KR20200050865A

KR20200050865A - 컨택터 진단 장치

Info

Publication number: KR20200050865A
Application number: KR1020190131526A
Authority: KR
Inventors: 조수호
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2020-05-12

Abstract

본 발명에 따른 컨택터 진단 장치는 병렬로 연결된 복수의 배터리 모듈 각각의 전류 경로 상에 설치되어 서로 병렬로 연결된 복수의 컨택터에 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 센싱부; 및 상기 복수의 컨택터의 동작 상태를 턴-오프 상태 또는 턴-온 상태로 제어하는 컨택터 제어 신호를 출력하고, 상기 컨택터 제어 신호를 출력한 이후 기준 시간 동안 상기 센싱부에 의해 측정된 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터 각각에 흐르는 전류 변동폭을 산출하고, 산출한 전류 변동폭과 미리 설정된 기준 변동값을 비교한 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단하도록 구성된 제어부를 포함한다.

Description

컨택터 진단 장치{APPARATUS FOR DIAGNOSING CONTACTOR}

본 발명은 컨택터 진단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 병렬 연결된 복수의 배터리 모듈의 전류에 기초하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 연결된 복수의 컨택터의 상태를 진단하는 컨택터 진단 장치에 관한 것이다.

최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

한편, 이차 전지는 부하 또는 충전기와 전력을 송수신하는데, 충방전 과정에서 과전류 또는 인러쉬 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해, 프리 차지 과정이 선행되어야 한다. 종래기술에 따른 충방전 장치는, 메인 컨택터, 접지 컨택터 및 프리 차지 컨택터를 구비하고 있으며, 접지 컨택터와 프리 차지 컨택터를 턴 온시켜 프리 차지를 수행함으로써, 메인 컨택터가 턴 온될 때 과전류 또는 인러쉬 전류가 흐르는 것을 방지한다.

도 1은, 종래기술에 따른 충방전 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 충방전 장치는, 메인 컨택터(MC), 접지 컨택터(GC), 프리 차지 컨택터(PC) 및 프리 차지 저항(PR)을 포함할 수 있다. 그리고, 배터리 셀(B1 및 B2)은 컨택터(C1 및 C2)와 연결되고, 상기 충방전 장치는 부하(L)와 연결될 수 있다.

종래에는 컨택터의 고장 여부를 판단하기 위하여 컨택터의 동작 상태를 턴-온 상태 또는 턴-오프 상태로 제어하고, 컨택터의 양단 전압을 측정한 결과에 기반하여 컨택터의 상태를 판단하였다. 다만, 도 1에 도시된 실시예와 같이 배터리 셀이 병렬로 연결된 상황에서는, 배터리 셀(B1 및 B2)이 병렬로 연결되었기 때문에, 컨택터(C1 및 C2)의 양단 전압을 통해서 컨택터의 상태를 판단할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 컨택터(C1 및 C2) 간의 연결 구성 및/또는 컨택터(C1 및 C2)와 배터리 셀(B1 및 B2) 간의 연결 구성에 영향을 받지 않으면서 컨택터(C1 및 C2)의 상태를 판단하기 위하여, 컨택터(C1 및 C2)에 흐르는 전류에 기반한 컨택터 상태 진단이 필요하다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 착안된 것으로, 복수의 컨택터 각각에 흐르는 전류 변동폭에 기반하여, 복수의 컨택터 각각의 고장 여부를 진단하는 컨택터 진단 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 컨택터 진단 장치는 병렬로 연결된 복수의 배터리 모듈 각각의 전류 경로 상에 설치되어 서로 병렬로 연결된 복수의 컨택터에 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 센싱부; 및 상기 복수의 컨택터의 동작 상태를 턴-오프 상태 또는 턴-온 상태로 제어하는 컨택터 제어 신호를 출력하고, 상기 컨택터 제어 신호를 출력한 이후 기준 시간 동안 상기 센싱부에 의해 측정된 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터 각각에 흐르는 전류 변동폭을 산출하고, 산출한 전류 변동폭과 미리 설정된 기준 변동값을 비교한 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 복수의 컨택터에게 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 순차적으로 출력하고, 상기 턴-온 제어 신호를 출력한 이후 상기 기준 시간 동안 상기 센싱부에 의해 측정된 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터 각각에 흐르는 전류 변동폭을 산출하고, 상기 복수의 컨택터 중 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터가 적어도 하나 이상 존재한다고 판단되면, 상기 전류 변동폭이 상기 제1 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 전류 변동폭이 상기 제1 기준 변동값 미만인 컨택터 중 상기 전류 변동폭이 제2 기준 변동값 이상인 컨택터의 상태를 반고장 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 전류 변동폭이 상기 제1 기준 변동값 미만인 컨택터 중 상기 전류 변동폭이 상기 제2 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 완전고장 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 복수의 컨택터에게 턴-온 제어 신호 및 턴-오프 제어 신호를 순차적으로 출력하고, 상기 턴-오프 제어 신호를 출력한 이후 상기 기준 시간 동안 상기 센싱부에 의해 측정된 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터 각각에 흐르는 전류 변동폭을 산출하고, 상기 복수의 컨택터 중 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터가 적어도 하나 이상 존재한다고 판단되면, 상기 전류 변동폭이 상기 제1 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.

상기 센싱부는, 상기 복수의 컨택터 및 상기 복수의 배터리 모듈이 각각 설치된 복수의 단위 경로 각각에 흐르는 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.

상기 복수의 단위 경로는, 서로 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다.

상기 센싱부는, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 전류 경로가 모두 연결된 대전류 경로 상에 흐르는 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 복수의 컨택터에게 컨택터 제어 신호를 출력한 이후, 상기 센싱부로부터 상기 대전류 경로 상에 흐르는 대전류 정보를 수신하고, 수신한 대전류 정보에 기반하여 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단할지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 복수의 컨택터에게 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 순차적으로 출력한 경우, 상기 수신한 대전류 정보에 기반하여 산출한 대전류 경로에 흐르는 전류량이 기준 하한값 미만이면 상기 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 복수의 컨택터에게 턴-온 제어 신호 및 턴-오프 제어 신호를 순차적으로 출력한 경우, 상기 수신한 대전류 정보에 기반하여 상기 대전류 경로 상에 전류가 흐른 상황이 감지되면 상기 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단할 때, 상기 대전류 경로 상에 설치된 메인 컨택터에게 턴-오프 제어 신호를 출력하고, 진단 경로에 설치된 진단용 컨택터에게 턴-온 제어 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

상기 진단 경로는, 진단용 컨택터 및 진단용 방전 저항이 설치되고, 상기 복수의 배터리 모듈 및 상기 복수의 컨택터와 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다.

상기 센싱부는, 상기 기준 시간 동안 상기 복수의 컨택터 각각의 양단 전압을 더 측정하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 센싱부로부터 상기 복수의 컨택터 각각의 전압 정보 및 전류 정보를 수신하고, 수신한 전압 정보 및 전류 정보에 기반하여 상기 복수의 컨택터 각각의 저항 패턴을 결정하고, 결정된 저항 패턴을 참조 저항 패턴과 비교하여 상기 복수의 컨택터의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.

상기 센싱부는, 상기 복수의 컨택터 중 적어도 하나의 온도를 더 측정하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 컨택터 제어 신호를 출력할 때 상기 센싱부로부터 측정된 온도 정보를 수신하고, 상기 수신한 온도 정보에 기반하여 상기 기준 시간의 크기를 변경하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 컨택터 제어 신호를 출력할 때 상기 센싱부로부터 측정된 온도 정보를 수신하고, 상기 수신한 온도 정보에 기반하여 상기 기준 변동값을 변경하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 충방전 사이클의 횟수를 카운팅하고, 상기 카운팅된 충방전 사이클의 횟수에 기반하여 상기 기준 변동값을 변경하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 측면에 따른 컨택터 진단 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 자동차는 본 발명의 일 측면에 따른 컨택터 진단 장치를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 컨택터에 흐르는 전류에 기반하여 컨택터의 상태를 진단하기 때문에, 컨택터 간의 연결 구성 및/또는 컨택터와 배터리 셀 간의 연결 구성에 영향을 받지 않고, 컨택터의 상태가 진단될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 컨택터에 흐르는 전류 변동폭에 기반하여 컨택터의 상태가 진단되기 때문에, 전류 센싱 과정에서 발생되는 노이즈가 제거되어 컨택터의 상태 진단의 정확도가 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 컨택터의 온도에 기반하여, 복수의 컨택터를 흐르는 전류가 측정되는 시간 및/또는 복수의 컨택터의 전류 변동폭에 대한 기준 변동값이 변경될 수 있으므로, 컨택터의 상태가 보다 정확하게 진단될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 복수의 컨택터의 동작 상태를 동일하게 제어한 후, 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단하기 때문에, 컨택터 제어 신호가 정상적으로 출력되었는지 여부까지 확인될 수 있는 장점이 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 충방전 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치를 포함하는 배터리 팩을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치가 측정한 전류에 대한 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치가 측정한 전류에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨택터 진단 장치를 포함하는 다른 배터리 팩을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치에서, 기준 시간을 설정하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치에서, 기준 변동값을 설정하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치를 포함하는 또 다른 배터리 팩을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 요청 알람 시간이 미리 정해진 시간 단위인 경우, 알람 시간이 설정되는 과정을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 10은 요청 알람 시간이 미리 정해진 시간 단위가 아닌 경우, 알람 시간이 설정되는 과정을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 제어부 및 프로세스와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)를 포함하는 배터리 팩(1)을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 배터리 팩(1)은 복수의 배터리 모듈(10), 복수의 컨택터(20) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)를 포함할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)는 센싱부(100) 및 제어부(200)를 포함할 수 있다.

센싱부(100)는 병렬로 연결된 복수의 배터리 모듈(10) 각각의 전류 경로 상에 설치되어 서로 병렬로 연결된 복수의 컨택터(20)에 흐르는 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.

여기서, 배터리 모듈에는 하나 또는 복수의 배터리 셀이 포함될 수 있다. 특히, 복수의 배터리 셀은 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 배터리 셀로는 대표적으로 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 적용될 수 있다. 물론, 배터리 셀의 종류가 앞서서 열거된 종류로 한정되는 것은 아니며, 반복적인 충방전이 가능한 배터리 셀이라면 특별히 제한되지 않는다.

예컨대, 도 2에 도시된 실시예를 참조하면, 배터리 팩(1)에는 복수의 배터리 모듈(10)이 포함될 수 있다. 그리고, 복수의 배터리 모듈(10)에는 제1 배터리 모듈(10a), 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c)이 포함될 수 있다. 또한, 제1 배터리 모듈(10a), 제2 배터리 모듈(10b) 및 제3 배터리 모듈(10c) 각각에는 서로 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀이 포함될 수 있다.

복수의 배터리 모듈(10) 각각의 일단에는 복수의 컨택터(20)가 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 배터리 모듈(10a)의 일단에는 제1 컨택터(20a)가 연결되고, 제2 배터리 모듈(10b)의 일단에는 제2 컨택터(20b)가 연결되며, 제3 배터리 모듈(10c)에는 제3 컨택터(20c)가 연결될 수 있다.

센싱부(100)는 복수의 컨택터(20)에 흐르는 전류를 측정하기 위하여 전류 센싱 유닛(120)을 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 실시예를 참조하면, 전류 센싱 유닛(120)은 복수의 배터리 모듈(10)의 일단에 구비된 복수의 전류 측정 모듈(30)을 이용하여 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 여기서, 전류 측정 모듈에는 전류계 및/또는 션트 저항이 포함될 수 있다.

또한, 복수의 전류 측정 모듈(30) 각각은 복수의 배터리 모듈(10)의 타단에 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 배터리 모듈(10a)의 타단에는 제1 전류 측정 모듈(30a)이 연결되고, 제2 배터리 모듈(10b)의 타단에는 제2 전류 측정 모듈(30b)이 연결되며, 제3 배터리 모듈(10c)의 타단에는 제3 전류 측정 모듈(30c)이 연결될 수 있다.

다만, 복수의 전류 측정 모듈(30)의 설치 위치는 복수의 배터리 모듈(10)의 각 단위 경로 상에만 설치되면 족하다. 예컨대, 도 2를 참조하면, 제1 전류 측정 모듈(30a)의 설치 위치는, 공통 전류 경로, 즉 대전류 경로와 각 단위 경로 사이의 교차점인 a 지점과 A 지점 사이이면 되고, 도면에 도시된 바와 같이 제1 배터리 모듈(10a)과 A 지점 사이로만 반드시 제한되지는 않는다.

