KR102609874B1 - Method of diagnosing failure of battery pack system using resistance factor - Google Patents

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Abstract

저항인자를 활용한 배터리 팩 시스템의 고장 진단방법을 개시한다. 상기 배터리 팩 시스템의 고장 진단방법은 배터리 팩 시스템 전압(V1), 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2), 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4) 및 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류(I)를 각각 측정하는 단계; 및 (b) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 출력부 전압(V2), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3), 상기 배터리 셀 간 최대 전압과 최소 전압의 차이값(V4) 및 최종 주입 전류(I)로부터 계산된 저항 값을 이용하여 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함하는 것이다. 상기 배터리 팩 시스템의 고장 진단방법은 별도의 장치 없이도 배터리 팩 시스템에서 저항이 발생하는 원인을 빠르고 정확하게 진단할 수 있다.A method for diagnosing failure of a battery pack system using a resistance factor is disclosed. The method of diagnosing a failure of the battery pack system includes the battery pack system voltage (V1), the output voltage of the battery pack system (V2), the total voltage of each of the plurality of battery cells (V3), and the voltage of each of the plurality of battery cells. Measuring the difference between the maximum and minimum values (V4) and the final injection current (I) of the battery pack system, respectively; and (b) the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2), the total voltage of each of the plurality of battery cells (V3), and the difference between the maximum and minimum voltages between the battery cells (V4). and diagnosing a failure of the battery pack system using the resistance value calculated from the final injection current (I). The failure diagnosis method of the battery pack system can quickly and accurately diagnose the cause of resistance in the battery pack system without a separate device.

Description

저항인자를 활용한 배터리 팩 시스템의 고장 진단방법{METHOD OF DIAGNOSING FAILURE OF BATTERY PACK SYSTEM USING RESISTANCE FACTOR}Failure diagnosis method of battery pack system using resistance factor {METHOD OF DIAGNOSING FAILURE OF BATTERY PACK SYSTEM USING RESISTANCE FACTOR}

본 발명은 저항인자를 활용한 배터리 팩 시스템의 고장 진단방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for diagnosing a fault in a battery pack system using a resistance factor.

전세계적인 저탄소 친환경정책으로 인해 전기자동차(EV) 및 에너지 저장 시스템(ESS) 등의 보급이 확산되면서 높은 에너지 밀도 중대형 배터리 시스템(모듈, 팩)의 운용이 요구되고 있다. 전기자동차 및 ESS에 사용되는 중대형 배터리의 경우 단일셀을 직, 병렬 연결 하기 위해 버스바, 와이어 하네스, 릴레이 등의 많은 부품이 들어가게 된다. 해당하는 부품에서 고장(접촉불량, 부식 등)이 발생할 경우 배터리 모듈 또는 배터리 팩 시스템에서 저항이 증가되게 되며 이는 배터리의 성능을 결정하는 중요한 인자가 된다.As the distribution of electric vehicles (EV) and energy storage systems (ESS) spreads due to global low-carbon, eco-friendly policies, the operation of high energy density medium to large battery systems (modules, packs) is required. In the case of medium-to-large batteries used in electric vehicles and ESS, many parts such as bus bars, wire harnesses, and relays are used to connect single cells in series or parallel. If a failure (poor contact, corrosion, etc.) occurs in the corresponding component, resistance increases in the battery module or battery pack system, which becomes an important factor in determining battery performance.

그러나, 배터리 모듈 또는 배터리 팩 시스템에서 어느 부품에 의한 고장인지 쉽게 확인하기 어렵고, 이를 확인하기 위해서는 부품의 고장여부를 확인할 수 있는 장치를 각각 사용해야하는 불편함이 있다.However, it is difficult to easily determine which component in the battery module or battery pack system is causing the failure, and in order to do so, there is the inconvenience of having to use a device that can check whether the component is failing.

따라서, 별도의 장치 없이도 배터리 팩 시스템에서 저항이 발생하는 원인을 빠르고 정확하게 진단할 수 있는 방법에 관한 연구가 요구된다.Therefore, research is required on a method to quickly and accurately diagnose the cause of resistance in a battery pack system without a separate device.

KRKR 10-2022-0061862 10-2022-0061862 AA

본 발명의 목적은 상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 별도의 장치 없이도 배터리 팩 시스템에서 저항이 발생하는 원인을 빠르고 정확하게 진단할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.The purpose of the present invention is to solve the above problems and to provide a method for quickly and accurately diagnosing the cause of resistance in a battery pack system without a separate device.

본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 배터리 팩 시스템 전압(V1), 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2), 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4) 및 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류(I)를 각각 측정하는 단계; 및 (b) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 출력부 전압(V2), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3), 상기 배터리 셀 간 최대 전압과 최소 전압의 차이값(V4) 및 최종 주입 전류(I)로부터 계산된 저항 값을 이용하여 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함하고, 상기 배터리 팩 시스템(10)은 배터리 모듈(100), 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS)(200), 릴레이(스위치)(300), 제1 버스바(400) 및 제1 와이어 하네스(500)를 포함하고, 상기 배터리 모듈(100)은 복수개의 배터리 셀(110), 제2 버스바(120) 및 제2 와이어 하네스(130)를 포함하는 것인, 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention, (a) battery pack system voltage (V1), output voltage of the battery pack system (V2), total voltage of each of a plurality of battery cells (V3), and each of the plurality of battery cells Measuring the difference between the maximum and minimum voltages (V4) and the final injection current (I) of the battery pack system, respectively; and (b) the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2), the total voltage of each of the plurality of battery cells (V3), and the difference between the maximum and minimum voltages between the battery cells (V4). And diagnosing a failure of the battery pack system using the resistance value calculated from the final injection current (I), wherein the battery pack system 10 includes a battery module 100 and a battery management system. , BMS) 200, a relay (switch) 300, a first bus bar 400, and a first wire harness 500, and the battery module 100 includes a plurality of battery cells 110, a first bus bar 400, and a first wire harness 500. A method for diagnosing a fault in a battery pack system including two bus bars 120 and a second wire harness 130 is provided.

또한, 상기 제1 버스바(400)가 상기 배터리 모듈(100), 상기 배터리 관리 시스템(BMS)(200) 및 상기 릴레이(스위치)(300)를 서로 연결하고, 상기 제2 버스바(120)가 상기 복수개의 배터리 셀(110)을 서로 연결하는 것일 수 있다.In addition, the first bus bar 400 connects the battery module 100, the battery management system (BMS) 200, and the relay (switch) 300 to each other, and the second bus bar 120 may connect the plurality of battery cells 110 to each other.

또한, 상기 제1 와이어 하네스(500)가 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2) 또는 상기 배터리 관리 시스템(BMS) 전압을 측정하기 위한 전선이고, 상기 제2 와이어 하네스(130)가 상기 배터리 모듈 전압 또는 상기 배터리 셀 전압을 각각 측정하기 위한 전선일 수 있다.In addition, the first wire harness 500 is a wire for measuring the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2) of the battery pack system, or the battery management system (BMS) voltage, and the second The wire harness 130 may be a wire for measuring the battery module voltage or the battery cell voltage, respectively.

또한, 상기 배터리 팩 시스템의 고장 진단방법은 상기 배터리 팩 시스템에서 고장 위치를 판별하는 것일 수 있다.Additionally, a method of diagnosing a fault in the battery pack system may be to determine a fault location in the battery pack system.

또한, 상기 복수개의 배터리 셀이 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 것일 수 있다.Additionally, the plurality of battery cells may be connected to each other in series or parallel.

또한, 단계 (b)가 (b-1) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 출력부 전압(V2), 및 최종 주입 전류(I)로부터 아래 식 1을 이용해 계산된 저항값(R1)을 이용해 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, step (b) is (b-1) a resistance value (R1) calculated using Equation 1 below from the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2), and the final injection current (I). It may include diagnosing a malfunction of the battery pack system using the method.

[식 1][Equation 1]

R1 = |(V1-V2) / I|R1 = |(V1-V2) / I|

상기 식 1에서,In equation 1 above,

V1은 배터리 팩 시스템 전압이고,V1 is the battery pack system voltage,

V2는 배터리 팩 시스템의 출력부 전압이고,V2 is the output voltage of the battery pack system,

I는 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류값이다.I is the final injection current value of the battery pack system.

또한, 단계 (b-1)의 R1이 소정의 값을 초과하면 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(300), 제1 버스바(400) 및 제1 와이어 하네스(500)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것으로 진단하는 것일 수 있다. In addition, when R1 in step (b-1) exceeds a predetermined value, 1 selected from the group consisting of the output unit of the battery pack system, the relay 300, the first bus bar 400, and the first wire harness 500 It may be a diagnosis that something is broken.

또한, 단계 (b)가 (b-2) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3) 및 상기 최종 주입 전류(I)로부터 아래 식 2를 이용해 계산된 저항값(R2)을 이용해 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, step (b) (b-2) is calculated using Equation 2 below from the battery pack system voltage (V1), the total voltage of each of the plurality of battery cells (V3), and the final injection current (I). It may include diagnosing a failure of the battery pack system using the resistance value (R2).

[식 2][Equation 2]

R2 = |(V1-V3) / I|R2 = |(V1-V3) / I|

상기 식 2에서,In equation 2 above,

V1은 배터리 팩 시스템 전압이고,V1 is the battery pack system voltage,

V3은 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합이고,V3 is the total voltage of each of the plurality of battery cells,

I는 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류값이다.I is the final injection current value of the battery pack system.

또한, 단계 (b-2)의 R2가 소정의 값을 초과하면 제2 버스바(120) 및 제2 와이어 하네스(130)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것으로 진단하는 것일 수 있다.Additionally, if R2 in step (b-2) exceeds a predetermined value, it may be diagnosed that one or more types selected from the group consisting of the second bus bar 120 and the second wire harness 130 are broken.

또한, 단계 (b)가 (b-3) 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4) 및 상기 최종 주입 전류(I)로부터 아래 식 3을 이용해 계산된 저항값(R3)을 이용해 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, step (b) is (b-3) a resistance value calculated using Equation 3 below from the difference value (V4) between the maximum and minimum voltages of each of the plurality of battery cells and the final injection current (I) ( It may include diagnosing a failure of the battery pack system using R3).

[식 3][Equation 3]

R3 = |(V4) / I |R3 = |(V4) / I |

상기 식 1 내지 3에서,In Equations 1 to 3 above,

V4는 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값이고,V4 is the difference between the maximum and minimum voltages of each of the plurality of battery cells,

I는 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류값이다.I is the final injection current value of the battery pack system.

또한, 단계 (b-3)의 R3이 소정의 값을 초과하면 하면 배터리 셀(110)이 고장난 것으로 진단하는 것일 수 있다.Additionally, if R3 in step (b-3) exceeds a predetermined value, it may be diagnosed that the battery cell 110 is broken.

또한, 단계 (a)가 (a-1) 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류(I)와 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2)을 각각 측정하는 단계; (a-2) 배터리 팩 시스템 전압(V1) 및 복수개의 배터리 셀 각각의 전압을 확인하는 단계; 및 (a-3) 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압으로부터 각각의 전압 총 합(V3) 및 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4)을 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, step (a) includes (a-1) measuring the final injection current (I) of the battery pack system and the output voltage (V2) of the battery pack system; (a-2) checking the battery pack system voltage (V1) and the voltage of each of the plurality of battery cells; and (a-3) calculating the total sum of voltages (V3) and the difference (V4) between the maximum and minimum values of each voltage from the voltages of each of the plurality of battery cells.

