KR102509066B1 - 파워 릴레이 어셈블리 및 그 제어방법 - Google Patents

파워 릴레이 어셈블리 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

파워 릴레이 어셈블리 및 그 제어방법을 개시한다.
본 개시의 일 측면에 의하면, 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly)로서, 메인 릴레이(main relay); 제1 프리차지 릴레이(precharge relay) 및 제1 프리차지 저항을 포함하며, 상기 메인 릴레이와 병렬로 연결되는 제1 프리차지 릴레이부; 제2 프리차지 릴레이 및 제2 프리차지 저항을 포함하며, 상기 메인 릴레이와 병렬로 연결되는 제2 프리차지 릴레이부; 및 상기 제1 프리차지 릴레이부 및 상기 제2 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류에 기초하여 상기 메인 릴레이, 상기 제1 프리차지 릴레이 및 상기 제2 프리차지 릴레이를 제어하는 제어부(control unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 릴레이 어셈블리를 제공한다.

Description

파워 릴레이 어셈블리 및 그 제어방법{Power Relay Assembly And Control Method Therefor}
본 개시는 파워 릴레이 어셈블리 및 그 제어방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 다단 프리차지 릴레이(multi-stage precharge relay)를 포함하는 파워 어셈블리 회로 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
최근 대용량 ESS(Energy Storage System)의 연이은 화재사고로 인해, 대용량 ESS의 보급화가 늦어지고 있다. 도 1은 대용량 ESS의 화재사고의 원인을 설명하기 위한 예시도이다. 도 1의 (a)를 참조하면, 완전충전 종료 시점에서 병렬로 연결된 배터리 스택 간의 전압은 동일하다. 그러나 완전충전 이후 셀 밸런싱(cell balancing)에 의해 배터리 스택 간의 전압 평형이 깨지게 되는데, 이는 배터리 스택별로 셀 밸런싱을 수행하는 배터리 셀의 수가 상이하기 때문이다. 이에 따라, 도 1의 (b)와 같이 병렬로 연결된 배터리 스택 사이에 보상전류가 발생하게 되고, 이러한 보상전류로 인한 배터리 과충전(over charge)이 ESS 화재사고의 원인으로 분석되고 있다.
ESS 화재사고의 근본적 문제 해결을 위해서, 도 1의 (c)와 같이 병렬로 연결된 배터리 스택을 분리한 상태에서 셀 밸런싱을 진행하는 방식이 제안되었다. 그러나 이러한 방식은, ESS 운용 중 배터리 스택 사이의 파워 릴레이 어셈블리(PRA: Power Relay Assembly)를 수시로 개방/단락시켜야 하고, 이에 따라 ESS 운용허용시간이 감소하여 ESS가 정상적인 기능을 수행할 수 없다는 문제점이 존재한다.
본 개시는, 대용량 ESS의 화재사고의 원인을 해소하는 동시에 대용량 ESS의 운용허용시간을 보장할 수 있는 파워 릴레이 어셈블리 및 그 제어방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 개시의 일 측면에 의하면, 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly)로서, 메인 릴레이(main relay); 제1 프리차지 릴레이(precharge relay) 및 제1 프리차지 저항을 포함하며, 상기 메인 릴레이와 병렬로 연결되는 제1 프리차지 릴레이부; 제2 프리차지 릴레이 및 제2 프리차지 저항을 포함하며, 상기 메인 릴레이와 병렬로 연결되는 제2 프리차지 릴레이부; 및 상기 제1 프리차지 릴레이부 및 상기 제2 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류에 기초하여 상기 메인 릴레이, 상기 제1 프리차지 릴레이 및 상기 제2 프리차지 릴레이를 제어하는 제어부(control unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 릴레이 어셈블리를 제공한다.