예컨대, 복수의 전류 측정 모듈(30)에 전류계가 포함된 경우, 전류 센싱 유닛(120)은 전류계에 의해 측정되는 전류값에 기반하여, 복수의 배터리 모듈(10) 각각의 전류를 측정할 수 있다. 다른 예로, 복수의 전류 측정 모듈(30)에 션트 저항이 포함된 경우, 전류 센싱 유닛(120)은 션트 저항의 양단 전압을 측정함으로써 복수의 배터리 모듈(10) 각각의 전류를 측정할 수 있다. 복수의 전류 측정 모듈(30)은 전류계 또는 션트 저항 중 어느 하나를 선택적으로 포함하도록 제한되지 않고, 전류계 및 션트 저항을 모두 포함할 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 복수의 전류 측정 모듈(30)에 전류계만 포함된 것으로 설명한다.

제어부(200)는 상기 복수의 컨택터(20)의 동작 상태를 턴-오프 상태 또는 턴-온 상태로 제어하는 컨택터 제어 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제어부(200)와 복수의 컨택터(20)는 유선 라인 또는 무선 통신을 통해 서로 연결될 수 있다.

예컨대, 도 2를 참조하면, 제어부(200)와 복수의 컨택터(20)는 제1 제어 라인(L1)을 통해서 연결될 수 있다. 바람직하게, 제1 제어 라인(L1)은 복수의 라인으로 분기되고, 분기된 복수의 라인 각각은 제1 컨택터(20a), 제2 컨택터(20b) 및 제3 컨택터(20c) 각각에 연결될 수 있다. 따라서, 복수의 컨택터(20)는 제어부(200)와 연결된 제1 제어 라인(L1)을 통해 컨택터 제어 신호를 수신하고, 수신한 컨택터 제어 신호에 대응하여 동작 상태가 턴-오프 상태 또는 턴-온 상태로 전환될 수 있다.

예컨대, 복수의 컨택터(20)가 제어부(200)로부터 턴-오프 제어 신호를 수신하면, 복수의 컨택터(20)의 동작 상태가 턴-오프 상태로 전환될 수 있다. 반대로, 복수의 컨택터(20)가 제어부(200)로부터 턴-온 제어 신호를 수신하면, 복수의 컨택터(20)의 동작 상태가 턴-온 상태로 전환될 수 있다.

제어부(200)는 상기 센싱부(100)의 측정 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터(20)의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.

도 2에 도시된 실시예를 참조하면, 제어부(200)와 센싱부(100)는 서로 연결될 수 있다. 이 경우, 제어부(200)와 센싱부(100)는 유선 라인을 통해 연결될 수 있고, 무선 통신을 통해 서로 페어링되어 연결될 수도 있다. 따라서, 제어부(200)는 센싱부(100)로부터 복수의 컨택터(20)에 흐르는 전류 정보를 수신하고, 이 정보에 기반하여 복수의 컨택터(20)의 상태를 진단할 수 있다.

구체적으로, 제어부(200)는 상기 컨택터 제어 신호를 출력한 이후, 기준 시간 동안 상기 센싱부(100)에 의해 측정된 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류 변동폭을 산출하도록 구성될 수 있다.

예컨대, 제어부(200)는, 상기 복수의 컨택터(20)를 모두 턴-온 상태로 제어하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20)에게 턴-온 제어 신호를 출력하고, 턴-온 제어 신호를 수신한 복수의 컨택터(20)는 정상적인 경우 그 동작 상태가 턴-온 상태로 제어될 수 있다.

또한, 제어부(200)는 턴-온 제어 신호를 복수의 컨택터(20)에게 출력하고, 센싱부(100)에게 전류 측정 신호를 출력할 수 있다. 센싱부(100)는 전류 측정 신호를 수신하면, 기준 시간 동안 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 여기서, 제어부(200)는 턴-온 제어 신호와 전류 측정 신호를 동시에 출력할 수 있고, 턴-온 제어 신호와 전류 측정 신호를 시간 차를 두고 순차적으로 출력할 수도 있다.

이하에서는, 설명의 편의를 위해 제어부(200)가 턴-온 제어 신호와 전류 측정 신호를 동시에 출력하는 것으로 한정하여 설명한다. 즉, 센싱부(100)는 제어부(200)가 턴-온 제어 신호를 출력할 때부터 기준 시간 동안 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.

제어부(200)는 센싱부(100)로부터 기준 시간 동안 측정된 복수의 컨택터(20) 각각에 흐른 전류 정보를 수신할 수 있다. 이 때, 제어부(200)는 센싱부(100)가 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류를 측정할 때마다 실시간으로 전류 정보를 수신할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 상기 기준 시간이 경과한 후, 센싱부(100)로부터 기준 시간 동안 측정된 전류 정보를 일괄 수신할 수도 있다.

제어부(200)는 센싱부(100)로부터 전류 정보를 수신한 후, 수신한 전류 정보에 기반하여 기준 시간 동안 복수의 컨택터(20) 각각에 흐른 전류 변동폭을 산출할 수 있다.

제어부(200)는 복수의 컨택터(20) 각각에 대해서, 수신한 전류 정보 중 최소값과 최대값 간의 차이를 통해 전류 변동폭을 산출할 수 있다. 즉, 전류 변동폭이랑 기준 시간 동안 측정된 전류값 중 최대값과 최소값 간의 차이일 수 있다.

예컨대, 제어부(200)는 제1 배터리 모듈(10a)에 대한 전류 정보 중 최대 전류값과 최소 전류값 간의 차이를 통해 제1 배터리 모듈(10a)의 전류 변동폭을 산출할 수 있다.

즉, 기준 시간 동안, 센싱부(100)에 의해서 복수의 컨택터(20)에 흐르는 전류가 계속해서 측정될 수 있다. 또한, 제어부(200)는 센싱부(100)로부터 복수의 컨택터(20)에 흐르는 전류 정보를 계속 수신하고, 수신한 전류 정보에 기반하여 복수의 컨택터(20) 각각에 대해 전류 변동폭을 산출할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)가 측정한 전류에 대한 실시예를 도시한 도면이다. 특히, 도 3은 5개의 컨택터(A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터)에 대하여 시간에 따라 측정된 전류 정보(CA, CB, CC, CD 및 CE)를 나타낸 그래프라 할 수 있다.

보다 구체적으로, CA는 센싱부(100)가 A 컨택터에 흐르는 전류를 측정한 전류 정보이고, CB는 센싱부(100)가 B 컨택터에 흐르는 전류를 측정한 전류 정보이다. CC는 센싱부(100)가 C 컨택터에 흐르는 전류를 측정한 전류 정보이고, CD는 센싱부(100)가 D 컨택터에 흐르는 전류를 측정한 전류 정보이다. CE는 센싱부(100)가 E 컨택터에 흐르는 전류를 측정한 전류 정보이다. 여기서, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터는, 도 2에 도시된 복수의 컨택터(20)와 같이, 각각 배터리 모듈에 연결된 컨택터일 수 있다.

도 3의 실시예에서, t1은 제어부(200)가 턴-온 제어 신호를 출력한 시각이고, t2는 t1으로부터 기준 시간이 경과한 시각이다. 즉, 기준 시간은 t1을 시작 시각으로 할 때, t1 내지 t2 동안의 시간일 수 있다. 이를테면, t2는 t1으로부터 0.1초[s]가 경과한 시각일 수 있다.

또한, 제1 기준 변동값은 R1이고, 제2 기준 변동값은 R2로 미리 설정되었다고 가정한다. 또한, 도 3의 실시예에서, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 전류 변동폭은 각각 0, A1, A3, 0 및 A21이고, A1는 A3의 절반의 크기라고 가정한다. 그리고, A1 및 A2는 제1 기준 변동값(R1) 미만이고, 제2 기준 변동값(R2) 이상일 수 있다. A3는 제1 기준 변동값(R1) 이상일 수 있다. 그리고, A21는 제2 기준 변동값(R2) 미만일 수 있다. 여기서, 제1 기준 변동값(R1), 제2 기준 변동값(R2) 및 전류 변동폭(0, A1, A3 및 A21)의 단위는 모두 [A]이고, 이하에서는 설명의 편의를 위해 단위를 생략하여 설명한다.

도 3을 참조하면, 기준 시간 동안, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터에 흐르는 전류가 센싱부(100)에 의해 측정될 수 있다. 즉, t1 내지 t2 동안, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터에 흐르는 전류가 센싱부(100)에 의해 측정될 수 있다.

다만, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터에 흐르는 전류는 시간에 관계없이 센싱부(100)에 의해 측정될 수 있지만, 도 3은 설명의 편의를 위하여 t1 내지 t2 동안 측정된 전류에 대해서만 도시된 것임을 유의한다.

예컨대, 도 3의 실시예에서, 제어부(200)는 컨택터에 흐른 전류값의 최대값과 최소값의 차이를 전류 변동폭으로 산출할 수 있다.

먼저, A 컨택터에 흐른 전류 정보(CA)를 살펴보면, t1 내지 t2 사이의 시간 동안 측정된 전류가 계속해서 0이다. 즉, A 컨택터는 t1 내지 t2 동안 전류가 흐르지 않은 상태이다. 따라서, 제어부(200)는 A 컨택터의 전류 변동폭을 0으로 산출할 수 있다.

또한, B 컨택터에 흐른 전류 정보(CB)를 살펴보면, t1에서 B 컨택터에 흐른 전류가 0이고, t2에서 B 컨택터에 흐른 전류가 A1이다. 즉, t1 내지 t2 동안, B 컨택터에 흐른 전류의 최소값은 0이고, 최대값은 A1이다. 따라서, 제어부(200)는 B 컨택터의 전류 변동폭을 A1으로 산출할 수 있다.

또한, C 컨택터에 흐른 전류 정보(CC)를 살펴보면, t1에서 C 컨택터에 흐른 전류가 0이고, t2에서 C 컨택터에 흐른 전류가 A3이다. 즉, t1 내지 t2 동안, C 컨택터에 흐른 전류의 최소값은 0이고, 최대값은 A3이다. 따라서, 제어부(200)는 C 컨택터의 전류 변동폭을 A3로 산출할 수 있다.

또한, D 컨택터에 흐른 전류 정보(CD)를 살펴보면, t1 내지 t2 사이의 시간 동안 측정된 전류가 계속해서 A3이다. 즉, t1 내지 t2 동안, D 컨택터에 흐른 전류의 최소값은 A3이고, 최대값은 A3으로, D 컨택터는 t1 내지 t2에서 전류가 모두 흐르고 있는 컨택터이다. 따라서, 제어부(200)는 D 컨택터의 전류 변동폭을 0으로 산출할 수 있다.

또한, E 컨택터에 흐른 전류 정보(CE)를 살펴보면, t1에서 E 컨택터에 흐른 전류가 A1이고, t2에서 E 컨택터에 흐른 전류는 A2이므로, E 컨택터는 t1 내지 t2에서 전류가 모두 흐르고 있는 컨택터이다. 즉, t1 내지 t2 동안, E 컨택터에 흐른 전류의 최소값은 A1이고, 최대값은 A2이다. 따라서, 제어부(200)는 E 컨택터의 전류 변동폭을 A2에서 A1을 뺀 A21로 산출할 수 있다.

한편, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20) 각각에 흐른 전류 변동폭을 산출하기 전에, 측정된 전류값에서 노이즈를 제거하기 위한 전처리 과정을 거칠 수 있다. 예컨대, 제어부(200)는 중간값 필터 등 획득한 데이터의 노이즈를 제거할 수 있는 여러 필터를 이용하여, 수신한 복수의 컨택터(20) 각각에 흐른 전류 정보에서 노이즈를 제거할 수 있다. 이 경우, 전류 센싱 오류에 의해 실제와 크게 차이나는 노이즈 또는 외부 환경요인에 의해 센싱 결과에 포함된 노이즈가 제거될 수 있다.

예컨대, 도 3의 실시예는, 제어부(200)에 의해 노이즈가 제거된 전류 정보에 대한 그래프로서, t1 내지 t2 동안 측정된 컨택터의 전류가 일차 함수의 형태와 같이 직선으로 도시된 예시일 수 있다.

