KR20180057231A - 배터리 고장 방지 장치 - Google Patents

배터리 고장 방지 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180057231A
KR20180057231A KR1020160155620A KR20160155620A KR20180057231A KR 20180057231 A KR20180057231 A KR 20180057231A KR 1020160155620 A KR1020160155620 A KR 1020160155620A KR 20160155620 A KR20160155620 A KR 20160155620A KR 20180057231 A KR20180057231 A KR 20180057231A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
battery
resistor
output
state
Prior art date
Application number
KR1020160155620A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101927124B1 (ko
Inventor
김영민
Original Assignee
현대오트론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대오트론 주식회사 filed Critical 현대오트론 주식회사
Priority to KR1020160155620A priority Critical patent/KR101927124B1/ko
Publication of KR20180057231A publication Critical patent/KR20180057231A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101927124B1 publication Critical patent/KR101927124B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B60L11/1861—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y02T10/7216—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리 고장 방지 장치에 대한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치는 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 차량에 장착된 배터리의 고장을 방지하는 배터리 고장 방지 장치에 있어서, 상기 배터리의 전압을 입력받아 일정한 전압으로 변화시켜 출력하는 레귤레이터; 상기 배터리의 전압을 입력받아 제1 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 전압 상태를 나타내는 제1 상태 전압을 출력하는 제1 전압 분배기; 상기 레귤레이터의 출력을 입력받아 제2 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 과충전 여부를 판단하는 과충전 기준 전압을 출력하는 제2 전압 분배기; 및 상기 제1 전압 분배기의 출력인 상기 제1 상태 전압과 상기 제2 전압 분배기의 출력인 상기 과충전 기준 전압을 비교하여 상기 배터리의 과충전 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 배터리가 과충전된 경우, 상기 배터리를 제어하는 BMS(Battery Management System)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력하는 제1 비교기를 포함한다.

Description

배터리 고장 방지 장치{APPARATUS FOR PREVENTING TROUBLE OF BATTERY}
본 발명은 배터리 고장 방지 장치에 대한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 차량의 시동이 오프된 상태에서도 차량에 구비된 배터리의 과충전/과방전 여부를 판단하여 이를 방지하는 기술에 관한 것이다.
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 및 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화되지 못하다가 최근 에너지 및 환경 문제가 심각해지면서 1990년대부터 실용화를 위한 연구가 시작되었다.
또한, 최근 배터리 기술이 비약적으로 발전하면서 전기자동차 및 화석연료와 전기에너지를 적응적으로 사용하는 하이브리드 자동차(HEV)가 상용화되고 있다.
HEV 및 EV 자동차는 전기 모터의 구동 전력을 제공하는 고전압 배터리(메인 배터리)가 필수적으로 장착되는데, 차량 운행 중에 고전압 배터리는 충/방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급하게 된다. 또한, 상기 메인 배터리와 함께 차량 전장품의 구동 전력을 제공하는 저전압 배터리(보조 배터리)가 장착된다.
이와 더불어, HEV 및 EV 자동차에는 메인 배터리와 보조 배터리의 충/방전을 제어하고, 과충전/과방전을 방지하며, 전압 센싱 등 배터리의 전반적인 동작을 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)이 장착된다.
한편, BMS는 차량의 시동이 온(on)된 경우에만 작동하므로, 차량의 시동이 오프(off)된 경우에는 배터리의 상태를 관리할 수 없게 된다. 따라서, 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 배터리를 충전하는 경우, 상기 배터리가 과충전되어도 이를 방지할 방법이 없게 된다. 또한, 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 배터리가 방전되는 경우, 상기 배터리가 과방전되어도 이를 방지할 방법이 없게 된다.
특히, 최근 보조 배터리는 리튬이온 성분을 갖는 배터리로 바뀌어 가는 추세인데, 이와 같은 리튬이온 성분을 갖는 배터리는 과충전 또는 과방전이 되어버리는 경우, 배터리 자체를 교체해야 하므로 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서도 과충전 및 과방전을 방지할 필요성이 있다.