본 개시의 다른 측면에 의하면, 상호 병렬로 연결된 메인 릴레이, 제1 프리차지 릴레이부 및 제2 프리차지 릴레이부를 포함하는 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly)의 제어방법으로서, 상기 제1 프리차지 릴레이부의 제1 프리차지 릴레이를 단락시키는 과정; 상기 제1 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류를 측정하는 과정; 및 상기 제1 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류가 기설정된 제1 임계치 이하인 경우에, 상기 제1 프리차지 릴레이를 개방시키고 상기 제2 프리차지 릴레이부의 제2 프리차지 릴레이를 단락시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 릴레이 어셈블리 제어방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 개시의 실시예에 의하면, 다단 프리차지 릴레이(multi-stage precharge relay)를 포함하는 파워 릴레이 어셈블리 회로를 이용함으로써, 대용량 ESS의 화재문제를 해결하는 동시에 대용량 ESS의 운용허용시간을 보장할 수 있다.
도 1은 대용량 ESS의 화재사고의 원인을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 파워 릴레이 어셈블리를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 배터리 스택 병렬연결시 파워 릴레이 어셈블리 제어방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 배터리 스택 병렬연결시 파워 릴레이 어셈블리 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱시 파워 릴레이 어셈블리 제어방법을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 파워 릴레이 어셈블리를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 파워 릴레이 어셈블리(20)는 메인 릴레이(main relay, 200), 제1 프리차지 릴레이부(first precharge relay unit, 210), 제2 프리차지 릴레이부(second precharge relay unit, 220), 및 제어부(control unit, 230)를 전부 또는 일부 포함한다. 도 2에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 파워 릴레이 어셈블리(20)에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다. 즉, 도 2는 다단 프리차지 릴레이를 이용하여, 배터리 스택 병렬연결시 메인 릴레이 단락시점을 앞당기거나, 셀 밸런싱(cell balancing)시 복수의 배터리 스택 사이에 발생하는 보상전류를 제한하기 위한 구성요소를 예시적으로 도시한 것으로서, 파워 릴레이 어셈블리(20)는 다른 기능의 구현을 위해 도시한 것보다 많거나 적은 구성요소 또는 상이한 구성요소의 구성을 가질 수 있음을 인식하여야 한다.
한편, 도 2는 2개의 프리차지 릴레이부가 병렬로 연결되는 경우를 개시하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 본 개시의 다른 실시예에 따르면 3개 이상의 프리차지 릴레이부가 병렬로 연결될 수 있다.
파워 릴레이 어셈블리(20)는 배터리 스택(battery stack)을 병렬연결시키기 위한 회로로서, 일측(21)에는 제1 배터리 스택의 양극이 연결되고 타측(22)에는 제2 배터리 스택의 양극이 연결된다.
제1 프리차지 릴레이부(210)는 메인 릴레이(200) 및 제2 프리차지 릴레이부(220)와 병렬로 연결되며, 제1 프리차지 릴레이(first precharge relay, 212), 제1 프리차지 저항(first precharge resistor, 214)을 포함한다.
제2 프리차지 릴레이부(220)는 메인 릴레이(200) 및 제1 프리차지 릴레이부(210)와 병렬로 연결되며, 제2 프리차지 릴레이(second precharge relay, 222), 제2 프리차지 저항(second precharge resistor, 224)을 포함한다.
제1 프리차지 릴레이부(210) 및 제2 프리차지 릴레이부(220)는 병렬로 연결되는 배터리 스택 간 대전류 발생을 방지하기 위해 도입된 회로로서, 제1 프리차지 저항(214) 및/또는 제2 프리차지 저항(224)을 이용하여 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류를 제한한다. 한편, 제2 프리차지 저항(224)은 제1 프리차지 저항(214)보다 낮은 저항값을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 프리차지 저항(224)은 제1 프리차지 저항(214)의 절반의 저항값을 가질 수 있다.
제어부(230)는 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류 값에 기초하여 메인 릴레이(200), 제1 프리차지 릴레이(212) 및 제2 프리차지 릴레이(222)를 개방 또는 단락시키기 위한 제어신호(CTRL_main, CTRL_pre1, CTRL_pre2)를 생성한다.