또한, 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1)이 상기 제1 와이어 하네스와 전기적으로 연결된 상기 배터리 관리 시스템(BMS)에서 측정된 전압이고, 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압이 상기 제2 와이어 하네스와 전기적으로 연결된 상기 배터리 관리 시스템(BMS)에서 측정된 전압일 수 있다.In addition, the battery pack system voltage V1 is a voltage measured by the battery management system (BMS) electrically connected to the first wire harness, and the voltage of each of the plurality of battery cells is electrically connected to the second wire harness. It may be a voltage measured in the connected battery management system (BMS).

또한, 상기 배터리 팩 시스템이 전기자동차 및 에너지 저장장치로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나에 사용되는 것일 수 있다. Additionally, the battery pack system may be used in any one selected from the group consisting of electric vehicles and energy storage devices.

본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면, (1) 배터리 팩 시스템 전압(V1), 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2), 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4) 및 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류(I)를 각각 측정하는 단계; 및 (2) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 출력부 전압(V2), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3), 상기 배터리 셀 간 최대 전압과 최소 전압의 차이값(V4) 및 최종 주입 전류(I)로부터 계산된 저항 값을 이용하여 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함하고, 상기 배터리 팩 시스템(10)은 복수개의 배터리 모듈(100A, 100B), 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS)(200), 릴레이(스위치)(300), 제1 버스바(400) 및 제1 와이어 하네스(500)를 포함하고, 상기 복수개의 배터리 모듈(100A, 100B)은 각각 복수개의 배터리 셀(110), 제2 버스바(120), 제2 와이어 하네스(130) 및 배터리 셀 모니터링 유닛(Cell monitoring unit, CMU)(140)를 포함하는 것인, 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, (1) battery pack system voltage (V1), output voltage of the battery pack system (V2), total voltage of each of a plurality of battery cells (V3), and the plurality of battery cells Measuring the difference between the maximum and minimum values of each voltage (V4) and the final injection current (I) of the battery pack system; and (2) the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2), the total voltage of each of the plurality of battery cells (V3), and the difference between the maximum and minimum voltages between the battery cells (V4) And diagnosing a failure of the battery pack system using the resistance value calculated from the final injection current (I), wherein the battery pack system 10 includes a plurality of battery modules 100A and 100B and a battery management system. (battery management system, BMS) 200, a relay (switch) 300, a first bus bar 400, and a first wire harness 500, and the plurality of battery modules 100A and 100B each Failure diagnosis of a battery pack system comprising a plurality of battery cells 110, a second bus bar 120, a second wire harness 130, and a battery cell monitoring unit (CMU) 140. A method is provided.

또한, 상기 제1 버스바(400)가 상기 배터리 모듈(100), 상기 배터리 관리 시스템(BMS)(200) 및 상기 릴레이(스위치)(300)를 서로 연결하고, 상기 제2 버스바(120)가 상기 복수개의 배터리 셀(110) 및 상기 배터리 셀 모니터링 유닛(CMU)(140)을 서로 연결하는 것일 수 있다.In addition, the first bus bar 400 connects the battery module 100, the battery management system (BMS) 200, and the relay (switch) 300 to each other, and the second bus bar 120 may connect the plurality of battery cells 110 and the battery cell monitoring unit (CMU) 140 to each other.

또한, 상기 제1 와이어 하네스(500)가 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2) 또는 상기 배터리 관리 시스템(BMS) 전압을 각각 측정하기 위한 전선이고, 상기 제2 와이어 하네스(130)가 상기 배터리 모듈 전압, 상기 배터리 셀 전압 또는 상기 배터리 셀 모니터링 유닛전압(CMU)을 각각 측정하기 위한 전선일 수 있다.In addition, the first wire harness 500 is a wire for measuring the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2) of the battery pack system, or the battery management system (BMS) voltage, and The two-wire harness 130 may be a wire for measuring the battery module voltage, the battery cell voltage, or the battery cell monitoring unit voltage (CMU).

또한, 상기 복수개의 배터리 모듈이 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 것일 수 있다.Additionally, the plurality of battery modules may be connected to each other in series or parallel.

본 발명의 배터리 팩 시스템의 고장 진단방법은 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2)을 측정하고, 배터리 팩 시스템이 포함하는 배터리 관리 시스템(BMS)에서 제공하는 전압 값(배터리 팩 시스템 전압, 복수개의 배터리 셀 각각의 전압)으로 부터 저항을 계산해 고장 원인 및 고장 유무를 진단하는 것으로, 별도의 장치 없이도 배터리 팩 시스템에서 저항이 발생하는 원인을 빠르고 정확하게 진단할 수 있다.The fault diagnosis method of the battery pack system of the present invention measures the output voltage (V2) of the battery pack system, and determines the voltage value (battery pack system voltage, a plurality of voltage values) provided by the battery management system (BMS) included in the battery pack system. By calculating the resistance from the voltage of each battery cell and diagnosing the cause and presence of a failure, the cause of resistance in the battery pack system can be quickly and accurately diagnosed without a separate device.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니 된다.
도 1은 본 발명 하나의 실시예에 따라 배터리 팩 시스템의 고장을 진단 할 때 사용되고, 하나의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 시스템의 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명 하나의 실시예에 따라 배터리 팩 시스템의 고장을 진단 할 때 사용되고, 두 개의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 시스템의 모식도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명 하나의 실시예에 따른 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명 하나의 실시예에 따른 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 과정을 나타낸 알고리즘이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 적용된 전류인가 프로파일을 나타낸 것이다.
도 6은 정상상태의 배터리 팩 시스템의 회로도를 나타낸 것이다.
도 7은 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(스위치), 제1 버스바 및 제1 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 상태의 배터리 팩 시스템의 회로도를 나타낸 것이다.
도 8은 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 배터리 팩 시스템 회로도를 나타낸 것이다.
도 9는 배터리 셀이 고장난 배터리 팩 시스템 회로도를 나타낸 것이다.
Since these drawings are for reference in explaining exemplary embodiments of the present invention, the technical idea of the present invention should not be interpreted as limited to the attached drawings.
Figure 1 shows a schematic diagram of a battery pack system including one battery module and used when diagnosing a failure of the battery pack system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a schematic diagram of a battery pack system including two battery modules and used when diagnosing a failure of the battery pack system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram showing a process for diagnosing a failure of a battery pack system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an algorithm showing a process for diagnosing a failure of a battery pack system according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows a current application profile applied in an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows a circuit diagram of the battery pack system in a normal state.
Figure 7 shows a circuit diagram of a battery pack system in which one or more types selected from the group consisting of the output unit, relay (switch), first bus bar, and first wire harness of the battery pack system are broken.
Figure 8 shows a circuit diagram of a battery pack system in which one or more types selected from the group consisting of a second bus bar and a second wire harness are broken.
Figure 9 shows a circuit diagram of a battery pack system in which a battery cell has failed.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention.

그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.However, the following description is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. .

본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, or a combination thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features or It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, or combinations thereof.

또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Additionally, terms including ordinal numbers, such as first, second, etc., which will be used below, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 "형성되어" 있다거나 "적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Additionally, when a component is referred to as being "formed" or "laminated" on another component, it may be formed or laminated directly on the entire surface or one side of the surface of the other component, but may also mean that the component is "formed" or "laminated" on another component. It should be understood that other components may exist.

이하, 저항인자를 활용한 배터리 팩 시스템의 고장 진단방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, a method for diagnosing a fault in a battery pack system using a resistance factor will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

도 1은 본 발명 하나의 실시예에 따라 배터리 팩 시스템의 고장을 진단 할 때 사용되고, 하나의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 시스템의 모식도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명 하나의 실시예에 따른 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 과정을 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명 하나의 실시예에 따른 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 과정을 나타낸 알고리즘이다. 여기서 아래의 각각의 단계는 컴퓨터가 수행하거나 작업자가 직접 수행할 수 있고, 작업자는 컴퓨터를 이용하거나 또는 직접적으로 측정, 계산, 판별 및 고장 진단을 할 수 있다.FIG. 1 is a schematic diagram of a battery pack system including one battery module and used when diagnosing a failure of a battery pack system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram of a battery according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram showing a process for diagnosing a failure of a pack system, and Figure 4 is an algorithm showing a process for diagnosing a failure of a battery pack system according to an embodiment of the present invention. Here, each of the steps below can be performed by a computer or directly by an operator, and the operator can measure, calculate, determine, and diagnose failures using a computer or directly.

도 1, 3 및 4를 참고하면, 본 발명은 (a) 배터리 팩 시스템 전압(V1), 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2), 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4) 및 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류(I)를 각각 측정하는 단계; 및 (b) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 출력부 전압(V2), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3), 상기 배터리 셀 간 최대 전압과 최소 전압의 차이값(V4) 및 최종 주입 전류(I)로부터 계산된 저항 값을 이용하여 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함하고, 상기 배터리 팩 시스템(10)은 배터리 모듈(100), 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS)(200), 릴레이(스위치)(300), 제1 버스바(400) 및 제1 와이어 하네스(500)를 포함하고, 상기 배터리 모듈(100)은 복수개의 배터리 셀(110), 제2 버스바(120) 및 제2 와이어 하네스(130)를 포함하는 것인, 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법을 제공한다.Referring to FIGS. 1, 3, and 4, the present invention provides (a) a battery pack system voltage (V1), an output voltage of the battery pack system (V2), a total sum of voltages of each of a plurality of battery cells (V3), and the plurality of battery cells. Measuring the difference between the maximum and minimum voltages of each battery cell (V4) and the final injection current (I) of the battery pack system; and (b) the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2), the total voltage of each of the plurality of battery cells (V3), and the difference between the maximum and minimum voltages between the battery cells (V4). And diagnosing a failure of the battery pack system using the resistance value calculated from the final injection current (I), wherein the battery pack system 10 includes a battery module 100 and a battery management system. , BMS) 200, a relay (switch) 300, a first bus bar 400, and a first wire harness 500, and the battery module 100 includes a plurality of battery cells 110, a first bus bar 400, and a first wire harness 500. 2. A method for diagnosing a fault in a battery pack system including a bus bar 120 and a second wire harness 130 is provided.

또한, 상기 제1 버스바(400)가 상기 배터리 모듈(100), 상기 배터리 관리 시스템(BMS)(200) 및 상기 릴레이(스위치)(300)를 서로 연결하고, 상기 제2 버스바(120)가 상기 복수개의 배터리 셀(110)을 서로 연결하는 것일 수 있다.In addition, the first bus bar 400 connects the battery module 100, the battery management system (BMS) 200, and the relay (switch) 300 to each other, and the second bus bar 120 may connect the plurality of battery cells 110 to each other.

또한, 상기 제1 와이어 하네스(500)가 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2) 또는 상기 배터리 관리 시스템(BMS) 전압을 측정하기 위한 전선이고, 상기 제2 와이어 하네스(130)가 상기 배터리 모듈 전압 또는 상기 배터리 셀 전압을 각각 측정하기 위한 전선일 수 있다.In addition, the first wire harness 500 is a wire for measuring the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2) of the battery pack system, or the battery management system (BMS) voltage, and the second The wire harness 130 may be a wire for measuring the battery module voltage or the battery cell voltage, respectively.