그리고, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20) 각각에 대한 전류 변동폭을 산출한 이후, 산출한 전류 변동폭과 미리 설정된 기준 변동값을 비교한 결과에 기반하여, 상기 복수의 컨택터(20) 각각의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다. 여기서, 미리 설정된 기준 변동값은 제어부(200)에 의해 산출된 전류 변동폭의 비교 대상이 되는 참조값일 수 있다. 예컨대, 도 3의 실시예에서, 기준 변동값은 제1 기준 변동값(R1)과 제2 기준 변동값(R2)을 포함할 수 있다.

즉, 제어부(200)는 산출한 복수의 컨택터(20) 각각의 전류 변동폭에 기반하여, 복수의 컨택터(20) 각각의 상태를 진단할 수 있다. 예를 들어, 제어부는, 복수의 컨택터(20) 각각의 전류 변동폭과 미리 설정된 기준 변동값 간의 크기 비교를 통해서, 각각의 컨택터의 상태가 정상 상태인지 또는 고장 상태인지 진단할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)는 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류에 기반하여 컨택터의 상태를 진단하기 때문에, 복수의 컨택터(20) 각각이 배터리 팩(1) 내에서 설치된 형태와 무관하게 컨택터의 상태를 진단할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)는 특정한 한 시점에서 복수의 컨택터(20) 각각에 대해 측정된 전류값에 기반하여 컨택터의 상태를 진단하지 않고, 기준 시간 동안 측정된 전류 변동폭에 기반하여 컨택터의 상태를 진단하기 때문에, 복수의 컨택터(20)의 상태를 진단할 때 노이즈의 영향을 덜 받는 장점이 있다.

한편, 이러한 제어부(200)는, 이후에 개시되는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors) 또는 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 제어부(200)는 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어부(200)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이 때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장될 수 있다. 상기 메모리는 제어부(200) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(200)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 메모리는 디바이스의 종류에 상관 없이 정보가 저장되는 디바이스를 총칭하는 것으로서 특정 메모리 디바이스를 지칭하는 것은 아니다.

제어부(200)는 상기 복수의 컨택터(20)에게 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 순차적으로 출력하도록 구성될 수 있다. 즉, 제어부(200)는, 상기 복수의 컨택터(20)를 턴-온 상태로 제어하기 이전에, 상기 복수의 컨택터(20)를 먼저 턴-오프 상태로 제어하도록 구성될 수 있다.

즉, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20) 모두에게 턴-오프 제어 신호를 송신하여, 복수의 컨택터(20)의 동작 상태가 턴-오프 상태가 되도록 제어할 수 있다. 이후, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20) 모두에게 턴-온 제어 신호를 송신하여, 복수의 컨택터(20)의 동작 상태가 턴-온 상태가 되도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 상기 턴-온 제어 신호를 출력한 이후 상기 기준 시간 동안 상기 센싱부(100)에 의해 측정된 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류 변동폭을 산출하도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20)에게 턴-오프 제어 신호를 먼저 출력한 후, 시간차를 두고 복수의 컨택터(20)에게 턴-온 제어 신호를 출력할 수 있다. 센싱부(100)는 제어부(200)로부터 턴-온 제어 신호가 출력되면, 그 때부터 기준 시간 동안 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 제어부(200)는 센싱부(100)로부터 상기 기준 시간 동안 측정한 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 제어부(200)는 획득한 전류 정보에 기반하여, 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류 변동폭을 산출할 수 있다.

예컨대, 도 3의 실시예에서, 제어부(200)는 t1 시각에 복수의 컨택터(A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터)에게 턴-온 제어 신호를 출력할 수 있다. 그리고, 제어부(200)는 센싱부(100)로부터 t1 내지 t2 시간 동안 측정된 복수의 컨택터(A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터)에 대한 전류 정보를 획득하고, 각 컨택터별로 전류 정보의 최소값과 최대값 간의 차이를 구하여 전류 변동폭을 산출할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 이와 같이 산출된 전류 변동폭에 대한 정보에 기반하여 상기 복수의 컨택터(20) 중 상기 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터가 적어도 하나 이상 존재한다고 판단되면, 상기 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단하도록 구성될 수 있다. 그리고, 제어부(200)는 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터의 상태를 정상 상태로 진단할 수 있다.

여기서, 제1 기준 변동값이란, 정상 상태인 컨택터가 턴-오프 상태에서 턴-온 상태로 전환될 때 또는 턴-온 상태에서 턴-오프 상태로 전환될 때, 정상 상태인 컨택터에 흐르는 전류 변동폭에 대한 하한값으로서, 미리 설정된 값일 수 있다. 그리고, 제1 기준 변동값에 대한 정보는 제어부(200)에 구비된 메모리 또는 별도의 저장 매체에 저장될 수 있다.

예컨대, 복수의 컨택터(20) 중 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터가 존재하는 경우는, 복수의 컨택터(20) 중 제어부(200)로부터 수신한 턴-온 제어 신호에 의해 턴-오프 상태에서 턴-온 상태로 변환 제어된 컨택터가 존재하는 경우를 의미할 수 있다. 즉, 복수의 컨택터(20) 중 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터가 존재한다는 것은, 제어부(200)에서 시간 간격을 두고 출력된 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호가 복수의 컨택터(20)에 정상적으로 송신되었다고 볼 수 있다. 이 경우, 제어부(200)는 송신한 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호가 정상적으로 복수의 컨택터(20)에 전송된 것으로 판단하고, 복수의 컨택터(20) 각각의 상태를 진단할 수 있다.

여기서, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20) 중 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단할 수 있다. 즉, 제1 기준 변동값은 정상 상태의 컨택터가 턴-오프 상태에서 턴-온 상태로 전환될 때 흐르는 전류 변동폭에 대한 하한값이므로, 제어부(200)는 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)는 전류 변동폭에 기반하여 복수의 컨택터(20) 각각의 상태를 진단하기 전에, 제어부(200)로부터 송신된 컨택터 제어 신호가 복수의 컨택터(20)에게 정상적으로 전달되었는지를 먼저 판단하여, 컨택터의 상태 진단의 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 즉, 컨택터 진단 장치(1000)는 복수의 컨택터(20)의 전류 변동폭을 모두 고려하여 복수의 컨택터(20) 각각의 상태를 진단하기 때문에, 복수의 컨택터(20) 각각의 전류 변동폭만을 고려하여 개별 컨택터의 상태를 진단할 때보다 진단의 정확도 및 신뢰도가 향상될 수 있다.

또한, 컨택터 진단 장치(1000)는 특정 시점에 측정된 단일 전류값에 기반하여 컨택터의 상태를 진단하지 않고, 노이즈가 제거된 전류 변동폭에 기반하여 컨택터의 상태를 진단하기 때문에, 컨택터의 상태가 보다 정확하게 진단될 수 있는 장점이 있다.

제어부(200)는 컨택터의 전류 변동폭을 제1 기준 변동값과 비교하여, 컨택터의 상태를 정상 상태 및 고장 상태로 진단할 수 있다. 더 나아가, 제어부(200)는 컨택터의 전류 변동폭을 제2 기준 변동값과 비교하여, 고장상태를 완전고장 상태 및 반고장 상태로 진단할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 컨택터의 상태를 정상 상태, 반고장 상태 및 완전고장 상태 중 어느 하나로 진단할 수 있다.

여기서, 정상 상태란, 제어부(200)로부터 턴-온 제어 신호를 수신하여 컨택터가 완전하게 정상적으로 턴-온된 상태를 의미한다고 할 수 있다. 이와 같이 정상 상태인 컨택터에 대해서는, 턴-오프에서 턴-온으로 변환 제어된 제어부의 신호에 의해, 측정된 전류의 변동값이 기준 변동값 이상으로 나타날 수 있다.

그리고, 완전고장 상태란 컨택터가 제어부(200)로부터 컨택터 제어 신호를 수신하였으나, 수신한 컨택터 제어 신호에 대응되도록 컨택터의 상태가 전환되지 않는 고장 상태를 의미할 수 있다. 즉, 완전고장 상태인 컨택터는 제어부(200)로부터 턴-온 제어 신호를 수신하더라도, 턴-온 상태로 전환되지 않고 턴-오프 상태가 유지될 수 있다. 이 경우, 완전고장 상태인 컨택터의 전류 변동폭은 0에 가까울 수 있다.

또한, 완전고장 상태는 컨택터와 제어부(200)를 연결하는 라인이 단선된 경우일 수도 있다. 이 경우, 제어부(200)에서 출력된 컨택터 제어 신호가 컨택터에게 송신되지 않기 때문에, 컨택터의 상태가 제어부(200)에서 출력된 컨택터 제어 신호에 대응되도록 전환되지 않을 수 있다.

그리고, 반고장 상태란 컨택터가 제어부(200)로부터 컨택터 제어 신호를 수신하고, 수신한 컨택터 제어 신호에 대응되도록 컨택터의 상태가 전환되었으나, 전환된 정도가 약한 상태를 의미한다. 즉, 반고장 상태란 컨택터가 완전히 개방 또는 폐쇄되지 않고, 일부가 연결되어 도통된 상태일 수 있다.

예컨대, 반고장 상태는 제어부(200)로부터 턴-오프 제어 신호를 수신한 컨택터가 완전히 개방되지 않고, 컨택터의 일부가 여전히 연결되어, 도통된 상태일 수 있다. 즉, 컨택터의 상태가 약한 오픈 상태일 수 있다. 또한, 반고장 상태는 제어부(200)로부터 턴-오프 제어 신호를 수신한 컨택터가 완전히 닫히지 않고, 컨택터의 일부만이 연결되어, 도통된 상태일 수도 있다.

이러한 반고장 상태의 경우, 컨택터의 일부만이 연결되어, 컨택터에는 전류가 흐르지만, 흐르는 전류의 양이 컨택터가 완전히 폐쇄된 경우보다 현저히 적을 수 있다. 따라서, 컨택터의 전류 변동폭은 정상 상태인 컨택터의 전류 변동폭 보다는 작지만, 완전고장 상태인 컨택터의 전류 변동폭보다는 클 수 있다.

제어부(200)는 제1 기준 변동값을 이용하여 컨택터의 상태를 정상 상태 또는 고장 상태로 진단하고, 제2 기준 변동값을 이용하여 고장 상태로 진단된 컨택터의 상태를 완전고장 상태 또는 반고장 상태로 진단할 수 있다.

따라서, 컨택터 진단 장치(1000)는 복수의 기준 변동값을 이용하여 컨택터의 상태를 보다 정확하고 세부적으로 진단할 수 있는 장점이 있다.

제어부(200)는 상기 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 미만인 컨택터 중 상기 전류 변동폭이 제2 기준 변동값 이상인 컨택터의 상태를 반고장 상태로 진단할 수 있다.

여기서, 제2 기준 변동값이란, 제1 기준 변동값과는 상이한 값으로서, 턴-온 상태인 컨택터에 전류가 흐르는지를 확인할 수 있는 하한값을 의미할 수 있다.

예컨대, 제어부(200)는 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 순차적으로 출력한 후, 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 미만이고, 제2 기준 변동값 이상인 컨택터의 상태를 턴-온 상태로 전환은 되었으나 완전히 연결되지 않은 상태라고 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(200)는 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 미만이고, 제2 기준 변동값 이상인 컨택터를 일부만이 연결된 컨택터로 판단하고, 이러한 컨택터의 상태를 반고장 상태로 진단할 수 있다.

구체적으로, 반고장 상태란, 제어부(200)로부터 턴-온 제어 신호를 수신한 컨택터가 완전하게 턴-온 상태로 전환 되지 않은 상태를 의미한다고 할 수 있다. 이러한 반고장 상태에서는, 컨택터에 전류가 흐를 수는 있으나, 정상 상태인 컨택터에 비해 흐르는 전류량이 작을 수 있다. 특히, 컨택터와 같은 기계식 스위치의 경우, 컨택터에 포함된 유닛들 간의 결합이 불완전한 상태에서는, 접촉 저항으로 인해 전류의 흐름이 방해를 받기 때문에 반고장 상태가 발생될 수 있다. 또는, 컨택터의 접점이 접촉과 분리를 계속해서 반복하는 경우에도 반고장 상태가 될 수 있다. 이러한 컨택터의 반고장 상태는, 약한 오픈 상태로 표현될 수도 있다. 따라서, 제어부(200)는 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 미만이고, 제2 기준 변동값 이상인 컨택터의 상태를 반고장 상태로 진단할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 시간 간격을 두고 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 출력한 후, 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 미만인 컨택터 중 상기 전류 변동폭이 제2 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 완전고장 상태로 진단할 수 있다.

