KR20170067322A - 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈 및 검출 방법 - Google Patents

차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈 및 검출 방법 Download PDF

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Abstract

차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈이 개시된다. 본 모듈은 고전압 배터리, 고전압 배터리에 탈부착되는 서비스 플러그, 고접압 배터리의 양단에 연결된 절연저항; 및 고전압 배터리에 전기적으로 연결되고, 절연 저항 측정회로를 포함하는 BMS(Battery Managenment System)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 장치 효율성이 향상될 수 있다.

Description

차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈 및 검출 방법{Detecting Module And Method Of Attaching Or Detaching Service Plug Adhesion to Vehicle}
본 발명은 환경 자동차 시스템에 관한 것으로 더 상세하게는 고전압 배터리에 탈부착되는 서비스 플러그의 탈부착을 검출하는 모듈 및 방법에 관한 것이다.
전자제어기술의 비약적인 발전에 따라 차량에서도 기계적인 방법에 의해 동작하던 각종 장치들이 운전자의 편리성 및 운행의 안전성 등의 이유로 전기적인 방법에 의해 구동되고 있으며, 자동차의 시스템은 점차 고도화되고 최첨단화되어 가고 있다.
고전압 배터리 또는 고용량 배터리는 최근 하이브리드 차량 및 전기차 등에 사용되며, 이의 안전한 관리 및 취급을 위해 제어적인 방법과 물리적인 방법의 안전대책이 필요하다.
서비스 플러그는 고전압 배터리 내부의 전체 고전압을 물리적으로 차단할 수 있도록 하는 것으로서, 모든 고전압 배터리에 적용되며, 업체에 따라 Safety Plug, Service Plug, Disconnect Switch 등 다양한 이름으로 불리고 있다.
서비스 플러그가 탈거된 경우 차량 시동이 걸리지 않고, 차량 주행 중 고전압 릴레이 OFF 로 주행이 어렵게 된다.
종래기술에서는 인터락 센싱을 통해 서비스 플러그 탈부착을 검출할 수 있었다. 구체적으로 도 1을 참고하면, 고전압 배터리(H/V Battery)의 양단에 절연저항(11, 12)이 연결된다. 또한, BMS(Battery Management System)는 인터락을 센싱하여 문제가 발생되는 경우, 사용자에게 경고등으로 알린다.
이때, BMS는 서비스 플러그가 정상적으로 부착되어 있는지 확인하기 위해 서비스 플러그 인터락 여부를 아날로그 회로를 구현하여 직접적으로 측정하고 있다. 그러나, 차량 후방 추돌 시, 서비스 플러그가 파손되면 고전압과 인터락 핀(저전압) 간에 쇼트가 발생될 경우 BMS 가 파손되어 절연 파괴 발생될 수 있다.
따라서, 보다 효율적인 서비스 플러그 탈부착 검출 방법의 대두가 요청된다.
공개특허공보 10-2015-0068732호(공개일 2015.06.22)
본 발명은 상술한 종래 기술의 한계점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 일 목적은 충돌에 의한 서비스 플러그가 파손되더라도 높은 안정성을 제공하는 서비스 플러그 탈부착 검출을 수행하는 검출 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 인터락 센싱 회로를 사용하지 않는 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 차량 주행 중에 서비스 플러그가 ON/OFF 되는 상항에서 차량 진단이 해제되는 경우에도 릴레이 재접속 및 림폼 주행(안전한 곳(가령, 갓길)으로 이동가능한 주행)을 제공하는 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈을 제공함에 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈은 고전압 배터리; 상기 고전압 배터리에 탈부착되는 서비스 플러그; 상기 고접압 배터리의 양단에 연결된 절연저항; 및 상기 고전압 배터리에 전기적으로 연결되고, 절연 저항 측정회로를 포함하는 BMS(Battery Management System);를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라, 아래와 같은 효과가 있다.
