KR20100028807A - 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치는, 다수의 셀을 포함하는 배터리 팩에서 각 셀에 대응하는 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 장치에 있어서, 각 셀의 양 단자에 연결된 전압 센싱 라인에 병렬 연결되고 상기 셀 밸런싱 스위치와 방전저항을 포함하는 셀 밸런싱 회로; 상기 셀 밸런싱 회로와 셀 전압 센싱 라인이 연결된 노드(고전위 노드와 저전위 노드)를 기준으로 셀 측 전압 센싱 라인 상에 설치된 진단저항; 상기 고전위 노드와 저전위 노드 사이의 전압차(이하, 노드간 전압차)에 해당하는 전압을 출력하는 전압 센싱 회로; 및 상기 셀 밸런싱 스위치 중 진단 대상이 되는 스위치와 인접하는 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 진단 대상 셀 밸런싱 스위치를 턴온 또는 턴오프 시켜 턴온 시와 턴오프 시 인접하는 셀의 노드간 전압차의 변화 패턴을 분석하여 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 판별하는 것을 특징으로 한다.
배터리 팩, 셀 밸런싱 회로, 셀 밸런싱 스위치, 고장 진단, 전압 강하

Description

셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치 및 방법{Apparatus and Method for diagnosis of cell balancing switch}
본 발명은 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방전저항을 이용한 셀 밸런싱 회로에서 방전저항 측으로 방전전류의 흐름을 스위칭하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부를 진단할 수 있는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 화석 에너지의 고갈과 환경오염으로 인해 화석 에너지를 사용하지 않고 전기 에너지를 이용하는 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 대한 관심이 높아지면서 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 전기 자동차나 하이브리드 자동차에는 자동차의 구동을 위한 구동 모터를 구동시키고, 각종 전장 장치를 작동시키는데 필요한 전력을 공급하기 위해 다수개의 배터리 셀로 구성된 배터리 팩을 탑재한다. 이러한 배터리 팩에 포함된 다수개의 배터리 셀은 안정성과 수명 향상, 그리고 고출력을 얻기 위해 각 배터리 셀의 전압을 균일하게 유지할 필요가 있다.
배터리 팩에 포함된 각 배터리 셀의 충전전압을 균일하게 밸런싱하는 방법에는, 전압이 상대적으로 낮은 배터리 셀에 충전전류를 공급하여 전압을 상승시키는 방법, 전압이 상대적으로 높은 배터리 셀을 방전시켜 전압을 하강시키는 방법, 각 배터리 셀의 전압으로부터 밸런싱 목표 전압을 정하고 목표 전압보다 전압이 높은 배터리 셀은 방전시키고 목표 전압보다 전압이 낮은 배터리 셀은 충전시키는 방법 등의 여러 가지 방법이 사용되고 있다.
위와 같은 셀 밸런싱 방법은 각 배터리 셀과 연결된 셀 밸런싱 회로에 의해 구현된다. 셀 밸런싱 회로는 셀 밸런싱 동작의 시작과 종료를 제어하기 위한 스위칭 소자와 배터리 셀 전압을 방전시킬 때 사용되는 방전저항을 포함한다.
그런데 셀 밸런싱 회로를 이용하여 셀 밸런싱 동작이 이루어지는 과정에서 순간적으로 과도한 전류가 셀 밸런싱 회로로 유입되거나 스위칭 소자에 동작 전압 이상의 과전압이 인가되거나 방전저항을 통해 과도한 열이 발생되는 등의 이상 상황이 발생되면 밸런싱 회로에 포함된 부품이 단락(short) 또는 개방(open)되어 회로가 정상적으로 동작하지 않는 문제가 발생한다.
셀 밸런싱 회로가 정상적으로 동작하지 않으면 해당 회로에 연결된 배터리 셀의 전압이 다른 배터리 셀에 비해 과도하게 높아지거나 낮아지게 됨으로써 배터리 팩과 연결된 부하의 동작이 갑자기 정지하거나 심한 경우 배터리 팩이 폭발하는 것과 같은 심각한 문제가 초래될 수 있다.
위와 같은 문제를 해결하기 위해서는 셀 밸런싱 회로의 이상 유무를 진단할 수 있는 진단 회로가 셀 밸런싱 회로와 결합될 필요가 있다.
일 예로, 일본공개특허 2007-085847은 전계효과트랜지스터(FET)와 방전저항으로 이루어진 셀 밸런싱 회로와 상기 전계효과트랜지스터의 소오스 및 드레인 사 이에 개재되는 저항을 각 배터리 셀마다 설치하고, 서로 다른 레벨의 기준 전압원이 인가되는 2개의 비교기(comparator)를 이용하여 소오드와 드레인 간의 전압차를 상기 저항을 통해 측정하고 측정된 전압의 레벨(high, low) 조합에 따라 셀 밸런싱 회로의 이상 유무를 판별하는 셀 밸런싱 회로의 이상 유무 검출 장치를 개시하고 있다.