구체적으로, 제어부(200)는 턴-오프 및/또는 턴-온 상태 전환 자체가 되지 않는 컨택터의 상태를 완전고장 상태로 진단할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 시간 간격을 두고 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 출력하였으나, 턴-오프 제어 신호 및/또는 턴-온 제어 신호를 정상적으로 수신하지 못한 컨택터의 상태를 완전고장 상태로 진단할 수도 있다.

이하에서는, 도 3의 실시예를 참조하여, 제어부(200)가 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 순차적으로 출력한 이후, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 상태를 진단하는 예시를 설명한다.

도 3의 실시예에서, 제어부(200)는 t1 시점 이전에 A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터에게 턴-오프 제어 신호를 출력하고, t1 시점에서 A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터에게 턴-온 제어 신호를 출력할 수 있다. 이후, 제어부(200)는 t1 시점에서 t2 시점까지 센싱부(100)에 의해 측정된 컨택터 각각에 대한 전류 정보에 기반하여, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터 각각의 전류 변동폭을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(200)는 각 컨택터에 대해 산출한 전류 변동폭과 제1 기준 변동값(R1) 및 제2 기준 변동값(R2)에 기반하여, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 상태를 진단할 수 있다.

먼저, 제어부(200)는 A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터 중 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값(R1) 이상인 컨택터가 존재하는지를 판단할 수 있다. 제어부(200)는 C 컨택터의 전류 변동폭(A3)이 제1 기준 변동값(R1) 이상이므로, C 컨택터의 상태를 정상 상태로 진단할 수 있다.

그리고, 제어부(200)는 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값(R1) 이상인 C 컨택터가 존재하므로, 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값(R1) 미만인 A 컨택터, B 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단할 수 있다.

제어부(200)는 고장 상태로 진단한 A 컨택터, B 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 전류 변동폭을 제2 기준 변동값(R2)과 비교할 수 있다.

A 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 전류 변동폭이 제2 기준 변동값(R2) 보다 작기 때문에, 제어부(200)는 A 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 상태를 완전고장 상태로 진단할 수 있다. 특히, A 컨택터의 경우, t1 내지 t2 동안 전류가 전혀 흐르지 않은 것으로 측정되었으므로, 제어부(200)는 A 컨택터에 대하여, 턴-오프 상태가 계속해서 유지되는 스턱 오픈(stuck-open) 고장 상태로 진단할 수 있다.

또한, D 컨택터 및 E 컨택터의 경우, t1 내지 t2 동안 전류가 계속해서 흐른 것으로 측정되었고, t1 시각에서도 전류가 계속해서 흐른 것으로 측정되었으므로, 제어부(200)는 D 컨택터 및 E 컨택터에 대하여, 턴-온 상태가 계속해서 유지되는 스턱 클로즈(stuck-closed) 고장 상태로 진단할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 B 컨택터의 전류 변동폭이 제1 기준 변동값(R1) 미만이지만, 제2 기준 변동값(R2) 보다 크기 때문에, B 컨택터의 상태를 반고장 상태로 진단할 수 있다.

컨택터 진단 장치(1000)는 컨택터의 상태를 정상 상태 또는 고장 상태로 진단할 뿐만 아니라, 고장 상태를 완전고장 상태 또는 반고장 상태로 구체적으로 분류하기 때문에, 컨택터의 상태가 보다 정확하게 진단될 수 있는 장점이 있다. 또한, 사용자는 컨택터 진단 장치(1000)로부터 컨택터의 고장 유형에 대한 구체적인 정보를 획득할 수 있는 장점이 있다.

제어부(200)는 상기 복수의 컨택터(20)에게 턴-온 제어 신호 및 턴-오프 제어 신호를 순차적으로 출력할 수 있다. 즉, 제어부(200)는, 상기 턴-온 상태로 제어한 이후에, 상기 복수의 컨택터(20)를 모두 턴-오프 상태로 제어하도록 구성될 수 있다. 이하에서는, 앞선 실시예와 달리, 제어부(200)가 복수의 컨택터(20)에게 턴-온 제어 신호를 먼저 출력하고, 이후 턴-오프 제어 신호를 출력한 실시예에 대해 설명한다.

제어부(200)는, 상기 센싱부(100)로부터 상기 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제어부(200)가 센싱부(100)로부터 수신하는 전류 정보는, 복수의 컨택터(20)에 대하여 턴-오프 제어 신호가 출력된 시각 이후에 측정된, 복수의 컨택터(20)에 흐른 전류 정보일 수 있다. 제어부(200)는 센싱부(100)로부터 수신한 전류 정보에 기반하여 복수의 컨택터(20) 각각의 전류 변동폭을 산출할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치가 측정한 전류에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 4의 실시예에서, t3은 제어부(200)가 턴-오프 제어 신호를 출력한 시각이고, t4는 t3으로부터 기준 시간이 경과한 시각이다. 또한, 도 3의 실시예와 마찬가지로, 제1 기준 변동값은 R1이고, 제2 기준 변동값은 R2로 미리 설정될 수 있다. 여기서, 도 4의 제1 기준 변동값(R1)은 도 3의 제1 기준 변동값(R1)과 동일한 값일 수도 있고, 상이한 값일 수도 있다. 마찬가지로, 도 4의 제2 기준 변동값(R2)은 도 3의 제2 기준 변동값(R2)과 동일한 값일 수도 있고, 상이한 값일 수도 있다.

또한, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 전류 변동폭은 각각 0, A1, A3, 0 및 A21이고, A1는 A3의 절반의 크기일 수 있다. 또한, A1 및 A2는 제1 기준 변동값(R1) 미만이고, 제2 기준 변동값(R2) 이상일 수 있다. A3는 제1 기준 변동값(R1) 이상일 수 있다. 그리고, A21는 제2 기준 변동값(R2) 미만일 수 있다. 여기서, 제1 기준 변동값(R1), 제2 기준 변동값(R2) 및 전류 변동폭(0, A1, A3 및 A21)의 단위는 모두 [A]이고, 이하에서는 설명의 편의를 위해 단위를 생략하여 설명한다.

도 4를 참조하면, t3 시각에서 t4 시각 동안, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터에 흐르는 전류가 센싱부(100)에 의해 측정될 수 있다. 여기서, t3 시각은 제어부(200)가 턴-오프 제어 신호를 출력한 시각일 수 있다. 그리고, t4 시각은 t3 시각으로부터 기준 시간이 흐른 뒤의 시각일 수 있다. 이를테면 t4는 t3으로부터 0.1초[s]가 경과한 시각일 수 있다.

예컨대, 도 4의 실시예에서, 제어부(200)는 센싱부(100)로부터 t3 내지 t4 시간 동안 측정된 복수의 컨택터(A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터)에 대한 전류 정보를 획득하고, 각 컨택터별로 획득된 전류 정보의 최소값과 최대값 간의 차이를 구하여 전류 변동폭을 산출할 수 있다.

제어부(200)는 상기 복수의 컨택터 중 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터가 적어도 하나 이상 존재한다고 판단되면, 상기 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단하도록 구성될 수 있다. 그리고, 제어부(200)는 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터의 상태를 정상 상태로 진단할 수 있다.

예컨대, 복수의 컨택터(20) 중 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터가 존재하는 경우는, 복수의 컨택터(20) 중 제어부(200)로부터 수신한 턴-오프 제어 신호에 의해 턴-온 상태에서 턴-오프 상태로 변환 제어된 컨택터가 존재하는 경우를 의미할 수 있다. 즉, 복수의 컨택터(20) 중 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터가 존재한다는 것은, 제어부(200)에서 시간 간격을 두고 출력된 턴-온 제어 신호 및 턴-오프 제어 신호가 복수의 컨택터(20)에 정상적으로 송신되었다고 볼 수 있다. 이 경우, 제어부(200)는 송신한 턴-온 제어 신호 및 턴-오프 제어 신호가 정상적으로 복수의 컨택터(20)에 전송된 것으로 판단하고, 복수의 컨택터(20) 각각의 상태를 진단할 수 있다.

여기서, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20) 중 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터가 존재하는 경우, 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단할 수 있다. 즉, 제1 기준 변동값은 정상 상태의 컨택터가 턴-온 상태에서 턴-오프 상태 또는 턴-오프 상태에서 턴-온 상태로 전환될 때 정상 상태의 컨택터에 흐르는 전류 변동폭에 대한 최소값이다. 따라서, 제어부(200)는 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단할 수 있다.

본 발명의 이러한 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000) 구성에 의하면, 전류 변동폭에 기반하여 복수의 컨택터(20) 각각의 상태가 진단되기 전에, 제어부(200)로부터 송신된 컨택터 제어 신호가 복수의 컨택터(20)에게 정상적으로 진단되었는지가 먼저 판단된다. 따라서, 컨택터의 상태 진단의 정확도 및 신뢰도가 더욱 향상될 수 있다.

이하에서는, 도 4의 실시예를 참조하여, 제어부(200)가 턴-온 제어 신호 및 턴-오프 제어 신호를 순차적으로 출력한 이후, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 상태를 진단하는 예시를 설명한다.

도 4의 실시예에서, 제어부(200)는 t3 시점 이전에 A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터에게 턴-온 제어 신호를 출력하고, t3 시점에서 A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터에게 턴-오프 제어 신호를 출력할 수 있다.

이후, 제어부(200)는 t3 시점에서 t4 시점까지 센싱부(100)에 의해 측정된 컨택터 각각에 대한 전류 정보에 기반하여, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터 각각의 전류 변동폭을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(200)는 각 컨택터에 대해 산출한 전류 변동폭과 제1 기준 변동값(R1) 및 제2 기준 변동값(R2)에 기반하여, A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 상태를 진단할 수 있다. 여기서, 제1 기준 변동값(R1) 및 제2 기준 변동값(R2)은 앞서 도 3의 실시예를 참조하여 설명한 변동값과 동일할 수 있다.

먼저, 제어부(200)는 A 컨택터, B 컨택터, C 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터 중 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값(R1) 이상인 컨택터가 존재하는지를 판단할 수 있다. 제어부(200)는 C 컨택터의 전류 변동폭(A3)이 제1 기준 변동값(R1) 이상이므로, C 컨택터의 상태를 정상 상태로 진단할 수 있다. 그리고, 제어부(200)는 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값(R1) 이상인 C 컨택터가 존재하므로, 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값(R1) 미만인 A 컨택터, B 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단할 수 있다.

그리고, 제어부(200)는 고장 상태로 진단된 A 컨택터, B 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 전류 변동폭을 제2 기준 변동값(R2)과 비교할 수 있다.

A 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 전류 변동폭이 제2 기준 변동값(R2) 보다 작기 때문에, 제어부(200)는 A 컨택터, D 컨택터 및 E 컨택터의 상태를 완전고장 상태로 진단할 수 있다. 특히, A 컨택터의 경우, t3 내지 t4 동안 전류가 전혀 흐르지 않은 것으로 측정되었으므로, 제어부(200)는 A 컨택터에 대하여, 턴-오프 상태가 계속해서 유지되는 스턱 오픈(stuck-open) 고장 상태로 진단할 수 있다. 또한, D 컨택터 및 E 컨택터의 경우, t3 내지 t4 동안 전류가 계속해서 흐른 것으로 측정되었고, t3 시각에서도 전류가 계속해서 흐른 것으로 측정되었으므로, 제어부(200)는 D 컨택터 및 E 컨택터에 대하여, 턴-온 상태가 계속해서 유지되는 스턱 클로즈(stuck-closed) 고장 상태로 진단할 수 있다.

센싱부(100)는, 상기 복수의 컨택터(20) 및 상기 복수의 배터리 모듈(10)이 각각 설치된 복수의 단위 경로 각각에 흐르는 전류를 측정하도록 구성될 수 있다. 여기서, 복수의 단위 경로는, 서로 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다.

예컨대, 도 2에 도시된 실시예를 참조하면, 복수의 단위 경로는 제1 단위 경로, 제2 단위 경로 및 제3 단위 경로를 포함할 수 있다. 제1 단위 경로는 a 지점과 A 지점 사이의 경로로서, 제1 단위 경로 상에는 제1 컨택터(20a), 제1 배터리 모듈(10a) 및 제1 전류 측정 모듈(30a)이 설치될 수 있다. 제2 단위 경로는 b 지점과 B 지점 사이의 경로로서, 제2 단위 경로 상에는 제2 컨택터(20b), 제2 배터리 모듈(10b) 및 제2 전류 측정 모듈(30b)이 설치될 수 있다. 제3 단위 경로는 c 지점과 C 지점 사이의 경로로서, 제3 단위 경로 상에는 제3 컨택터(20c), 제3 배터리 모듈(10c) 및 제3 전류 측정 모듈(30c)이 설치될 수 있다.