미국 특허공개공보 제2014-0070772호
본 발명은 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 차량에 구비된 보조 배터리를 충전하는 경우, 보조 배터리의 과충전을 방지하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 차량에 구비된 보조 배터리가 방전되는 경우, 보조 배터리의 과방전을 방지하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치는 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 차량에 장착된 배터리의 고장을 방지하는 배터리 고장 방지 장치에 있어서, 상기 배터리의 전압을 입력받아 일정한 전압으로 변화시켜 출력하는 레귤레이터; 상기 배터리의 전압을 입력받아 제1 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 전압 상태를 나타내는 제1 상태 전압을 출력하는 제1 전압 분배기; 상기 레귤레이터의 출력을 입력받아 제2 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 과충전 여부를 판단하는 과충전 기준 전압을 출력하는 제2 전압 분배기; 및 상기 제1 전압 분배기의 출력인 상기 제1 상태 전압과 상기 제2 전압 분배기의 출력인 상기 과충전 기준 전압을 비교하여 상기 배터리의 과충전 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 배터리가 과충전된 경우, 상기 배터리를 제어하는 BMS(Battery Management System)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력하는 제1 비교기를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전압 분배기는 제1 저항 및 제2 저항을 포함하고, 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 상기 배터리로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전압 분배비는 상기 제1 저항의 저항값과 상기 제2 저항의 저항값이 3:1 비율을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 전압 분배기는 제3 저항 및 제4 저항을 포함하고, 상기 제3 저항 및 상기 제4 저항은 상기 레귤레이터로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 레귤레이터는 DC to DC Converter인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 비교기는 상기 제1 상태 전압이 상기 과충전 기준 전압을 초과하는 경우, 상기 배터리를 과충전으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 배터리의 전압을 입력받아 제3 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 전압 상태를 나타내는 제2 상태 전압을 출력하는 제3 전압 분배기; 상기 레귤레이터의 출력을 입력받아 제4 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 과방전 여부를 판단하는 과방전 기준 전압을 출력하는 제4 전압 분배기; 및 상기 제3 전압 분배기의 출력인 상기 제2 상태 전압과 상기 제4 전압 분배기의 출력인 상기 과방전 기준 전압을 비교하여 상기 배터리의 과방전 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 배터리가 과방전된 경우, 상기 배터리를 제어하는 BMS(Battery Management System)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력하는 제2 비교기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 전압 분배기는 제5 저항 및 제6 저항을 포함하고, 상기 제5 저항 및 상기 제6 저항은 상기 배터리로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 전압 분배비는 상기 제5 저항의 저항값과 상기 제6 저항의 저항값이 5:4 비율을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제4 전압 분배기는 제7 저항 및 제8 저항을 포함하고, 상기 제7 저항 및 상기 제8 저항은 상기 레귤레이터로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 비교기는 상기 제2 상태 전압이 상기 과방전 기준 전압 미만인 경우, 상기 배터리를 과방전으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 차량에 구비된 보조 배터리를 충전하는 경우에도 보조 배터리의 과충전을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 차량에 구비된 보조 배터리가 방전되는 경우에도 보조 배터리의 과방전을 방지하는 효과가 있다.
따라서, 본 발명은 보조 배터리가 과충전 또는 과방전된 것으로 판단한 경우에만 BMS를 웨이크업 시켜 전력 소모를 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치가 포함된 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 과충전 방지부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 과방전 방지부의 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 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 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치가 포함된 블록도이다.
도 1을 참조하면, 배터리(10), 배터리 고장 방지 장치(20) 및 BMS(30)의 연결관계를 확인할 수 있다.
배터리(10)는 차량에 구비된 전장품에 구동 전력을 제공하는 저전압 배터리를 의미한다. 배터리(10)는 12V의 전압을 갖는 리튬이온 배터리를 의미할 수 있다.
배터리 고장 방지 장치(20)는 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 차량에 장착된 배터리(10)의 과충전 또는 과방전을 방지한다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
BMS(30)는 웨이크 업되는 경우, 배터리(10)의 전압을 센싱하고, 충/방전 상태를 제어한다. 이에 따라, BMS(30)는 배터리(10)의 과충전 상태 및 과방전 상태를 방지할 수 있다.
BMS(30)는 상기 차량의 시동이 온(on) 상태에서만 웨이크 업되는 것이 일반적이다. 따라서, 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 배터리(10)가 충전되는 경우, BMS(30)도 오프(off)되어 있어 배터리(10)가 과충전되어도 방지할 수 없게 된다. 또한, 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 배터리(10)와 상기 차량의 부하를 연결하는 스위치가 온(on)되어 배터리(10)가 방전되는 경우, BMS(30)도 오프(off)되어 있어 배터리(10)가 과방전되어도 방지할 수 없게 된다.