그런데 위와 같은 선행기술은 셀 밸런싱 회로의 이상 유무를 검출하기 위해 진단 회로라는 별도의 회로 구성이 필요하고 더구나 각 진단 회로에는 2개의 비교기가 추가적으로 사용되어야 하므로 셀 밸런싱 회로에 대한 이상 유무 검출 장치의 제조 비용을 증가시키는 문제가 있다. 또한, 각 셀에 대응되는 셀 밸런싱 회로의 이상 유무를 판별하는 것은 가능하나 셀 밸런싱 회로에 개재된 셀 밸런싱 스위치 전체가 단락 또는 단선에 의해 고장이 발생될 경우, 위와 같은 회로 구성으로는 셀 밸런싱 스위치의 정확한 고장 원인을 파악할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 간단한 회로 구성으로 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 정확히 진단할 수 있는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치는, 다수의 셀을 포함하는 배터리 팩에서 각 셀에 대응하는 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 장치에 있어서, 각 셀의 양 단자에 연결된 전압 센싱 라인에 병렬 연결되고 상기 셀 밸런싱 스위치와 방전저항을 포함하는 셀 밸런싱 회로; 상기 셀 밸런싱 회로와 셀 전압 센싱 라인이 연결된 노드(고전위 노드와 저전위 노드)를 기준으로 셀 측 전압 센싱 라인 상에 설치된 진단저항; 상기 고전위 노드와 저전위 노드 사이의 전압차(이하, 노드간 전압차)에 해당하는 전압을 출력하는 전압 센싱 회로; 및 상기 셀 밸런싱 스위치 중 진단 대상이 되는 스위치와 인접하는 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 진단 대상 셀 밸런싱 스위치를 턴온 또는 턴오프 시켜 턴온 시와 턴오프 시 인접하는 셀의 노드간 전압차의 변화 패턴을 분석하여 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 판별하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 셀 밸런싱 회로 상의 저전위 노드 측에는 역 방향으 로 전압이 인가되는 것을 제한시키는 다이오드를 더 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 셀 밸런싱 스위치는 전계효과트랜지스터(field effect transistor; FET)가 사용될 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 셀의 노드간 전압차가 셀 전압보다 높은 레벨에서 셀 전압으로 감소하면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 정상인 것으로 판별하고, 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 셀의 노드간 전압차가 셀 전압과 동일한 레벨에서 그대로 유지되면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 단선되어 있는 것으로 판별하고, 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 셀의 노드간 전압차가 셀 전압보다 높은 레벨에서 그대로 유지되면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 단락되어 있는 것으로 판별한다.
바람직하게, 최 하위에 위치하는 셀 전압 센싱 라인의 저전위 노드로부터 분기된 선로에 설치된 방전저항 및 진단 스위치를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 진단 스위치가 턴오프 상태에서 턴온 상태로 변경되었을 때 전체 셀 밸런싱 스위치의 턴온 또는 턴오프 상태에서 센싱된 전체 셀 전압의 변화 패턴을 분석하여 전체 셀 밸런싱 스위치의 단선 또는 단락 여부를 판별할 수도 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 진단 스위치가 턴오프 상태에서 턴온 상태로 변경되었을 때 전체 셀 밸런싱 스위치를 턴온 시킨 상태에서 센싱된 전체 셀 전압이 변화되지 않으면 전체 셀 밸런싱 스위치가 단선되어 있는 것으로 판별하고, 상기 진단 스위치가 턴오프 상태에서 턴온 상태로 변경되었을 때 전체 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 센싱한 전체 셀 전압이 일정 레벨 감소하면 전체 셀 밸런싱 스위치가 단락되어 있는 것으로 판별한다.
본 발명에 있어서, 상기 셀 밸런싱 스위치에 고장이 발생되었을 경우 고장 발생 사실을 외부로 통보하는 고장 경보기를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 고장 경보기를 통해 시각적 또는 청각적으로 셀 밸런싱 스위치의 고장 발생 사실을 통보한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 방법은, 다수의 셀을 포함하는 배터리 팩에서 각 셀의 양 단자에 연결된 전압 센싱 라인에 병렬 연결되고 각 셀에 대응하는 셀 밸런싱 스위치와 방전저항을 포함하는 셀 밸런싱 회로와, 상기 셀 밸런싱 회로와 셀 전압 센싱 라인이 연결된 노드(고전위 노드와 저전위 노드)를 기준으로 셀 측 전압 센싱 라인 상에 설치된 진단저항과, 상기 셀의 노드간 전압차에 해당하는 전압을 출력하는 전압 센싱 회로를 이용하여 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 방법에 있어서, (a) 상기 셀 밸런싱 스위치를 제어하여 진단 대상이 되는 스위치와 인접하는 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 진단 대상 셀 밸런싱 스위치를 턴온 시킨 후, 인접하는 셀 밸런싱 스위치에 해당하는 셀 밸런싱 회로의 노드간 전압차를 상기 전압 센싱 회로를 통해 센싱하는 단계; (b) 상기 셀 밸런싱 스위치를 제어하여 진단 대상이 되는 스위치와 인접하는 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 진단 대상 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 후, 인접하는 셀 밸런싱 스위치에 해당하는 셀 밸런싱 회로 의 노드간 전압차를 상기 전압 센싱 회로를 통해 센싱하는 단계; 및 (c) 상기 진단 대상 셀 밸런싱 스위치의 턴온 또는 턴오프 시 인접하는 셀의 노드간 전압차의 변화 패턴을 분석하여 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 판별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 (c) 단계는, 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 셀의 노드간 전압차가 셀 전압보다 높은 레벨에서 셀 전압으로 감소하면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 정상인 것으로 판별하고, 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 셀의 노드간 전압차가 셀 전압과 동일한 레벨에서 그대로 유지되면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 단선되어 있는 것으로 판별하고, 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 셀의 노드간 전압차가 셀 전압보다 높은 레벨에서 그대로 유지되면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 단락되어 있는 것으로 판별한다.