첫째로, 충돌에 의한 서비스 플러그가 파손되더라도 높은 안정성을 제공하는 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈이 제공됨으로써, 사용자 편의성이 향상될 수 있다.
둘째로, 인터락 센싱 회로를 사용하지 않는 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈이 제공됨으로써, 장치 안정성 및 효율성이 향상될 수 있다.
셋째로, 인터락 센싱 회로가 사용되지 않아, 비용이 절약될 수 있다.
넷째로, 차량 주행 중에 서비스 플러그가 ON/OFF 되는 상항에서 차량 진단이 해제되는 경우에도 릴레이 재접속 및 림폼 주행을 수행하는 차량이 제공됨으로써, 장치 안정성 및 사용자 편의성이 향상될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래기술에서 서비스 플러그 탈부착을 검출하는 회로의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 서비스 플러그 탈부착을 검출하는 회로를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 스위치 조작에 따른 절연 저항의 측정 값을 나타내는 그래프이다.
도 4는 실시예에 따른 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용하는 부착이란 단어는 요소간 결합된 것을 탈착이란 단어는 요소간 분리된 것을 의미한다.
이하에서는 도 2를 참고하여 서비스 플러그 검출 모듈를 설명하기로 한다.
검출 모듈(100)은 고전압 배터리(110, H/V Battery), 절연 저항(120-1, 120-2), 서비스 플러그(130), BMS(140)를 포함한다.
절연 저항(120-1, 120-2)는 고전압 배터리(110)의 양단에 연결된다.
서비스 플러그(130)는 고전압 배터리(110)에 탈부착될 수 있다.
BMS(140)는 서비스 플러그(130)의 탈부착 여부를 판단하는 모듈로, 제1 스위치(147-1), 제2 스위치(147-2), 제1 저항(145-1), 제2 저항(145-2), 제3 저항(143), A/D 컨버터(141)를 포함할 수 있다.
제1 저항(145-1)은 제1 스위치(147-1)로 갑작스럽게 전압이 인가되지 않게하여 제1 스위치(147-1)를 보호한다. 제2 저항(145-2)은 제2 스위치(147-2)로 갑작스런 전압이 인가되지 않게하여 제2 스위치(147-2)를 보호한다.
제3 저항(143)은 A/D 컨버터(141)로 갑작스런 전압이 인가되지 않게 하여 A/D 컨버터(141)를 보호할 수 있다.
BMS(140)는 스위치(147-1, 147-2)의 On/Off를 통해 절연저항(120-1, 120-2), 제1 내지 제3 저항(145-1, 145-2, 143)에 인가되는 전압을 측정할 수 있다. 즉, BMS(140)는 절연 저항 측정회로를 구비하여 절연 저항을 측정할 수 있다.
보다 구체적인 동작은 도 3을 함께 참고하여 설명하기로 한다.
먼저 BMS(140)은 제1 구간(310)에서 제1 스위치(147-1)를 온시키고, 제2 스위치(147-2)를 오프시킨다. 그리고, BMS(140)은 제2 구간(320)에서 제1 스위치(147-1)를 오프시키고, 제2 스위치(147-2)를 온시킨다.
BMS(140)는 제1 구간(310)에서 Ri_negative 를 측정할 수 있다. 즉, BMS(140)는 회로내의 절연저항의 (-)의 전압값을 측정할 수 있다. 또한, BMS(140)는 제2 구간(320)에서 Ri_positive 를 측정할 수 있다. 즉, BMS(140)는 회로내의 절연저항의 (+)의 전압값을 측정할 수 있다. 이와 같이 BMS(140)는 절연저항을 센싱하여 저항(120-1, 120-2, 145-1, 145-2, 143)에 인가되는 전압값을 측정할 수 있다.