그렇다고, 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서도 BMS(30)를 항상 온(on) 상태로 유지하는 것은 전력 소모가 커지는 문제점이 있다. 따라서, 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 배터리(10)의 과충전 또는 과방전 상황이 발생한 경우에만 BMS(30)를 웨이크 업시키는 것이 필요하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 고장 방지 장치의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 배터리 고장 방지 장치(20)는 레귤레이터(21), 과충전 방지부(22) 및 과방전 방지부(23)를 포함한다.
레귤레이터(21)는 배터리(10)의 전압을 입력받아 일정한 전압으로 변화시켜 출력한다. 이때, 레귤레이터(21)는 DC to DC Converter를 의미할 수 있다. 예를 들어, 레귤레이터(21)는 배터리(10)로부터 10 V의 전압을 입력받든, 9 V의 전압을 입력받든 5 V의 일정한 전압으로 변화시켜 출력할 수 있다.
과충전 방지부(22)는 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 차량에 장착된 배터리(10)의 과충전을 방지한다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 후술한다.
과방전 방지부(23)는 상기 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 차량에 장착된 배터리(10)의 과방전을 방지한다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
도 3은 본 발명의 과충전 방지부의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 과충전 방지부(22)는 제1 전압 분배기(24), 제2 전압 분배기(25) 및 제1 비교기(26)를 포함한다.
제1 전압 분배기(24)는 배터리(10)의 전압을 입력받아 제1 전압 분배비로 전압 분배하여 배터리(10)의 전압 상태를 나타내는 제1 상태 전압을 출력한다. 제1 전압 분배기(24)는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함한다. 예를 들어, 제1 전압 분배기(24)는 배터리(10)로부터 16 V의 전압이 입력될 때 4 V의 전압이 출력되도록 설정된 제1 전압 분배비로 배터리(10)의 현재 전압 상태를 나타내는 제1 상태 전압을 출력할 수 있다. 즉, 제1 전압 분배기(24)는 R1 : R2 = 3 : 1 이라는 제1 전압 분배비로 배터리(10)의 전압을 분배할 수 있다.
이때, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 배터리(10)로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는다. 예를 들어, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 1 MΩ 이상의 저항값을 갖을 수 있다.
제2 전압 분배기(25)는 레귤레이터(21)의 출력을 입력받아 제2 전압 분배비로 전압 분배하여 배터리(10)의 과충전 여부를 판단하는 과충전 기준 전압을 출력한다. 제2 전압 분배기(25)는 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)을 포함한다. 예를 들어, 제2 전압 분배기(25)는 레귤레이터(21)의 출력을 입력받아 R3 : R4 = 1 : 1 라는 제2 전압 분배비로 전압 분배하여 배터리(10)의 과충전 여부를 판단하는 과충전 기준 전압을 출력할 수 있다.
이때, 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)은 레귤레이터(21)로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는다. 예를 들어, 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)은 1 MΩ 이상의 저항값을 갖을 수 있다.
한편, 제1 전압 분배기(24)에서 출력되는 상기 제1 상태 전압은 배터리(10)의 현재 전압 상태에 따라 다른 값이 출력되나, 제2 전압 분배기(25)에서 출력되는 상기 과충전 기준 전압은 배터리(10)의 과충전 여부를 판단하는 기준 전압이므로 최초 설정된 레귤레이터(21)의 출력과 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4) 값에 따라 고정된 값이 출력된다. 예를 들어, 제2 전압 분배기(25)에서 출력되는 상기 과충전 기준 전압은 4 V일 수 있다.
제1 비교기(26)는 제1 전압 분배기(24)의 출력인 상기 제1 상태 전압과 제2 전압 분배기(25)의 출력인 상기 과충전 기준 전압을 비교하여 배터리(10)의 과충전 여부를 판단한다. 제1 비교기(26)는 상기 제1 상태 전압이 상기 과충전 기준 전압을 초과하는 경우, 배터리(10)를 과충전으로 판단한다. 이때, 제1 비교기(26)에는 제1 전압 분배기(24)의 출력이 커패시터(C)를 거쳐 입력될 수 있다. 커패시터(C)는 제1 전압 분배기(24)의 출력에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다.
예를 들어, 제1 전압 분배기(24)에서 상기 제1 상태 전압이 4.2 V로 출력되고, 제2 전압 분배기(25)에 상기 과충전 기준 전압이 4 V로 출력되는 경우, 제1 비교기(26)는 배터리(10)를 과충전으로 판단한다. 그러나, 제1 전압 분배기(24)에서 상기 제1 상태 전압이 3.5 V로 출력되고, 제2 전압 분배기(25)에 상기 과충전 기준 전압이 4 V로 출력되는 경우, 제1 비교기(26)는 배터리(10)를 정상으로 판단한다.