바람직하게, 최 하위에 위치하는 셀 전압 센싱 라인의 저전위 노드로부터 분기된 선로에 설치된 방전저항 및 진단 스위치를 더 이용하여 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 방법으로서, (a') 상기 전체 셀 밸런싱 스위치를 턴온 시킨 상태에서 각 셀의 제1노드간 전압차를 센싱하여 합산하는 단계; (b') 상기 전체 셀 밸런싱 스위치를 턴온 시킨 상태에서 상기 진단 스위치를 턴온 시켜 각 셀의 제2노드간 전압차를 센싱하여 합산하는 단계; 및 (c') 상기 제1노드간 전압차의 합과 상기 제2노드간 전압차의 합을 비교하여 합이 동일하면 전체 셀 밸런싱 스위치가 단선되 어 있는 것으로 판별하는 단계;를 더 포함한다.
바람직하게, 최 하위에 위치하는 셀 전압 센싱 라인의 저전위 노드로부터 분기된 선로에 설치된 방전저항 및 진단 스위치를 더 이용하여 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 방법으로서, (a') 상기 전체 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 각 셀의 제1노드간 전압차를 센싱하여 합산하는 단계; (b') 상기 전체 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 상기 진단 스위치를 턴온 시켜 각 셀의 제2노드간 전압차를 센싱하여 합산하는 단계; 및 (c') 상기 제1노드간 전압차의 합보다 상기 제2노드간 전압차의 합이 작으면 전체 셀 밸런싱 스위치가 단락되어 있는 것으로 판별하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 간단한 회로 구성으로 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 진단할 수 있다. 또한, 전압 센싱 라인이 단선된 경우이거나, 전체 셀 밸런싱 스위치가 단선 또는 단락된 경우에도 고장 원인을 정확히 판별할 수 있다. 이를 통해 셀 밸런싱 회로 이상으로 배터리의 고장이 확대되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원 칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치에 대한 회로 구성도이다. 도 1에는 셀이 3개만 예시되어 있으나, 본 발명은 셀의 수에 의해 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치는, 다수의 셀(VB1, VB2, VB3)을 포함하는 배터리 팩(10)에서 각 셀(VB1, VB2, VB3)의 양 단자에 연결된 전압 센싱 라인에 병렬 연결되고 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)와 방전저항(Rd)을 포함하는 셀 밸런싱 회로(20), 상기 셀 밸런싱 회로(20)와 셀 전압 센싱 라인이 연결된 노드(고전위 노드(A)와 저전위 노드(B))를 기준으로 셀 측 전압 센싱 라인 상에 설치된 진단저항(Rm), 상기 고전위 노드(A)와 저전위 노드(B) 사이의 전압차(이하, 노드간 전압차)에 해당하는 전압을 센싱하여 출력하는 전압 센싱 회로(30) 및 상기 셀 밸런싱 스위치(SWb)를 턴온 또는 턴오프 시켜 턴온 시의 노드간 전압차와 턴오프 시의 노드간 전압차의 변화 패턴을 분석하여 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 판별하는 제어부(40)를 포함한다.
여기서, 상기 고전위 노드(A)와 저전위 노드(B)는 상기 셀 밸런싱 회로(20) 와 셀 전압 센싱 라인이 접속되는 상대적인 지점으로 예컨대, 제1번 셀(VB1)의 양극과 접속하여 연장된 셀 전압 센싱 라인과 셀 밸런싱 회로(20)가 접속되는 지점은 고전위 노드(A)가 되고, 이 고전위 노드(A)는 다시 제2번 셀(VB2)의 음극과 접속하여 연장된 셀 전압 센싱 라인과 셀 밸런싱 회로(20)가 접속되는 지점에서는 저전위 노드(B)가 된다.
