.
10. A battery pack comprising the MOSFET diagnostic device according to any one of claims 1 to 9.
상기 모스펫의 상기 게이트 단자 및 상기 소스 단자 사이의 전위차 측정값을 측정하는 단계; 및
상기 전위차 측정값과 미리 저장된 전위차 정상값을 비교하여 상기 모스펫의 고장 여부를 진단하는 단계를 포함하고,
상기 전위차 정상값은, 상기 게이트 단자와 상기 소스 단자 사이의 전위차에 대하여 미리 저장된 값인 것을 특징으로 하는 모스펫 진단 방법.A method for diagnosing a MOSFET provided on a charge/discharge path of a cell assembly and configured to control conduction of charge/discharge current, the MOSFET including a drain terminal, a source terminal, and a gate terminal, the method comprising:
measuring a potential difference measurement value between the gate terminal and the source terminal of the MOSFET; and
Comprising the step of diagnosing whether the MOSFET is faulty by comparing the measured potential difference with a previously stored normal value of the potential difference,
The normal value of the potential difference is a value stored in advance for a potential difference between the gate terminal and the source terminal.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007299696A (en) | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Sanyo Electric Co Ltd | Secondary battery device |
JP2011125101A (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Current detector, power supply device and current detection method |
JP2012100438A (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Nec Energy Devices Ltd | Secondary battery system |
JP2017523636A (en) | 2014-05-27 | 2017-08-17 | ルノー エス.ア.エス. | Field effect transistor and failure detection apparatus thereof |
JP2017188983A (en) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 古河電気工業株式会社 | Electric power feeding device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4237122C2 (en) * | 1992-11-03 | 1996-12-12 | Texas Instruments Deutschland | Circuit arrangement for monitoring the drain current of a metal oxide semiconductor field effect transistor |
KR20110072874A (en) * | 2009-12-23 | 2011-06-29 | 현대모비스 주식회사 | Apparatus for detecting fail of a solenoid valve driver |
KR20160041495A (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-18 | 주식회사 엘지화학 | Apparatus and method for diagnosing MOSFET of MOSFET switch operating apparatus |
KR102523045B1 (en) * | 2016-01-12 | 2023-04-17 | 삼성전자주식회사 | Device and method of detecting the fault cell |
-
2018
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007299696A (en) | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Sanyo Electric Co Ltd | Secondary battery device |
JP2011125101A (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Current detector, power supply device and current detection method |
JP2012100438A (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Nec Energy Devices Ltd | Secondary battery system |
JP2017523636A (en) | 2014-05-27 | 2017-08-17 | ルノー エス.ア.エス. | Field effect transistor and failure detection apparatus thereof |
JP2017188983A (en) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 古河電気工業株式会社 | Electric power feeding device |
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