제1 비교기(26)는 배터리(10)가 과충전된 것으로 판단한 경우, 배터리(10)를 제어하는 BMS(30)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력한다. 이에 따라, BMS(30)는 웨이크 업되어 배터리(10)의 과충전을 방지하는 기능을 수행한다. 예를 들어, BMS(30)는 배터리(10)와 배터리(10)의 전압을 충전하는 충전기를 연결하는 스위치를 오프(off)시킴으로써, 배터리(10)의 과충전을 방지하는 기능을 수행할 있다. 다른 예로, BMS(30)는 배터리(10)에 방전 패스를 연결하여 배터리(10) 전압을 방전시켜 배터리(10)의 과충전을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 과방전 방지부의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 과방전 방지부(23)는 제3 전압 분배기(27), 제4 전압 분배기(28) 및 제2 비교기(29)를 포함한다.
제3 전압 분배기(27)는 배터리(10)의 전압을 입력받아 제3 전압 분배비로 전압 분배하여 배터리(10)의 전압 상태를 나타내는 제2 상태 전압을 출력한다. 제3 전압 분배기(27)는 제5 저항(R5) 및 제6 저항(R6)을 포함한다. 예를 들어, 제3 전압 분배기(27)는 배터리(10)로부터 9 V의 전압이 입력될 때 4 V의 전압이 출력되도록 설정된 제3 전압 분배비로 배터리(10)의 현재 전압 상태를 나타내는 제2 상태 전압을 출력할 수 있다. 즉, 제3 전압 분배기(27)는 R5 : R6 = 5 : 4 라는 제3 전압 분배비로 배터리(10)의 전압을 분배할 수 있다.
이때, 제5 저항(R5) 및 제6 저항(R6)은 배터리(10)로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는다. 예를 들어, 제5 저항(R5) 및 제6 저항(R6)은 1 MΩ 이상의 저항값을 갖을 수 있다.
제4 전압 분배기(28)는 레귤레이터(21)의 출력을 입력받아 제4 전압 분배비로 전압 분배하여 배터리(10)의 과방전 여부를 판단하는 과방전 기준 전압을 출력한다. 제4 전압 분배기(28)는 제7 저항(R7) 및 제8 저항(R8)을 포함한다. 예를 들어, 제4 전압 분배기(28)는 레귤레이터(21)의 출력을 입력받아 R7 : R8 = 1 : 1 라는 제2 전압 분배비로 전압 분배하여 배터리(10)의 과방전 여부를 판단하는 과방전 기준 전압을 출력할 수 있다.
이때, 제7 저항(R7) 및 제8 저항(R8)은 레귤레이터(21)로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는다. 예를 들어, 제7 저항(R7) 및 제8 저항(R8)은 1 MΩ 이상의 저항값을 갖을 수 있다.
한편, 제3 전압 분배기(27)에서 출력되는 상기 제2 상태 전압은 배터리(10)의 현재 전압 상태에 따라 다른 값이 출력되나, 제4 전압 분배기(28)에서 출력되는 상기 과방전 기준 전압은 배터리(10)의 과방전 여부를 판단하는 기준 전압이므로 최초 설정된 레귤레이터(21)의 출력과 제7 저항(R7) 및 제8 저항(R8) 값에 따라 고정된 값이 출력된다. 예를 들어, 제4 전압 분배기(28)에서 출력되는 상기 과방전 기준 전압은 4 V일 수 있다.
제2 비교기(29)는 제3 전압 분배기(27)의 출력인 상기 제2 상태 전압과 제4 전압 분배기(28)의 출력인 상기 과방전 기준 전압을 비교하여 배터리(10)의 과방전 여부를 판단한다. 제2 비교기(29)는 상기 제2 상태 전압이 상기 과방전 기준 전압 미만인 경우, 배터리(10)를 과방전으로 판단한다. 이때, 제2 비교기(29)에는 제3 전압 분배기(27)의 출력이 커패시터(C)를 거쳐 입력될 수 있다. 커패시터(C)는 제3 전압 분배기(27)의 출력에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다.
예를 들어, 제3 전압 분배기(27)에서 상기 제2 상태 전압이 3.2 V로 출력되고, 제4 전압 분배기(28)에 상기 과방전 기준 전압이 4 V로 출력되는 경우, 제2 비교기(29)는 배터리(10)를 과방전으로 판단한다. 그러나, 제3 전압 분배기(27)에서 상기 제2 상태 전압이 4.5 V로 출력되고, 제4 전압 분배기(28)에 상기 과방전 기준 전압이 4 V로 출력되는 경우, 제2 비교기(29)는 배터리(10)를 정상으로 판단한다.