상세하게는, 제1 와이어 하네스(500)와 배터리 관리 시스템(200)이 전기적으로 연결됨으로써 배터리 팩 시스템 전압(V2)이 상기 배터리 관리 시스템(200)에서 측정될 수 있다. In detail, the first wire harness 500 and the battery management system 200 are electrically connected so that the battery pack system voltage V2 can be measured by the battery management system 200.

또한, 제2 와이어 하네스(130)와 배터리 관리 시스템(200)이 전기적으로 연결됨으로써 복수개의 배터리 셀(110) 각각의 전압이 상기 배터리 관리 시스템(200)에서 측정될 수 있다. Additionally, since the second wire harness 130 and the battery management system 200 are electrically connected, the voltage of each of the plurality of battery cells 110 can be measured by the battery management system 200.

또한, 상기 배터리 팩 시스템의 고장 진단방법은 상기 배터리 팩 시스템에서 고장 위치를 판별하는 것일 수 있다.Additionally, a method of diagnosing a fault in the battery pack system may be to determine a fault location in the battery pack system.

또한, 상기 복수개의 배터리 셀이 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 것일 수 있다.Additionally, the plurality of battery cells may be connected to each other in series or parallel.

또한, 단계 (b)가 (b-1) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 출력부 전압(V2), 및 최종 주입 전류(I)로부터 아래 식 1을 이용해 계산된 저항값(R1)을 이용해 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, step (b) is (b-1) a resistance value (R1) calculated using Equation 1 below from the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2), and the final injection current (I). It may include diagnosing a malfunction of the battery pack system using the method.

[식 1][Equation 1]

R1 = |(V1-V2) / I|R1 = |(V1-V2) / I|

상기 식 1에서,In equation 1 above,

V1은 배터리 팩 시스템 전압이고,V1 is the battery pack system voltage,

V2는 배터리 팩 시스템의 출력부 전압이고,V2 is the output voltage of the battery pack system,

I는 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류값이다.I is the final injection current value of the battery pack system.

또한, 단계 (b-1)의 R1이 소정의 값을 초과하면 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(300), 제1 버스바(400) 및 제1 와이어 하네스(500)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것으로 진단하는 것일 수 있다.In addition, when R1 in step (b-1) exceeds a predetermined value, 1 selected from the group consisting of the output unit of the battery pack system, the relay 300, the first bus bar 400, and the first wire harness 500 It may be a diagnosis that something is broken.

여기서 소정의 값은 고장이 발생하는 임계값이며, 상기 임계값은 사용하는 배터리 팩 시스템에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서 소정의 값은 0.1 Ω으로, R1이 0.1 Ω을 초과(0.1 Ω < R1)하면 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(300), 제1 버스바(400) 및 제1 와이어 하네스(500)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것으로 진단할 수 있다.Here, the predetermined value is a threshold at which a failure occurs, and the threshold may vary depending on the battery pack system used. For example, in an embodiment of the present invention, the predetermined value is 0.1 Ω, and if R1 exceeds 0.1 Ω (0.1 Ω < R1), the output unit, relay 300, and first bus bar 400 of the battery pack system and the first wire harness 500 may be diagnosed as having failed.

또한, 단계 (b)가 (b-2) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3) 및 상기 최종 주입 전류(I)로부터 아래 식 2를 이용해 계산된 저항값(R2)을 이용해 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, step (b) (b-2) is calculated using Equation 2 below from the battery pack system voltage (V1), the total voltage of each of the plurality of battery cells (V3), and the final injection current (I). It may include diagnosing a failure of the battery pack system using the resistance value (R2).

[식 2][Equation 2]

R2 = |(V1-V3) / I|R2 = |(V1-V3) / I|

상기 식 2에서,In equation 2 above,

V1은 배터리 팩 시스템 전압이고,V1 is the battery pack system voltage,

V3은 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합이고,V3 is the total voltage of each of the plurality of battery cells,

I는 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류값이다.I is the final injection current value of the battery pack system.

또한, 단계 (b-2)의 R2가 소정의 값을 초과하면 제2 버스바(120) 및 제2 와이어 하네스(130)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것으로 진단하는 것일 수 있다.Additionally, if R2 in step (b-2) exceeds a predetermined value, it may be diagnosed that one or more types selected from the group consisting of the second bus bar 120 and the second wire harness 130 are broken.

여기서 소정의 값은 고장이 발생하는 임계값이며, 상기 임계값은 사용하는 배터리 팩 시스템에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서 소정의 값은 0.1 Ω으로, R2가 0.1 Ω을 초과(0.1 Ω < R2)하면 제2 버스바(120) 및 제2 와이어 하네스(130)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것으로 진단할 수 있다.Here, the predetermined value is a threshold at which a failure occurs, and the threshold may vary depending on the battery pack system used. For example, in an embodiment of the present invention, the predetermined value is 0.1 Ω, and if R2 exceeds 0.1 Ω (0.1 Ω < R2), the voltage from the group consisting of the second bus bar 120 and the second wire harness 130 It can be diagnosed that one or more selected types are broken.

또한, 단계 (b)가 (b-3) 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4) 및 상기 최종 주입 전류(I)로부터 아래 식 3을 이용해 계산된 저항값(R3)을 이용해 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, step (b) is (b-3) a resistance value calculated using Equation 3 below from the difference value (V4) between the maximum and minimum voltages of each of the plurality of battery cells and the final injection current (I) ( It may include diagnosing a failure of the battery pack system using R3).

[식 3][Equation 3]

R3 = |(V4) / I |R3 = |(V4) / I |

상기 식 1 내지 3에서,In Equations 1 to 3 above,

V4는 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값이고,V4 is the difference between the maximum and minimum voltages of each of the plurality of battery cells,

I는 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류값이다.I is the final injection current value of the battery pack system.

또한, 단계 (b-3)의 R3이 소정의 값을 초과하면 배터리 셀(110)이 고장난 것으로 진단하는 것일 수 있다.Additionally, if R3 in step (b-3) exceeds a predetermined value, it may be diagnosed that the battery cell 110 is broken.

여기서 소정의 값은 고장이 발생하는 임계값이며, 상기 임계값은 사용하는 배터리 팩 시스템에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서 소정의 값은 0.1 Ω으로, R3이 0.1 Ω을 초과(0.1 Ω < R3)하면 배터리 셀(110)이 고장난 것으로 진단할 수 있다.Here, the predetermined value is a threshold at which a failure occurs, and the threshold may vary depending on the battery pack system used. For example, in an embodiment of the present invention, the predetermined value is 0.1 Ω, and if R3 exceeds 0.1 Ω (0.1 Ω < R3), the battery cell 110 can be diagnosed as broken.

또한, 단계 (a)가 (a-1) 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류(I)와 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2)을 각각 측정하는 단계; (a-2) 배터리 팩 시스템 전압(V1) 및 복수개의 배터리 셀 각각의 전압을 확인하는 단계; 및 (a-3) 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압으로부터 각각의 전압 총 합(V3) 및 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4)을 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, step (a) includes (a-1) measuring the final injection current (I) of the battery pack system and the output voltage (V2) of the battery pack system; (a-2) checking the battery pack system voltage (V1) and the voltage of each of the plurality of battery cells; and (a-3) calculating the total sum of voltages (V3) and the difference (V4) between the maximum and minimum values of each voltage from the voltages of each of the plurality of battery cells.

상기 배터리 팩 시스템 전압(V1)이 상기 제1 와이어 하네스와 전기적으로 연결된 상기 배터리 관리 시스템(BMS)에서 측정된 전압이고, 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압이 상기 제2 와이어 하네스와 전기적으로 연결된 상기 배터리 관리 시스템(BMS)에서 측정된 전압일 수 있다. The battery pack system voltage (V1) is a voltage measured by the battery management system (BMS) electrically connected to the first wire harness, and the voltage of each of the plurality of battery cells is electrically connected to the second wire harness. It may be a voltage measured by a battery management system (BMS).

또한, 상기 배터리 팩 시스템이 전기자동차 및 에너지 저장장치로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나에 사용되는 것일 수 있다. Additionally, the battery pack system may be used in any one selected from the group consisting of electric vehicles and energy storage devices.

도 2는 본 발명 하나의 실시예에 따라 배터리 팩 시스템의 고장을 진단 할 때 사용되고, 두 개의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 시스템의 모식도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명 하나의 실시예에 따른 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 과정을 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명 하나의 실시예에 따른 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 과정을 나타낸 알고리즘이다. 여기서 아래의 각각의 단계는 컴퓨터가 수행하거나 작업자가 직접 수행할 수 있고, 작업자는 컴퓨터를 이용하거나 또는 직접적으로 측정, 계산, 판별 및 고장 진단을 할 수 있다.FIG. 2 is a schematic diagram of a battery pack system including two battery modules and used when diagnosing a failure of a battery pack system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram of a battery according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram showing a process for diagnosing a failure of a pack system, and Figure 4 is an algorithm showing a process for diagnosing a failure of a battery pack system according to an embodiment of the present invention. Here, each of the steps below can be performed by a computer or directly by an operator, and the operator can measure, calculate, determine, and diagnose failures using a computer or directly.

도 2 내지 4를 참고하면, 본 발명은 (1) 배터리 팩 시스템 전압(V1), 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2), 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4) 및 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류(I)를 각각 측정하는 단계; 및 (2) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 출력부 전압(V2), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3), 상기 배터리 셀 간 최대 전압과 최소 전압의 차이값(V4) 및 최종 주입 전류(I)로부터 계산된 저항 값을 이용하여 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함하고, 상기 배터리 팩 시스템(10)은 복수개의 배터리 모듈(100A, 100B), 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS)(200), 릴레이(스위치)(300), 제1 버스바(400) 및 제1 와이어 하네스(500)를 포함하고, 상기 복수개의 배터리 모듈(100A, 100B)은 각각 복수개의 배터리 셀(110), 제2 버스바(120), 제2 와이어 하네스(130) 및 배터리 셀 모니터링 유닛(Cell monitoring unit, CMU)(140)를 포함하는 것인, 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법을 제공한다.Referring to FIGS. 2 to 4, the present invention provides (1) a battery pack system voltage (V1), an output voltage of the battery pack system (V2), a total sum of voltages of each of a plurality of battery cells (V3), and the plurality of batteries. Measuring the difference between the maximum and minimum voltages of each cell (V4) and the final injection current (I) of the battery pack system; and (2) the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2), the total voltage of each of the plurality of battery cells (V3), and the difference between the maximum and minimum voltages between the battery cells (V4) And diagnosing a failure of the battery pack system using the resistance value calculated from the final injection current (I), wherein the battery pack system 10 includes a plurality of battery modules 100A and 100B and a battery management system. (battery management system, BMS) 200, a relay (switch) 300, a first bus bar 400, and a first wire harness 500, and the plurality of battery modules 100A and 100B each Failure diagnosis of a battery pack system comprising a plurality of battery cells 110, a second bus bar 120, a second wire harness 130, and a battery cell monitoring unit (CMU) 140. Provides a method.

