KR20110130340A - 전원 장치 - Google Patents
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Abstract
[과제] 퓨즈가 용단되는 전류를, 회로가 과전류로 손상되는 것을 방지하는 전류값으로 설정하면서, 퓨즈가 잘못 용단되어 배터리의 출력을 차단하는 것을 방지한다.
[해결 수단] 전원 장치는 부하에 전력을 공급하는 배터리(1)와, 이 배터리(1)의 전류를 컨트롤하는 전류 조정 회로(2)와, 배터리(1)와 직렬로 접속하고 있는 퓨즈(6)와, 배터리(1)의 정격 전류, 온도, 전압, 잔용량 중 적어도 하나를 파라미터로 하여 배터리(1)에 흘릴 수 있는 제1 허용 전류를 연산하는 제1 연산 회로(3)와, 퓨즈(6)에 흐르는 전류의 적산값으로부터 퓨즈(6)를 용단하는 일 없이 흘릴 수 있는 제2 허용 전류를 연산하는 제2 연산 회로(4)를 구비하고 있다. 전원 장치는 전류 조정 회로(2)가 제1 연산 회로(3)에서 연산되는 제1 허용 전류와 제2 연산 회로(4)에서 연산되는 제2 허용 전류보다 배터리(1)의 전류를 작게 제어하고 있다.
[해결 수단] 전원 장치는 부하에 전력을 공급하는 배터리(1)와, 이 배터리(1)의 전류를 컨트롤하는 전류 조정 회로(2)와, 배터리(1)와 직렬로 접속하고 있는 퓨즈(6)와, 배터리(1)의 정격 전류, 온도, 전압, 잔용량 중 적어도 하나를 파라미터로 하여 배터리(1)에 흘릴 수 있는 제1 허용 전류를 연산하는 제1 연산 회로(3)와, 퓨즈(6)에 흐르는 전류의 적산값으로부터 퓨즈(6)를 용단하는 일 없이 흘릴 수 있는 제2 허용 전류를 연산하는 제2 연산 회로(4)를 구비하고 있다. 전원 장치는 전류 조정 회로(2)가 제1 연산 회로(3)에서 연산되는 제1 허용 전류와 제2 연산 회로(4)에서 연산되는 제2 허용 전류보다 배터리(1)의 전류를 작게 제어하고 있다.
Description
본 발명은 배터리와 직렬로 접속하고 있는 퓨즈로 배터리의 비정상인 과전류를 차단하는 전원 장치에 관한 것이며, 특히 퓨즈의 정격 전류보다 작은 전류로 퓨즈가 용단(溶斷)되는 것을 방지하는 전원 장치에 관한 것이다.
배터리의 비정상인 과전류를 방지하기 위해 퓨즈를 직렬로 접속하고 있는 전원 장치는 개발되어 있다(특허 문헌 1 참조). 이 전원 장치는 퓨즈의 정격 전류를 넘는 전류가 배터리에 흐르면, 퓨즈를 용단하여 회로를 보호한다. 특허 문헌 1의 전원 장치를 도 1에 나타내고 있다. 이 전원 장치는 전지(91)를 2조(組)의 전지 블록(95)으로 분할하고, 전지 블록(95)은 퓨즈(98)를 통하여 직렬로 접속되어 있다. 추가로, 전지(91)의 출력측에는 컨택터(92)를 접속하고 있다. 이 배터리 시스템은 전지(91)에 과전류가 흐르면 퓨즈(98)를 용단하여 전지(91)의 전류를 차단한다. 이 배터리 시스템은 과전류로 퓨즈(98)를 용단하여 높은 안전성을 실현한다.