제2 비교기(29)는 배터리(10)가 과방전된 것으로 판단한 경우, 배터리(10)를 제어하는 BMS(30)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력한다. 이에 따라, BMS(30)는 웨이크 업되어 배터리(10)의 과방전을 방지하는 기능을 수행한다. 예를 들어, BMS(30)는 배터리(10)와 상기 차량의 부하를 연결하는 스위치를 오프(off)시킴으로써 배터리(10)의 과방전을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 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 발명의 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 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 배터리
20 : 배터리 고장 방지 장치
21 : 레귤레이터
22 : 과충전 방지부
23 : 과방전 방지부
30 : BMS

Claims (11)

  1. 차량의 시동이 오프(off)된 상태에서 상기 차량에 장착된 배터리의 고장을 방지하는 배터리 고장 방지 장치에 있어서,
    상기 배터리의 전압을 입력받아 일정한 전압으로 변화시켜 출력하는 레귤레이터;
    상기 배터리의 전압을 입력받아 제1 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 전압 상태를 나타내는 제1 상태 전압을 출력하는 제1 전압 분배기;
    상기 레귤레이터의 출력을 입력받아 제2 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 과충전 여부를 판단하는 과충전 기준 전압을 출력하는 제2 전압 분배기; 및
    상기 제1 전압 분배기의 출력인 상기 제1 상태 전압과 상기 제2 전압 분배기의 출력인 상기 과충전 기준 전압을 비교하여 상기 배터리의 과충전 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 배터리가 과충전된 경우, 상기 배터리를 제어하는 BMS(Battery Management System)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력하는 제1 비교기를 포함하는 배터리 고장 방지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전압 분배기는 제1 저항 및 제2 저항을 포함하고,
    상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 상기 배터리로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 전압 분배비는 상기 제1 저항의 저항값과 상기 제2 저항의 저항값이 3:1 비율을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 전압 분배기는 제3 저항 및 제4 저항을 포함하고,
    상기 제3 저항 및 상기 제4 저항은 상기 레귤레이터로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 레귤레이터는 DC to DC Converter인 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 비교기는 상기 제1 상태 전압이 상기 과충전 기준 전압을 초과하는 경우, 상기 배터리를 과충전으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리의 전압을 입력받아 제3 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 전압 상태를 나타내는 제2 상태 전압을 출력하는 제3 전압 분배기;
    상기 레귤레이터의 출력을 입력받아 제4 전압 분배비로 전압 분배하여 상기 배터리의 과방전 여부를 판단하는 과방전 기준 전압을 출력하는 제4 전압 분배기; 및
    상기 제3 전압 분배기의 출력인 상기 제2 상태 전압과 상기 제4 전압 분배기의 출력인 상기 과방전 기준 전압을 비교하여 상기 배터리의 과방전 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 배터리가 과방전된 경우, 상기 배터리를 제어하는 BMS(Battery Management System)를 웨이크 업 시키는 웨이크 업 신호를 출력하는 제2 비교기를 더 포함하는 배터리 고장 방지 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제3 전압 분배기는 제5 저항 및 제6 저항을 포함하고,
    상기 제5 저항 및 상기 제6 저항은 상기 배터리로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제3 전압 분배비는 상기 제5 저항의 저항값과 상기 제6 저항의 저항값이 5:4 비율을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제4 전압 분배기는 제7 저항 및 제8 저항을 포함하고,
    상기 제7 저항 및 상기 제8 저항은 상기 레귤레이터로부터 발생하는 암전류(dark current)를 최소화하도록 소정값 이상의 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 비교기는 상기 제2 상태 전압이 상기 과방전 기준 전압 미만인 경우, 상기 배터리를 과방전으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 고장 방지 장치.