여기서, 절연저항 센싱회로는 BMS(140)에 도시된 것과 같은 구성요소를 포함한다. 다만, 제1 저항(145-1), 제2 저항(145-2) 및 제3 저항(143)은 반드시 필요한 구성요소는 아닐 수 있다.
BMS(140)는 제1 구간(310)에서 제1 스위치(147-1)를 온시키고, 제2 스위치(147-2)를 오프시킨 경우, 절연저항 측정회로에 인가되는 전압 값은 0을 초과한 파형 형태(330)로 형성될 수 있다. 이경우, BMS(140)는 서비스 플러그가 부착된 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 인터락 센싱 회로가 없더라도 BMS(140)는 서비스 플러그의 부착여부를 판단할 수 있으므로, 장치 효율성이 향상될 수 있다.
그러나, 서비스 플러그가 고전압 배터리에 탈착된 경우에는 제1 스위치(147-1) 또는 제2 스위치가(147-2)가 온되더라도 전압 값이 0으로 일정하다.
BMS(140)는 회로 내의 저항(120-1, 120-2, 145-1, 145-2, 143)에 걸리는 전압 값을 이용하여 절연 저항의 전압 값을 측정하여 측정된 전압값이 0인 경우 서비스 플러그가 탈착된 것으로 판단한다.
한편, 이하에서는 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 방법을 도 4를 참고하여 설명하기로 한다. 도 2의 도면부호를 함께 참고하기로 한다.
도 4에 따르면, IG On이 되고(S405), BMS(140)는 절연저항에 인가되는 전압 값을 측정한다(S410).
측정된 전압이 0인 경우(S415), BMS(140)는 서비스 플러그가 탈착된 것으로 판단한다(S420). 이경우, BMS(140)는 차량의 주행이 불가능한 것으로 판단한다. 그러면, 차량 진단을 확정하고, 서비스 경고등이 점등되도록 제어한다(S430). BMS(140)는 차량 통신(가령, CAN(Controller Area Network))으로 ECU(Electronic Control Unit)에 차량 주행이 불가능함을 알림으로 제공할 수 있다.
단계 S415에서, 측정된 전압이 0을 초과하는 경우, BMS(140)는 서비스 플러그가 고전압 배터리에 부착된 것으로 판단한다(S435).
그러면, 환경 자동차는 정상 릴레이 시퀀스로 진입된다(S440). 차량은 주행하게 된다. 안전 및 시스템의 보호를 위하여 고전압 배터리의 전류를 차단할 수 있도록 차량에 릴레이가 구비될 수 있다.
차량 주행 중, 다시 절연 저항 측정하고, 측정된 전압값이 0을 초과하는 경우, 서비스 플러그가 계속 고전압 배터리에 부착된 것으로 판단하여 릴레이 유지(S450)하고, 정상 주행되도록 제어한다(S455).
만약 S445 단계에서 측정된 전압 값이 0을 초과하지 못하는 경우(S445), 릴레이가 오프되도록 제어된다(S460). 그러면 타력 주행(동력없이 관성으로 주행)으로 차량이 주행된다.
다시, BMS(140)는 절연 저항 측정하고 측정된 전압이 0을 초과하는 경우, 릴레이를 재접속하도록 제어한다(S475).
이경우는, 차량 주행 중 진동/충격에 의한 서비스 플러그가 부착상태에서 불안정한 경우를 상정한 것이다.
그러면, 서비스 경고등이 점등되고(S480), 림폼주행(파워제한 최소 주행)이 수행된다(S485). 그리하여, 차량을 갓길 등의 안전한 장소로 이동하라는 알림이 제공될 수 있다.
여기서, BMS(140)는 직접 구동시킬 수 없는 동작(릴레이 시퀀스 진입, 릴레이 유지, 정상 주행하도록 제어, 릴레이 재접속, 서비스 경고등 점등, 림폼 주행 등)의 경우, 차량 내 통신을 통해 수행되도록 제어할 수 있다.
본 발명에서는 인터락 센싱 회로는 없는 것으로 상정하였으나, 인터락 센싱 회로가 추가적으로 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈에 포함될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작될 수 있으며, 본 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100 : 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈

Claims (19)

  1. 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈에 있어서,
    고전압 배터리;
    상기 고전압 배터리에 탈부착되는 서비스 플러그;
    상기 고접압 배터리의 양단에 연결된 절연저항; 및
    상기 고전압 배터리에 전기적으로 연결되고, 절연 저항 측정회로를 포함하는 BMS(Battery Management System);를 포함하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연 저항 측정회로는,
    상기 고전압 배터리의 (+)단에 연결된 제1 스위치;
    상기 고전압 배터리의 (-)단에 연결된 제2 스위치; 및
    상기 A/D 컨버터를 포함하며,
    상기 BMS는,
    상기 절연 저항 측정회로에 인가되는 전압 값을 측정하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 A/D 컨버터에 전기적으로 연결된 제1 저항;을 더 포함하며,
    상기 BMS는,
    상기 절연저항 및 상기 제1 저항의 저항 값을 고려하여, 상기 절연 저항 측정회로에 인가되는 전압 값을 측정하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 BMS는,
    상기 절연저항 측정회로에 인가되는 전압 값이 0을 초과하는 경우,
    상기 서비스 플러그가 상기 고전압 배터리에 부착된 것으로 판단하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 BMS는,
    상기 절연저항 측정회로에 인가되는 전압 값이 0인 경우,
    상기 서비스 플러그가 상기 고전압 배터리에 탈착된 것으로 판단하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 스위치에 연결된 제2 저항; 및
    상기 제2 스위치에 연결된 제3 저항;을 더 포함하며,
    상기 BMS는,
    상기 제2 저항 및 제3 저항에 인가되는 전압 값을 추가적으로 고려하여, 상기 절연 저항 측정회로에 인가되는 전압 값을 측정하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 BMS는,
    상기 절연저항 측정회로에 인가되는 전압 값이 0을 초과하는 경우,
    상기 서비스 플러그가 상기 고전압 배터리에 부착된 것으로 판단하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 BMS는,
    상기 절연저항 측정회로에 인가되는 전압 값이 0인 경우,
    상기 서비스 플러그가 상기 고전압 배터리에 탈착된 것으로 판단하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    인터락(InterLock) 센싱 회로;를 추가한, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 BMS는,
    상기 절연저항 측정회로에 인가되는 전압 값이 0을 초과하는 경우, 상기 전압 값은 파형 형태로 변경되는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 모듈.
  11. 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 방법에 있어서,
    BMS(Battery Management System)가 절연 저항을 제1 측정하는 단계;
    측정된 제1 전압이 기 설정된 값을 초과하는 경우, 서비스 플러그가 고전압 배터리에 부착된 것으로 판단하는 단계;
    절연 저항을 제2 측정하는 단계; 및
    측정된 제2 전압이 기 설정된 값을 초과하는 경우, 릴레이를 유지하도록 제어하는 단계;를 포함하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 절연 저항을 제1 측정하는 단계는,
    상기 BMS에 포함된 절연 저항 측정회로에서 측정된 상기 제1 전압을 측정하는 단계;를 포함하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    측정된 제1 전압이 기 설정된 값을 초과하지 않는 경우, 서비스 플러그가 고전압 배터리에 탈착된 것으로 판단하는 단계;를 더 포함하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    차량 진단을 확정하고, 서비스 경고등을 점등하도록 제어하는 단계;를 더 포함하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    측정된 제2 전압이 기 설정된 값을 초과하지 않는 경우, 상기 릴레이를 오프하는 단계;및
    타력 주행하도록 제어하는 단계;를 더 포함하는 단계;를 더 포함하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    절연 저항을 제3 측정하는 단계; 및
    측정된 제3 전압이 기 설정된 값을 초과하는 경우, 상기 릴레이를 재접속하는 단계;
    서비스 경고등을 점등하도록 제어하는 단계; 및
    림폼 주행하도록 제어하는 단계;를 더 포함하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    절연 저항을 제3 측정하는 단계; 및
    측정된 제3 전압이 기 설정된 값을 초과하지 못하는 경우, 진단을 확정하고, 서비스 경고등을 점등하도록 제어하는 단계;를 더 포함하는, 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 방법.
  18. 제11항에 기재된 차량의 서비스 플러그 탈부착 검출 방법을 실현하는 기록매체에 기록된 프로그램.
  19. 제18항에 기재된 프로그램이 기록된 기록매체.
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