KR20100065557A

KR20100065557A - 전지관리장치의 충전기 감지회로

Info

Publication number: KR20100065557A
Application number: KR1020080123935A
Authority: KR
Inventors: 천창열
Original assignee: 천창열
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2010-06-17

Abstract

개시된 내용은 전지관리장치(ＢＭＳ)에서의 충전기 연결을 인식하기 위한 충전기 감지회로에 관한 것이다. 본 발명은 전지팩(Battery Pack)을 제어하고 관리하는 전지관리장치(ＢＭＳ)에서, 전지의 양 단자와 충전기의 양 단자를 서로 연결하는 도선의 경로 상에 트랜지스터를 설치하고, 전지가 방전되어 전지의 양단보다 충전기의 전압이 높을 경우 트랜지스터가 "온(ON)"되도록 하여 충전기 감지신호를 얻도록 구성한다. 따라서, 본 발명은 시스템 전원이 "오프(OFF)"인 상태에서도 전지가 방전되어 충전기 연결시 자동으로 충전기 감지신호를 얻어 전지관리장치(ＢＭＳ)에 이를 인식시켜 충전 제어하도록 함으로써 원활한 충전이 이루어지는 효과를 제공한다.

ＢＭＳ, 전지, 충전기, 릴레이스위치

Description

전지관리장치의 충전기 감지회로{A battery charger sensing circuit of ＢＭＳ}

본 발명은 전지관리장치의 충전기 감지회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전지관리장치(ＢＭＳ)의 전원이 "오프(OFF)"인 상태에서 전지가 방전되어 충전기 연결시 이를 인식하여 전지관리장치(ＢＭＳ)의 작동을 일으킬 수 있는 충전기 감지신호를 얻어 원활한 충전이 이루어질 수 있도록 한 전지관리장치의 충전기 감지회로에 관한 것이다.

일반적으로, 전기자동차, 하이브리드(Hybride) 전기자동차, 전기 오토바이(E-Scooter) 등에서의 모터를 구동하기 위한 전지(Battery)는, 수십 ㎾ 정도의 대용량 전력을 발생하기 위하여 수십 볼트, 수백 암페어 정도의 출력이 가능한 대용량 전지가 사용되는데, 이를 위해서는 단일 셀을 직렬 및/또는 병렬로 연결하여 하나의 전지 모듈을 형성하여 사용해야 한다.

다수개의 셀을 연결하여 하나의 전지 모듈로 사용하는 경우, 해당 각 셀이 지닌 화학적 차이, 물성적 차이, 노후화의 차이 등으로 인해 해당 각 셀 간의 전압차가 발생하게 된다. 이때, 이것을 방치하고 그대로 전지를 사용하는 경우에는, 시간이 지남에 따라 전압이 낮은 셀은 더욱 낮아지게 되고, 결국은 전지 모듈 혹은 전지 팩(Pack) 전체를 새것으로 교체해야 함으로써, 전체적인 전지 수명이 단축되어 경제적인 손실을 초래하게 되는 문제점이 있었다.

그래서, 전지를 총괄 관리하여 전지의 현 상태를 모니터링(Monitoring)하고 그 정보를 사용자에게 전달하는 전지관리장치(Battery Management System; ＢＭＳ)가 전지 모듈을 관리 및 제어하고, 각 셀의 전압을 모니터링하여 전지에 대해 충·방전 동작을 제어하게 된다.

전지관리장치(ＢＭＳ)는 전지팩 내의 셀(Cell)의 충전상태를 모니터링하여 릴레이(Relay)로 충전제어신호 혹은 충전차단제어신호를 발생한다. 릴레이는 전지관리장치(ＢＭＳ)로부터 공급되는 충전제어신호 혹은 충전 차단 제어신호의 입력에 따라 구동되어 해당되는 전지로 충전 전원을 공급하거나 차단한다.