퓨즈는 용단되는 정격 전류보다 작은 전류이어도, 큰 전류가 흐르는 시간이 길어지면 용단되는 특성이 있다. 정격 전류보다 작은 전류로 퓨즈가 용단되면, 배터리의 출력이 차단되어 사용할 수 없게 된다. 이 결점은 퓨즈를 용단시키는 정격 전류를 크게 하여 방지할 수 있다. 단, 용단되는 정격 전류를 크게 하면, 배터리에 비정상인 과전류가 흐르는 상태에서 신속하게 전류를 차단할 수 없게 되는 폐해가 있다. 퓨즈는 배터리에 비정상인 과전류가 흐르는 상태에서 신속하게 용단되지만, 차단할 필요 없이 큰 전류로 용단되지 않는 특성이 요구된다. 단, 퓨즈는 흐르는 전류로 가열되어 용단되기 때문에, 이 특성을 만족하는 것은 지극히 어렵다. 그것은 전류가 흘러서 발생하는 줄열(Joule's heat)로 가온(加溫)되는 퓨즈의 온도가 전류의 크기뿐만 아니라, 전류의 적분값으로 상승하기 때문이다. 예를 들어, 배터리의 최대 전류를 300A로 제한하기 위해서는 배터리와 직렬로, 정격 전류를 300A로 하는 퓨즈가 접속된다. 이 퓨즈는 소정의 시간, 배터리에 300A의 전류가 흘러서 용단되어 전류를 차단한다. 그렇지만 300A보다 작은 전류, 예를 들어 280A의 전류가 긴 시간 흘러도 용단되기 때문에, 300A보다 작은 전류로 용단되고, 배터리의 전류를 차단해 버리는 결점이 있다.
퓨즈는 배터리와 직렬로 보호 소자로서 접속되고, 용단된 상태로부터 자기 복귀하지 않기 때문에, 과전류로 용단된 후에는 배터리를 사용할 수 없게 한다. 따라서 차량을 주행시키는 모터에 전력을 공급하는 전원 장치에 사용되는 상태에 있어서, 정격 전류보다 작은 전류로 퓨즈가 용단되면, 모터로 차량을 주행할 수 없게 되는 폐해가 발생한다. 이 때문에, 퓨즈는 배터리의 과전류를 방지하지만, 과전류가 흐르지 않는 상태에서 용단되지 않는 것이 중요하다.
또한, 퓨즈는 반복해서 큰 전류가 흐르면 열화(劣化)하여, 퓨즈를 용단시키는 실질적인 정격 전류가 작아지는 특성이 있다. 예를 들어, 정격 전류의 50% 이상의 과전류는 퓨즈를 용단시키는 전류를 정격 전류보다 작아지게 하는 원인이 된다. 이 때문에, 반복해서 큰 전류가 흐른 퓨즈는 용단되는 전류가 정격 전류보다 작아져서, 규정의 전류보다 작은 과전류로 용단되어, 부하에 전력을 공급할 수 없게 되는 폐해가 있다.
[선행 기술 문헌]
[특허 문헌]
[특허 문헌 1] 일본 특개 2008-193776호 공보
본 발명은 이 결점을 해결하는 것을 목적으로 개발된 것이다. 본 발명의 중요한 목표는 퓨즈가 용단되는 전류를, 회로가 과전류로 손상되는 것을 방지하는 전류값으로 설정하면서, 퓨즈가 잘못 용단되어 배터리의 출력을 차단하는 것을 방지할 수 있는 전원 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 전원 장치는, 부하에 전력을 공급하는 배터리(1)와; 이 배터리(1)의 전류를 컨트롤하는 전류 조정 회로(2)와; 배터리(1)와 직렬로 접속하고 있는 퓨즈(6)와; 배터리(1)의 정격 전류, 온도, 전압, 잔용량 중 적어도 하나를 파라미터로 하여 배터리(1)에 흘릴 수 있는 제1 허용 전류를 연산하는 제1 연산 회로(3)와; 퓨즈(6)에 흐르는 전류의 적산값으로부터 퓨즈(6)를 용단하는 일 없이 흘릴 수 있는 제2 허용 전류를 연산하는 제2 연산 회로(4)를 구비하고 있다. 전원 장치는 전류 조정 회로(2)가 제1 연산 회로(3)에서 연산되는 제1 허용 전류와, 제2 연산 회로(4)에서 연산되는 제2 허용 전류보다 배터리(1)의 전류를 작게 제어하고 있다.
이상의 전원 장치는 회로가 과전류로 손상되는 것을 방지하는 전류값으로 설정하면서, 퓨즈가 잘못 용단되어 배터리의 출력을 차단하는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다. 그것은 퓨즈가 잘못 용단되지 않도록, 퓨즈의 전류로부터 퓨즈 온도를 연산하고, 이 연산되는 퓨즈 온도로부터 퓨즈가 용단되지 않은 전류값을 연산하고, 이 전류값을 넘지 않도록 배터리의 전류를 제어하기 때문이다.