즉, 센싱부(100)는 복수의 단위 경로 각각에 흐르는 전류를 측정함으로써, 해당 단위 경로 상에 설치된 컨택터에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.

예컨대, 복수의 컨택터(20)가 포지티브 형식의 컨택터일 경우, 병렬로 연결된 복수의 단위 경로 중 어느 하나의 단위 경로가 연결되면, 복수의 컨택터(20)의 양단 전압의 전위차가 모두 동일할 수 있다. 이러한 경우, 복수의 컨택터(20) 각각의 양단 전압의 전위차만으로는 복수의 컨택터(20) 각각의 상태를 진단할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 컨택터 진단 장치(1000)는 단위 경로에 흐르는 전류를 측정함으로써, 단위 경로가 병렬로 연결된 경우에 있어서도, 단위 경로 상에 설치된 컨택터의 상태를 정확하게 진단할 수 있는 장점이 있다.

센싱부(100)는, 상기 복수의 배터리 모듈(10) 각각의 전류 경로가 모두 연결된 대전류 경로 상에 흐르는 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.

도 2에 도시된 실시예를 참조하면, 전류 센싱 유닛(120)은 대전류 경로 상에 구비된 대전류 측정 모듈(40)을 이용하여 대전류 경로 상에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 즉, 센싱부(100)는 대전류 측정 모듈(40)을 이용하여 배터리 팩(1)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 여기서 대전류 측정 모듈(40)에는 전류계 및/또는 션트 저항이 포함될 수 있다.

대전류 측정 모듈(40)은 대전류 경로 상에서, 배터리 모듈과 배터리 팩(1)의 전극 단자 사이에 설치될 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 대전류 측정 모듈(40)은 배터리 모듈과 배터리 팩(1)의 음극 단자(P-) 사이에 연결될 수 있다. 다만, 대전류 측정 모듈(40)의 설치 위치는 배터리 모듈과 메인 컨택터(50) 사이 또는 메인 컨택터(50)와 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+) 사이에 설치될 수도 있다.

제어부(200)는 상기 복수의 컨택터(20)에게 컨택터 제어 신호를 출력한 이후, 상기 센싱부(100)로부터 상기 대전류 경로 상에 흐르는 대전류 정보를 수신할 수 있다.

예컨대, 도 3의 실시예에서, 제어부(200)는 t1 이전에 턴-오프 제어 신호를 출력하고, t1 시각에 턴-온 제어 신호를 출력할 수 있다. 그리고, 센싱부(100)에 의해 t2 시각에 측정된 대전류 정보를 수신할 수 있다.

그리고, 제어부(200)는 수신한 대전류 정보에 기반하여 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단할지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.

제어부(200)는 센싱부(100)로부터 수신한 대전류 정보에 기반하여, 대전류 경로 상에 흐른 전류의 양이 예상되는 전류의 양과 차이가 나는 것을 확인하면, 복수의 컨택터(20) 각각의 상태를 진단할 수 있다.

즉, 제어부(200)는 대전류 경로 상에 흐르는 전류량이 복수의 컨택터(20)의 동작 상태에 기반하여 대전류 경로 상에 흐를 것으로 예상되는 전류량과 차이가 없다면, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20)의 상태를 진단하지 않을 수 있다.

도 2에 도시된 실시예는 제1 컨택터(20a), 제2 컨택터(20b) 및 제3 컨택터(20c)가 포함된 예시이지만, 배터리 팩(1)이 구비된 전기 자동차 또는 ESS(Energy Storing System)에서는 무수히 많은 컨택터가 구비될 수 있다. 이러한 경우에도 제어부(200)가 복수의 컨택터에게 컨택터 제어 신호를 출력할 때마다 복수의 컨택터의 상태를 진단하면, 컨택터 상태 진단의 빈도가 너무 잦아지고, 이로 인해 불필요하게 전기적 및 시스템적 자원이 소모될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)는 복수의 컨택터(20)의 상태 진단 과정에서 불필요하게 소요되는 시간 및 자원을 최소화하기 위하여, 대전류 경로 상에 흐르는 대전류량을 고려하여 복수의 컨택터(20)의 상태 진단 빈도를 조절할 수 있는 장점이 있다.

제어부(200)는, 상기 복수의 컨택터에게 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 순차적으로 출력한 경우, 상기 수신한 대전류 정보에 기반하여 산출한 대전류 경로에 흐르는 전류량이 기준 하한값 미만이면 상기 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.

여기서, 기준 하한값은, 복수의 컨택터(20)의 상태가 모두 정상 상태이고, 복수의 컨택터(20)의 동작 상태가 모두 턴-온 상태로 제어되었을 때, 대전류 경로 상에 흐르는 전류의 양에 대한 하한값으로서, 미리 설정된 값일 수 있다.

즉, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20)에게 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 순차적으로 출력한 후, 대전류 경로 상에 전류가 흐른 상태가 감지되고, 대전류 경로 상에 흐른 대전류의 양이 기준 하한값 미만인 경우에 한하여 복수의 컨택터(20)의 상태를 진단할 수 있다.

예컨대, 제어부(200)가 복수의 컨택터(20)에게 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 순차적으로 출력한 경우, 어느 하나의 컨택터가 고장 상태라면 대전류 경로 상에 흐르는 대전류의 양이 기준 하한값 이상일 수 없다. 따라서, 제어부(200)는 대전류 경로 상에 흐르는 대전류의 양이 기준 하한값 미만인 경우에만 복수의 컨택터(20) 중 적어도 하나 이상이 고장인 상태라고 판단하여, 복수의 컨택터(20)의 상태를 진단할 수 있다.

반대로, 제어부(200)는 상기 복수의 컨택터에게 턴-온 제어 신호 및 턴-오프 제어 신호를 순차적으로 출력한 경우, 상기 수신한 대전류 정보에 기반하여 상기 대전류 경로 상에 전류가 흐른 상황이 감지되면 상기 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.

예컨대, 제어부(200)가 복수의 컨택터(20)에게 턴-온 제어 신호 및 턴-오프 제어 신호를 순차적으로 출력한 경우, 모든 컨택터가 정상 상태라면 대전류 경로 상에 전류가 흐를 수 없다. 따라서, 제어부(200)는 센싱부(100)로부터 수신한 대전류 정보에 기반하여, 대전류 경로 상에 전류가 흐른 상황을 감지하면 복수의 컨택터(20) 중 적어도 하나 이상이 고장인 상태라고 판단하여, 복수의 컨택터(20)의 상태를 진단할 수 있다.

즉, 컨택터 진단 장치(1000)는 대전류 정보에 기반하여, 복수의 컨택터(20)의 상태 진단이 필요한 경우에만 진단을 수행함으로써, 불필요하게 소모되는 자원을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 컨택터 진단 장치(1000)는 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 출력하는 순서에 기반하여 복수의 컨택터(20)의 진단이 필요한지 여부를 각기 다르게 결정함으로써, 복수의 컨택터(20)의 고장 유형을 다양한 측면에서 진단할 수 있는 장점이 있다.

제어부(200)는, 상기 복수의 컨택터(20) 각각의 상태를 진단할 때, 상기 대전류 경로 상에 설치된 메인 컨택터(50)에게 턴-오프 제어 신호를 출력할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)를 포함하는 다른 배터리 팩(1)을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5의 실시예에서, 대전류 정보에 기반하여 복수의 컨택터(20) 중 적어도 하나가 고장 상태라고 판단된 경우, 제어부(200)는 L2 라인을 통해 메인 컨택터(50)에게 턴-오프 제어 신호를 출력하여 복수의 컨택터(20)와 배터리 팩(1)간의 연결을 차단할 수 있다.

즉, 제어부(200)는 고장 상태인 컨택터와 연결된 배터리 모듈이 과충전 또는 과방전되는 것을 방지하기 위하여, 배터리 팩(1)에 구비된 메인 컨택터(50)에게 턴-오프 제어 신호를 송신할 수 있다. 이 경우, 턴-오프 제어 신호를 수신한 메인 컨택터(50)는 턴-오프 상태로 전환되고, 복수의 배터리 모듈(10)과 배터리 팩(1)의 연결은 끊어질 수 있다.

이후, 제어부(200)는 진단 경로에 설치된 진단용 컨택터(60)에게 턴-온 제어 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 여기서, 진단 경로는 진단용 컨택터(60) 및 진단용 방전 저항(70)이 설치되고, 상기 복수의 배터리 모듈(10) 및 상기 복수의 컨택터(20)와 병렬로 연결되도록 구성된 경로일 수 있다.

예컨대, 도 5를 참조하면, 진단 경로는 복수의 단위 경로(a와 A 사이 경로, b와 B 사이 경로 및 c와 C 사이 경로)와 병렬로 연결되고, 진단용 컨택터(60) 및 진단용 방전 저항(70)이 설치된 경로일 수 있다.

제어부(200)는 턴-오프 제어 신호를 제2 제어 라인(L2)을 통해 출력하여, 메인 컨택터(50) 의 상태를 턴-오프 상태로 전환시킬 수 있다. 그 후, 제어부(200)는 턴-온 제어 신호를 제3 제어 라인(L3)을 통해 출력하여, 진단용 컨택터(60)의 상태를 턴-온 상태로 전환시킬 수 있다. 이 경우, 복수의 단위 경로와 배터리 팩의 양극 단자 간의 연결은 끊어지고, 복수의 단위 경로와 진단 경로가 연결될 수 있다.

그리고, 복수의 배터리 모듈(10)이 진단용 방전 저항(70)을 통해 방전되는 과정에서, 제어부(200)는 복수의 단위 경로 상에 설치된 복수의 컨택터(20)의 상태를 진단할 수 있다.

예컨대, 배터리 모듈에 구비된 배터리 셀이 과충전 또는 과방전되면, 배터리 셀에 리튬 플레이팅(Li Plating) 현상이 발생될 수 있다. 리튬 플레이팅 현상이란 배터리 셀의 음극에서 리튬 이온이 서로 결합하여 리튬으로 석출되는 현상을 의미한다. 즉, 리튬은 물과 격렬히 반응하는 금속이기 때문에, 리튬 플레이팅이 발생되면 배터리 셀 내부로 스며드는 수분 등으로 인하여 배터리 셀이 부풀어 오르는 스웰링(Swelling) 현상이 발생될 수 있고, 배터리 셀이 폭발할 수도 있다.

따라서, 컨택터 진단 장치(1000)는 복수의 컨택터(20) 중 적어도 하나가 고장 상태인 것으로 판단되면, 메인 컨택터(50)의 상태를 턴-오프 상태로 전환시킨 후 복수의 배터리 컨택터(20)의 상태를 진단함으로써, 복수의 배터리 모듈(10)에 의한 예기치 못한 사고가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 센싱부(100)는, 상기 기준 시간 동안 상기 복수의 컨택터(20) 각각의 양단 전압을 더 측정하도록 구성될 수 있다. 여기서, 기준 시간은 센싱부(100)가 복수의 컨택터(20) 각각의 전류를 측정하는 시간을 의미한다. 즉, 센싱부(100)는 기준 시간 동안 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류를 측정하고, 복수의 컨택터(20) 각각에 인가된 전압을 측정할 수 있다.

도 5를 참조하면, 센싱부(100)는 전압 센싱 유닛(110)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 전압 센싱 유닛(110)은 복수의 배터리 모듈(10) 및 복수의 컨택터(20) 각각의 전압을 측정할 수 있다.

예컨대, 전압 센싱 유닛(110)은 기준 시간 동안 복수의 컨택터(20)의 양단 전압을 측정하고, 전류 센싱 유닛(120)은 기준 시간 동안 복수의 컨택터(20)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 그리고, 센싱부(100)는 복수의 컨택터(20) 각각의 양단 전압의 전위차를 계산함으로써 복수의 배터리 모듈(10) 각각의 전압을 측정할 수 있다.

제어부(200)는, 상기 센싱부(100)로부터 상기 복수의 컨택터(20) 각각의 전압 정보 및 전류 정보를 수신할 수 있다.

예컨대, 도 3의 실시예에서, 제어부(200)는 센싱부(100)로부터 t1 내지 t2 동안 측정된 복수의 컨택터에 대한 전류 정보 및 전압 정보를 수신할 수 있다.