이를 위해, 제어부(230)는 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류를 측정하기 위한, 전류센서를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제어부(230)는 션트 저항(shunt resistor) 또는 홀 센서(hall effect sensor)를 이용하여 제1 프리차지 릴레이부(210) 및 제2 프리차지 릴레이부(220)에 흐르는 전류를 측정함으로써, 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류 값에 기초하여 제어신호를 생성하는 구체적인 방법은 도 3 및 도 4에서 후술하도록 한다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 배터리 스택 병렬연결시 파워 릴레이 어셈블리 제어방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3의 (a)는 제1 배터리 스택의 양극 전압 및 제2 배터리 스택의 양극 전압을 나타낸다. 도 3의 (b)는 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류를 나타낸다. 도 3의 (c)는 제1 프리차지 릴레이(212)를 제어하기 위한 제어신호(CTRL_pre1)를 나타낸다. 도 3의 (c)는 제2 프리차지 릴레이(222)를 제어하기 위한 제어신호(CTRL_pre2)를 나타낸다. 도 3의 (e)는 메인 릴레이(200)를 제어하기 위한 신호(CTRL_main)를 나타낸다.
도 3의 (c)를 참조하면, 제어부(230)는 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택을 병렬연결시키기 위해, 메인 릴레이(200)를 단락시키기에 앞서, 제1 프리차지 릴레이(212)를 단락시킨다. 이에 따라, 도 3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 제1 배터리 스택의 양극 및 제2 배터리 스택의 양극 간 전압 차에 의해 전류가 발생하고, 시간이 흐름에 따라 전압차가 감소한다.
도 3의 (b) 내지 (d)를 참조하면, 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류가 기설정된 제1 임계치 이하가 되면, 제어부(230)는 제1 프리차지 릴레이(212)를 개방시키고, 제2 프리차지 릴레이(222)를 단락시킨다. 이때, 제1 임계치는 제1 프리차지 저항(214)의 저항값, 제2 프리차지 저항(224)의 저항값, 및 배터리 셀의 최대 허용 전류(Imax)에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 프리차지 저항(214)의 저항값이 제2 프리차지 저항(224)의 저항값의 2배인 경우, 제1 임계치는 최대 허용 전류(Imax)의 절반에 해당하는 전류 값일 수 있다. 즉, 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류가 배터리 셀의 최대 허용 전류의 절반이 되면, 제어부(230)는 파워 릴레이 어셈블리(20)의 등가 저항을 절반으로 감소시켜 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 최대 허용 전류가 흐르도록 만들 수 있다.
이후, 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류가 기설정된 제2 임계치 이하가 되면, 제어부(230)는 제1 프리차지 릴레이(212)를 다시 단락시킨다. 이때, 제2 임계치는 제1 임계치보다 큰 값으로, 제1 프리차지 저항(214)의 저항값, 제2 프리차지 저항(224)의 저항값, 및 배터리 셀의 최대 허용 전류(Imax)에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 프리차지 저항(214)의 저항값이 제2 프리차지 저항(224)의 저항값의 2배인 경우, 제2 임계치는 최대 허용 전류(Imax)의 (2/3)배에 해당하는 전류 값일 수 있다. 즉, 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류가 배터리 셀의 최대 허용 전류의 (2/3)배가 되면, 제어부(230)는 파워 릴레이 어셈블리(20)의 등가 저항을 (2/3)배로 감소시켜 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 최대 허용 전류가 흐르도록 만들 수 있다.
이후, 기설정된 조건을 만족하면, 제어부(230)는 메인 릴레이(200)를 단락시킨다. 여기서, 기설정된 조건은 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택에 흐르는 전류 또는 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 간 전압 차가 기설정된 제3 임계치보다 작은 경우일 수 있다.
이상과 같이, 제어부(230)는 제1 프리차지 릴레이(212) 및 제2 프리차지 릴레이(222)를 제어하기 위한 제어신호(CTRL_pre1 및 CTRL_pre2)의 조합을 이용하여, 파워 릴레이 어셈블리의 등가 저항을 가변시킴으로써 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 최대 허용 전류가 흐르도록 만들어 전압 평형에 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따르면 셀 밸런싱 이후 배터리 스택을 병렬연결하는 데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 배터리 스택 병렬연결시 파워 릴레이 어셈블리 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
제어부(230)는 제1 프리차지 릴레이(212)를 단락시킨다(S400).
제어부(230)는 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류(Ibat)가 기설정된 제1 임계치(Ithreshold1) 이하인지 확인한다(S410). 제1 임계치는 수학식 1과 같이 제1 프리차지 저항(214)의 저항값(R1), 제2 프리차지 저항(224)의 저항값(R2), 및 배터리 셀의 최대 허용 전류(Imax)에 기초하여 설정될 수 있다.