본 발명의 전원 장치는 제2 연산 회로(4)가 퓨즈(6)에 흐르는 전류의 적산값과 주위 온도으로부터 퓨즈 온도를 연산하고, 이 퓨즈 온도로부터 제2 허용 전류를 연산할 수 있다.
이상의 전원 장치는 전류의 적산값에 더하여 퓨즈의 주위 온도로부터 제2 허용 전류를 연산하기 때문에, 퓨즈가 용단되는 전류를 보다 정확하게 연산하고, 회로를 보호하면서 퓨즈의 비정상인 용단을 방지할 수 있는 특징이 있다.
본 발명의 전원 장치는 제2 연산 회로(4)가 1초 이하의 주기에서 전류의 적산값으로부터 퓨즈 온도를 연산하여 제2 허용 전류를 연산할 수 있다.
이상의 전원 장치는 1초 이하의 주기에서 퓨즈의 제2 허용 전류를 연산하므로, 배터리에 흐를 수 있는 최대 전류를 신속하게 연산하여 정확하게 컨트롤할 수 있는 특징이다.
본 발명의 전원 장치는 제2 연산 회로(4)가 퓨즈(6)의 설정 온도를 기억하고 있고, 연산되는 퓨즈 온도가 설정 온도보다 낮은 상태에서 제2 허용 전류를 퓨즈(6)의 정격 전류로 하고, 퓨즈 온도가 설정 온도보다 높은 상태에서 제2 허용 전류를 정격 전류보다 작게 할 수 있다.
이상의 전원 장치는 설정 온도보다 높은지 여부로, 퓨즈가 용단되는 제2 허용 전류를 연산하기 때문에, 퓨즈가 현실적으로 용단되는 전류를 보다 정확하게 연산하고, 퓨즈로 배터리의 비정상인 과전류를 확실하게 방지하면서 퓨즈의 비정상인 용단을 방지할 수 있다.
본 발명의 전원 장치는 퓨즈(6)의 전류를, 배터리(1)의 전류를 검출하는 센서로 검출할 수 있다.
이상의 전원 장치는 퓨즈의 전류를 검출하기 위해 전용의 전류 센서를 마련할 필요가 없어서, 회로 구성을 간단하게 하여 퓨즈의 제2 허용 전류를 연산할 수 있다.
본 발명의 전원 장치는 제2 연산 회로(4)가 퓨즈(6)에 흐르는 전류의 적산값과 퓨즈(6)의 열화로부터 제2 허용 전류를 연산할 수 있다.
이상의 전원 장치는 퓨즈가 열화하는 상태에 있어서도, 배터리를 비정상인 과전류로부터 방지하면서 퓨즈의 비정상인 용단을 방지할 수 있는 특징이 있다.
본 발명의 전원 장치는 부하를, 차량을 주행시키는 모터(22)로 하고, 이 차량측에 전류 조정 회로(2)를 마련할 수 있다. 이 전원 장치는 제1 연산 회로(3)에서 연산되는 제1 허용 전류와, 제2 연산 회로(4)에서 연산되는 제2 허용 전류로부터 배터리(1)의 허용 전류를 특정하여 차량측의 전류 조정 회로(2)에 전송할 수 있다.
이 전원 장치는 차량측에 배치되는 전류 조정 회로에 전송되는 신호에 의해, 배터리의 전류를 컨트롤하여, 퓨즈의 비정상인 용단을 방지하면서, 배터리의 과전류를 퓨즈로 확실하게 방지할 수 있으므로, 회로를 보호하면서 차량을 배터리로 안전하게 주행시킬 수 있는 특징이 있다.
본 발명에 의하면, 퓨즈가 용단되는 전류를, 회로가 과전류로 손상되는 것을 방지하는 전류값으로 설정하면서, 퓨즈가 잘못 용단되어 배터리의 출력을 차단하는 것을 방지할 수 있는 전원 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 전원 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 장치의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 장치의 퓨즈의 온도를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 장치의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 장치의 퓨즈의 온도를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 전원 장치를 예시하는 것으로서, 본 발명은 전원 장치를 이하의 것으로 특정하지 않는다. 또한, 이 명세서는 특허 청구의 범위를 이해하기 쉽게, 실시예에 나타나는 부재에 대응하는 번호를, 「특허 청구의 범위」 및 「과제를 해결하기 위한 수단의 란」에 나타나는 부재에 부기하고 있다. 단, 특허 청구의 범위에 나타나는 부재를, 실시예의 부재로 특정하는 것은 결코 아니다.
본 발명의 전원 장치는 하이브리드카, 플러그인 하이브리드카, 전기 자동차 등의 차량을 주행시키는 모터에 전력을 공급하는 전원에 사용되거나 또는 대전력을 공급하는 전원에 사용된다.
도 2의 전원 장치는 부하인 모터(22)에 DC/AC 인버터(21)를 통하여 전력을 공급하는 배터리(1)와, DC/AC 인버터(21)를 제어하여 배터리(1)의 전류를 컨트롤하는 전류 조정 회로(2)와, 배터리(1)와 직렬로 접속되고, 배터리(1)의 비정상인 과전류를 차단하는 퓨즈(6)와, 배터리(1)의 정격 용량, 전압, 전류, 잔용량 중 적어도 하나를 파라미터로 하여 배터리(1)에 흘릴 수 있는 제1 허용 전류를 연산하는 제1 연산 회로(3)와, 퓨즈(6)에 흐르는 전류의 적산값으로부터 퓨즈(6)를 용단하는 일 없이 흘릴 수 있는 제2 허용 전류를 연산하는 제2 연산 회로(4)를 구비하고 있다.
도 2의 전원 장치는 제1 연산 회로(3)에서 연산되는 제1 허용 전류와, 제2 연산 회로(4)에서 연산되는 제2 허용 전류로부터, 배터리(1)의 허용 전류를 결정하는 전류 제한값 결정 회로(5)를 구비한다. 전류 제한값 결정 회로(5)는 제1 허용 전류와 제2 허용 전류를 비교하여, 작은 전류값을 배터리(1)의 허용 전류로 한다. 즉, 제1 허용 전류가 제2 허용 전류보다 작은 상태에 있어서는 제1 허용 전류를 배터리(1)의 허용 전류로 하고, 제2 허용 전류가 제1 허용 전류보다 작은 상태에 있어서는 제2 허용 전류를 배터리(1)의 허용 전류로 하고, 제1 허용 전류와 제2 허용 전류가 동일한 전류값이면, 어느 전류값을 배터리(1)의 허용 전류로 하여 전류 제어 신호를 전류 조정 회로(2)에 전송한다.
도면에 나타내는 전원 장치는 전류 조정 회로(2)를 차량측에 배치하고 있다. 차량측의 전류 조정 회로(2)는 전류 제한값 결정 회로(5)로부터 전송되는 전류 제어 신호로 DC/AC 인버터(21)를 컨트롤하여, 배터리(1)의 최대 전류를 배터리(1)의 허용 전류보다 작게 제어한다. 즉, 전류 조정 회로(2)는 제1 연산 회로(3)에서 연산되는 제1 허용 전류와 제2 연산 회로(4)에서 연산되는 제2 허용 전류보다 배터리(1)의 최대 전류가 작아지도록 DC/AC 인버터(21)를 컨트롤하여, 퓨즈(6)의 비정상인 용단을 방지한다. 단, 전원 장치는 전류 조정 회로를, 전원 장치측에 배치할 수도 있다. 이 전원 장치는 전원 장치측에 배치된 전류 조정 회로로 차량측의 DC/AC 인버터를 컨트롤하여, 배터리의 최대 전류를 허용 전류보다 작게 제어한다.
전류 조정 회로(2)는 퓨즈(6)의 비정상인 용단을 방지하도록, 배터리(1)의 최대 전류를 컨트롤한다. 단, 배터리(1)에 허용 전류보다 큰 과전류가 흐르는 상태에 있어서는 퓨즈(6)가 용단되어 회로를 보호한다. 즉, 전류 조정 회로(2)는 항상 퓨즈(6)가 용단되지 않도록 배터리(1)의 전류를 컨트롤하는 것이 아니고, 배터리(1)의 비정상인 과전류에서는 퓨즈(6)를 용단하여 회로를 보호하지만, 배터리(1)가 허용할 수 있는 전류 범위에 있으면서 퓨즈(6)가 용단되어 전류가 차단되는 것을 방지한다.