또한, 상기 제1 버스바(400)가 상기 배터리 모듈(100), 상기 배터리 관리 시스템(BMS)(200) 및 상기 릴레이(스위치)(300)를 서로 연결하고, 상기 제2 버스바(120)가 상기 복수개의 배터리 셀(110) 및 상기 배터리 셀 모니터링 유닛(CMU)(140)을 서로 연결하는 것일 수 있다.In addition, the first bus bar 400 connects the battery module 100, the battery management system (BMS) 200, and the relay (switch) 300 to each other, and the second bus bar 120 may connect the plurality of battery cells 110 and the battery cell monitoring unit (CMU) 140 to each other.

또한, 상기 제1 와이어 하네스가 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2) 또는 상기 배터리 관리 시스템(BMS) 전압을 각각 측정하기 위한 전선이고, 상기 제2 와이어 하네스가 상기 배터리 모듈 전압, 상기 배터리 셀 전압 또는 상기 배터리 셀 모니터링 유닛전압(CMU)을 각각 측정하기 위한 전선일 수 있다.In addition, the first wire harness is a wire for measuring the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2) of the battery pack system, or the battery management system (BMS) voltage, and the second wire harness may be a wire for measuring the battery module voltage, the battery cell voltage, or the battery cell monitoring unit voltage (CMU), respectively.

또한, 상기 복수개의 배터리 모듈이 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 것일 수 있다.Additionally, the plurality of battery modules may be connected to each other in series or parallel.

[실시예] [Example]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to preferred embodiments. However, this is for illustrative purposes only and does not limit the scope of the present invention.

<배터리 팩 시스템 고장진단><Battery pack system failure diagnosis>

본 발명에 따른 배터리 팩 시스템의 고장 진단방법으로 고장진단 여부를 확인하기 위해 임의로 배터리 팩 시스템을 구성하였다. 도 1은 본 발명 하나의 실시예에 사용된 배터리 팩 시스템의 모식도를 나타낸 것이다. 상세하게는 18650 원통형 배터리를 사용하여 도 1에 기재된 4s 1p 모듈을 구성하여 실험하였으며, 정격전압 12.0 ~ 16.8 V, 정격용량 3.5 Ah, SOC50(14.6 V) 상태에서 전류를 인가하였다.A battery pack system was arbitrarily configured to check whether a fault was diagnosed using the fault diagnosis method of the battery pack system according to the present invention. Figure 1 shows a schematic diagram of a battery pack system used in one embodiment of the present invention. In detail, the 4s 1p module shown in Figure 1 was constructed and tested using an 18650 cylindrical battery, and current was applied at a rated voltage of 12.0 ~ 16.8 V, a rated capacity of 3.5 Ah, and SOC50 (14.6 V).

도 5는 본 발명의 실시예에서 적용된 전류인가 프로파일을 나타낸 것이다. 도 5를 참고하여 전류를 인가하였으며, 각 전류는 10 초간 진행되고 20 초 휴지 상태를 반복하였다. 상세하게는 0.3 C 방전 (-1.05 A) -> 0.3 C 충전 (1.05 A) -> 0.5 C 방전 (-1.75 A) -> 0.5 C 충전 (1.75 A) -> 1 C 방전 (-3.5 A) -> 1 C 충전 (3.5 A) -> 1.5 C 방전 (-5.25 A) -> 1.5 C 충전 (5.25 A) 순서대로 전류를 인가하였다.Figure 5 shows a current application profile applied in an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, current was applied, and each current was applied for 10 seconds and rested for 20 seconds. Specifically, 0.3 C discharge (-1.05 A) -> 0.3 C charge (1.05 A) -> 0.5 C discharge (-1.75 A) -> 0.5 C charge (1.75 A) -> 1 C discharge (-3.5 A) - Current was applied in the following order: > 1 C charge (3.5 A) -> 1.5 C discharge (-5.25 A) -> 1.5 C charge (5.25 A).

본 발명의 실시예에 사용된 배터리 팩 시스템에서 고장을 진단하는 소정의 값은 0.1 Ω으로, 저항값 R1, R2, R3이 각각 0.1 Ω을 초과할 경우 배터리 팩 시스템이 고장난 것으로 진단하였다.The predetermined value for diagnosing a malfunction in the battery pack system used in an embodiment of the present invention is 0.1 Ω, and when the resistance values R1, R2, and R3 each exceed 0.1 Ω, the battery pack system is diagnosed as malfunctioning.

실시예 1: 정상 상태Example 1: Steady State

도 6은 정상상태의 배터리 팩 시스템의 회로도를 나타낸 것이다. 도 6에 따라 회로를 준비하였다. 상기 도 6에서 V1은 배터리 팩 시스템 전압, V2는 배터리 팩 시스템의 출력부 전압, VA, VB, VC 및 VD는 각각 배터리 셀의 전압을 나타낸다. Figure 6 shows a circuit diagram of the battery pack system in a normal state. A circuit was prepared according to Figure 6. In FIG. 6, V1 represents the battery pack system voltage, V2 represents the output voltage of the battery pack system, and V A , V B , V C , and V D represent the voltages of the battery cells, respectively.

도 6에서, 인가한 전류(A)에 따른 배터리 팩 시스템 전압(V1), 출력부 전압(V2) 및 각각 배터리 셀의 전압(VA, VB, VC 및 VD)을 측정하였으며, 상기 배터리 셀의 전압으로부터 각 셀 전압 총합(V3 = VA + VB + VC + VD) 및 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4 = VMAX - VMIN)을 구하여 아래 표 1에 정리하였다.In Figure 6, the battery pack system voltage (V1), output voltage (V2), and battery cell voltage (V A , V B , V C , and V D ) according to the applied current (A) were measured. From the voltage of the battery cells, the total voltage of each cell (V3 = V A + V B + V C + V D ) and the difference between the maximum and minimum voltages of each battery cell (V4 = V MAX - V MIN ) are calculated as follows. It is summarized in Table 1.

전류 (A)Current (A) V1 (V)V1 (V) V2 (V)V2 (V) V3 (V)V3 (V) V4 (V)V4 (V) -1.05-1.05 14.26214.262 14.26314.263 14.28414.284 0.0040.004 1.051.05 14.91914.919 14.97314.973 14.89714.897 0.0060.006 -1.75-1.75 14.04414.044 13.94913.949 14.08014.080 0.0030.003 1.751.75 15.13515.135 15.22515.225 15.09715.097 0.0070.007 -3.5-3.5 13.47813.478 13.29513.295 13.55113.551 0.0100.010 3.53.5 15.68215.682 15.89415.894 15.60715.607 0.0120.012 -5.25-5.25 12.87112.871 12.62112.621 12.98812.988 0.0170.017 5.255.25 16.26516.265 16.6316.63 16.14816.148 0.0200.020

상기 표 1을 이용해 계산된 저항값을 아래 표 2에 정리하여 나타내었다.The resistance values calculated using Table 1 above are summarized in Table 2 below.

전류 (A)Current (A) 저항값(R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
Resistance value (R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
저항값(R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
Resistance value (R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
저항값(R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
Resistance value (R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
-1.05-1.05 0.00100.0010 0.00280.0028 0.0040.004 1.051.05 0.05140.0514 0.00150.0015 0.0060.006 -1.75-1.75 0.05430.0543 0.00250.0025 0.0020.002 1.751.75 0.05140.0514 0.00150.0015 0.0040.004 -3.5-3.5 0.05230.0523 0.00240.0024 0.0030.003 3.53.5 0.06060.0606 0.00170.0017 0.0030.003 -5.25-5.25 0.04760.0476 0.00260.0026 0.0030.003 5.255.25 0.06950.0695 0.00210.0021 0.0040.004

표 2에 따르면, R1이 0.1 Ω 이하이므로 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이, 제1 버스바 및 제1 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장나지 않은 것을 확인할 수 있다.According to Table 2, since R1 is 0.1 Ω or less, it can be confirmed that at least one selected from the group consisting of the output unit, relay, first bus bar, and first wire harness of the battery pack system is not broken.

또한, R2가 0.1 Ω 이하이므로 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장나지 않은 것을 확인할 수 있다. 한편, R2 값이 평균 0.002 Ω으로 나타나 상기 제2 버스바 또는 제2 와이어 하네스의 저항이 0.002 Ω인 것을 확인할 수 있다.Additionally, since R2 is 0.1 Ω or less, it can be confirmed that at least one selected from the group consisting of the second bus bar and the second wire harness is not broken. Meanwhile, the R2 value appears to be 0.002 Ω on average, so it can be confirmed that the resistance of the second bus bar or the second wire harness is 0.002 Ω.

또한, R3이 0.1 Ω 이하이므로, 배터리 셀이 고장나지 않은 것을 확인할 수 있다.Additionally, since R3 is less than 0.1 Ω, it can be confirmed that the battery cell is not broken.

실시예 2: 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이, 제1 버스바 및 제1 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 1종 이상이 고장난 상태Example 2: At least one type from the group consisting of the output unit, relay, first bus bar, and first wire harness of the battery pack system is broken

도 7은 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(스위치), 제1 버스바 및 제1 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 상태의 배터리 팩 시스템의 회로도를 나타낸 것이다. 상세하게는 도 6의 정상 회로도에서 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(스위치), 제1 버스바 또는 제1 와이어 하네스가 위치하는 부분에 저항체를 추가(붉은 점선)함으로써 접촉불량, 부식 등의 고장이 발생하였을 때 회로도를 나타낸 것이다. 도 7에 따라 회로를 준비하였다. 상기 도 7에서 V1은 배터리 팩 시스템 전압, V2는 배터리 팩 시스템의 출력부 전압, VA, VB, VC 및 VD는 각각 배터리 셀의 전압을 나타낸다. Figure 7 shows a circuit diagram of a battery pack system in which one or more types selected from the group consisting of the output unit, relay (switch), first bus bar, and first wire harness of the battery pack system are broken. In detail, in the normal circuit diagram of FIG. 6, failures such as poor contact and corrosion are prevented by adding a resistor (red dotted line) to the portion where the output unit, relay (switch), first bus bar, or first wire harness of the battery pack system is located. The circuit diagram shows when this occurs. A circuit was prepared according to Figure 7. In FIG. 7, V1 represents the battery pack system voltage, V2 represents the output voltage of the battery pack system, and V A , V B , V C , and V D represent the voltages of the battery cells, respectively.

실시예 2-1: 추가한 저항체가 0.27 Ω일 경우Example 2-1: When the added resistor is 0.27 Ω

도 7에서 추가된 저항체가 0.27 Ω일 때 인가한 전류(A)에 따른 배터리 팩 시스템 전압(V1), 출력부 전압(V2) 및 각각 배터리 셀의 전압(VA, VB, VC 및 VD)을 측정하였으며, 상기 배터리 셀의 전압으로부터 각 셀 전압 총합(V3 = VA + VB + VC + VD) 및 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4 = VMAX - VMIN)을 구하여 아래 표 3에 정리하였다.In FIG. 7, when the added resistor is 0.27 Ω, the battery pack system voltage (V1), output voltage (V2), and battery cell voltage (V A , V B , V C , and V) according to the applied current (A), respectively. D ) was measured, and from the voltage of the battery cells, the total voltage of each cell (V3 = V A + V B + V C + V D ) and the difference between the maximum and minimum voltages of each battery cell (V4 = V MAX) - V MIN ) was calculated and summarized in Table 3 below.