KR1020160155620A 2016-11-22 2016-11-22 배터리 고장 방지 장치 KR101927124B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160155620A KR101927124B1 (ko) 2016-11-22 2016-11-22 배터리 고장 방지 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160155620A KR101927124B1 (ko) 2016-11-22 2016-11-22 배터리 고장 방지 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180057231A true KR20180057231A (ko) 2018-05-30
KR101927124B1 KR101927124B1 (ko) 2018-12-10

Family

ID=62300597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160155620A KR101927124B1 (ko) 2016-11-22 2016-11-22 배터리 고장 방지 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101927124B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109980718A (zh) * 2019-03-01 2019-07-05 安徽力高新能源技术有限公司 一种待机低损耗的电池管理系统
KR20200025944A (ko) * 2018-08-31 2020-03-10 주식회사 엘지화학 배터리 팩 통신 전원 관리 장치
KR20200033012A (ko) * 2018-09-19 2020-03-27 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 배터리 팩이 장착된 이동 수단
KR20200069764A (ko) * 2018-12-07 2020-06-17 주식회사 오토스원 전기 자동차 배터리 관리 시스템
CN111605437A (zh) * 2020-04-09 2020-09-01 联合汽车电子有限公司 电池管理系统及电池管理方法
WO2021008271A1 (zh) * 2019-07-16 2021-01-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池管理系统的唤醒方法和唤醒系统
KR20220073891A (ko) * 2020-11-26 2022-06-03 주식회사 마이브 초소형 전기차용 보조 배터리 시스템, 초소형 전기차용 보조 배터리를 충전하는 장치 및 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200295114Y1 (ko) * 2002-08-22 2002-11-18 한국건설기술연구원 완전밀폐형 차량검지기용 보호장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200025944A (ko) * 2018-08-31 2020-03-10 주식회사 엘지화학 배터리 팩 통신 전원 관리 장치
KR20200033012A (ko) * 2018-09-19 2020-03-27 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 배터리 팩이 장착된 이동 수단
KR20200069764A (ko) * 2018-12-07 2020-06-17 주식회사 오토스원 전기 자동차 배터리 관리 시스템
CN109980718A (zh) * 2019-03-01 2019-07-05 安徽力高新能源技术有限公司 一种待机低损耗的电池管理系统
WO2021008271A1 (zh) * 2019-07-16 2021-01-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池管理系统的唤醒方法和唤醒系统
US11171569B2 (en) 2019-07-16 2021-11-09 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Wake-up method and wake-up system for battery management system
CN111605437A (zh) * 2020-04-09 2020-09-01 联合汽车电子有限公司 电池管理系统及电池管理方法
KR20220073891A (ko) * 2020-11-26 2022-06-03 주식회사 마이브 초소형 전기차용 보조 배터리 시스템, 초소형 전기차용 보조 배터리를 충전하는 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101927124B1 (ko) 2018-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101927124B1 (ko) 배터리 고장 방지 장치
US9421867B2 (en) Electric vehicle
KR101583340B1 (ko) 전기자동차의 배터리 제어장치 및 그 제어방법
EP2641783B1 (en) Battery pack and method of controlling the same
KR100906907B1 (ko) 자동차 배터리 관리 시스템
JP6128491B2 (ja) 車両用の電源装置及びこの電源装置を備える車両
US20140176085A1 (en) Battery controller of vehicle
EP2315301A1 (en) Power supply device and method for controlling charging/discharging operation of power supply device
KR101500080B1 (ko) 친환경 자동차의 회생 제동시 저전압 직류변환장치의 출력 제어 방법
US20140184142A1 (en) Battery charging device for motor vehicle
CN103813928A (zh) 电池的处理装置、车辆、电池的处理方法及电池的处理程序
JP2012228051A (ja) 車両用電源システム
KR20120026597A (ko) 차량을 위한 온?보드 전기 시스템 및 또한 온?보드 전기 시스템을 위한 제어 장치
JP2004023803A (ja) 組電池の電圧制御装置
CN112238830A (zh) 由集成电网供电的dc/ac逆变器系统
US20200384891A1 (en) Method for controlling an electrical system of an electrically drivable motor vehicle having a plurality of batteries, and electrical system of an electrically drivable motor vehicle having a plurality of batteries
US8237305B2 (en) Auxiliary electrical power system for vehicular fuel economy improvement
JP2015009654A (ja) 蓄電システム
JP2015180140A (ja) 車両用電源システム
KR101887748B1 (ko) 자동차용 배터리 과충전 방지 시스템 및 그 제어방법
WO2014068884A1 (ja) 回生制動する車両の電源装置
JP5404712B2 (ja) 充電装置、車載用充電装置、車載用充電装置における充電方法
JP5381360B2 (ja) 電源装置
WO2013115035A1 (ja) 電源装置及びこの電源装置を備える車両並びに蓄電装置
KR20220096838A (ko) 전기 차량용 배터리 충전 장치 및 충전 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant