KR20160059803A - 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치에 관한 것으로서, 직렬 연결된 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈과 연결되어 상기 배터리 모듈의 배터리 셀들의 충방전 상태를 모니터링 및 제어하는 제어부; 상기 배터리 모듈의 각 배터리 셀의 양극 또는 음극과 상기 제어부를 각각 연결하며, 제1 저항이 포함된 와이어(wire); 상기 배터리 셀 각각에 병렬 연결되어 상기 제1 저항과 함께 필터의 기능을 수행하는 커패시터; 상기 배터리 셀 각각에 병렬 연결되어 상기 제어부를 통해서 각 배터리 셀을 방전하도록 스위칭 제어되는 방전 스위치 및 방전 저항을 포함하는 방전회로부; 및 상기 방전 스위치의 스위칭 제어를 통해서 특정 배터리 셀의 양극 또는 음극 단자와 상기 제어부 사이에 연결된 상기 와이어의 단선 여부를 검출하는 단선 검출부를 포함한다.

Description

배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING DISCONNECTION OF WIRE IN BATTERY MANAGEMENT SYSTEM}
본 명세서는 전기 에너지를 이용하는 장치에 사용될 수 있는 배터리 관리 시스템(Battery Management System)에 관한 것으로, 특히 배터리 셀들의 와이어 단선을 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 고전압의 배터리를 사용하는 산업기기, 가정기기 및 자동차 등 다양한 장치가 등장하고 있으며 특히 자동차 기술분야에서는 고전압 배터리 사용이 더욱 활발해지고 있다.
가솔린이나 중유 등의 화석연료를 주연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기오염 등 공해발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서 최근에는 공해발생을 줄이기 위하여, 전기자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.
전기자동차(EV; electric Vehicle)는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말한다. 즉, 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 자동차를 구동시키는 전기자동차는 가솔린 자동차보다 먼저 개발되었으나, 배터리의 무거운 중량, 배터리 용량의 한계 및 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 상용화되지 못하다가 최근 에너지 및 환경 문제가 심각해지면서 1990년대부터 실용화를 위한 연구가 본격화 되었다.
한편, 최근 배터리 기술이 비약적으로 발전하면서 전기자동차 및 화석연료와 전기에너지를 적응적으로 사용하는 하이브리드 자동차(HEV)가 상용화되고 있다. HEV는 가솔린과 전기를 함께 동력원으로 사용하기 때문에 연비 개선 및 배기가스 저감 측면에서 긍정적인 평가를 받고 있으며, 완전한 전기 자동차로 진화하는 중간 역할을 할 것으로 기대되고 있다.
이러한 전기 에너지를 이용하는 HEV 및 EV 자동차는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지(cell)가 하나의 팩(pack)으로 형성된 배터리를 주동력원으로 이용하기 때문에 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 작은 장점이 있다.
이와 같이 전기 에너지를 이용하는 자동차는 배터리의 성능이 자동차의 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 각 전지 셀의 전압, 전체 배터리의 전압 및 전류 등을 측정하여 각 전지 셀의 충방전을 효율적으로 관리할 뿐만 아니라, 각 전지 셀을 센싱하는 셀 센싱 IC의 상태를 모니터링하여 해당 셀의 안정적인 컨트롤이 가능한 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)이 절실히 요구되는 실정이다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 1을 참조하면, 차량용 배터리 관리 시스템은 복수의 배터리 셀들이 직렬로 연결된 배터리 팩(10) 및 배터리 제어회로(30)를 포함한다.
배터리 팩(10)은 직렬 연결된 복수의 배터리 셀(C1, C2, C3)을 포함하며, 배터리 셀들(C1, C2, C3)에 충전된 고전압 직류 전력을 모터 등의 차량 전자 장치에 공급한다.
배터리 제어회로(30)는 배터리 팩(10)과 연결되어 배터리 팩(10)의 충방전 상태를 모니터링하고, 배터리 팩(10)의 충방전 동작을 제어한다. 즉, 배터리 팩(10)의 배터리 셀(C1, C2, C3)들은 제어회로(30)와 각각 연결되어 제어회로(30)에서 각 셀의 충방전 상태를 모니터링하고 셀의 충방전 동작을 수행한다.