Figure 112020126192322-pat00001
제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류(Ibat)가 기설정된 제1 임계치(Ithreshold1) 이하가 되면, 제어부(230)는 제1 프리차지 릴레이(212)를 개방시키고, 제2 프리차지 릴레이(222)를 단락시킨다(S420).
제어부(230)는 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류(Ibat)가 기설정된 제2 임계치(Ithreshold2) 이하인지 확인한다(S430). 제2 임계치는 수학식 2과 같이 제1 프리차지 저항(214)의 저항값(R1), 제2 프리차지 저항(224)의 저항값(R2), 및 배터리 셀의 최대 허용 전류(Imax)에 기초하여 설정될 수 있다.
Figure 112020126192322-pat00002
제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류(Ibat)가 기설정된 제2 임계치(Ithreshold1) 이하가 되면, 제어부(230)는 제1 프리차지 릴레이(212)를 단락시킨다(S440).
제어부(230)는 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류(Ibat) 또는 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 간 전압 차가 기설정된 메인 릴레이 단락 조건을 만족하는지 확인한다(S450).
기설정된 메인 릴레이 단락 조건을 만족하는 경우, 제어부(230)는 메인 릴레이를 단락시키고, 기설정된 시간이 경과한 이후에 제1 프리차지 릴레이(212) 및 제2 프리차지 릴레이(222)를 개방시킨다(S460).
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱시 파워 릴레이 어셈블리 제어방법을 설명하기 위한 예시도이다.
셀 밸런싱 모드가 시작되면, 제어부(230)는 제1 프리차지 릴레이(212)를 단락시키고, 제2 프리차지 릴레이를 개방시킨다(S500). 이를 위해, 제어부(230)는 셀 밸런싱 모드 개시 여부에 대한 정보를 획득할 수 있다.
제어부(230)는 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류(Ibat)와 기설정된 제3 내지 제5 임계치(Ithreshold3 내지 Ithreshold5)를 비교한다(S510, S520, S530). 이때, 제3 내지 제5 임계치는 제1 프리차지 저항(214)의 저항값(R1), 제2 프리차지 저항(224)의 저항값(R2), 및 배터리 셀의 최대 허용 전류(Imax)에 기초하여 설정될 수 있으며, 제3 임계치가 가장 큰 값이고 제5 임계치가 가장 작은 값을 가진다.
제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류(Ibat)가 기설정된 제3 임계치를 초과하는 경우, 제어부(230)는 제1 프리차지 릴레이(212)를 개방시키고 제2 프리차지 릴레이(222)를 개방시킨다(S512). 즉, 제어부(230)는 제1 배터리 스택과 제2 배터리 스택을 분리시킨 상태에서 셀 밸런싱이 진행되도록 한다. 이를 위해, 제3 임계치는 배터리 셀의 최대 허용 전류(Imax) 이하의 값으로 설정될 수 있다.
제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류(Ibat)가 기설정된 제3 임계치 이하이고 기설정된 제4 임계치를 초과하는 경우, 제어부(230)는 제1 프리차지 릴레이(212) 단락시키고 제2 프리차지 릴레이(222)를 개방시킨다. 즉, 제어부(230)는 제1 프리차지 저항(214)을 이용하여 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 보상전류를 제한적으로 수용한다.
제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류(Ibat)가 기설정된 제4 임계치 이하이고 기설정된 제5 임계치를 초과하는 경우, 제어부(230)는 제1 프리차지 릴레이(212) 개방시키고, 제2 프리차지 릴레이(222)를 단락시킨다(S532). 즉, 제어부(230)는 제2 프리차지 저항(224)을 이용하여 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 보상전류를 제한적으로 수용한다. 이를 위해, 제4 임계치는 제1 임계치 이하의 값으로 설정될 수 있다.
제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류(Ibat)가 기설정된 제5 임계치 이하인 경우, 제어부(230)는 제1 프리차지 릴레이(212) 단락시키고, 제2 프리차지 릴레이(222)를 단락시킨다(S534). 즉, 제어부(230)는 병렬연결된 제1 프리차지 저항(214) 및 제2 프리차지 저항(224)을 이용하여 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 보상전류를 제한적으로 수용한다. 이를 위해, 제5 임계치는 제2 임계치 이하의 값으로 설정될 수 있다.