하지만, 현행 전지관리장치(ＢＭＳ)에서의 전지 충전제어방법은 전지관리장치(ＢＭＳ)가 동작하지 않는 "오프(OFF)" 상태에서는 릴레이가 차단됨으로 충전이 불가능한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 점을 감안하여 안출된 것으로, 전지에 충전기 연결시 이를 인식하여 전지관리장치(ＢＭＳ)의 동작을 일으키는 충전기 감지신호를 얻도록 함으로써 원활한 충전이 되도록 한 전지관리장치(ＢＭＳ)의 충전기 감지회로를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지관리장치(ＢＭＳ)의 충전기 감지회로는, 다중전지로 구성된 이차전지의 충전을 제어하는 전지관리장치(ＢＭＳ)에 있어서, 충전기와, 상기 전지관리장치(ＢＭＳ)의 제어에 의하여, 상기 이차전지가 충전기에 연결되도록 스위칭되는 릴레이스위치, 및 상기 이차전지가 방전되어 충전기 연결시, 전지의 양단 보다 충전기의 전압이 높은 것을 통해 이를 인식하여 충전기 감지신호를 얻어 전지관리장치(ＢＭＳ)의 동작을 자동으로 "온(ON)"시키는 충전기 감지회로를 포함한다.

본 발명에 따른 전지관리장치(ＢＭＳ)의 충전기 감지회로는, 전지가 방전되어 충전기를 연결하였을 시에 이를 인식하여 충전기 감지신호를 얻어 전지관리장치(ＢＭＳ)가 작동할 수 있도록 함으로써, 충전이 원활하게 이루어지는 효과를 갖는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전지관리장치(ＢＭＳ)의 충전기 감지회로의 회로도를 나타낸다. 도 1에 나타낸 충전기 감지회로는 전지(10), 전지(10)에 충전전압을 공급하는 충전기(20), 및 전지(10)가 충전기(20)에 연결되도록 스위칭되는 릴레이스위치(RY1,RY2)로 구성된다. 릴레이스위치(RY1,RY2)의 스위칭 동작은 미도시된 전지관리장치(ＢＭＳ)의 제어에 의하여 이루어지며, 전지(10)의 양극(+)과 음극(-)에 연결되는 두 전기단자(11,13)와 충전기(20)의 양극(+)과 음극(-)에 연결되는 두 전기단자(21,23) 사이를 연결하는 도선 경로 상에 각각 설치된다. 도 1의 충전기 감지회로는 또한, 릴레이스위치(RY1,RY2)의 한 단자에 각각 병렬 연결되는 저항(R1,R3), 저항(R1,R3)에 베이스가 각각 연결되고 릴레이스위치(RY1,RY2)의 타 단자에 에미터가 연결되는 트랜지스터(Q1,Q2), 제 1트랜지스터(Q1)의 베이스와 제 2트랜지스터(Q2)의 콜렉터 사이에 연결되는 저항(R2), 그리고 제 1트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 연결되는 저항(R4,R5)으로 구성된다.

이러한 구성을 갖는 도 1의 전지관리장치(ＢＭＳ)에서의 충전기 감지동작에 대해 구체적으로 설명한다.

먼저, 전지관리장치(ＢＭＳ)가 "온(ON)"인 작동 상태에서는 전지(10)의 충전상태를 모니터링하여 전지(10)에 연결되어 있는 릴레이스위치(RY1,RY2)의 스위칭을 제어하여 충전기(20)에서 공급되는 전원이 전지(10)에 공급될 수 있도록 제어한다.

한편, 전지관리장치(ＢＭＳ)가 "오프(OFF)"인 미작동 상태에서는 충전이 필 요한 전지(10)를 인식하지 못하므로 전지(10)가 방전되어 충전기(20)를 연결하더라도 릴레이스위치(RY1,RY2)가 차단되어 충전이 불가능하다.

그래서, 본 발명은 전지관리장치(ＢＭＳ)(미도시)가 "오프(OFF)"인 미작동 상태에서 전지(10)가 방전되어 충전기(20)를 두 전기단자(21,22)에 연결하면 이를 인식하여 전지관리장치(ＢＭＳ)의 작동을 일으키는 충전기 감지신호(CHARGER)를 얻을 수 있도록 한다. 전지(10)가 방전되면 충전레벨이 낮아져 전지(10)의 양단 전압보다 충전기(20)의 전압이 높게 된다. 즉, 충전기(20)의 양극(+) 전압은 전지(10)의 양극(+) 전압 보다 높고, 충전기(20)의 음극(-) 전압은 전지(10)의 음극(-) 전압보다 낮게 된다. 그러면, 전지(10)의 양극(+) 전압이 저항(R1)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되고, 충전기(20)의 양극(+) 전압이 트랜지스터(Q1)의 에미터에 인가되어 pnp형 트랜지스터(Q1)를 "온(ON)" 시킨다. 또한, 전지(10)의 음극(-) 전압이 저항(R3)을 통해 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되고, 충전기(20)의 음극(-) 전압이 트랜지스터(Q2)의 에미터에 인가되어 npn형 트랜지스터(Q2)를 "온(ON)" 시킨다. 트랜지스터(Q1,Q2)가 "온(ON)"됨에 따라, 트랜지스터(Q1)의 콜렉터로부터 인출된 출력단을 통해 충전기 감지신호(CHANGER)가 전지관리장치(ＢＭＳ)로 인가되어 전지관리장치(ＢＭＳ)를 "온(ON)" 상태가 되도록 만든다. 전지관리장치(ＢＭＳ)가 "온(ON)"되어 작동상태가 되면 앞서 설명한 바와 같이, 릴레이스위치(RY1,RY2)를 제어하여 전기단자(11,13,21,23)에 연결된 전지(10)와 충전기(20) 사이가 연결되도록 하여 충전하게 된다.