상기 셀 밸런싱 회로(20)는 제어부(40)에 의해 동작이 제어되는 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)와 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)의 동작에 따라 셀에 충전된 전압(이하, 셀 전압이라 함)을 방전시키는 방전저항(Rd)으로 구성된다. 필수적인 것은 아니지만, 셀 밸런싱 회로(20) 상의 저전위 노드(B) 측에는 역 방향으로 전압이 인가되는 것을 제한하는 다이오드(D)가 더 포함될 수 있다. 여기서, 상기 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)는 전계효과트랜지스터(field effect transistor; FET)가 사용되는 것이 바람직하다. 전계효과트랜지스터(FET)는 소오스 단자, 드레인 단자 및 게이트 단자를 구비하며, 게이트 단자에는 상기 제어부(40)의 제어에 따라 구동 전압이 인가되며, 구동 전압의 인가로 인해 셀 밸런싱 회로(20)가 도통되고 상기 방전저항(Rd)을 통해 셀 전압이 방전된다. 본 발명의 실시예에서 전계효과트랜지스터(FET)의 회로 구성 및 동작 방식은 주요 요지가 아니므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
상기 진단저항(Rm)은 본 발명에서 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)의 고장 을 진단하기 위해 새롭게 도입된 구성 요소로서, 셀 전압이 방전될 때 방전저항(Rd)을 통해 방전전류가 흐를 때와 흐르지 않을 때 노드간 전압차에 변화를 유발한다. 즉, 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)가 턴온되거나 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)가 단락되면 화살표로 표시된 방전 루프를 통해 방전전류가 흐른다. 이 때 고전위 노드의 전위는 고전위 노드 측의 진단저항(Rm)에 흐르는 방전전류로 인해 방전전류가 흐르지 않는 경우에 비해 감소하고, 저전위 노드의 전위는 저전위 노드 측의 진단저항(Rm)에 흐르는 방전전류로 인해 방전전류가 흐르지 않는 경우에 비해 상승한다. 그 결과, 방전 루프에 방전전류가 흐르면 노드간 전압차는 방전전류가 흐르지 않는 경우보다 감소하게 된다. 반대로 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)가 턴오프되거나 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)가 단선되면 방전 루프에 방전전류가 흐르지 않으므로 이런 경우 셀의 노드간 전압차는 셀 전압과 동일한 레벨의 전압 값을 가진다. 방전 루프에 방전전류가 흐르지 않으면 진단저항(Rm)을 통한 전압 강하가 발생되지 않고 노드 사이에 셀 전압이 그대로 인가되기 때문이다.
상기 전압 센싱 회로(30)는 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)의 고장을 진단하기 위한 목적으로 상기 제어부(40)의 제어에 의해 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)가 턴온/턴오프되면 각 셀의 고전위 노드(A)와 저전위 노드(B) 간의 전압차를 센싱하여 아날로그 전압 신호로 출력한다.
바람직하게, 상기 전압 센싱 회로(30)는 각 셀(VB1, VB2, VB3)의 전압을 주기적으로 센싱하기 위해 통상적으로 사용되는 회로를 그대로 이용한다. 이런 경우 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)의 고장을 진단하기 위한 목적으로 별도의 전압 센싱 회로를 설치하지 않아도 되는 이점이 있다.
상기 제어부(40)는 전압 센싱 회로(30)로부터 출력되는 아날로그 전압 신호를 디지털 전압 신호로 변환하는 A/D 변환 모듈(미도시)과, A/D 변환 모듈을 통해 입력되는 디지털 전압 신호를 저장하는 메모리부(미도시)와, 각 셀(VB1, VB2, VB3)의 노드간 전압차를 얻기 위해 상기 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)의 동작을 제어하며, 전압 센싱 회로(30)를 이용하여 얻은 각 셀의 노드간 전압차의 변화 패턴을 분석하여 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)의 고장 여부와 고장 원인을 판별하는 중앙 연산 모듈(미도시)을 포함하여 구성된다. 이러한 제어부(40)의 구성은 일반적으로 배터리를 제어하는 시스템에 사용되는 것으로 널리 알려져 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치가 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)의 고장을 판별하는 과정을 제2번 셀(VB2)에 해당하는 셀 밸런싱 스위치(SWb2)의 고장 진단 과정을 중심으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제어부(40)는 진단 대상이 되는 제2번 셀(VB2)에 인접하는 제1번 셀(VB1)과 제3번 셀(VB3)의 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb3)를 턴오프 시키고 제2번 셀(VB2)의 셀 밸런싱 스위치(SWb2)를 턴온 시킨다. 그런 다음, 제1번 셀(VB1)과 제3번 셀(VB3)의 노드간 전압차를 전압 센싱 회로(30)를 통해 센싱하여 저장한다. 그런 다음, 제어부(40)는 제2번 셀(VB2)의 셀 밸런싱 스위치(SWb2)를 턴오프 시킨 후, 제1번 셀(VB1)과 제3번 셀(VB3)의 노드간 전압차를 전압 센싱 회로(30)를 통해 센싱하여 저장한다. 그리고 나서, 제어부(40)는 제2번 셀(VB2)의 셀 밸런싱 스위치(SWb2)가 턴온 또는 턴오프 될 때 인접 셀의 노드간 전압차의 변화 패턴을 분석하여 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 판별한다.