이상과 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 제어부(230)는 셀 밸런싱 진행되는 동안, 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류에 기초하여 제1 프리차지 릴레이(212) 및 제2 프리차지 릴레이(222)를 개방 또는 단락시킴으로써, 배터리 셀의 과충전이 일어나지 않는 범위에서 보상전류를 제한적으로 수용할 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 각 과정들을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 개시의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 개시의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4 및 도 5에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정들 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 4 및 도 5는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 설명되는 시스템들 및 기법들의 다양한 구현예들은, 디지털 전자 회로, 집적 회로, FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 및/또는 이들의 조합으로 실현될 수 있다. 이러한 다양한 구현예들은 프로그래밍가능 시스템 상에서 실행가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로 구현되는 것을 포함할 수 있다. 프로그래밍가능 시스템은, 저장 시스템, 적어도 하나의 입력 디바이스, 그리고 적어도 하나의 출력 디바이스로부터 데이터 및 명령들을 수신하고 이들에게 데이터 및 명령들을 전송하도록 결합되는 적어도 하나의 프로그래밍가능 프로세서(이것은 특수 목적 프로세서일 수 있거나 혹은 범용 프로세서일 수 있음)를 포함한다. 컴퓨터 프로그램들(이것은 또한 프로그램들, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션들 혹은 코드로서 알려져 있음)은 프로그래밍가능 프로세서에 대한 명령어들을 포함하며 "컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체"에 저장된다.
컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는 ROM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등의 비휘발성(non-volatile) 또는 비일시적인(non-transitory) 매체일 수 있으며, 또한 데이터 전송 매체(data transmission medium)와 같은 일시적인(transitory) 매체를 더 포함할 수도 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.
본 명세서에 설명되는 시스템들 및 기법들의 다양한 구현예들은, 프로그램가능 컴퓨터에 의하여 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 프로그램가능 프로세서, 데이터 저장 시스템(휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 다른 종류의 저장 시스템이거나 이들의 조합을 포함함) 및 적어도 한 개의 커뮤니케이션 인터페이스를 포함한다. 예컨대, 프로그램가능 컴퓨터는 서버, 네트워크 기기, 셋탑 박스, 내장형 장치, 컴퓨터 확장 모듈, 개인용 컴퓨터, 랩탑, PDA(Personal Data Assistant), 클라우드 컴퓨팅 시스템 또는 모바일 장치 중 하나일 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
20: 파워 릴레이 어셈블리 200: 메인릴레이
210: 제1 프리차지 릴레이부 212: 제1 프리차지 릴레이
214: 제1 프리차지 저항 220: 제2 프리차지 릴레이부
222: 제2 프리차지 릴레이 224: 제2 프리차지 저항
230: 제어부

Claims (7)

  1. 제1 배터리 스택(battery stack) 및 제2 배터리 스택을 연결하는 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly)로서,
    메인 릴레이(main relay);
    제1 프리차지 릴레이(precharge relay) 및 제1 프리차지 저항을 포함하며, 상기 메인 릴레이와 병렬로 연결되는 제1 프리차지 릴레이부;
    제2 프리차지 릴레이 및 제2 프리차지 저항을 포함하며, 상기 메인 릴레이와 병렬로 연결되는 제2 프리차지 릴레이부; 및
    상기 제1 프리차지 릴레이부 및 상기 제2 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류에 기초하여 상기 메인 릴레이, 상기 제1 프리차지 릴레이 및 상기 제2 프리차지 릴레이를 제어하는 제어부(control unit)를 포함하되,
    상기 제어부는, 션트 저항(shunt resistor)을 이용하여 상기 제1 프리차지 릴레이부 및 상기 제2 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류를 측정하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 프리차지 릴레이를 단락시키고,
    상기 제1 프리차지 릴레이가 단락되어 있고 상기 제2 프리차지 릴레이는 개방되어 있는 상태에서 상기 제1 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류가 기설정된 제1 임계치 이하가 되면, 상기 제1 프리차지 릴레이를 개방시키고 상기 제2 프리차지 릴레이를 단락시켜 상기 제1 배터리 스택 및 상기 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류를 증가시키고,