전류 (A)Current (A) V1 (V)V1 (V) V2 (V)V2 (V) V3 (V)V3 (V) V4 (V)V4 (V) -1.05-1.05 14.25514.255 13.96913.969 14.25514.255 0.0010.001 1.051.05 14.85914.859 15.14715.147 14.85614.856 0.0050.005 -1.75-1.75 14.05114.051 13.58113.581 14.05414.054 0.0030.003 1.751.75 15.05815.058 15.53515.535 15.05315.053 0.0100.010 -3.5-3.5 13.53213.532 12.62412.624 13.53013.530 0.0090.009 3.53.5 15.55815.558 16.516.5 15.55415.554 0.0140.014 -5.25-5.25 12.97512.975 11.60411.604 12.96412.964 0.0160.016 5.255.25 16.10916.109 17.55317.553 16.09516.095 0.0200.020

상기 표 3을 이용해 계산된 저항값을 아래 표 4에 정리하여 나타내었다.The resistance values calculated using Table 3 above are summarized in Table 4 below.

전류 (A)Current (A) 저항값(R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
Resistance value (R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
저항값(R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
Resistance value (R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
저항값(R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
Resistance value (R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
-1.05-1.05 0.27240.2724 00 0.00100.0010 1.051.05 0.27430.2743 0.00290.0029 0.00480.0048 -1.75-1.75 0.26860.2686 0.00170.0017 0.00170.0017 1.751.75 0.27260.2726 0.00290.0029 0.00570.0057 -3.5-3.5 0.25940.2594 0.00060.0006 0.00260.0026 3.53.5 0.26910.2691 0.00110.0011 0.0040.004 -5.25-5.25 0.26110.2611 0.00210.0021 0.00300.0030 5.255.25 0.27500.2750 0.00270.0027 0.00380.0038

표 4에 따르면, R1이 0.1 Ω을 초과하므로 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(스위치), 제1 버스바 및 제1 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것을 확인할 수 있다.According to Table 4, since R1 exceeds 0.1 Ω, it can be confirmed that one or more types selected from the group consisting of the output unit, relay (switch), first bus bar, and first wire harness of the battery pack system are broken.

또한, 고장을 표현하기 위해 추가한 저항체의 저항값(0.27 Ω)만큼 저항값(R1)이 계산된 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the resistance value (R1) is calculated as the resistance value (0.27 Ω) of the resistor added to represent the failure.

한편, R2와 R3가 각각 0.1 Ω 이하이므로 제2 버스바, 제2 와이어 하네스 및 배터리 셀은 고장나지 않은 것을 확인할 수 있다. Meanwhile, since R2 and R3 are each less than 0.1 Ω, it can be confirmed that the second bus bar, second wire harness, and battery cell are not broken.

실시예 2-2: 추가한 저항체가 0.55 Ω일 경우Example 2-2: When the added resistor is 0.55 Ω

도 7에서 추가된 저항체가 0.55 Ω일 때 인가한 전류(A)에 따른 배터리 팩 시스템 전압(V1), 출력부 전압(V2) 및 각각 배터리 셀의 전압(VA, VB, VC 및 VD)을 측정하였으며, 상기 배터리 셀의 전압으로부터 각 셀 전압 총합(V3 = VA + VB + VC + VD) 및 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4 = VMAX - VMIN)을 구하여 아래 표 5에 정리하였다.In FIG. 7, when the added resistor is 0.55 Ω, the battery pack system voltage (V1), output voltage (V2), and battery cell voltage (V A , V B , V C , and V) according to the applied current (A), respectively. D ) was measured, and from the voltage of the battery cells, the total voltage of each cell (V3 = V A + V B + V C + V D ) and the difference between the maximum and minimum voltages of each battery cell (V4 = V MAX) - V MIN ) was calculated and summarized in Table 5 below.

전류 (A)Current (A) V1 (V)V1 (V) V2 (V)V2 (V) V3 (V)V3 (V) V4 (V)V4 (V) -1.05-1.05 14.25614.256 13.67513.675 14.25714.257 0.0030.003 1.051.05 14.86814.868 15.44415.444 14.86714.867 0.0040.004 -1.75-1.75 14.05214.052 13.09213.092 14.05414.054 0.0030.003 1.751.75 15.07115.071 16.02816.028 15.06515.065 0.0080.008 -3.5-3.5 13.51913.519 11.60411.604 13.52613.526 0.0090.009 3.53.5 15.57915.579 17.49717.497 15.57315.573 0.0110.011 -5.25-5.25 12.94412.944 10.07110.071 12.95412.954 0.0170.017 5.255.25 16.12316.123 18.97318.973 16.11516.115 0.0210.021

상기 표 5를 이용해 계산된 저항값을 아래 표 6에 정리하여 나타내었다.The resistance values calculated using Table 5 above are summarized in Table 6 below.

전류 (A)Current (A) 저항값(R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
Resistance value (R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
저항값(R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
Resistance value (R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
저항값(R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
Resistance value (R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
-1.05-1.05 0.55330.5533 0.00100.0010 0.00290.0029 1.051.05 0.54860.5486 0.00100.0010 0.00380.0038 -1.75-1.75 0.54860.5486 0.00110.0011 0.00170.0017 1.751.75 0.54690.5469 0.00340.0034 0.00460.0046 -3.5-3.5 0.54710.5471 0.0020.002 0.00260.0026 3.53.5 0.5480.548 0.00170.0017 0.00310.0031 -5.25-5.25 0.54720.5472 0.00190.0019 0.00320.0032 5.255.25 0.54290.5429 0.00150.0015 0.0040.004

표 6에 따르면, R1이 0.1 Ω을 초과하므로 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(스위치), 제1 버스바 및 제1 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것을 확인할 수 있다.According to Table 6, since R1 exceeds 0.1 Ω, it can be confirmed that one or more types selected from the group consisting of the output unit, relay (switch), first bus bar, and first wire harness of the battery pack system are broken.

또한, 고장을 표현하기 위해 추가한 저항체의 저항값(0.55 Ω)만큼 저항값(R1)이 계산된 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the resistance value (R1) is calculated as the resistance value (0.55 Ω) of the resistor added to represent the failure.

한편, R2와 R3가 각각 0.1 Ω 이하이므로 제2 버스바, 제2 와이어 하네스 및 배터리 셀은 고장나지 않은 것을 확인할 수 있다. Meanwhile, since R2 and R3 are each less than 0.1 Ω, it can be confirmed that the second bus bar, second wire harness, and battery cell are not broken.

실시예 2-3: 추가한 저항체가 1 Ω일 경우Example 2-3: When the added resistor is 1 Ω

도 7에서 추가된 저항체가 1 Ω일 때 인가한 전류(A)에 따른 배터리 팩 시스템 전압(V1), 출력부 전압(V2) 및 각각 배터리 셀의 전압(VA, VB, VC 및 VD)을 측정하였으며, 상기 배터리 셀의 전압으로부터 각 셀 전압 총합(V3 = VA + VB + VC + VD) 및 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4 = VMAX - VMIN)을 구하여 아래 표 7에 정리하였다.In FIG. 7, when the added resistor is 1 Ω, the battery pack system voltage (V1), output voltage (V2), and battery cell voltage (V A , V B , V C , and V) according to the applied current (A), respectively. D ) was measured, and from the voltage of the battery cells, the total voltage of each cell (V3 = V A + V B + V C + V D ) and the difference between the maximum and minimum voltages of each battery cell (V4 = V MAX) - V MIN ) was calculated and summarized in Table 7 below.

전류 (A)Current (A) V1 (V)V1 (V) V2 (V)V2 (V) V3 (V)V3 (V) V4 (V)V4 (V) -1.05-1.05 14.28714.287 13.19613.196 14.25714.257 0.0030.003 1.051.05 14.86914.869 15.92315.923 14.86814.868 0.0050.005 -1.75-1.75 14.05514.055 12.29312.293 14.05314.053 0.0040.004 1.751.75 15.06615.066 16.81716.817 15.06715.067 0.0070.007 -3.5-3.5 13.51713.517 9.9999.999 13.52113.521 0.0100.010 3.53.5 15.58315.583 19.19119.191 15.57415.574 0.0150.015 -5.25-5.25 12.93812.938 7.6357.635 12.94712.947 0.0180.018 5.255.25 16.13216.132 21.49521.495 16.12116.121 0.0210.021

상기 표 7을 이용해 계산된 저항값을 아래 표 8에 정리하여 나타내었다.The resistance values calculated using Table 7 above are summarized in Table 8 below.

전류 (A)Current (A) 저항값(R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
Resistance value (R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
저항값(R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
Resistance value (R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
저항값(R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
Resistance value (R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
-1.05-1.05 1.03901.0390 0.02860.0286 0.00290.0029 1.051.05 1.00381.0038 0.00100.0010 0.00480.0048 -1.75-1.75 1.00691.0069 0.00110.0011 0.00230.0023 1.751.75 1.00061.0006 0.00050.0005 0.00400.0040 -3.5-3.5 1.00511.0051 0.00110.0011 0.00290.0029 3.53.5 1.03091.0309 0.00260.0026 0.00430.0043 -5.25-5.25 1.01011.0101 0.00170.0017 0.00340.0034 5.255.25 1.02151.0215 0.00210.0021 0.00400.0040

표 8에 따르면, R1이 0.1 Ω을 초과하므로 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(스위치), 제1 버스바 및 제1 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것을 확인할 수 있다.According to Table 8, since R1 exceeds 0.1 Ω, it can be confirmed that one or more types selected from the group consisting of the output unit, relay (switch), first bus bar, and first wire harness of the battery pack system are broken.

또한, 고장을 표현하기 위해 추가한 저항체의 저항값(1 Ω)만큼 저항값(R1)이 계산된 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the resistance value (R1) is calculated as the resistance value (1 Ω) of the resistor added to represent the fault.

한편, R2와 R3가 각각 0.1 Ω 이하이므로 제2 버스바, 제2 와이어 하네스 및 배터리 셀은 고장나지 않은 것을 확인할 수 있다.Meanwhile, since R2 and R3 are each less than 0.1 Ω, it can be confirmed that the second bus bar, second wire harness, and battery cell are not broken.

실시예 3: 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 상태 Example 3: At least one selected from the group consisting of the second bus bar and the second wire harness is broken

도 8은 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 상태의 배터리 팩 시스템의 회로도를 나타낸 것이다. 상세하게는 도 6의 정상 회로도에서 제2 버스바 또는 제2 와이어 하네스가 위치하는 부분에 저항체를 추가(붉은 점선)함으로써 접촉불량, 부식 등의 고장이 발생하였을 때 회로도를 나타낸 것이다. 도 8에 따라 회로를 준비하였다. 상기 도 8에서 배터리 팩 시스템 전압, V2는 배터리 팩 시스템의 출력부 전압, VA, VB, VC 및 VD는 각각 배터리 셀의 전압을 나타낸다. Figure 8 shows a circuit diagram of a battery pack system in which one or more types selected from the group consisting of a second bus bar and a second wire harness are broken. In detail, in the normal circuit diagram of FIG. 6, the circuit diagram is shown when a failure such as poor contact or corrosion occurs by adding a resistor (red dotted line) to the portion where the second bus bar or second wire harness is located. A circuit was prepared according to Figure 8. In FIG. 8, the battery pack system voltage, V2, represents the output voltage of the battery pack system, and V A , V B , V C , and V D represent the voltages of the battery cells, respectively.