< Case1 : 제2번 셀의 셀 밸런싱 스위치가 정상인 경우>
도 2에 도시된 바와 같이, 제2번 셀(VB2)의 셀 밸런싱 스위치(SWb2)가 턴온되면 인접하는 제1번 셀(VB1) 및 제3번 셀(VB3)의 노드간 전압차(VAB)는 각 셀의 전압(V1, V3)보다 상승한다. 제2번 셀(VB2)의 셀 밸런싱 스위치(SWb2)가 턴온되면 제2번 셀(VB2)의 방전 루프에 방전전류가 흐르므로 제1번 셀(VB1)의 고전위 노드의 전위는 올라가고, 제3번 셀(VB3)의 저전위 노드의 전위는 떨어져 결과적으로 제1번 셀(VB1) 및 제3번 셀(VB3)의 노드간 전압차(VAB)가 각 셀의 전압(V1, V3)보다 상승하기 때문이다. 그리고 제2번 셀(VB2)의 셀 밸런싱 스위치(SWb2)가 턴오프되면 인접하는 제1번 셀(VB1) 및 제3번 셀(VB3)의 노드간 전압차(VAB)는 각 셀의 전압(V1, V3)과 동일해진다.
< Case2 : 제2번 셀의 셀 밸런싱 스위치가 단락인 경우>
도 3에 도시된 바와 같이, 제2번 셀(VB2)의 셀 밸런싱 스위치(SWb2)가 단락되어 있으면 셀 밸런싱 스위치(SWb2)의 턴온 또는 턴오프와 상관 없이 방전 루프를 통해 방전전류가 흐른다. 그 결과, 제1번 셀(VB1)과 제3번 셀(VB3)의 노드간 전압차(VAB)는 제2번 셀(VB2)의 셀 밸런싱 스위치(SWb2)의 턴온 또는 턴오프에 상관 없이 각 셀의 전압(V1, V3)보다 높은 전압 값을 가진다. 제2번 셀(VB2)의 방전 루프를 통해 방전전류가 흐를 경우 인접 셀의 노드간 전압차가 상승하는 이유는 상기 Case1에서 설명한 바 있다.
< Case3 : 제2번 셀의 셀 밸런싱 스위치가 단선인 경우>
도 3에 도시된 바와 같이, 제2번 셀(VB2)의 셀 밸런싱 스위치(SWb2)가 단선된 상태에 있으면 셀 밸런싱 스위치(SWb2)가 턴온 또는 턴오프되더라도 방전 루프에 방전전류가 흐르지 않는다. 따라서 제1번 셀(VB1)과 제3번 셀(VB3)의 노드간 전압차(VAB)는 제2번 셀(VB2)의 셀 밸런싱 스위치(SWb2)의 턴온 또는 턴오프와 상관없이 각 셀의 전압(V1, V3)과 동일한 전압 값을 가진다.
본 발명에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 판별 방법에 의하면, 전압 센싱 라인의 단선에 의한 오동작을 배제할 수 있어 고장 진단의 효율성 및 정확성을 확보할 수 있다. 예를 들어, 제1번 셀(VB1)과 제2번 셀(VB2)이 공유하는 전압 센싱 라인 에 단선이 발생되었을 때, 제1번 셀(VB1)의 노드간 전압차와 제3번 셀(VB2)의 노드간 전압차에 차이가 발생하고 이를 토대로 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부 판별은 물론이고 전압 센싱 라인의 단선 여부까지 확인할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치는, 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3) 전체가 단락 또는 단선되었을 때 이를 정확하게 진단할 수 있는 추가 회로 구성을 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)의 고장 진단 장치는 최 하위에 위치하는 셀 전압 센싱 라인과 셀 밸런싱 회로(20)가 접속되는 저전위 노드(B)로부터 분기된 선로에 설치된 방전저항(Rz) 및 진단 스위치(SWz)를 더 포함한다.
본 발명에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치에서 전체 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)의 고장을 판별하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 상기 제어부(40)는 전체 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)를 턴온 시킨 상태에서 각 셀(VB1, VB2, VB3)에 대응하는 제1노드간 전압차를 전압 센싱 회로(30)를 통해 각각 센싱하여 저장한다. 그런 후, 전체 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)가 턴온된 상태에서 상기 진단 스위치(SWz)를 턴온 시킨 후, 이 상태로 각 셀(VB1, VB2, VB3)에 대응하는 제2노드간 전압차를 전압 센싱 회로(30)를 통해 다시 한번 각각 센싱하여 저장한다. 그런 다음, 상기 제어부(40)는 제1노드간 전압차의 합과 제2노드간 전압차의 합이 서로 동일한지 여부를 판단하고, 만약 동일하면 전체 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)가 단선되어 있는 것으로 판별한다.
반대로, 상기 제어부(40)는 전체 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)를 제어하여 턴오프 시키고 진단 스위치(SWz)를 턴오프 시킨 상태에서 각 셀(VB1, VB2, VB3)에 대응하는 제1노드간 전압차를 전압 센싱 회로(30)를 통해 각각 센싱하여 저장한다. 그런 후, 전체 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3)가 턴오프된 상태에서 상기 진단 스위치(SWz)를 턴온 시킨 후, 이 상태로 각 셀(VB1, VB2, VB3)에 대응하는 제2노드간 전압차를 전압 센싱 회로(30)를 통해 다시 각각 센싱하여 저장한다. 그런 다음, 상기 제어부(40)는 제1노드간 전압차의 합보다 제2노드간 전압차의 합이 작은지 판단하고, 만약 합이 작으면 전체 셀 밸런싱 스위치(SWb)가 단선되어 있는 것으로 판별한다.
상술한 바와 같이, 셀 밸런싱 스위치(SWb1, SWb2, SWb3) 전체가 단선되었을 때 각 셀(VB1, VB2, VB3)에 대응하는 노드간 전압차의 합이 변화되지 않는 이유는 방전저항(Rz) 측으로 방전전류가 흐르지 않기 때문이다. 또한, 셀 밸런싱 스위치(SWb) 전체가 단락되었을 때 각 셀(VB1, VB2, VB3)에 대응하는 노드간 전압차의 합이 감소하는 이유는 방전저항(Rz) 측으로 방전전류가 유입되어 방전저항(Rz)에 의한 전압 강하 효과가 노드간 전압차의 합에 반영되기 때문이다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 과정은 주기적으로 수행되거나, 외부로부터 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 요청이 있을 때 한시적으로 수행될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치는 셀 밸런싱 스위치에 고장이 발생되었을 경우 고장 발생과 고장 원인을 외부로 통보하는 고장 경보기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부(40)는 셀 밸런싱 스위치에 고장이 있는 것으로 판별된 경우 고장 발생 신호를 고장 경보기로 전달하여 고장 경보기를 통해 시각적 또는 청각적으로 셀 밸런싱 스위치의 고장 발생과 고장 원인을 외부로 통보한다.
상기 고장 경보기는 LED, LCD, 알람 경보기 또는 이들의 조합을 포함한다. 이런 경우, 상기 고장 발생 신호가 입력되면, 상기 고장 경보기는 LED를 점멸하거나 LCD에 경고 메시지를 출력하거나 알람 부저음을 발생시켜 사용자에게 셀 밸런싱 스위치의 고장 발생과 고장 원인을 통보할 수 있다. 상기 LED, LCD 및 알람 경보기는 고장 경보기의 일 예시에 불과하며, 여러 가지 변형된 형태의 시각적 또는 청각적 알람 장치가 고장 경보기로 채용될 수 있을 것임은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 방법을 설명하기 위해 도시한 절차 흐름도이다. 도 5에서, 각 동작을 수행하는 주체는 제어부(40)이다.
먼저, 단계(S11)에서, 각 셀에 대응하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 진단하는 동작을 구현하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 프로그램을 실행한다.
단계(S12)에서, 각 셀의 전압 값을 센싱하여 저장한다.
단계(S13)에서, 진단 대상 셀 밸런싱 스위치와 인접하는 셀의 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨다.
단계(S14)에서, 인접하는 셀 밸런싱 스위치는 턴오프 시킨 상태에서 진단 대상 셀 밸런싱 스위치를 턴온 시킨 후, 인접하는 셀의 노드간 전압차를 센싱하여 저장한다.
단계(S15)에서, 인접하는 셀 밸런싱 스위치는 턴오프 시킨 상태에서 진단 대상 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 후, 인접하는 셀의 노드간 전압차를 센싱하여 저장한다.
단계(S16)에서, 진단 대상 셀 밸런싱 스위치의 턴온 또는 턴오프 시 인접하는 셀의 노드간 전압차의 변화 패턴을 분석하여 진단 대상 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 판별한다.
즉, 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 각 셀의 노드간 전압차가 셀의 전압보다 높은 전압 레벨에서 셀의 전압 레벨로 감소하면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치는 정상인 것으로 판별한다.
진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 각 셀의 노드간 전압차가 셀의 전압과 동일한 레벨의 전압 값을 가지면서 변화하지 않으면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치는 단선된 것으로 판별한다.
진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 각 셀의 노드간 전압차가 셀의 전압보다 낮은 레벨을 가지면서 변화하지 않으면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치는 단락된 것으로 판별한다.
단계(S17)에서, 진단 대상 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 결과에 따라 프로세스를 2원화 시킨다. 즉, 진단 대상 셀 밸런싱 스위치에 고장이 발생되지 않은 것으로 판별되면, 진단 대상 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단을 위한 프로세스를 종료한다. 반면, 진단 대상 셀 밸런싱 스위치에 고장이 발생된 것으로 판별되면, 프로세스를 단계(S18)으로 이행한다. 즉, 단계(S18)에서, 셀 밸런싱 스위치에 고장이 발생한 사실과 고장의 원인을 고장 경보기를 통해 외부의 사용자에게 시청각 또는 청각적으로 통보한다.
상술한 단계(S11) 내지 단계(S18)은 각 셀에 대응하는 셀 밸런싱 스위치의 진단을 위해 진단 대상 셀 밸런싱 스위치를 바꿔가며 반복적으로 수행될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 전체 셀 밸런싱 스위치를 진단하는 추가 회로 구성으로 전체 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 방법을 설명하기 위해 도시한 절차 흐름도이다. 도 6에서, 각 동작을 수행하는 주체는 제어부(40)이다.
먼저, 단계(S21)에서, 전체 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 진단하는 동작을 구현하는 전체 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 프로그램을 실행한다.
단계(S22)에서, 각 셀의 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 노드간 전압차를 모두 센싱하여 합산한다. 합산된 값은 전체 셀 전압이 된다.