이때, 셀들 간을 연결하는 와이어가 끊어져서 open이 발생되거나 또는 내부 저항이 높아지는 경우 배터리 팩(10) 내부로 흘러야 하는 충전 전류가 제어회로(30) 내부로 유입되어 제어회로(30)의 소손이 발생되는 것을 방지하기 위한 보호저항 R이 도시된 바와 같이 각셀과 제어회로(30) 사이에 구성된다. 그리고, 배터리 셀(C1, C2, C3)로부터 제어회로(30)로 입력되는 신호의 노이즈를 제거하기 위한 필터 역할을 하는 RC 회로가 배터리 팩(10)과 제어회로(30) 사이에 구성된다.
또한, 배터리 팩(10)과 제어회로(30) 사이에는 셀간의 충전 전압의 밸런싱을 유지하기 위한 밸런싱 저항 r과 스위치 SW가 각 셀 별로 각각 구성되어 제어기(30)의 제어 신호에 따라서 각 셀별로 셀 밸런싱을 위한 방전이 가능하다.
그러나, 종래기술에 따르면 도시된 바와 같이, 각 셀과 제어회로(30) 사이에 형성된 와이어의 단선을 확인할 수 있는 커버리지 A1이 매우 작아서 여전히 시스템의 이상 유무를 검출하는 것에 한계가 있다.
본 명세서는 배터리 관리 시스템에서 배터리 셀과 제어기 간에 연결된 와이어의 단선을 보다 효율적으로 검출할 수 있는 단선 진단 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치는 직렬 연결된 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈과 연결되어 상기 배터리 모듈의 배터리 셀들의 충방전 상태를 모니터링 및 제어하는 제어부; 상기 배터리 모듈의 각 배터리 셀의 양극 또는 음극과 상기 제어부를 각각 연결하며, 제1 저항이 포함된 와이어(wire); 상기 배터리 셀 각각에 병렬 연결되어 상기 제1 저항과 함께 필터의 기능을 수행하는 커패시터; 상기 배터리 셀 각각에 병렬 연결되어 상기 제어부를 통해서 각 배터리 셀을 방전하도록 스위칭 제어되는 방전 스위치 및 방전 저항을 포함하는 방전회로부; 및 상기 방전 스위치의 스위칭 제어를 통해서 특정 배터리 셀의 양극 또는 음극 단자와 상기 제어부 사이에 연결된 상기 와이어의 단선 여부를 검출하는 단선 검출부를 포함한다.
또한, 상기 장치에 있어서 상기 제1 저항의 일단은 상기 배터리 셀의 양극 또는 음극과 연결되며, 상기 제1 저항의 타단은 상기 커패시터, 상기 방전회로부 및 상기 제어부의 입력단과 연결되며, 상기 단선 검출부는 상기 배터리 셀의 양극 또는 음극 단자부터 상기 제어부의 입력단까지의 단선 여부를 검출할 수 있다.