본 실시예에서는 전지(10)의 양단에 각각 릴레이스위치들(RY1,RY2)을 연결하 여 모두 사용하는 경우에 대해 설명하였지만, 하나만 사용해도 가능하다. 예를 들어, 전지(10)의 하부 즉, 음극(-)에만 릴레이스위치(RY2)가 있는 경우에는 전지(10)의 양극(+)과 충전기(20)의 양극(+)의 전기단자(11,21)를 바로 연결하면 된다. 반대로 전지(10)의 상부 즉, 양극(+)에만 릴레이스위치(RY1)가 있는 경우에는 저항(R2,R3) 및 트랜지스터(Q2)를 사용하지 않으면 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

도 1은 본 발명에 따른 전지관리장치의 충전기 감지회로를 나타내는 회로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 이차전지 20 : 충전기

11,13,21,23 : 전기단자 R1∼R5 : 저항

Q1,Q2 : 트랜지스터 RY1,RY2 : 릴레이스위치

Claims

다중전지로 구성된 이차전지의 충전을 제어하는 전지관리장치(ＢＭＳ)에 있어서,

충전기;

상기 전지관리장치(ＢＭＳ)의 제어에 의하여, 상기 이차전지가 충전기에 연결되도록 스위칭되는 릴레이스위치; 및

상기 이차전지가 방전되어 충전기 연결시, 전지의 양단 보다 충전기의 전압이 높은 것을 통해 이를 인식하여 충전기 감지신호를 얻어 전지관리장치(ＢＭＳ)의 동작을 자동으로 "온(ON)"시키는 충전기 감지회로를 포함하는 전지관리장치(ＢＭＳ)의 충전기 감지회로.
제 1항에 있어서, 상기 충전기 감지회로는

상기 릴레이스위치(RY1,RY2)의 일 단자에 각각 병렬 연결되는 저항(R1,R3);

저항(R1,R3)에 베이스가 각각 연결되고, 릴레이스위치(RY1,RY2)의 타 단자에 에미터가 연결되는 트랜지스터(Q1,Q2);

트랜지스터(Q1)의 베이스와 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 사이에 연결되는 저항(R2); 및

트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 연결되는 저항(R4,R5)을 구비하는 전지관리장치(ＢＭＳ)의 충전기 감지회로.
제 2항에 있어서, 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에는 저항(R1)을 통해 전지의 양극(+) 전압이, 에미터에는 충전기의 양극(+) 전압이 각각 인가되며, 전지가 방전되어 충전기의 양극(+) 전압이 전지의 양극(+) 전압 보다 높게 되면 "온(ON)" 상태가 되어 콜렉터로부터 인출된 출력단을 통해 상기 전지관리장치(ＢＭＳ)에 충전기 감지신호를 보내는 것을 특징으로 하는 전지관리장치(ＢＭＳ)의 충전기 감지회로.
제 2항에 있어서, 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스에는 저항(R3)을 통해 전지의 음극(-) 전압이, 에미터에는 충전기의 음극(-) 전압이 각각 인가되며, 전지가 방전되어 충전기의 음극(-) 전압이 전지의 음극(-) 전압 보다 낮게 되면 "온(ON)" 상태가 되어 콜렉터를 통해 상기 전지관리장치(ＢＭＳ)에 충전기 감지신호를 보내는 것을 특징으로 하는 전지관리장치(ＢＭＳ)의 충전기 감지회로.