그리고, 제어부(200)는 수신한 전압 정보 및 전류 정보에 기반하여 상기 복수의 컨택터(20) 각각의 저항을 산출하도록 구성될 수 있다.

예컨대, 제어부(200)는 옴의 법칙을 이용하여, 센싱부(100)로부터 수신한 복수의 컨택터(20) 각각에 대한 전압 정보 및 전류 정보에 따라 복수의 컨택터(20) 각각의 단위 시간당 저항을 산출할 수 있다. 여기서, 단위 시간은 전류 센싱 유닛(110)이 컨택터에 흐르는 전류를 측정하는 주기 및 전압 센싱 유닛(120)이 컨택터의 양단 전압을 측정하는 주기로서, 양 주기는 동일하게 설정될 수 있다. 즉, 전류 센싱 유닛(110)과 전압 센싱 유닛(120)은 동일 시점에서, 컨택터에 흐르는 전류 및 컨택터의 양단 전압을 각각 측정할 수 있다.

그리고, 제어부(200)는 산출한 단위 시간당 저항을 종합하여, 센싱부(100)에 의해 전류 및 전압이 측정된 기준 시간 동안의 저항 패턴을 결정할 수 있다. 이 때, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20) 각각에 대한 저항 패턴을 결정할 수 있다.

그리고, 제어부(200)는, 복수의 컨택터(20)마다 결정한 저항 패턴을 참조 저항 패턴과 비교하여 상기 복수의 컨택터(20) 각각의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다. 여기서, 참조 저항 패턴은 컨택터가 정상 상태일 때 나타나는 저항 패턴으로서, 제어부(200) 또는 기타 저장매체에 저장될 수 있다.

예컨대, 참조 저항 패턴은 턴-온 상태 패턴과 턴-오프 상태 패턴으로 나뉘어 저장될 수 있다. 턴-온 상태 패턴은 정상 상태인 컨택터의 동작 상태가 턴-온 상태일 때의 저항 패턴이고, 턴-오프 상태 패턴은 정상 상태인 컨택터의 동작 상태가 턴-오프 상태일 때의 저항 패턴일 수 있다.

제어부(200)는 복수의 컨택터(20) 중 저항 패턴이 참조 저항 패턴과 상이한 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20)에 흐르는 전류뿐만 아니라 복수의 컨택터(20)의 저항을 이용하여, 복수의 컨택터(20)의 상태를 이중으로 진단할 수 있다. 따라서, 전류 및 저항에 기반하여 복수의 컨택터(20)의 상태가 이중으로 진단되기 때문에, 복수의 컨택터(20)의 상태 진단 결과의 정확도가 향상될 수 있는 장점이 있다.

센싱부(100)는, 상기 복수의 컨택터(20) 각각의 온도를 더 측정하도록 구성될 수 있다.

예컨대, 도 5에 도시된 실시예를 참조하면, 센싱부(100)는 복수의 컨택터(20) 각각의 온도를 측정하는 온도 센싱 유닛(130)을 더 포함할 수 있다. 또한, 온도 센싱 유닛(130)은 복수의 배터리 모듈(10) 및/또는 배터리 팩(1)의 온도를 측정할 수도 있다. 온도 센싱 유닛(130)은 일반적으로 사용되는 열전대(Thermocouple)가 이용될 수 있다.

제어부(200)는 복수의 컨택터(20)에게 상기 컨택터 제어 신호를 출력할 때, 상기 센싱부(200)로부터 상기 복수의 컨택터(20) 각각의 온도 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.

예컨대, 도 5의 실시예에서, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20)에게 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 순차적으로 출력한 후, 센싱부(100)로부터 턴-온 제어 신호를 출력할 때의 복수의 컨택터(20) 각각의 온도 정보를 수신할 수 있다.

그리고, 제어부(200)는 상기 수신한 복수의 컨택터(20)의 온도에 기반하여 상기 기준 시간의 크기를 변경시키도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 제어부(200)는 기준 시간을 컨택터의 온도에 반비례하게 설정할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 컨택터의 온도가 낮을수록 기준 시간의 크기를 크게 설정할 수 있다.

더욱 바람직하게, 제어부(200)는 컨택터의 온도가 기준 온도 미만일 경우에만, 기준 시간을 컨택터의 온도에 반비례하게 설정할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 컨택터의 온도가 기준 온도 이상일 경우에는 기준 시간을 미리 설정된 값으로 설정하지만, 컨택터의 온도가 기준 온도 미만일 경우에는 컨택터의 기계적 특성을 고려하여 기준 시간의 크기를 미리 설정된 값보다 크게 설정할 수 있다.

특히, 복수의 컨택터(20)가 기계식 스위치일 경우, 복수의 컨택터(20) 각각의 온도가 낮아지면 기계적 특성에 따라 턴-온 상태 또는 턴-오프 상태로의 전환 속도가 느려질 수 있다. 따라서, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20)의 기계적 특성을 고려하여, 센싱부(100)에 의해 복수의 컨택터(20)에 흐르는 전류가 측정되는 기준 시간을 변경시킬 수 있다.

예컨대, 컨택터 진단 장치(1000)가 포함된 차량이 영하의 온도에서 방치된 경우, 복수의 컨택터(20) 각각의 온도는 영하일 수 있다. 이러한 경우, 복수의 컨택터(20)는 기계적 특성에 의해 턴-온 상태 또는 턴-오프 상태로의 전환 속도가 상온에서의 속도보다 느려질 수 있다.

이러한 경우에, 컨택터 진단 장치(1000)는 컨택터의 기계적 특성을 고려하여 기준 시간(흐르는 전류의 양이 측정되는 시간)의 크기를 설정함으로써, 컨택터의 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있다.

이하에서는, 도 6을 참조하여, 제어부(200)가 컨택터의 온도에 기반하여 기준 시간을 설정하는 과정에 대해서 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)에서, 기준 시간을 설정하는 실시예를 도시한 도면이다. 구체적으로 도 6은 F 컨택터 및 G 컨택터에 흐르는 전류 정보를 시간의 흐름에 따라 도시한 실시예이다.

예컨대, 도 6은 제어부(200)가 F 컨택터 및 G 컨택터에게 턴-오프 제어 신호를 출력한 후, t1 시각에 F 컨택터 및 G 컨택터에게 턴-온 제어 신호를 출력한 경우의 실시예이다. 도 6의 실시예에서, R1은 제1 기준 변동값이고, A4는 t2 시점에서 측정된 F 컨택터의 전류량이고, A5는 t2 시점에서 측정된 G 컨택터의 전류량 및 t3 시점에서 측정된 F 컨택터의 전류량이라고 가정한다. 여기서, A4는 R1 보다 작고, A5는 R1 보다 크다. 또한, R1, A4 및 A5의 단위는 [A]이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 단위를 생략하고 설명한다.

제어부(200)는 컨택터 제어 신호를 출력한 시점에서 측정된 복수의 컨택터(20) 각각의 온도가 기준 온도 이상일 때, 센싱부(100)에 의해 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류가 측정되는 기준 시간을 변경할 수 있다.

예컨대, 도 6의 실시예에서, 기준 시간은 t1 내지 t2 동안의 시간이고, 기준 온도는 0℃로 설정될 수 있다. 이 경우, 센싱부(100)에 의해 t1 시각에 측정된 F 컨택터 및 G 컨택터의 온도가 0℃ 이상이면, 제어부(200)는 F 컨택터 및 G 컨택터에 흐르는 전류가 측정되는 기준 시간을 t1 내지 t2 동안의 시간으로 설정할 수 있다.

제어부(200)는 컨택터 제어 신호를 출력한 시점에서 측정된 복수의 컨택터(20) 각각의 온도가 기준 온도 미만이면, 측정된 복수의 컨택터 각각의 온도와 기준 온도 간의 차이에 따라 복수의 컨택터(20) 각각에 흐르는 전류가 측정되는 기준 시간의 크기를 기준 시간보다 크게 설정할 수 있다.

다만, 복수의 컨택터(20) 각각의 온도가 서로 상이할 경우, 복수의 컨택터(20) 각각에 설정된 기준 시간의 크기가 달라질 수 있으므로, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20)의 평균 온도에 기반하여, 복수의 컨택터(20)에 대한 기준 시간을 일괄적으로 설정할 수도 있다.

예컨대, 기준 온도가 0℃이고, t1 시각에서 측정된 F 컨택터 및 G 컨택터의 온도가 -10℃이라고 가정한다. 이 경우, t1 시각에 측정된 F 컨택터 및 G 컨택터의 온도(-10℃)가 기준 온도(0℃) 보다 낮기 때문에, 제어부(200)는 센싱부(100)에 의해 F 컨택터 및 G 컨택터에 흐르는 전류가 측정되는 기준 시간의 종료 시각을 t3 시각으로 설정할 수 있다. 여기서, t3 시각은 t2 이후의 시각이므로, F 컨택터 및 G 컨택터에 대한 기준 시간의 크기는 미리 설정된 값보다 크게 변경될 수 있다.

따라서, 제어부(200)에 의해 변경 설정된 기준 시간 동안(t1 시각 내지 t3 시각 동안), F 컨택터 및 G 컨택터의 전류 변동폭은 모두 제1 기준 변동값(R1) 이상인 A5이기 때문에, 제어부(200)는 F 컨택터 및 G 컨택터의 상태를 모두 정상 상태로 진단할 수 있다.

만약, 제어부(200)가 기준 시간을 설정할 때 컨택터의 온도를 고려하지 않는다면, 도 6의 실시예에서 기준 시간은 t1 시각 내지 t2 시각으로 설정될 수 있다. 이 경우, 제어부(200)는 기준 시간 동안 측정된 전류 변동폭(A5)이 제1 기준 변동값(R1) 이상인 G 컨택터가 존재하기 때문에, F 컨택터의 상태를 진단할 수 있다. 이 때, 기준 시간 동안(t1 내지 t2 동안) 측정된 F 컨택터의 전류 변동폭(A4)이 제1 기준 변동값(R1) 보다 작기 때문에, 제어부(200)는 F 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단할 수 있다.

이러한 경우, 컨택터의 상태 진단에 컨택터의 온도에 따른 기계적 특성이 반영되지 않기 때문에, 컨택터의 상태 진단의 정확도가 낮아질 수 있다. 따라서, 컨택터 진단 장치(1000)는 컨택터의 온도를 고려하여 컨택터에 흐르는 전류를 측정하는 시간을 변경 설정함으로써, 컨택터의 기계적 특성을 반영하여, 컨택터의 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있는 장점이 있다.

또한, 제어부(200)는 상기 센싱부(100)에 의해 측정된 상기 복수의 컨택터(20)의 온도에 기반하여 상기 기준 변동값을 변경시키도록 구성될 수 있다.

즉, 제어부(200)는 센싱부(100)에 의해 측정된 복수의 컨택터(20)의 온도에 기반하여, 복수의 컨택터(20)에 흐르는 전류가 측정되는 기준 시간 및 복수의 컨택터(20)의 전류 변동폭의 비교 대상인 기준 변동값 중 적어도 하나 이상을 변경 설정할 수 있다.

바람직하게, 제어부(200)는 기준 변동값을 컨택터의 온도에 비례하게 설정할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 컨택터의 온도가 낮을수록 기준 변동값을 미리에 설정된 값보다 작게 변경할 수 있다.

더욱 바람직하게, 제어부(200)는 컨택터의 온도가 기준 온도 미만일 경우에만, 기준 변동값을 컨택터의 온도에 비례하게 설정할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 컨택터의 온도가 기준 온도 이상일 경우에는 기준 변동값을 미리 설정된 값으로 설정하지만, 컨택터의 온도가 기준 온도 미만일 경우에는 컨택터의 기계적 특성을 고려하여 기준 변동값을 미리 설정된 값보다 작게 설정할 수 있다.

예컨대, 도 5의 실시예에서, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20)에게 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 순차적으로 출력한 후, 센싱부(100)로부터 턴-온 제어 신호를 출력할 때의 복수의 컨택터(20) 각각의 온도 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 제어부(200)는 상기 수신한 복수의 컨택터(20)의 온도에 기반하여 제1 기준 변동값 및 제2 기준 변동값을 변경시키도록 구성될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 컨택터와 같은 기계식 스위치의 경우, 온도에 따라서 스위치의 전환에 소요되는 시간이 달라질 수 있다. 특히, 복수의 컨택터(20)의 온도가 낮아질수록 턴-온 상태 또는 턴-오프 상태로의 상태 전환에 소요되는 시간이 늘어날 수 있다. 따라서, 제어부(200)는 복수의 컨택터(20)의 기계적 특성을 고려하여 제1 기준 변동값 및 제2 기준 변동값을 설정할 수 있다.