퓨즈(6)는 배터리(1)의 비정상인 과전류로 용단되는 정격 용량으로 설정하고 있다. 단, 차량용의 전원 장치에 있어서는 퓨즈(6)를 용단하는 정격 용량을 100A ~ 500A로 설정한다. 단, 차량용의 전원 장치에 있어서도, 모터나 배터리의 용량, 추가로 배터리의 종류나 차량의 주행 조건 등에 의해, 퓨즈의 정격 용량은 최적값으로 설정된다.
제1 연산 회로(3)는 배터리(1)의 과방전이나 과충전을 방지하고, 추가로 배터리(1)의 과전류를 방지하기 위해, 배터리(1)의 정격 전류, 배터리(1)의 온도, 배터리(1)의 전압, 배터리(1)의 잔용량 중 적어도 하나, 또는 이들 복수를 파라미터로 하여 배터리(1)에 흘릴 수 있는 제1 허용 전류를 연산한다. 바람직하게, 제1 연산 회로(3)는 배터리(1)의 정격 전류, 온도, 전압, 잔용량 모두를 파라미터로 하여 제1 허용 전류를 연산한다. 정격 전류, 온도, 잔용량으로부터 제1 허용 전류를 연산하는 제1 연산 회로는 정격 전류, 온도, 잔용량에서 연산되는 전류로부터 최저의 전류값을 제1 허용 전류로 한다.
제1 연산 회로(3)는 배터리(1)의 정격 전류를 최대의 전류값으로 하고, 이 정격 전류를, 배터리(1)의 온도, 전압, 잔용량으로 보정하여 제1 허용 전류를 연산한다. 제1 연산 회로(3)는 배터리(1)의 온도가 높아지거나, 또는 낮아지면 제1 허용 전류를 배터리(1)의 정격 전류보다 작게 보정한다. 예를 들어, 제1 연산 회로(3)는 배터리(1)의 온도가 미리 설정한 최고 온도보다 높아지면, 제1 허용 전류를 배터리(1)의 정격 전류보다 작게 하고, 또 배터리(1)의 온도가 최적 온도보다 낮아져도, 제1 허용 전류를 배터리(1)의 정격 전류보다 작게 보정한다. 제1 연산 회로(3)는 배터리(1)의 온도에 대한 제1 허용 전류를 함수로서 기억하거나, 또는 룩업 테이블로서 메모리에 기억하고 있다.
또한, 제1 연산 회로(3)는 배터리(1)를 방전하고 있는 상태에 있어서, 배터리(1)의 전압이 미리 설정한 최저 전압보다 낮아지면 제1 허용 전류를 정격 전류보다 작게 보정하고, 추가로 방전 정지 전압까지 저하하면 제1 허용 전류를 0A로 한다. 또, 배터리(1)를 충전하고 있는 상태에 있어서는 배터리(1)의 전압이 미리 설정한 최고 전압보다 높아지면 제1 허용 전류를 정격 전류보다 작게 보정하고, 추가로 충전 정지 전압까지 상승하면 제1 허용 전류를 0A로 한다.
추가로 또, 제1 연산 회로(3)는 배터리(1)를 방전하고 있는 상태에 있어서, 배터리(1)의 잔용량이 미리 설정한 최저의 잔용량보다 작아지면 제1 허용 전류를 정격 전류보다 작게 보정하고, 추가로 과방전되는 잔용량, 예를 들어 잔용량이 0까지 저하하면 제1 허용 전류를 0A로 한다. 또, 배터리(1)를 충전하고 있는 상태에 있어서는 배터리(1)의 잔용량이 미리 설정한 최고의 잔용량보다 많아지면 제1 허용 전류를 정격 전류보다 작게 보정하고, 추가로 과충전되는 잔용량, 예를 들어 잔용량이 100%까지 상승하면 제1 허용 전류를 0A로 한다.
제1 연산 회로(3)는 배터리(1)를 충방전하는 전류로부터 잔용량을 연산한다. 배터리(1)의 잔용량은 충전 전류의 적산값을 가산하고, 방전 전류의 적산값을 감산하여 연산된다. 또, 전류의 적산값에서 연산되는 잔용량은 배터리(1)의 전압값으로 보정하여 보다 정확하게 연산한다. 이 제1 연산 회로(3)는 방전하고 있는 배터리(1)의 전압이 잔용량을 0으로 하는 전압까지 저하하면, 전류의 적산값으로 연산된 잔용량을 0로 보정하고, 또 충전하고 있는 배터리(1)의 전압이 잔용량을 100%으로 하는 전압까지 상승하면 잔용량을 100%로 보정한다.