    상기 제1 프리차지 릴레이는 개방되어 있고 상기 제2 프리차지 릴레이가 단락되어 있는 상태에서 상기 제2 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류가 기설정된 제2 임계치 이하가 되면, 상기 제1 프리차지 릴레이를 다시 단락시켜 상기 제1 배터리 스택 및 상기 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류를 증가시키되,
    상기 제2 프리차지 저항은, 상기 제1 프리차지 저항보다 낮은 값을 가지고,
    상기 제2 임계치는, 상기 제1 임계치보다 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 파워 릴레이 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 임계치는,
    상기 제1 프리차지 릴레이부에 상기 제1 임계치의 전류가 흐르는 경우에, 상기 제1 프리차지 릴레이를 개방시키고 상기 제2 프리차지 릴레이를 단락시키면, 상기 제2 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류가 상기 제1 배터리 스택 및 상기 제2 배터리 스택의 최대허용전류와 같아지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 파워 릴레이 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 배터리 스택 및 상기 제2 배터리 스택 중 하나 이상의 배터리 스택의 셀 밸런싱 진행되고 있고 상기 제1 프리차지 릴레이는 단락되어 있고 상기 제2 프리차지 릴레이는 개방되어 있는 상태에서, 상기 제1 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류가 기설정된 제3 임계치를 초과하면, 상기 제1 프리차지 릴레이를 개방시켜 상기 제1 배터리 스택 및 상기 제2 배터리 스택 사이의 보상전류의 유입을 차단하고,
    상기 제1 배터리 스택 및 상기 제2 배터리 스택 중 하나 이상의 배터리 스택의 셀 밸런싱 진행되고 있고 상기 제1 프리차지 릴레이는 단락되어 있고 상기 제2 프리차지 릴레이는 개방되어 있는 상태에서, 상기 제1 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류가 상기 기설정된 제3 임계치 이하이면, 상기 제1 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류에 따라 상기 제1 프리차지 릴레이 및 상기 제2 프리차지 릴레이 중 하나 이상을 단락시켜 상기 제1 배터리 스택 및 상기 제2 배터리 스택 사이의 보상전류의 유입을 제한적으로 수용하는 것을 특징으로 하는 파워 릴레이 어셈블리.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 임계치는,
    상기 제2 프리차지 릴레이부에 상기 제2 임계치의 전류가 흐르는 경우에, 상기 제1 프리차지 릴레이를 단락시키면, 상기 제1 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류 및 상기 제2 프리차지 릴레이에 흐르는 전류의 합이 상기 제1 배터리 스택 및 상기 제2 배터리 스택의 최대허용전류와 같아지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 파워 릴레이 어셈블리.
  7. 상호 병렬로 연결된 메인 릴레이, 제1 프리차지 릴레이부 및 제2 프리차지 릴레이부를 포함하는 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly)의 제어방법으로서,
    상기 제1 프리차지 릴레이부의 제1 프리차지 릴레이를 단락시키는 과정;
    상기 제1 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류를 측정하는 과정;
    상기 제1 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류가 기설정된 제1 임계치 이하인 경우에, 상기 제1 프리차지 릴레이를 개방시키고 상기 제2 프리차지 릴레이부의 제2 프리차지 릴레이를 단락시켜 제1 배터리 스택 및 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류를 증가시키는 과정;
    상기 제2 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류를 측정하는 과정; 및
    상기 제2 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류가 기설정된 제2 임계치 이하가 되면, 상기 제1 프리차지 릴레이를 다시 단락시켜 상기 제1 배터리 스택 및 상기 제2 배터리 스택 사이에 흐르는 전류를 증가시키는 과정을 포함하고,
    상기 제2 프리차지 릴레이부에 포함된 제2 프리차지 저항은, 상기 제1 프리차지 릴레이부에 포함된 상기 제1 프리차지 저항보다 낮은 값을 가지고,
    상기 제2 임계치는, 상기 제1 임계치보다 큰 값을 가지며,
    상기 제1 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류를 측정하는 과정 및 상기 제2 프리차지 릴레이부에 흐르는 전류를 측정하는 과정은, 션트 저항(shunt resistor)을 이용하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 파워 릴레이 어셈블리 제어방법.
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