또한, 상기 제1 저항의 타단과 상기 제어부의 입력단 사이에는 제2 저항을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 저항의 크기는 100Ω 이하 이며, 상기 제2 저항의 크기는 1KΩ 이상 이며, 상기 커패시터는 100nF 이상으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 장치에 있어서 상기 배터리 모듈은 연속하여 직렬 연결된 제1 배터리 셀, 제2 배터리 셀 및 제3 배터리 셀을 포함하며, 상기 제2 배터리 셀의 양극에서 연결된 상기 와이어에 단선이 발생한 경우, 상기 단선 검출부는 상기 제2 배터리 셀의 양극과 연결된 상기 제어부의 입력단에서 측정되는 전압을 V라 하고, 상기 제2 배터리 셀의 과방전 임계 전압을 VTH1이라 하고, 상기 제2 배터리 셀의 과충전 임계 전압을 VTH2라고 할 때, 상기 제1 내지 제3 배터리 셀의 방전 스위치를 모두 개방하였다가, 상기 제2 배터리 셀의 방전 스위치를 닫은 후 다시 개방하였을 때 측정된 상기 전압 V가 상기 VTH1 보다 작으면 상기 와이어에 단선이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단선 검출부는 상기 제1 내지 제3 배터리 셀의 방전 스위치를 모두 개방하였다가, 상기 제2 배터리 셀의 방전 스위치를 닫은 후 다시 개방하였을 때 측정된 상기 전압 V가 상기 VTH1 보다 작고, 이후 제2 배터리 셀의 방전 스위치를 개방한 상태에서 제1 배터리 셀 및 제3 배터리 셀의 방전 스위치를 닫은 후 다시 개방하여 측정한 상기 전압 V가 상기 VTH2보다 크면 상기 와이어에 단선이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장치에 있어서 상기 제어부, 상기 방전 스위치 및 상기 단선 검출부는 집적회로(IC)로 구성되며, 상기 집적회로와 상기 배터리 모듈은 다수의 상기 와이어를 통해서 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리 모듈과 상기 와이어를 통해서 연결되는 상기 집적회로에는 상기 배터리 셀과 연결된 각각의 입력단자 내부에 상기 배터리 셀로부터 유입되는 고전압 신호로부터 상기 제어기를 보호하기 위한 보호저항이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 배터리 셀과 제어기 간에 연결된 와이어의 단선을 검출할 수 있는 단선 진단 장치 및 방법이 제공되는 효과가 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따르면, 보다 넓은 범위의 와이어 단선 검출이 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리 관리 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 일실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치의 회로도이다.
도 3은 본 명세서의 다른 일실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치의 회로도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 단선 진단 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 명세서의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치 및 방법에 대해 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 명세서의 일실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치의 회로도이다.
도 2에 도시된, 배터리 관리 시스템은 직렬 연결된 다수의 배터리 셀(VC1, VC2, VC3, VC4)을 포함하는 배터리 모듈(10)과, 배터리 모듈과 연결되어 각 배터리 셀(VC1, VC2, VC3, VC4)들의 충방전 상태를 모니터링 하고 필요시 셀 밸런싱을 수행하는 제어부(30)를 포함한다. 본 실시예에서는 설명의 편의상 배터리 셀을 4개의 경우로 한정하여 도시하였으나, 배터리 셀의 개수는 이보다 적거나 많을 수 있으며, 경우에 따라서는 다수의 배터리 셀을 포함하는 다수의 배터리 모듈로 구성될 수도 있다.
각 배터리 셀(VC1, VC2, VC3, VC4)의 양극(+) 및 음극(-) 단자는 각각 와이어(Wire)(L1, L2, L3, L4, L5)를 통해서 제어부(30)와 연결된다.
각 와이어의 전단에는 저항 Ra가 연결되며, 저항 Ra의 타단을 통해서 커패시터 C1, C2, C3 및 C4가 각 배터리 셀(VC1, VC2, VC3, VC4)과 병렬 연결된다. 상기 저항 Ra와 커패시터 C1, C2, C3 및 C4은 "RC 필터"를 구성함으로써, 각 셀로부터 공급되는 전력의 노이즈를 제거한다.
통상, 도시된 저항 Ra는 각 셀로부터 유입되는 고 전압으로부터 제어부(30) 를 보호하는 역할을 수행한다. 그러나 본 실시예에서는 저항 Ra를 "RC 필터"의 저항으로만 사용하며, 대신 보호 저항의 역할을 수행하는 별도의 보호저항을 제어부(30) 전단에 구성하도록 할 수도 있다. 즉, 저항 Ra의 크기를 기존의 보호저항 역할을 수행하는 수 KΩ 의 고가 저항을 사용하지 않고, 종래 대비 극히 작은 값을 갖는 수 백Ω 내지 수 십Ω 정도로 구성한다. 이 경우, "RC 필터"의 특성이 저하되거나 변경되지 않도록 커패시터 C의 값을 보다 큰 용량으로 대체한다. 즉, 저항 Ra를 종래 대비 1/10 정도 수준의 값을 갖는 저항으로 대체하고, 커패시터 (C1, C2, C3, C4)를 종래 대비 10배 정도 수준의 값을 갖는 커패시터로 변경함으로써 필터의 성능을 그대로 유지하면서 회로의 특성이 변경되지 않도록 한다. 대신, 보호 저항의 역할을 수행할 수 있는 별도의 보호저항을 제어부(30) 입력단에 추가로 설치할 수도 있다.