제2 연산 회로(4)는 퓨즈(6)에 흐르는 전류의 적산값으로부터 퓨즈(6)의 온도를 추정하고, 이 퓨즈 온도로부터 퓨즈(6)를 용단하는 일 없이 흘릴 수 있는 전류의 최대값을 제2 허용 전류로 하여 연산한다. 제2 연산 회로(4)는 주위 온도와 전류의 적산값 양쪽으로부터 퓨즈(6)의 온도를 보다 정확하게 추정할 수 있다. 전류의 적산값은 퓨즈(6)의 온도 상승을 특정하고, 주위 온도는 온도 상승하지 않은 상태에서의 퓨즈 온도를 특정하기 때문이다. 이 주위 온도는 온도 센서(8)로 검출할 수 있다. 단, 주위 온도와 비교하여 퓨즈(6)의 온도 상승이 크기 때문에, 주위 온도를 상온으로 하여, 온도 상승으로부터 퓨즈 온도를 추정하는 것도 가능하다.
퓨즈(6)의 온도 상승은 흐르는 전류에서 발생하는 줄열과 퓨즈(6)의 방열 특성으로 특정된다. 제2 연산 회로(4)는 일정한 주기에서 퓨즈(6)의 온도 상승을 연산한다. 제2 연산 회로(4)는 0.5sec의 주기에서 퓨즈(6)의 온도 상승을 연산한다. 단, 제2 연산 회로는 1초 이하의 주기에서 퓨즈의 온도를 연산할 수도 있다. 제2 연산 회로(4)가 퓨즈(6)의 온도를 연산하는 주기를 짧게 하여, 퓨즈(6)의 온도 상승을 신속하게 검출할 수 있다. 또, 퓨즈 온도를 연산하는 주기를 길게 하여, 처리 능력이 낮은 염가의 연산 회로로 연산할 수 있다.
퓨즈(6)의 온도는 전류에서 발생하는 줄열로 상승하고, 방열되는 열에너지로 저하한다. 줄열은 흐르는 전류의 제곱과 전기 저항과 시간의 곱으로 연산된다. 전류는 배터리(1)의 전류를 검출하는 전류 센서(7)에서 검출된다. 전기 저항은 미리 특정되어 있다. 따라서 제2 연산 회로(4)는 전류의 제곱의 적분값과 전기 저항의 곱을 연산하여 발생하는 줄열을 연산할 수 있다. 퓨즈(6)로부터 방열되는 열에너지는 퓨즈(6)를 배치하고 있는 주위의 환경과 퓨즈 온도로 특정된다. 따라서 제2 연산 회로(4)는 퓨즈 온도에 대한 방열 에너지를 함수로서 또는 룩업 테이불로서 메모리에 기억하고 있다. 제2 연산 회로(4)는 발생하는 줄열로부터 방열 에너지를 감산하여, 퓨즈(6)를 가열하는 에너지를 연산한다. 퓨즈(6)의 온도 상승은 퓨즈(6)를 가열하는 에너지와 퓨즈(6)의 열용량으로부터 연산된다. 온도 상승은 퓨즈(6)를 가열하는 에너지에 비례하고, 퓨즈(6)의 비열에 반비례한다. 제2 연산 회로(4)는 퓨즈(6)의 열용량을 메모리에 기억하고, 가열되는 에너지로부터 퓨즈(6)의 온도 상승을 연산한다.
또한, 제2 연산 회로(4)는 퓨즈 온도로부터 제2 허용 전류를 연산한다. 퓨즈(6)는 온도가 상승함에 따라서 작은 전류로 용단된다. 따라서 제2 연산 회로(4)는 퓨즈 온도가 용단되는 온도에 접근함에 따라서 제2 허용 전류를 작게 한다. 제2 연산 회로(4)는 퓨즈 온도에 대한 제2 허용 전류를 함수로서 또는 룩업 테이블에 기억하고 있고, 연산되는 퓨즈 온도로부터 제2 허용 전류를 특정한다.