단계(S23)에서, 각 셀의 셀 밸런싱 스위치를 모두 턴온 시킨 상태에서 각 셀의 제1노드간 전압차를 센싱하여 합산한다.
단계(S24)에서, 각 셀의 셀 밸런싱 스위치가 모두 턴온된 상태에서 진단 스위치(도 1의 SWz 참조)를 턴온 시켜 각 셀의 제2노드간 전압차를 다시 한번 센싱하여 합산한다.
단계(S25)에서, 제1노드간 전압차의 합과 제2노드간 전압차의 합을 비교한다. 만약 제1노드간 전압차와 제2노드간 전압차의 합이 동일하면 각 셀의 셀 밸런싱 스위치가 모두 단선된 것으로 판단한다.
단계(S26)에서, 전체 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 결과에 따라 프로세스를 2원화 시킨다. 만약 전체 셀 밸런싱 스위치가 모두 단선된 것으로 판별되면, 프로세스를 단계(S31)로 이행하여, 전체 셀 밸런싱 스위치가 모두 단선된 사실을 고장 경보기를 통해 외부의 사용자에게 시청각 또는 청각적으로 통보한다. 반면, 전체 셀 밸런싱 스위치가 모두 단선되지 않은 것으로 판별되면, 프로세스를 단계(S27)으로 이행한다.
다음으로, 단계(S27)에서, 각 셀의 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 후, 다시 각 셀의 제1노드간 전압차를 센싱하여 합산한다.
단계(S28)에서, 각 셀의 셀 밸런싱 스위치가 턴오프된 상태에서 진단 스위치(도 1의 SWz 참조)를 턴온 시켜 각 셀의 제2노드간 전압차를 센싱하여 합산한다.
단계(S29)에서, 제1노드간 전압차의 합과 제2노드간 전압차의 합을 비교한 다. 만약 제2노드간 전압차의 합이 제1노드간 전압차의 합보다 작으면 각 셀의 셀 밸런싱 스위치가 모두 단락된 것으로 판별한다.
단계(S30)에서, 전체 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 결과에 따라 프로세스를 2원화 시킨다. 만약 전체 셀 밸런싱 스위치가 모두 단락된 것으로 판별되면, 프로세스를 단계(S31)로 이행하여, 전체 셀 밸런싱 스위치가 모두 단락된 사실을 고장 경보기를 통해 외부의 사용자에게 시청각 또는 청각적으로 통보한다. 반면, 전체 셀 밸런싱 스위치가 모두 단락되지 않은 것으로 판별되면, 전체 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 과정을 종료시킨다.
상술한 실시예들에서 셀 밸런싱 스위치를 진단하는 방법은 배터리 팩을 사용하고 있는 동안 일정한 주기로 반복 수행될 수도 있고 셀 밸런싱 스위치의 진단 목적을 위해 한시적으로 수행될 수도 있음은 본 발명에 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치에 대한 회로 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 판별하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 방법을 설명하기 위해 도시한 절차 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 전체 셀 밸런싱 스위치를 진단하는 추가 회로 구성으로 전체 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 방법을 설명하기 위해 도시한 절차 흐름도이다.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
10 : 배터리 팩 20 : 셀 밸런싱 회로
30 : 전압 센싱 회로 40 : 제어부
Rm : 진단 저항 Rd, Rz : 방전 저항
SWb1, SWb2, SWb3 : 셀 밸런싱 스위치 SWz : 진단 스위치

Claims (17)

  1. 다수의 셀을 포함하는 배터리 팩에서 각 셀에 대응하는 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 장치에 있어서,
    각 셀의 양 단자에 연결된 전압 센싱 라인에 병렬 연결되고 상기 셀 밸런싱 스위치와 방전저항을 포함하는 셀 밸런싱 회로;
    상기 셀 밸런싱 회로와 셀 전압 센싱 라인이 연결된 노드(고전위 노드와 저전위 노드)를 기준으로 셀 측 전압 센싱 라인 상에 설치된 진단저항;
    상기 고전위 노드와 저전위 노드 사이의 전압차(이하, 노드간 전압차)에 해당하는 전압을 출력하는 전압 센싱 회로; 및
    상기 셀 밸런싱 스위치 중 진단 대상이 되는 스위치와 인접하는 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 진단 대상 셀 밸런싱 스위치를 턴온 또는 턴오프 시켜 턴온 시와 턴오프 시 인접하는 셀의 노드간 전압차의 변화 패턴을 분석하여 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셀 밸런싱 회로 상의 저전위 노드 측에는 역 방향으로 전압이 인가되는 것을 제한시키는 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 셀 밸런싱 스위치는 전계효과트랜지스터(field effect transistor; FET)인 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 셀의 노드간 전압차가 셀 전압보다 높은 레벨에서 셀 전압으로 감소하면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 셀의 노드간 전압차가 셀 전압과 동일한 레벨에서 그대로 유지되면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 단선되어 있는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 셀의 노드간 전압차가 셀 전압보다 높은 레벨에서 그대로 유지되면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 단락되어 있는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    최 하위에 위치하는 셀 전압 센싱 라인의 저전위 노드로부터 분기된 선로에 설치된 방전저항 및 진단 스위치를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 진단 스위치가 턴오프 상태에서 턴온 상태로 변경되었을 때 전체 셀 밸런싱 스위치의 턴온 또는 턴오프 상태에서 센싱된 전체 셀 전압의 변화 패턴을 분석하여 전체 셀 밸런싱 스위치의 단선 또는 단락 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 진단 스위치가 턴오프 상태에서 턴온 상태로 변경되었을 때 전체 셀 밸런싱 스위치를 턴온 시킨 상태에서 센싱된 전체 셀 전압이 변화되지 않으면 전체 셀 밸런싱 스위치가 단선되어 있는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 진단 스위치가 턴오프 상태에서 턴온 상태로 변경되었을 때 전체 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 센싱한 전체 셀 전압이 일정 레 벨 감소하면 전체 셀 밸런싱 스위치가 단락되어 있는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 셀 밸런싱 스위치에 고장이 발생되었을 경우 고장 발생 사실을 외부로 통보하는 고장 경보기를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 고장 경보기를 통해 시각적 또는 청각적으로 셀 밸런싱 스위치의 고장 발생 사실을 통보하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 장치.