도 3은 본 명세서의 다른 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치로서, 저항 Ra의 값이 작아진 대신 보호저항의 역할을 수행하는 저항 Rc가 제어부(30) 입력단에 추가로 구성된 실시예를 도시한 도면이다.
도 1의 회로도에서 저항 R의 값이 1KΩ 이고, 커패시터 C의 값이 10nF 라고 가정 하면, 도 3의 회로도에서는 저항 Ra의 값을 100Ω 으로 구성하고, 커패시터 (C1, C2, C3, C4)의 값을 100nF으로 구성하고, 저항 Rc의 값을 1KΩ으로 구성할 수 있다.
이와 같이 저항 Ra의 특성을 작은 저항값을 갖는 소자로 변경함으로써, 종래 밸런싱용 저항 r을 저항 Ra의 전단이 아닌 후단부로 변경하여 설치하는 것이 가능하다.
도 1과 도 2(또는 도 3)를 비교하면, 도 1에서는 보호저항 R의 크기가 수 KΩ 정도로 매우 큰 값을 갖고 있기 때문에 방전저항 r이 보호저항 R의 전단부에 병렬 연결되어야 했다. 따라서, 와이어의 단선 검출이 가능한 커버리지 A1가 셀의 양극 또는 음극 단자부터 보호저항 R의 전단부까지 극히 협소한 한계가 존재하였다. 그러나, 도 2 또는 도 3에서는 저항 Ra의 크기가 수백 내지 수십 Ω 정도로 매우 작은 값을 갖고 있기 때문에 저항으로 인한 영향이 극히 미미하며, 따라서 와이어의 단선 검출이 가능한 커버리지 A2가 셀의 양극 또는 음극 단자로부터 저항 Ra의 후단부까지 넓어질 수 있게 된다.
도시된 바와 같이, 배터리 셀(VC1, VC2, VC3, VC4) 각각에는 제어부(30)를 통해서 각 배터리 셀을 방전하도록 스위칭 제어되는 방전 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4) 및 방전 저항 Rb을 포함하는 방전회로부가 병렬 연결된다. 상기 방전회로부는 특히 저항 Ra의 후단부에서 와이어(L1, L2, L3, L4, L5)에 병렬 연결 형성된다.
제어부(30)는 각 셀의 충전 전압을 주기적으로 모니터링하여 셀 간의 전압 편차가 큰 경우 특정 셀의 방전 스위치를 on/off 제어하여 셀 밸런싱을 유지한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어부(30)와 방전 스위치 들은 하나의 집적회로(IC)(100)로 설계될 수 있다. 그리고 각각의 와이어와 연결되는 집적회로(100)의 입력단 내부에는 배터리 셀로부터 유입되는 고전압 신호로부터 제어회로(100)의 손상을 보호하기 위한 보호저항 Rc가 포함될 수도 있다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 단선 진단 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
예를 들어, 도 2 및 도 3의 회로도에서 제2 배터리 셀의 양극 단자에 연결된 와이어 L2에서 단선(X)이 발생한 것으로 가정한다.
이때, 제어부(30)는 셀 1 내지 셀3의 스위치 SW1, SW2 및 SW3를 도 4와 같이 제어하여 B 지점의 전압을 측정함으로써 L2의 단선 여부를 검출할 수 있다.