이상의 제2 연산 회로(4)는 퓨즈(6)에 흐르는 전류의 적산값으로부터 퓨즈 온도를 연산하고, 이 퓨즈 온도로부터 제2 허용 전류를 연산한다. 제2 연산 회로(4)는 퓨즈 온도를 연산하는 일 없이, 전류의 적산값으로부터 직접 제2 허용 전류를 연산할 수도 있다. 이 제2 연산 회로는 전류의 적산값에 대한 제2 허용 전류를 함수로서 또는 룩업 테이블에 메모리에 기억하고 있다. 이 제2 연산 회로는 전류의 적산값을, 메모리에 기억하고 있는 함수나 룩업 테이블과 비교하여, 제2 허용 전류를 연산한다.
제1 연산 회로(3)에서 연산되는 제1 허용 전류와 제2 연산 회로(4)에서 연산되는 제2 허용 전류는 전류 제한값 결정 회로(5)에 출력되고, 전류 제한값 결정 회로(5)는 제1 허용 전류와 제2 허용 전류 중 작은 전류값을 선택하여 전류 제어 신호로서 전류 조정 회로(2)에 출력한다. 전류 조정 회로(2)는 입력되는 전류 제어 신호로 DC/AC 인버터(21)를 제어하여, 배터리(1)의 최대 전류가 제1 허용 전류와 제2 허용 전류를 넘지 않도록, 부하인 모터(22)에 전력을 공급한다. 또, 차량용의 전원 장치에 있어서는 발전기(23)가 배터리(1)를 충전하는 전류가 제1 허용 전류와 제2 허용 전류를 넘지 않도록, 전류 조정 회로(2)로 DC/AC 인버터(21)를 제어하여, 배터리(1)를 충전한다.
이상의 전원 장치는 제1 허용 전류뿐만 아니라, 제1 허용 전류와 제2 허용 전류의 양쪽으로 배터리(1)의 최대 전류를 제한하므로, 배터리(1)를 충방전하는 상태에 있어서 퓨즈(6)의 온도는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 퓨즈(6)의 용단 온도까지 상승하지 않고, 배터리(1)에 허용할 수 있는 전류 범위에서 퓨즈(6)가 용단되는 일은 없다. 이 때문에, 퓨즈(6)로 배터리(1)의 과전류를 방지하면서, 퓨즈(6)의 비정상인 용단을 확실하게 저지할 수 있는 특징이 있다.
1ㆍㆍㆍ배터리
2ㆍㆍㆍ전류 조정 회로
3ㆍㆍㆍ제1 연산 회로
4ㆍㆍㆍ제2 연산 회로
5ㆍㆍㆍ전류 제한값 결정 회로
6ㆍㆍㆍ퓨즈
7ㆍㆍㆍ전류 센서
8ㆍㆍㆍ온도 센서
21ㆍㆍㆍDC/AC 인버터
22ㆍㆍㆍ모터
23ㆍㆍㆍ발전기
91ㆍㆍㆍ전지
92ㆍㆍㆍ컨택터
95ㆍㆍㆍ전지 블록
98ㆍㆍㆍ퓨즈
2ㆍㆍㆍ전류 조정 회로
3ㆍㆍㆍ제1 연산 회로
4ㆍㆍㆍ제2 연산 회로
5ㆍㆍㆍ전류 제한값 결정 회로
6ㆍㆍㆍ퓨즈
7ㆍㆍㆍ전류 센서
8ㆍㆍㆍ온도 센서
21ㆍㆍㆍDC/AC 인버터
22ㆍㆍㆍ모터
23ㆍㆍㆍ발전기
91ㆍㆍㆍ전지
92ㆍㆍㆍ컨택터
95ㆍㆍㆍ전지 블록
98ㆍㆍㆍ퓨즈
Claims (7)
- 부하에 전력을 공급하는 배터리(1)와,
이 배터리(1)의 전류를 컨트롤하는 전류 조정 회로(2)와,
상기 배터리(1)와 직렬로 접속하고 있는 퓨즈(6)와,
상기 배터리(1)의 정격 전류, 온도, 전압, 잔용량 중 적어도 하나를 파라미터로 하여 배터리(1)에 흘릴 수 있는 제1 허용 전류를 연산하는 제1 연산 회로(3)와,
퓨즈(6)에 흐르는 전류의 적산값으로부터 퓨즈(6)를 용단(溶斷)하는 일 없이 흘릴 수 있는 제2 허용 전류를 연산하는 제2 연산 회로(4)를 구비하고 있고,
상기 전류 조정 회로(2)가 상기 제1 연산 회로(3)에서 연산되는 제1 허용 전류와, 상기 제2 연산 회로(4)에서 연산되는 제2 허용 전류보다 배터리(1)의 전류를 작게 제어하여 이루어지는 전원 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2 연산 회로(4)가 퓨즈(6)에 흐르는 전류의 적산값과 주위 온도로부터 퓨즈 온도를 연산하고, 이 퓨즈 온도로부터 제2 허용 전류를 연산하는 전원 장치. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제2 연산 회로(4)가 1초 이하의 주기에서 전류의 적산값으로부터 퓨즈 온도를 연산하여 제2 허용 전류를 연산하는 전원 장치. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 연산 회로(4)가 퓨즈(6)의 설정 온도를 기억하고 있고, 연산되는 퓨즈 온도가 설정 온도보다 낮은 상태에서 제2 허용 전류를 퓨즈(6)의 정격 전류로 하고, 퓨즈 온도가 설정 온도보다 높은 상태에서 제2 허용 전류를 정격 전류보다 작게 하는 전원 장치. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈(6)의 전류가 배터리(1)의 전류를 검출하는 센서로 검출되는 전원 장치. - 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 연산 회로(4)가 퓨즈(6)에 흐르는 전류의 적산값과 퓨즈(6)의 열화(劣化)로부터 제2 허용 전류를 연산하는 전원 장치. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