이하에서는, 도 7을 참조하여, 제어부(200)가 컨택터의 온도에 기반하여 기준 변동값을 설정하는 과정에 대해서 설명한다. 특히, 제2 기준 변동값의 설정은 제1 기준 변동값의 설정과 동일하므로, 이하에서는, 제어부(200)가 컨택터의 온도에 기반하여 제1 기준 변동값을 설정하는 과정에 대해 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)에서, 기준 변동값을 설정하는 실시예를 도시한 도면이다. 구체적으로 도 7은 F 컨택터 및 G 컨택터에 흐르는 전류 정보를 시간의 흐름에 따라 도시한 실시예이다.

예컨대, 도 7은 제어부(200)가 F 컨택터 및 G 컨택터에게 턴-오프 제어 신호를 출력한 후, t1 시각에 F 컨택터 및 G 컨택터에게 턴-온 제어 신호를 출력한 경우의 실시예를 도면이다.

도 7의 실시예에서, R1은 제1 기준 변동값이고, A4는 t2 시점에서 측정된 F 컨택터의 전류량이고, A5는 t2 시점에서 측정된 G 컨택터의 전류량이라고 가정한다. 여기서, A4는 R1 보다 작고, A5는 R1 보다 크다. 또한, R1, A4 및 A5의 단위는 [A]이고, 이하에서는 설명의 편의를 위해 단위를 생략하고 설명한다. 또한, 제어부(200)는 t1 이전에 F 컨택터 및 G 컨택터에게 턴-오프 제어 신호를 출력하고, t1 시각에 F 컨택터 및 G 컨택터에게 턴-온 제어 신호를 출력하였다고 가정한다.

도 7의 실시예에서, t1 시각에서 측정된 F 컨택터 및 G 컨택터의 온도가 기준 온도 미만이면, 제어부(200)는 제1 기준 변동값을 R1에서 R1′로 변경시킬 수 있다. 여기서, R1'는 R1보다 작은 값일 수 있다. G 컨택터의 전류 변동폭(CG)은 제1 기준 변동값(R1)보다 크기 때문에, 제어부(200)는 F 컨택터의 상태를 진단할 수 있다. 이 경우, 제어부(200)는 F 컨택터의 전류 변동폭(CF)이 F 컨택터 및 G 컨택터의 온도에 기반하여 변경 설정된 기준 변동값인 R1'보다 크기 때문에, F 컨택터의 상태를 정상 상태로 진단할 수 있다.

따라서, 컨택터 진단 장치(1000)는 기준 변동값을 컨택터의 온도를 고려하여 설정함으로써, 컨택터의 기계적 특성을 반영하여 컨택터의 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있는 장점이 있다.

또한, 제어부(200)는 상기 센싱부(100)에 의해 측정된 상기 복수의 컨택터(20)의 온도에 기반하여 상기 기준 시간 및 기준 변동값을 모두 변경시키도록 구성될 수 있다.

이 경우, 복수의 컨택터(20)의 온도에 따라 기준 시간 및 기준 변동값이 모두 변경되기 때문에, 컨택터의 온도에 따라서 컨택터의 상태가 보다 정확하게 진단될 수 있는 장점이 있다.

제어부(200)는, 상기 복수의 배터리 모듈(10) 각각의 충방전 사이클의 횟수를 카운팅하도록 구성될 수 있다. 여기서, 충방전 사이클 횟수란, 복수의 배터리 모듈(10)이 순차적으로 충전 및 방전, 또는 방전 및 충전된 횟수를 의미할 수 있다. 예컨대, 시간의 순서에 따라, 제1 배터리 모듈(10a)에 제1 충전, 제1 방전, 제2 충전, 제2 방전, 제3 충전 및 제3 방전이 수행되었다면, 제어부(200)는 제1 배터리 모듈(10a)의 충방전 사이클의 횟수를 3회로 카운팅할 수 있다.

그리고, 제어부(200)는 상기 카운팅된 충방전 사이클의 횟수에 기반하여 상기 기준 변동값을 변경하도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 제어부(200)는 카운팅된 배터리 모듈의 충방전 사이클 횟수와 기준 변동값을 반비례하게 설정할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 배터리 모듈의 충방전 사이클 횟수가 증가할수록, 기준 변동값을 작게 변경 설정할 수 있다.

더욱 바람직하게, 제어부(200)는 복수의 배터리 모듈(20)에 대해 카운팅된 충방전 사이클의 횟수의 평균이 증가할수록, 제1 기준 변동값 및 제2 기준 변동값을 작게 변경 설정할 수 있다. 즉, 복수의 배터리 모듈(20) 각각의 충방전 사이클의 횟수가 달라질 경우, 복수의 배터리 모듈(20) 각각에 연결된 컨택터에 대해 설정된 기준 변동값이 달라지는 것을 방지하기 위하여, 제어부(200)는 복수의 배터리 모듈(20)의 충방전 사이클의 횟수의 평균에 기반하여 기준 설정값을 설정할 수 있다.

일반적으로, 배터리 모듈이 퇴화될수록 배터리 모듈의 SOH(State Of Health)가 줄어들고, 내부 저항이 증가하기 때문에, 배터리 모듈에서 출력되는 전류의 절대량이 줄어들 수 있다. 즉, 동일한 시간 동안 측정되는 컨택터에 흐르는 전류 변동폭은 배터리 모듈의 상태에 따라 달라질 수 있다.

예컨대, BOL(Begin of Life) 상태의 배터리 모듈, MOL(Middle Of Life) 상태의 배터리 모듈 및 EOL(End Of Life) 상태의 배터리 모듈 각각에서 동일 시간 동안 출력될 수 있는 전류의 절대량은 상이할 수 있다. 따라서, 동일 시간 동안 측정되었다고 하더라도, 각기 다른 퇴화 상태의 배터리 모듈에 연결된 컨택터에 흐르는 전류 변동폭은 서로 상이할 수 있다. 구체적으로, 배터리 모듈의 퇴화가 진행될수록, 컨택터에 흐른 전류 변동폭은 작아질 수 있다.

따라서, 컨택터 진단 장치(1000)는 배터리 모듈이 퇴화된 정도를 반영하여 기준 변동값의 크기를 변경함으로써, 컨택터의 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있는 장점이 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)를 포함하는 또 다른 배터리 팩(1)을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 컨택터 진단 장치(1000)는, 통신부(500), DC-DC 전압 컨버터(300) 및 알람 설정부(400)를 더 포함할 수 있다.

통신부(500)는, 예컨대, 자동차의 ECU 등의 외부 장치(2)와 컨택터 진단 장치(1000) 간의 양방향 통신을 지원하도록 구성될 수 있다.

통신부(500)는, 제1 포토 릴레이(510)를 포함할 수 있다. 제1 포토 릴레이(510)는, 제1 광원 및 제1 광검출기를 포함하고, 외부 장치(2)로부터 제어부(200)로 전송되는 명령들을 제어부(200)에 의해 인식 가능한 형태의 신호들로 변환할 수 있다. 구체적으로, 제1 광원은, 외부 장치(2)로부터 전송되는 각 명령을 그에 대응하는 광 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 제1 광검출기는, 제1 광원으로부터 출력되는 광 신호에 응답하여, 광 신호에 대응하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 제1 광검출기에 의해 생성된 제어 신호는 제어부(200)의 제1 통신 단자(COM1) 상에 인가될 수 있다.

또한, 통신부(500)는, 제2 포토 릴레이(520)를 더 포함할 수 있다. 제2 포토 릴레이(520)는, 제2 광원 및 제2 광검출기를 포함하고, 제어부(200)로부터 외부 장치(2)로 전송되는 메시지들을 외부 장치(2)에 의해 인식 가능한 형태의 신호들로 변환할 수 있다. 구체적으로, 제2 광원은, 제어부(200)로부터 전송되는 각 메시지를 그에 대응하는 광 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 제2 광검출기는, 제2 광원으로부터 출력되는 광 신호에 응답하여, 광 신호에 대응하는 통지 신호를 생성할 수 있다.

예컨대, 제1 및 제2 포토 릴레이(510, 520)로는, 옵토 커플러(opto-coupler) 등이 이용될 수 있다.

물론, 통신부(500)는, 제1 및 제2 포토 릴레이(510, 520) 대신, 외부 장치(2)와의 양방향 통신을 지원하는 다른 형태의 통신 회로를 포함할 수도 있다.

DC-DC 전압 컨버터(300)는, 인에이블 단자(EN), 전원 입력 단자(IN) 및 전원 출력 단자(OUT)를 포함한다. 전원 입력 단자(IN)는, 배터리 팩(1) 또는 외부 전원(예, 전기 자동차의 보조 배터리)으로부터의 입력 전압을 수신한다. 예컨대, 도 5에 도시된 실시예와 같이, DC-DC 전압 컨버터(300)는 복수의 배터리 모듈(10)로부터 구동 전원을 인가 받을 수 있다. 즉, 전원 입력 단자(IN) 상에는, 배터리 팩(1) 또는 외부 전원으로부터의 입력 전압이 인가된다.

전원 출력 단자(OUT)는, 입력 전압으로부터 생성된 구동 전압을 출력한다. 즉, DC-DC 전압 컨버터(300)는, 전원 입력 단자(IN) 상에 인가되는 입력 전압을 이용하여, 구동 전압을 생성하고, 생성된 구동 전압을 전원 출력 단자(OUT)를 통해 출력할 수 있다. 전원 출력 단자(OUT)를 통해 출력되는 구동 전압은, 센싱부(100), 제어부(200), 알람 설정부(400) 및 통신부(500)에 인가될 수 있다.

인에이블 단자(EN)는, 후술할 제어부(200)에 동작 가능하게 결합된다. DC-DC 전압 컨버터(300)는, 제어부(200)로부터 인에이블 단자(EN) 상에 인가되는 신호에 응답하여, 전원 출력 단자(OUT) 상에 구동 전압을 출력하거나 구동 전압을 출력을 중단할 수 있다. 구체적으로, DC-DC 전압 컨버터(300)는, 인에이블 단자(EN) 상에 인가되는 신호의 전압이 임계 전압(예, 3V) 이상인 경우에만, 구동 전압을 전원 출력 단자(OUT) 상으로 출력할 수 있다.

제어부(200)는, 상술된 배터리 팩(1)을 위한 설정 동작과 센싱부(100), 통신부(500), DC-DC 전압 컨버터(300)의 제어 동작을 수행하는 시점에 대한 알람 신호를 외부로부터 입력받아 각 동작을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(200)는, 전원 입력 단자(POWER), 알람 요청 단자(ART), 알람 신호 단자(AST), 센싱 단자(S1, S2 및 S3), 컨택터 제어 단자(C1 및 C2), 제1 통신 단자(COM1), 홀드 단자(HOLD) 및 제2 통신 단자(COM2)를 포함할 수 있다.

전원 입력 단자(POWER)는, DC-DC 전압 컨버터(300)의 전원 출력 단자(OUT)에 전기적으로 연결되어, 전원 출력 단자(OUT)를 통해 출력되는 구동 전압을 수신한다. 제어부(200)는, 전원 입력 단자(POWER)에 의해 수신된 구동 전압을 이용하여 동작할 수 있다.

알람 요청 단자(ART)는, 알람 설정부(400)에 전기적으로 연결되어, 알람 설정부(400)로 요청 알람 시간을 나타내는 알람 요청 신호를 출력한다.

알람 신호 단자(AST)는, 알람 설정부(400)에 전기적으로 연결되어, 알람 설정부(400)로 현재 알람 시간에 도달했음을 나타내는 알람 신호를 입력받는다. 제어부(200)는 알람 신호 단자(AST)로 알람 신호가 입력되면, 알람 신호가 입력된 시점에 알람 신호에 대응하여 센싱부(100), 통신부(500), DC-DC 전압 컨버터(300)의 동작을 제어할 수 있다.

제1 통신 단자(COM1)는, 통신부(500)로부터의 제1 제어 신호를 수신한다. 제1 제어 신호는, 전술한 바와 같이, 외부 장치(2)로부터 수신되는 제어 신호일 수 있다.

홀드 단자(HOLD)는, 인에이블 단자(EN)에 전기적으로 연결되고, DC-DC 전압 컨버터(300)의 동작을 제어하는 홀드 신호를 출력한다.