  11. 다수의 셀을 포함하는 배터리 팩에서 각 셀의 양 단자에 연결된 전압 센싱 라인에 병렬 연결되고 각 셀에 대응하는 셀 밸런싱 스위치와 방전저항을 포함하는 셀 밸런싱 회로와, 상기 셀 밸런싱 회로와 셀 전압 센싱 라인이 연결된 노드(고전위 노드와 저전위 노드)를 기준으로 셀 측 전압 센싱 라인 상에 설치된 진단저항과, 상기 셀의 노드간 전압차에 해당하는 전압을 출력하는 전압 센싱 회로를 이용하여 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 셀 밸런싱 스위치를 제어하여 진단 대상이 되는 스위치와 인접하는 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 진단 대상 셀 밸런싱 스위치를 턴온 시킨 후, 인접하는 셀 밸런싱 스위치에 해당하는 셀 밸런싱 회로의 노드간 전압차를 상기 전압 센싱 회로를 통해 센싱하는 단계;
    (b) 상기 셀 밸런싱 스위치를 제어하여 진단 대상이 되는 스위치와 인접하는 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 진단 대상 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 후, 인접하는 셀 밸런싱 스위치에 해당하는 셀 밸런싱 회로의 노드간 전압차를 상기 전압 센싱 회로를 통해 센싱하는 단계; 및
    (c) 상기 진단 대상 셀 밸런싱 스위치의 턴온 또는 턴오프 시 인접하는 셀의 노드간 전압차의 변화 패턴을 분석하여 셀 밸런싱 스위치의 고장 여부와 고장 원인을 판별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 (c) 단계는,
    진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 셀의 노드간 전압차가 셀 전압보다 높은 레벨에서 셀 전압으로 감소하면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 (c) 단계는,
    진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 셀의 노드간 전압차가 셀 전압과 동일한 레벨에서 그대로 유지되면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 단선되어 있는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 (c) 단계는,
    진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 턴온 상태에서 턴오프 상태로 변경되었을 때 인접하는 셀의 노드간 전압차가 셀 전압보다 높은 레벨에서 그대로 유지되면 진단 대상 셀 밸런싱 스위치가 단락되어 있는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    최 하위에 위치하는 셀 전압 센싱 라인의 저전위 노드로부터 분기된 선로에 설치된 방전저항 및 진단 스위치를 더 이용하여 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 방법으로서,
    (a') 상기 전체 셀 밸런싱 스위치를 턴온 시킨 상태에서 각 셀의 제1노드간 전압차를 센싱하여 합산하는 단계;
    (b') 상기 전체 셀 밸런싱 스위치를 턴온 시킨 상태에서 상기 진단 스위치를 턴온 시켜 각 셀의 제2노드간 전압차를 센싱하여 합산하는 단계; 및
    (c') 상기 제1노드간 전압차의 합과 상기 제2노드간 전압차의 합을 비교하여 합이 동일하면 전체 셀 밸런싱 스위치가 단선되어 있는 것으로 판별하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    최 하위에 위치하는 셀 전압 센싱 라인의 저전위 노드로부터 분기된 선로에 설치된 방전저항 및 진단 스위치를 더 이용하여 셀 밸런싱 스위치의 고장을 진단하는 방법으로서,
    (a') 상기 전체 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 각 셀의 제1노드간 전압차를 센싱하여 합산하는 단계;
    (b') 상기 전체 셀 밸런싱 스위치를 턴오프 시킨 상태에서 상기 진단 스위치를 턴온 시켜 각 셀의 제2노드간 전압차를 센싱하여 합산하는 단계; 및
    (c') 상기 제1노드간 전압차의 합보다 상기 제2노드간 전압차의 합이 작으면 전체 셀 밸런싱 스위치가 단락되어 있는 것으로 판별하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 셀 밸런싱 스위치에 고장이 발생되었을 경우 고장 발생 사실을 시각적 또는 청각적으로 외부에 통보하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱 스위치의 고장 진단 방법.
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