먼저, 제2 배터리 셀의 전압을 VC2라 하고, 제2 배터리 셀의 양극(+)과 연결된 제어부(30)의 입력단 B에서 측정되는 전압을 V2라 하고, 제2 배터리 셀의 과방전 임계 전압을 VTH1이라 하고, 제2 배터리 셀의 과충전 임계 전압을 VTH2라고 가정한다. 이때, Ra로 인한 전압 변화량은 거의 미미한 것으로 가정하며, 실제 Ra의 저항은 매우 작은 값으로 설정되기 때문에 B 지점의 전압 V2에 큰 영향을 미치지 않는다.
우선, 단선이 발생한 셀을 포함한 이웃한 셀의 방전 스위치 SW1, SW2 및 SW3를 모두 개방한다. 이 경우 B 지점에서 전압 V2는 초기에 커패시터 C2에 축적된 전하로 인하여 제2 배터리 셀의 전압 VC2와 같거나 다소 낮게 형성될 것이다.
이후, 제1 배터리 셀 및 제3 배터리 셀의 스위치 SW1 및 SW3는 그대로 개방 상태를 유지한 채, 제2 배터리 셀의 스위치 SW2를 닫는다. 이 경우, L2에 단선이 발생하였으므로, 커패시터 C2에 축적된 전하가 급격히 방전됨으로써 B 지점의 전압 V2은 급격하게 강하되어 도시된 바와 같이 거의 0의 값에 수렴하게 된다. 만약, L2에 단선 X가 발생하지 않았다면, 제2 배터리 셀 VC2로부터 전압이 공급되므로 B 지점의 전압 V2는 거의 변동이 없을 것이다.
이후, 제2 배터리 셀의 방전 스위치 SW2를 다시 개방 상태로 변경하고 B 지점의 전압 V2를 측정한다. 이 경우 L2와 L3 사이에 설치된 커패시터 C2로 주변 전하가 유입되어 축적이 될 수 있으므로 전압이 상승할 수 있다. 그러나, L2가 단선인 상태이기 때문에 정상 상태의 전압에 비하여 매우 낮은 값을 갖게 된다. 따라서, 제2 배터리 셀의 정상상태에서 과방전 임계 전압 VTH1과 비교하여도 단선 상태의 B 지점에서 측정된 전압 값은 도시된 바와 같이 낮은 값을 갖게 된다. 이와 같은 상태(SW1, SW2, SW3 재 개방 상태)에서 V2 값을 측정하여 과방전 임계 전압 VTH1과 비교함으로써 특정 와이어 L2의 단선 여부를 판단하는 것이 가능하다.
이후, 보다 정확한 단선 검출을 위하여, 제2 배터리 셀의 방전 스위치 SW2를 개방 상태로 변경한 후, 다시 제1 및 제3 배터리 셀의 SW1 및 SW3을 닫힘 상태로 변경한다. 이때, 커패시터 C2에는 제1 배터리 셀의 커패시터 C1과 제3 배터리 셀의 커패시터 C3와 직렬 연결됨으로써 VC1 및 VC3 전압값이 더해지게 된다. 따라서, B 지점에서는 도시된 바와 같이 급격한 전압 상승이 발생되며, 이때 B 지점의 전압 V2를 측정하면 정상 상태의 전압에 비하여 매우 높은 값을 갖게 된다. 따라서, 제2 배터리 셀의 정상상태에서 과충전 임계 전압 VTH2과 비교하여도 단선 상태의 B 지점에서 측정된 전압 값은 도시된 바와 같이 높은 값을 갖게 된다. 이와 같은 상태(SW2 개방, SW1 및 SW3 닫은 후 재 개방 상태)에서 V2 값을 측정하여 과충전 임계 전압과 비교함으로써 특정 와이어 L2의 단선 여부를 판단하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 와이어의 단선 여부를 판단하는 기준 전압 값은 배터리 셀의 과방전 임계 전압 VTH1 보다 다소 낮은 값으로 설정하거나, 배터리 셀의 과충전 임계 전압을 VTH2 보다 다소 높은 값으로 설정될 수 있다.