실시예 3-1: 추가한 저항체가 0.29 Ω일 경우Example 3-1: When the added resistor is 0.29 Ω

도 8에서 추가된 저항체가 0.29 Ω일 때 인가한 전류(A)에 따른 배터리 팩 시스템 전압(V1), 출력부 전압(V2) 및 각각 배터리 셀의 전압(VA, VB, VC 및 VD)을 측정하였으며, 상기 배터리 셀의 전압으로부터 각 셀 전압 총합(V3 = VA + VB + VC + VD) 및 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4 = VMAX - VMIN)을 구하여 아래 표 9에 정리하였다.In FIG. 8, when the added resistor is 0.29 Ω, the battery pack system voltage (V1), output voltage (V2), and battery cell voltage (V A , V B , V C , and V) according to the applied current (A), respectively. D ) was measured, and from the voltage of the battery cells, the total voltage of each cell (V3 = V A + V B + V C + V D ) and the difference between the maximum and minimum voltages of each battery cell (V4 = V MAX) - V MIN ) was calculated and summarized in Table 9 below.

전류 (A)Current (A) V1 (V)V1 (V) V2 (V)V2 (V) V3 (V)V3 (V) V4 (V)V4 (V) -1.05-1.05 13.98513.985 13.98113.981 14.28814.288 0.0030.003 1.051.05 15.215.2 15.20515.205 14.89514.895 0.0020.002 -1.75-1.75 13.5813.58 13.57113.571 14.08514.085 0.0050.005 1.751.75 15.60215.602 15.61115.611 15.09515.095 0.0030.003

상기 표 9를 이용해 계산된 저항값을 아래 표 10에 정리하여 나타내었다.The resistance values calculated using Table 9 above are summarized in Table 10 below.

전류 (A)Current (A) 저항값(R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
Resistance value (R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
저항값(R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
Resistance value (R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
저항값(R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
Resistance value (R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
-1.05-1.05 0.00380.0038 0.28860.2886 0.00290.0029 1.051.05 0.00480.0048 0.29050.2905 0.00190.0019 -1.75-1.75 0.00510.0051 0.28860.2886 0.00290.0029 1.751.75 0.00510.0051 0.28970.2897 0.00170.0017

표 10에 따르면, R2가 0.1 Ω을 초과하므로 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것을 확인할 수 있다.According to Table 10, since R2 exceeds 0.1 Ω, it can be confirmed that at least one selected from the group consisting of the second bus bar and the second wire harness has failed.

또한, 고장을 표현하기 위해 추가한 저항체의 저항값(0.29 Ω)만큼 저항값(R2)이 계산된 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the resistance value (R2) is calculated as the resistance value (0.29 Ω) of the resistor added to represent the failure.

한편, R1과 R3가 각각 0.1 Ω 이하이므로 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(스위치), 제1 버스바, 제1 와이어 하네스 및 배터리 셀은 고장나지 않은 것을 확인할 수 있다. Meanwhile, since R1 and R3 are each less than 0.1 Ω, it can be confirmed that the output unit, relay (switch), first bus bar, first wire harness, and battery cell of the battery pack system are not broken.

실시예 3-2: 추가한 저항체가 0.52 Ω일 경우Example 3-2: When the added resistor is 0.52 Ω

도 8에서 추가된 저항체가 0.52 Ω일 때 인가한 전류(A)에 따른 배터리 팩 시스템 전압(V1), 출력부 전압(V2) 및 각각 배터리 셀의 전압(VA, VB, VC 및 VD)을 측정하였으며, 상기 배터리 셀의 전압으로부터 각 셀 전압 총합(V3 = VA + VB + VC + VD) 및 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4 = VMAX - VMIN)을 구하여 아래 표 11에 정리하였다.In FIG. 8, when the added resistor is 0.52 Ω, the battery pack system voltage (V1), output voltage (V2), and battery cell voltage (V A , V B , V C , and V) according to the applied current (A), respectively. D ) was measured, and from the voltage of the battery cells, the total voltage of each cell (V3 = V A + V B + V C + V D ) and the difference between the maximum and minimum voltages of each battery cell (V4 = V MAX) - V MIN ) was obtained and summarized in Table 11 below.

전류 (A)Current (A) V1 (V)V1 (V) V2 (V)V2 (V) V3 (V)V3 (V) V4 (V)V4 (V) -1.05-1.05 13.74513.745 13.7113.71 14.29314.293 0.0020.002 1.051.05 15.45115.451 15.48115.481 14.90114.901 0.0020.002 -1.75-1.75 13.17613.176 13.1213.12 14.08914.089 0.0030.003 1.751.75 16.02116.021 16.06416.064 15.09815.098 0.0020.002

상기 표 11을 이용해 계산된 저항값을 아래 표 12에 정리하여 나타내었다.The resistance values calculated using Table 11 above are summarized in Table 12 below.

전류 (A)Current (A) 저항값(R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
Resistance value (R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
저항값(R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
Resistance value (R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
저항값(R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
Resistance value (R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
-1.05-1.05 0.03330.0333 0.52190.5219 0.00190.0019 1.051.05 0.02860.0286 0.52380.5238 0.00190.0019 -1.75-1.75 0.03200.0320 0.52170.5217 0.00170.0017 1.751.75 0.02460.0246 0.52740.5274 0.00110.0011

표 12에 따르면, R2가 0.1 Ω을 초과하므로 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것을 확인할 수 있다.According to Table 12, since R2 exceeds 0.1 Ω, it can be confirmed that at least one selected from the group consisting of the second bus bar and the second wire harness has failed.

또한, 고장을 표현하기 위해 추가한 저항체의 저항값(0.52 Ω)만큼 저항값(R2)이 계산된 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the resistance value (R2) is calculated as the resistance value (0.52 Ω) of the resistor added to represent the failure.

한편, R1과 R3가 각각 0.1 Ω 이하이므로 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(스위치), 제1 버스바, 제1 와이어 하네스 및 배터리 셀은 고장나지 않은 것을 확인할 수 있다.Meanwhile, since R1 and R3 are each less than 0.1 Ω, it can be confirmed that the output unit, relay (switch), first bus bar, first wire harness, and battery cell of the battery pack system are not broken.

실시예 3-3: 추가한 저항체가 1 Ω일 경우Example 3-3: When the added resistor is 1 Ω

도 8에서 추가된 저항체가 1 Ω일 때 인가한 전류(A)에 따른 배터리 팩 시스템 전압(V1), 출력부 전압(V2) 및 각각 배터리 셀의 전압(VA, VB, VC 및 VD)을 측정하였으며, 상기 배터리 셀의 전압으로부터 각 셀 전압 총합(V3 = VA + VB + VC + VD) 및 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4 = VMAX - VMIN)을 구하여 아래 표 13에 정리하였다.In FIG. 8, when the added resistor is 1 Ω, the battery pack system voltage (V1), output voltage (V2), and battery cell voltage (V A , V B , V C , and V) according to the applied current (A), respectively. D ) was measured, and from the voltage of the battery cells, the total voltage of each cell (V3 = V A + V B + V C + V D ) and the difference between the maximum and minimum voltages of each battery cell (V4 = V MAX) - V MIN ) was obtained and summarized in Table 13 below.

전류 (A)Current (A) V1 (V)V1 (V) V2 (V)V2 (V) V3 (V)V3 (V) V4 (V)V4 (V) -1.05-1.05 13.23313.233 13.19213.192 14.30114.301 0.0020.002 1.051.05 15.95215.952 16.01616.016 14.87814.878 0.0020.002 -1.75-1.75 12.30112.301 12.23412.234 14.09414.094 0.0030.003 1.751.75 16.88816.888 16.94916.949 15.10915.109 0.0020.002

상기 표 13을 이용해 계산된 저항값을 아래 표 14에 정리하여 나타내었다.The resistance values calculated using Table 13 above are summarized in Table 14 below.

전류 (A)Current (A) 저항값(R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
Resistance value (R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
저항값(R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
Resistance value (R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
저항값(R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
Resistance value (R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
-1.05-1.05 0.03900.0390 1.01711.0171 0.00190.0019 1.051.05 0.06100.0610 1.02291.0229 0.00190.0019 -1.75-1.75 0.03830.0383 1.02461.0246 0.00170.0017 1.751.75 0.03490.0349 1.01661.0166 0.00110.0011

표 14에 따르면, R2가 0.1 Ω을 초과하므로 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것을 확인할 수 있다.According to Table 14, since R2 exceeds 0.1 Ω, it can be confirmed that at least one selected from the group consisting of the second bus bar and the second wire harness has failed.

또한, 고장을 표현하기 위해 추가한 저항체의 저항값(1 Ω)만큼 저항값(R2)이 계산된 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the resistance value (R2) is calculated as the resistance value (1 Ω) of the resistor added to represent the failure.

한편, R1과 R3가 각각 0.1 Ω 이하이므로 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(스위치), 제1 버스바, 제1 와이어 하네스 및 배터리 셀은 고장나지 않은 것을 확인할 수 있다.Meanwhile, since R1 and R3 are each less than 0.1 Ω, it can be confirmed that the output unit, relay (switch), first bus bar, first wire harness, and battery cell of the battery pack system are not broken.

실시예 4: 배터리 셀이 고장난 상태Example 4: Battery cell failure

도 9는 배터리 셀이 고장난 상태의 배터리 팩 시스템의 회로도를 나타낸 것이다. 상세하게는 도 6의 정상 회로도에서 배터리 셀 내부에 해당되는 부분에 저항체를 추가(붉은 점선)함으로써 접촉불량, 부식 등의 고장이 발생하였을 때 회로도를 나타낸 것이다. 도 9에 따라 회로를 준비하였다. 상기 도 9에서 V1은 측정된 배터리 팩 시스템 전압, V2는 배터리 팩 시스템의 출력부 전압, VA, VB, VC 및 VD는 각각 배터리 셀의 전압을 나타낸다. Figure 9 shows a circuit diagram of a battery pack system in a state in which a battery cell has failed. In detail, in the normal circuit diagram of FIG. 6, the circuit diagram is shown when a failure such as poor contact or corrosion occurs by adding a resistor (red dotted line) to the corresponding part inside the battery cell. A circuit was prepared according to Figure 9. In FIG. 9, V1 represents the measured battery pack system voltage, V2 represents the output voltage of the battery pack system, and V A , V B , V C , and V D represent the voltages of the battery cells, respectively.

실시예 4-1: 추가한 저항체가 0.22 Ω일 경우Example 4-1: When the added resistor is 0.22 Ω

도 9에서 추가된 저항체가 0.22 Ω일 때 인가한 전류(A)에 따른 배터리 팩 시스템 전압(V1), 출력부 전압(V2) 및 각각 배터리 셀의 전압(VA, VB, VC 및 VD)을 측정하였으며, 상기 배터리 셀의 전압으로부터 각 셀 전압 총합(V3 = VA + VB + VC + VD) 및 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4 = VMAX - VMIN)을 구하여 아래 표 15에 정리하였다.In Figure 9, when the added resistor is 0.22 Ω, the battery pack system voltage (V1), output voltage (V2), and battery cell voltage (V A , V B , V C , and V) according to the applied current (A), respectively. D ) was measured, and from the voltage of the battery cells, the total voltage of each cell (V3 = V A + V B + V C + V D ) and the difference between the maximum and minimum voltages of each battery cell (V4 = V MAX) - V MIN ) was calculated and summarized in Table 15 below.

전류 (A)Current (A) V1 (V)V1 (V) V2 (V)V2 (V) V3 (V)V3 (V) V4 (V)V4 (V) -1.05-1.05 14.04714.047 13.98613.986 14.05714.057 0.2390.239 1.051.05 15.15915.159 15.2215.22 15.14815.148 0.2380.238 -1.75-1.75 13.67913.679 13.56213.562 13.69613.696 0.3970.397 1.751.75 15.52115.521 15.62515.625 15.50615.506 0.3950.395

상기 표 15를 이용해 계산된 저항값을 아래 표 16에 정리하여 나타내었다.The resistance values calculated using Table 15 above are summarized in Table 16 below.

전류 (A)Current (A) 저항값(R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
Resistance value (R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
저항값(R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
Resistance value (R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
저항값(R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
Resistance value (R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
-1.05-1.05 0.05810.0581 0.00950.0095 0.22760.2276 1.051.05 0.05810.0581 0.01050.0105 0.22760.2276 -1.75-1.75 0.06690.0669 0.00970.0097 0.22690.2269 1.751.75 0.05940.0594 0.00860.0086 0.22570.2257

표 16에 따르면, R3이 0.1 Ω을 초과하므로 배터리 팩 시스템에서 배터리 셀이 고장난 것을 확인할 수 있다.According to Table 16, since R3 exceeds 0.1 Ω, it can be confirmed that the battery cell has failed in the battery pack system.

또한, 고장을 표현하기 위해 추가한 저항체의 저항값(0.22 Ω)만큼 저항값(R3)이 계산된 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the resistance value (R3) is calculated as the resistance value (0.22 Ω) of the resistor added to represent the fault.

한편, R1과 R2가 각각 0.1 Ω 이하이므로 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(스위치), 제1 버스바, 제1 와이어 하네스, 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스는 고장나지 않은 것을 확인할 수 있다. Meanwhile, since R1 and R2 are each less than 0.1 Ω, it can be confirmed that the output unit, relay (switch), first bus bar, first wire harness, second bus bar, and second wire harness of the battery pack system are not broken. .

실시예 4-2: 추가한 저항체가 0.53 Ω일 경우Example 4-2: When the added resistor is 0.53 Ω

도 9에서 추가된 저항체가 0.53 Ω일 때 인가한 전류(A)에 따른 배터리 팩 시스템 전압(V1), 출력부 전압(V2) 및 각각 배터리 셀의 전압(VA, VB, VC 및 VD)을 측정하였으며, 상기 배터리 셀의 전압으로부터 각 셀 전압 총합(V3 = VA + VB + VC + VD) 및 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4 = VMAX - VMIN)을 구하여 아래 표 17에 정리하였다.In Figure 9, when the added resistor is 0.53 Ω, the battery pack system voltage (V1), output voltage (V2), and battery cell voltage (V A , V B , V C , and V) according to the applied current (A), respectively. D ) was measured, and from the voltage of the battery cells, the total voltage of each cell (V3 = V A + V B + V C + V D ) and the difference between the maximum and minimum voltages of each battery cell (V4 = V MAX) - V MIN ) was calculated and summarized in Table 17 below.

전류 (A)Current (A) V1 (V)V1 (V) V2 (V)V2 (V) V3 (V)V3 (V) V4 (V)V4 (V) -1.05-1.05 13.72913.729 13.6413.64 13.74013.740 0.5660.566 1.051.05 15.49715.497 15.57515.575 15.48415.484 0.5670.567 -1.75-1.75 13.14413.144 13.00913.009 13.15713.157 0.9430.943 1.751.75 16.08216.082 16.22516.225 16.06316.063 0.9420.942

상기 표 17을 이용해 계산된 저항값을 아래 표 18에 정리하여 나타내었다.The resistance values calculated using Table 17 above are summarized in Table 18 below.

전류 (A)Current (A) 저항값(R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
Resistance value (R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
저항값(R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
Resistance value (R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
저항값(R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
Resistance value (R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
-1.05-1.05 0.08480.0848 0.01050.0105 0.53900.5390 1.051.05 0.07430.0743 0.01240.0124 0.540.54 -1.75-1.75 0.07710.0771 0.00740.0074 0.53890.5389 1.751.75 0.08170.0817 0.01090.0109 0.53830.5383

표 18에 따르면, R3이 0.1 Ω을 초과하므로 배터리 팩 시스템에서 배터리 셀이 고장난 것을 확인할 수 있다.According to Table 18, since R3 exceeds 0.1 Ω, it can be confirmed that the battery cell has failed in the battery pack system.

또한, 고장을 표현하기 위해 추가한 저항체의 저항값(0.53 Ω)만큼 저항값(R3)이 계산된 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the resistance value (R3) is calculated as the resistance value (0.53 Ω) of the resistor added to represent the failure.

한편, R1과 R2가 각각 0.1 Ω 이하이므로 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(스위치), 제1 버스바, 제1 와이어 하네스, 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스는 고장나지 않은 것을 확인할 수 있다. Meanwhile, since R1 and R2 are each less than 0.1 Ω, it can be confirmed that the output unit, relay (switch), first bus bar, first wire harness, second bus bar, and second wire harness of the battery pack system are not broken. .

실시예 4-3: 추가한 저항체가 1 Ω일 경우Example 4-3: When the added resistor is 1 Ω

도 9에서 추가된 저항체가 1 Ω일 때 인가한 전류(A)에 따른 배터리 팩 시스템 전압(V1), 출력부 전압(V2) 및 각각 배터리 셀의 전압(VA, VB, VC 및 VD)을 측정하였으며, 상기 배터리 셀의 전압으로부터 각 셀 전압 총합(V3 = VA + VB + VC + VD) 및 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4 = VMAX - VMIN)을 구하여 아래 표 19에 정리하였다.In Figure 9, when the added resistor is 1 Ω, the battery pack system voltage (V1), output voltage (V2), and battery cell voltage (V A , V B , V C , and V) according to the applied current (A), respectively. D ) was measured, and from the voltage of the battery cells, the total voltage of each cell (V3 = V A + V B + V C + V D ) and the difference between the maximum and minimum voltages of each battery cell (V4 = V MAX) - V MIN ) was obtained and summarized in Table 19 below.

전류 (A)Current (A) V1 (V)V1 (V) V2 (V)V2 (V) V3 (V)V3 (V) V4 (V)V4 (V) -1.05-1.05 13.25313.253 13.23113.231 13.27113.271 1.0451.045 1.051.05 15.9915.99 16.02116.021 15.97915.979 1.0451.045 -1.75-1.75 12.30112.301 12.26712.267 12.31912.319 1.7761.776 1.751.75 16.89216.892 16.94216.942 16.87616.876 1.7381.738

상기 표 19를 이용해 계산된 저항값을 아래 표 20에 정리하여 나타내었다.The resistance values calculated using Table 19 above are summarized and shown in Table 20 below.

전류 (A)Current (A) 저항값(R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
Resistance value (R1) (Ω)
(|(V1-V2)/I|)
저항값(R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
Resistance value (R2) (Ω)
(|(V1-V3)/I|)
저항값(R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
Resistance value (R3) (Ω)
(|(V4)/I|)
-1.05-1.05 0.02100.0210 0.01710.0171 0.99520.9952 1.051.05 0.02950.0295 0.01050.0105 0.99520.9952 -1.75-1.75 0.01940.0194 0.01030.0103 1.01491.0149 1.751.75 0.02850.0285 0.00910.0091 0.99310.9931

표 20에 따르면, R3이 0.1 Ω을 초과하므로 배터리 팩 시스템에서 배터리 셀이 고장난 것을 확인할 수 있다.According to Table 20, since R3 exceeds 0.1 Ω, it can be confirmed that the battery cell has failed in the battery pack system.

또한, 고장을 표현하기 위해 추가한 저항체의 저항값(1 Ω)만큼 저항값(R3)이 계산된 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the resistance value (R3) is calculated as the resistance value (1 Ω) of the resistor added to represent the fault.

한편, R1과 R2가 각각 0.1 Ω 이하이므로 배터리 팩 시스템의 출력부, 릴레이(스위치), 제1 버스바, 제1 와이어 하네스, 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스는 고장나지 않은 것을 확인할 수 있다. Meanwhile, since R1 and R2 are each less than 0.1 Ω, it can be confirmed that the output unit, relay (switch), first bus bar, first wire harness, second bus bar, and second wire harness of the battery pack system are not broken. .

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

10: 배터리 팩 시스템
100, 100A, 100B: 배터리 모듈
110: 배터리 셀
120: 제2 버스바
130: 제2 와이어 하네스
140: 배터리 셀 모니터링 유닛(CMU)
200: 배터리 관리 시스템(BMS)
300: 릴레이(스위치)
400: 제1 버스바
500: 제1 와이어 하네스
10: Battery pack system
100, 100A, 100B: Battery module
110: battery cell
120: second bus bar
130: second wire harness
140: Battery cell monitoring unit (CMU)
200: Battery Management System (BMS)
300: relay (switch)
400: first bus bar
500: first wire harness

Claims (18)