부하가 차량을 주행시키는 모터(22)이며, 상기 전류 조정 회로(2)가 차량측에 마련되어 있고,
상기 제1 연산 회로(3)에서 연산되는 제1 허용 전류와, 상기 제2 연산 회로(4)에서 연산되는 제2 허용 전류로부터 배터리(1)의 허용 전류를 특정하여 차량측의 상기 전류 조정 회로(2)에 전송하는 전원 장치.
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FR3046873B1 (fr) * | 2016-01-19 | 2019-06-21 | Renault S.A.S | Procede et dispositif de protection d'une architecture electrique |
JP2017158268A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 三洋電機株式会社 | 電源システム |
FR3059115B1 (fr) * | 2016-11-23 | 2019-05-10 | Sagemcom Broadband Sas | Systeme de gestion de consommation electrique dans un appareil |
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JP2003259508A (ja) * | 2002-02-26 | 2003-09-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 電気自動車用の電源装置 |
JP2004266951A (ja) * | 2003-03-03 | 2004-09-24 | Nissan Motor Co Ltd | 車輌用電源システム |
JP2006112786A (ja) * | 2004-10-12 | 2006-04-27 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池の残容量検出方法及び電源装置 |
US7515444B2 (en) * | 2005-11-01 | 2009-04-07 | Schumacher Electric Corporation | Converter with selective current mode and voltage mode controlled switching |
JP4509040B2 (ja) * | 2006-02-08 | 2010-07-21 | 三洋電機株式会社 | パック電池の制御方法 |
TWI381570B (zh) * | 2006-03-31 | 2013-01-01 | Sanyo Electric Co | 匣式電池 |
KR100839382B1 (ko) * | 2006-10-16 | 2008-06-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법 |
JP4740167B2 (ja) * | 2007-02-01 | 2011-08-03 | 三洋電機株式会社 | 車両用の電源装置 |
JP2008261896A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Sony Corp | 撮像装置、ストロボ装置、および充電制御方法 |
JP4551942B2 (ja) * | 2008-03-14 | 2010-09-29 | 本田技研工業株式会社 | ハイブリッド直流電源システム、燃料電池車両及び蓄電装置の保護方法 |
US8140278B2 (en) * | 2008-07-28 | 2012-03-20 | Littelfuse, Inc. | Intelligent fuse holder and circuit protection systems |
JP5159498B2 (ja) * | 2008-07-29 | 2013-03-06 | 三洋電機株式会社 | ハイブリッドカーの電源装置における電池の充放電制御方法 |
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