본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 배터리 팩, 배터리 모듈 VC1,VC2,VC3,VC4 : 배터리 셀
30 : 제어회로, 제어부
R,Ra : 저항 r,Rb : 방전저항
Rc : 보호저항 C : 커패시터
A1,A2 : 단선 검출 커버리지
SW,SW1,SW2,SW3,SW4 : 스위치 100: 집적회로(IC)
VTH1 : 과방전 임계 전압 VTH2 : 과충전 임계 전압

Claims (8)

  1. 차량용 배터리 관리 시스템에 있어서,
    직렬 연결된 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈;
    상기 배터리 모듈과 연결되어 상기 배터리 모듈의 배터리 셀들의 충방전 상태를 모니터링 및 제어하는 제어부;
    상기 배터리 모듈의 각 배터리 셀의 양극 또는 음극과 상기 제어부를 각각 연결하며, 제1 저항이 포함된 와이어(wire);
    상기 배터리 셀 각각에 병렬 연결되어 상기 제1 저항과 함께 필터의 기능을 수행하는 커패시터;
    상기 배터리 셀 각각에 병렬 연결되어 상기 제어부를 통해서 각 배터리 셀을 방전하도록 스위칭 제어되는 방전 스위치 및 방전 저항을 포함하는 방전회로부; 및
    상기 방전 스위치의 스위칭 제어를 통해서 특정 배터리 셀의 양극 또는 음극 단자와 상기 제어부 사이에 연결된 상기 와이어의 단선 여부를 검출하는 단선 검출부를 포함하는 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 저항의 일단은 상기 배터리 셀의 양극 또는 음극과 연결되며, 상기 제1 저항의 타단은 상기 커패시터, 상기 방전회로부 및 상기 제어부의 입력단과 연결되며,
    상기 단선 검출부는 상기 배터리 셀의 양극 또는 음극 단자부터 상기 제어부의 입력단까지의 단선 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 저항의 타단과 상기 제어부의 입력단 사이에는 제2 저항을 더 포함하는 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 저항의 크기는 100Ω 이하 이며, 상기 제2 저항의 크기는 1KΩ 이상 이며,
    상기 커패시터는 100nF 이상인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 연속하여 직렬 연결된 제1 배터리 셀, 제2 배터리 셀 및 제3 배터리 셀을 포함하며,
    상기 단선 검출부는, 상기 제2 배터리 셀의 양극(+)과 연결된 상기 제어부의 입력단에서 측정되는 전압을 V라 하고, 상기 제2 배터리 셀의 과방전 임계 전압을 VTH1이라 하고, 상기 제2 배터리 셀의 과충전 임계 전압을 VTH2라고 할 때,
    상기 제1 내지 제3 배터리 셀의 방전 스위치를 모두 개방하였다가, 상기 제2 배터리 셀의 방전 스위치를 닫은 후 다시 개방하였을 때 측정된 상기 전압 V가 상기 VTH1 보다 작으면 상기 제2 배터리 셀의 양극(+)에서 연결된 상기 와이어에 단선이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 단선 검출부는,
    상기 제1 내지 제3 배터리 셀의 방전 스위치를 모두 개방하였다가, 상기 제2 배터리 셀의 방전 스위치를 닫은 후 다시 개방하였을 때 측정된 상기 전압 V가 상기 VTH1 보다 작고,
    이후, 제2 배터리 셀의 방전 스위치를 개방한 상태에서 제1 배터리 셀 및 제3 배터리 셀의 방전 스위치를 닫은 후 다시 개방한 상태에서 측정한 상기 전압 V가 상기 VTH2보다 크면 상기 제2 배터리 셀의 양극(+)에서 연결된 상기 와이어에 단선이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부, 상기 방전 스위치 및 상기 단선 검출부는 집적회로(IC)로 구성되며, 상기 집적회로와 상기 배터리 모듈은 다수의 상기 와이어를 통해서 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 배터리 모듈과 상기 와이어를 통해서 연결되는 상기 집적회로에는 상기 배터리 셀과 연결된 각각의 입력단자 내부에 상기 배터리 셀로부터 유입되는 고전압 신호로부터 상기 제어부를 보호하기 위한 보호저항이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치.
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