(a) 배터리 팩 시스템 전압(V1), 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2), 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4) 및 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류(I)를 각각 측정하는 단계;
(b-1) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 출력부 전압(V2), 및 최종 주입 전류(I)로부터 아래 식 1을 이용해 계산된 저항값(R1)을 이용해 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;
(b-2) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3) 및 상기 최종 주입 전류(I)로부터 아래 식 2를 이용해 계산된 저항값(R2)을 이용해 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계; 및
(b-3) 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4) 및 상기 최종 주입 전류(I)로부터 아래 식 3을 이용해 계산된 저항값(R3)을 이용해 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함하고,
상기 배터리 팩 시스템은 배터리 모듈, 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS), 릴레이(스위치), 제1 버스바 및 제1 와이어 하네스를 포함하고,
상기 배터리 모듈은 복수개의 배터리 셀, 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스를 포함하고,
단계 (b-1)의 R1이 소정의 값을 초과하면 상기 배터리 팩 시스템의 출력부, 상기 릴레이(스위치), 제1 버스바 및 제1 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것으로 진단하고,
단계 (b-2)의 R2가 소정의 값을 초과하면 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것으로 진단하고,
단계 (b-3)의 R3이 소정의 값을 초과하면 배터리 셀이 고장난 것으로 진단하는 것인, 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법:
[식 1]
R1 = |(V1-V2) / I|
[식 2]
R2 = |(V1-V3) / I|
[식 3]
R3 = |(V4) / I |
상기 식 1 내지 3에서,
V1은 배터리 팩 시스템 전압이고,
V2는 배터리 팩 시스템의 출력부 전압이고,
V3은 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합이고,
V4는 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값이고,
I는 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류값이다.
(a) Battery pack system voltage (V1), output voltage of the battery pack system (V2), total sum of voltage of each of the plurality of battery cells (V3), difference between the maximum and minimum values of the voltage of each of the plurality of battery cells measuring the value (V4) and the final injection current (I) of the battery pack system, respectively;
(b-1) Failure of the battery pack system is detected using the resistance value (R1) calculated from the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2), and the final injection current (I) using Equation 1 below. Diagnosing steps;
(b-2) Using the resistance value (R2) calculated using Equation 2 below from the battery pack system voltage (V1), the total voltage of each of the plurality of battery cells (V3), and the final injection current (I) diagnosing a malfunction of the battery pack system; and
(b-3) A battery pack system using the difference value (V4) between the maximum and minimum voltages of each of the plurality of battery cells and the resistance value (R3) calculated using Equation 3 below from the final injection current (I) Diagnosing a malfunction; including,
The battery pack system includes a battery module, a battery management system (BMS), a relay (switch), a first busbar, and a first wire harness,
The battery module includes a plurality of battery cells, a second bus bar, and a second wire harness,
If R1 in step (b-1) exceeds a predetermined value, it is diagnosed that one or more types selected from the group consisting of the output unit of the battery pack system, the relay (switch), the first bus bar, and the first wire harness are broken. do,
If R2 in step (b-2) exceeds a predetermined value, it is diagnosed that one or more types selected from the group consisting of the second bus bar and the second wire harness are broken,
A fault diagnosis method of a battery pack system, wherein the battery cell is diagnosed as faulty when R3 in step (b-3) exceeds a predetermined value:
[Equation 1]
R1 = |(V1-V2) / I|
[Equation 2]
R2 = |(V1-V3) / I|
[Equation 3]
R3 = |(V4) / I |
In Equations 1 to 3 above,
V1 is the battery pack system voltage,
V2 is the output voltage of the battery pack system,
V3 is the total voltage of each of the plurality of battery cells,
V4 is the difference between the maximum and minimum voltages of each of the plurality of battery cells,
I is the final injection current value of the battery pack system.
제1항에 있어서,
상기 제1 버스바가 상기 배터리 모듈, 상기 배터리 관리 시스템 및 상기 릴레이(스위치)를 서로 연결하고,
상기 제2 버스바가 상기 복수개의 배터리 셀을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법.
According to paragraph 1,
The first bus bar connects the battery module, the battery management system, and the relay (switch) to each other,
A fault diagnosis method of a battery pack system, wherein the second bus bar connects the plurality of battery cells to each other.
제1항에 있어서,
상기 제1 와이어 하네스가 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2) 또는 상기 배터리 관리 시스템(BMS) 전압을 측정하기 위한 전선이고,
상기 제2 와이어 하네스가 상기 배터리 모듈 전압 또는 상기 배터리 셀 전압을 각각 측정하기 위한 전선인 것을 특징으로 하는 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법.
According to paragraph 1,
The first wire harness is a wire for measuring the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2) of the battery pack system, or the battery management system (BMS) voltage,
A fault diagnosis method of a battery pack system, wherein the second wire harness is a wire for measuring the battery module voltage or the battery cell voltage, respectively.
제1항에 있어서,
상기 배터리 팩 시스템의 고장 진단방법은 상기 배터리 팩 시스템의 고장 위치를 판별하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법.
According to paragraph 1,
The fault diagnosis method of the battery pack system is characterized in that the fault diagnosis method of the battery pack system determines a fault location of the battery pack system.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 배터리 셀이 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법.
According to paragraph 1,
A fault diagnosis method for a battery pack system, characterized in that the plurality of battery cells are connected to each other in series or parallel.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
단계 (a)가
(a-1) 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류(I)와 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2)을 각각 측정하는 단계;
(a-2) 배터리 팩 시스템 전압(V1) 및 복수개의 배터리 셀 각각의 전압을 확인하는 단계; 및
(a-3) 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압으로부터 각각의 전압 총 합(V3) 및 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4)을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 시스템의 고장 진단방법.
According to paragraph 1,
Step (a) is
(a-1) measuring the final injection current (I) of the battery pack system and the output voltage (V2) of the battery pack system;
(a-2) checking the battery pack system voltage (V1) and the voltage of each of the plurality of battery cells; and
(a-3) calculating the total sum of voltages (V3) and the difference (V4) between the maximum and minimum values of each voltage from the voltages of each of the plurality of battery cells; a battery comprising a. How to diagnose failure of pack system.
제12항에 있어서,
상기 배터리 팩 시스템 전압(V1)이 상기 제1 와이어 하네스와 전기적으로 연결된 상기 배터리 관리 시스템(BMS)에서 측정된 전압이고,
상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압이 상기 제2 와이어 하네스와 전기적으로 연결된 상기 배터리 관리 시스템(BMS)에서 측정된 전압인 것을 특징으로 하는 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법.
According to clause 12,
The battery pack system voltage (V1) is a voltage measured at the battery management system (BMS) electrically connected to the first wire harness,
A fault diagnosis method for a battery pack system, wherein the voltage of each of the plurality of battery cells is a voltage measured by the battery management system (BMS) electrically connected to the second wire harness.
제1항에 있어서,
상기 배터리 팩 시스템이 전기자동차 및 에너지 저장장치로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나에 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법.
According to paragraph 1,
A failure diagnosis method of a battery pack system, wherein the battery pack system is used in any one selected from the group consisting of electric vehicles and energy storage devices.
(1) 배터리 팩 시스템 전압(V1), 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2), 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4) 및 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류(I)를 각각 측정하는 단계;
(2-1) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 출력부 전압(V2), 및 최종 주입 전류(I)로부터 아래 식 1을 이용해 계산된 저항값(R1)을 이용해 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;
(2-2) 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합(V3) 및 상기 최종 주입 전류(I)로부터 아래 식 2를 이용해 계산된 저항값(R2)을 이용해 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계; 및
(2-3) 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값(V4) 및 상기 최종 주입 전류(I)로부터 아래 식 3을 이용해 계산된 저항값(R3)을 이용해 배터리 팩 시스템의 고장을 진단하는 단계;를 포함하고,
상기 배터리 팩 시스템은 복수개의 배터리 모듈, 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS), 릴레이(스위치), 제1 버스바 및 제1 와이어 하네스를 포함하고,
상기 복수개의 배터리 모듈은 각각 복수개의 배터리 셀, 제2 버스바, 제2 와이어 하네스 및 배터리 셀 모니터링 유닛(Cell monitoring unit, CMU)를 포함하고,
단계 (2-1)의 R1이 소정의 값을 초과하면 상기 배터리 팩 시스템의 출력부, 상기 릴레이(스위치), 제1 버스바 및 제1 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것으로 진단하고,
단계 (2-2)의 R2가 소정의 값을 초과하면 제2 버스바 및 제2 와이어 하네스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 고장난 것으로 진단하고,
단계 (2-3)의 R3이 소정의 값을 초과하면 배터리 셀이 고장난 것으로 진단하는 것인, 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법:
[식 1]
R1 = |(V1-V2) / I|
[식 2]
R2 = |(V1-V3) / I|
[식 3]
R3 = |(V4) / I |
상기 식 1 내지 3에서,
V1은 배터리 팩 시스템 전압이고,
V2는 배터리 팩 시스템의 출력부 전압이고,
V3은 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 총 합이고,
V4는 복수개의 배터리 셀 각각의 전압 중 최대값과 최소값의 차이값이고,
I는 배터리 팩 시스템의 최종 주입 전류값이다.
(1) Battery pack system voltage (V1), output voltage of the battery pack system (V2), total sum of voltage of each of the plurality of battery cells (V3), difference between the maximum and minimum voltages of each of the plurality of battery cells measuring the value (V4) and the final injection current (I) of the battery pack system, respectively;
(2-1) Failure of the battery pack system is detected using the resistance value (R1) calculated from the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2), and the final injection current (I) using Equation 1 below. Diagnosing steps;
(2-2) Using the resistance value (R2) calculated using Equation 2 below from the battery pack system voltage (V1), the total voltage of each of the plurality of battery cells (V3), and the final injection current (I) diagnosing a malfunction of the battery pack system; and
(2-3) A battery pack system using the difference value (V4) between the maximum and minimum voltages of each of the plurality of battery cells and the resistance value (R3) calculated using Equation 3 below from the final injection current (I) Diagnosing a malfunction; including,
The battery pack system includes a plurality of battery modules, a battery management system (BMS), a relay (switch), a first bus bar, and a first wire harness,
The plurality of battery modules each include a plurality of battery cells, a second bus bar, a second wire harness, and a battery cell monitoring unit (CMU),
If R1 in step (2-1) exceeds a predetermined value, it is diagnosed that one or more types selected from the group consisting of the output unit of the battery pack system, the relay (switch), the first bus bar, and the first wire harness are broken. do,
If R2 in step (2-2) exceeds a predetermined value, it is diagnosed that one or more types selected from the group consisting of the second bus bar and the second wire harness are broken,
A method for diagnosing a battery pack system failure, wherein the battery cell is diagnosed as having failed when R3 in step (2-3) exceeds a predetermined value:
[Equation 1]
R1 = |(V1-V2) / I|
[Equation 2]
R2 = |(V1-V3) / I|
[Equation 3]
R3 = |(V4) / I |
In Equations 1 to 3 above,
V1 is the battery pack system voltage,
V2 is the output voltage of the battery pack system,
V3 is the total voltage of each of the plurality of battery cells,
V4 is the difference between the maximum and minimum voltages of each of the plurality of battery cells,
I is the final injection current value of the battery pack system.
제15항에 있어서,
상기 제1 버스바가 상기 배터리 모듈, 상기 배터리 관리 시스템 및 상기 릴레이(스위치)를 서로 연결하고,
상기 제2 버스바가 상기 복수개의 배터리 셀 및 상기 배터리 셀 모니터링 유닛(CMU)을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법.
According to clause 15,
The first bus bar connects the battery module, the battery management system, and the relay (switch) to each other,
A fault diagnosis method of a battery pack system, wherein the second bus bar connects the plurality of battery cells and the battery cell monitoring unit (CMU) to each other.
제15항에 있어서,
상기 제1 와이어 하네스가 상기 배터리 팩 시스템 전압(V1), 상기 배터리 팩 시스템의 출력부 전압(V2) 또는 상기 배터리 관리 시스템(BMS) 전압을 각각 측정하기 위한 전선이고,
상기 제2 와이어 하네스가 상기 배터리 모듈 전압, 상기 배터리 셀 전압 또는 상기 배터리 셀 모니터링 유닛전압(CMU)을 각각 측정하기 위한 전선인 것을 특징으로 하는 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법.
According to clause 15,
The first wire harness is a wire for measuring the battery pack system voltage (V1), the output voltage (V2) of the battery pack system, or the battery management system (BMS) voltage, respectively,
A fault diagnosis method of a battery pack system, wherein the second wire harness is a wire for measuring the battery module voltage, the battery cell voltage, or the battery cell monitoring unit voltage (CMU).
제15항에 있어서,
상기 복수개의 배터리 모듈이 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩 시스템의 고장 진단 방법.
According to clause 15,
A fault diagnosis method for a battery pack system, characterized in that the plurality of battery modules are connected to each other in series or parallel.
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