제2 통신 단자(COM2)는, 외부 장치(2)로의 메시지를 출력한다. 제어부(200)는, 센싱부(100)에 의해 측정된 셀 전압 및 전류, 각 배터리 셀의 충전 상태 등과 같이 배터리 시스템(10)의 전기적 상태를 나타내는 메시지를 제2 통신 단자(COM2) 상에 출력할 수 있다. 제2 통신 단자(COM2)를 통해 출력된 메시지는 제2 포토 릴레이(520)에 의해 외부 장치(2)가 인식 가능한 형태의 통지 신호로 변환된다.

제어부(200)는, 센싱 단자(S1, S2, S3)를 통해서 센싱부(100)로부터의 센싱 신호를 수신할 수 있다. 예컨대, 제어부(200)는 제1 센싱 단자(S1)를 통해서 센싱부(100)에서 측정한 복수의 컨택터(20)의 온도 정보를 수신할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 제2 센싱 단자(S2)를 통해서 센싱부(100)에서 측정한 복수의 컨택터(20)의 전압 정보를 수신할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 제3 센싱 단자(S3)를 통해서 센싱부(100)에서 측정한 복수의 컨택터(20)에 흐른 전류 정보 수신할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 제어 단자(C1 및 C2)를 통해서 복수의 컨택터(20) 및 메인 컨택터(50)에게 컨택터 제어 신호를 출력할 수 있다. 예컨대, 제어부(200)의 제1 제어 단자(C1)에는 제1 제어 라인(L1)이 연결되고, 제2 제어 단자(C2)에는 제2 제어 라인(L2)이 연결될 수 있다. 이 경우, 제어부(200)는 제1 제어 단자(C1)를 통해서 복수의 컨택터(20)에게 턴-온 제어 신호 또는 턴-오프 제어 신호를 출력할 수 있다. 그리고, 제어부(200)는 제2 제어 단자(C2)를 통해서 메인 컨택터(50)에게 턴-온 제어 신호 또는 턴-오프 제어 신호를 출력할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 제3 제어 라인(L3)이 연결된 제3 제어 단자를 더 포함할 수 있다. 제어부(200)는 제3 제어 단자를 통해서 진단용 컨택터(60)에게 턴-온 제어 신호 또는 턴-오프 제어 신호를 출력할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 알람 설정부(400)에 대해 구체적으로 설명한다. 도 8을 참조하면, 알람 설정부(400)는 타이머부(410) 및 알람부(420)를 포함할 수 있다.

알람 설정부(400)는 제어부(200)에 의해 설정된 기준 시간이 경과했는지를 판단할 수 있다.

타이머부(410)는 제어부(200)에 의해 설정된 기준 시간이 경과하였는지를 측정할 수 있다. 예컨대, 도 3을 참조하면, 제어부(200)가 t1 시각에 복수의 컨택터(20)에게 턴-온 제어 신호를 출력하고, 기준 시간을 t1 내지 t2 동안의 시간으로 설정하였다고 가정한다. 타이머부(410)는 t1 시각에서부터 t2 시각까지의 시각의 경과를 측정할 수 있다.

그리고, 타이머부(410)는 측정 시작 시점부터 측정된 경과 시간을 실시간으로 알람부(420)로 출력할 수 있다.

알람부(420)는 타이머부(410)로부터 수신된 경과 시간이 미리 설정된 시간과 동일한지 여부를 확인하고, 확인 결과에 대응하여 알람 신호를 출력할 수 있다.

예컨대, 타이머부(410)가 t1 시각에서부터 측정된 경과 시간을 알람부(420)로 전송하고, 알람부(420)는 타이머부(410)로부터 수신한 내용에 기반하여 t2 시각이 도래했음을 제어부(200)에게 알릴 수 있다. 이후, 제어부(200)는 t1 시각에서부터 t2 시각까지 센싱부(100)에 의해 측정된 전류 정보에 기반하여, 복수의 컨택터(20) 각각에 기준 시간 동안 흐른 전류 변동폭을 산출할 수 있다.

도 9는 요청 알람 시간이 미리 정해진 시간 단위인 경우, 알람 시간이 설정되는 과정을 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 즉, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)에서 설정한 요청 알람 시간이 미리 정해진 시간 단위인 경우, 알람 시간을 설정하는 과정을 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 여기서, 요청 알람 시간은 제어부(200)에 의해 설정된 상기 기준 시간일 수 있다.

타이머부(410)는 측정 시작 시점부터 측정된 경과 시간을 실시간으로 알람부(420)로 출력할 수 있다. 예컨대, 도 3의 실시예에서, 측정 시작 시점은 t1이고, 측정된 경과 시간은 t1에서부터 측정된 경과 시간일 수 있다.

알람부(420)는 미리 정해진 단위 시간의 알람 시간과 타이머부(410)로부터 수신된 경과 시간이 동일한지 여부를 확인하고, 확인 결과에 대응하여 알람 신호를 출력할 수 있다.

여기서, 미리 정해진 단위 시간의 알람 시간은 미리 정해진 단위 시간만이 가산된 시간일 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 단위 시간이 "1초"인 경우, 알람 시간은 "1초", "2초", "3초" 등 미리 정해진 단위 시간만이 가산된 시간일 수 있다. 즉, 알람 시간은 미리 정해진 단위 시간의 정수배일 수 있다. 이에 따라, 알람부(420)는 미리 정해진 단위 시간이 가산된 시간에만 알람 신호를 출력할 수 있다.

다만, 미리 정해진 단위 시간은 1초로만 정해지지 않고, 앞선 실시예에서, 제어부(200)에 의해 설정된 기준 시간과 동일할 수 있다. 예컨대, 미리 정해진 단위 시간은 0.1초일 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 제어부(200)에 의해 설정된 기준 시간과 미리 정해진 단위 시간이 1초인 것으로 가정하여 설명한다.

알람부(420)는 미리 정해진 단위 시간의 알람 시간과 경과 시간이 동일하면 알람 신호를 출력할 수 있다. 보다 구체적으로, 알람부(420)는 제어부(200)에 의해 설정된 기준 시간과 타이머부(410)로부터 수신한 경과 시간이 동일하면 알람 신호를 제어부(200)로 출력할 수 있다.

예컨대, 도 3의 실시예에서, 타이머부(410)의 측정 시작 시점이 t1 시각이면, 알람부(410)는 t2 시각에 제어부(200)에게 알람 신호를 출력할 수 있다.

즉, 컨택터 진단 장치(1000)는 설정한 기준 시간이 경과했는지를 정확하게 확인하여, 기준 시간 동안 측정된 복수의 컨택터(20) 각각의 전류 변동폭을 정확하게 산출할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 복수의 컨택터(20)의 상태가 보다 정확하게 진단될 수 있는 장점이 있다.

도 10은 요청 알람 시간이 미리 정해진 시간 단위가 아닌 경우, 알람 시간이 설정되는 과정을 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 즉, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨택터 진단 장치(1000)에서 설정한 요청 알람 시간이 미리 정해진 시간 단위가 아닌 경우, 알람 시간을 설정하는 과정을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.

제어부(200)는 요청 알람 시간이 미리 정해진 시간 단위인지 여부를 확인하고 확인 결과에 대응하여 요청 알람 시간이 미리 정해진 시간 단위가 되기 위해 가산되어야 하는 시간 차이를 산출할 수 있다.

예컨대, 제어부(200)는 요청 알람 시간을 미리 정해진 시간 단위로 나눈 나머지에 기초하여 요청 알람 시간이 미리 정해진 시간 단위인지 여부를 확인할 수 있다.

만약, 제어부(200)는 요청 알람 시간을 미리 정해진 시간 단위로 나눈 나머지가 "0"이면 요청 알람 시간이 미리 정해진 시간 단위인 것으로 판단할 수 있다. 반대로, 제어부(200)는 요청 알람 시간을 미리 정해진 시간 단위로 나눈 나머지가 "0"이 아니면 요청 알람 시간이 미리 정해진 시간 단위가 아닌 것으로 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어부(200)에 의해 설정된 요청 알람 시간, 즉, 기준 시간이 1초이고, 미리 정해진 시간 단위가 1초인 경우, 요청 알람 시간(1초)을 미리 정해진 시간 단위(1초)로 나눈 나머지가 0이기 때문에, 제어부(200)는 요청 알람 시간이 미리 정해진 시간 단위인 것으로 판단할 수 있다.

다른 예로, 제어부(200)에 의해 설정된 요청 알람 시간, 즉, 기준 시간이 1.4초이고, 미리 정해진 시간 단위가 1초인 경우, 제어부(200)는 요청 알람 시간(1.4초)을 미리 정해진 시간 단위(1초)로 나눈 나머지를 0.4초로 산출할 수 있다. 제어부(200)는 미리 정해진 시간 단위(1초)에서 산출한 나머지(0.4초)를 감산한 0.6초를 시간 차이로 산출할 수 있다.

이후, 제어부(200)는 산출한 시간 차이를 측정 시작 시점에서의 경과 시간으로 설정할 수 있다. 예컨대, 도 10의 실시예에서, 제어부(200)는 산출한 시간 차이(0.6)를 측정 시작 시점에서의 경과 시간으로 설정할 수 있다. 즉, 타이머부(410)에서 측정 시작 시점에 측정된 경과 시간이 이미 0.6초일 수 있다. 따라서, 요청 알람 시간인 1.4초가 경과한 후, 타이머부(410)에 의해 측정된 경과 시간은 2초일 수 있다. 이 경우, 타이머부(410)에 의해 측정된 경과 시간(2초)이 미리 설정된 시간 단위(1초)의 정수배이므로, 알림부(120)는 요청 알람 시간에 맞춰 알람 신호를 출력할 수 있다.

이러한 본 발명의 구성에 따르면, 미리 정해진 시간 단위의 알람 시간에만 알람 신호를 출력하는 알람부(420)를 이용하여 미리 정해진 시간 단위가 아닌 요청 알람 시간에도 알람 신호가 출력될 수 있다.

따라서, 컨택터 진단 장치(1000)는 설정된 기준 시간이 미리 정해진 시간 단위가 아닐 경우에도, 기준 시간 동안 측정된 복수의 컨택터(20) 각각의 전류 변동폭을 정확하게 산출할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 상술한 본 발명에 따른 컨택터 진단 장치(1000)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 컨택터 진단 장치(1000) 이외에, 배터리 모듈, 각종 전장품(BMS, 릴레이, 퓨즈 등 구비) 및 팩 케이스 등을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 컨택터 진단 장치(1000)는, 전기 자동차, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS) 등과 같이 전기 에너지를 사용하는 다양한 장치에 탑재될 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 컨택터 진단 장치(1000)는, 전기 자동차에 포함될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전기 자동차는, 본 발명에 따른 컨택터 진단 장치(1000)를 포함할 수 있다. 여기서, 컨택터 진단 장치(1000)는, 배터리 팩(1)에 포함된 형태일 수 있으나, 배터리 팩(1)과는 별도의 장치로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 컨택터 진단 장치(1000)의 적어도 일부는, 자동차의 ECU(Electronic Control Unit)에 의해 구현될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동차는, 이러한 컨택터 진단 장치(1000) 이외에, 자동차에 통상적으로 구비되는 차체나 전자 장비 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 컨택터 진단 장치(1000) 이외에도, 컨택터, 인버터, 모터, 하나 이상의 ECU 등을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 컨택터 진단 장치(1000) 이외에 자동차의 다른 구성요소 등에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

1: 배터리 팩
2: 외부 장치
10: 복수의 배터리 모듈
20: 복수의 컨택터
30: 복수의 전류 측정 모듈
40: 대전류 측정 모듈
50: 메인 컨택터
60: 진단용 컨택터
70: 진단용 방전 저항
100: 센싱부
200: 제어부
300: DC-DC 전압 컨버터
400: 알람 설정부
500: 통신부

Claims

병렬로 연결된 복수의 배터리 모듈 각각의 전류 경로 상에 설치되어 서로 병렬로 연결된 복수의 컨택터에 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 센싱부; 및
상기 복수의 컨택터의 동작 상태를 턴-오프 상태 또는 턴-온 상태로 제어하는 컨택터 제어 신호를 출력하고, 상기 컨택터 제어 신호를 출력한 이후 기준 시간 동안 상기 센싱부에 의해 측정된 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터 각각에 흐르는 전류 변동폭을 산출하고, 산출한 전류 변동폭과 미리 설정된 기준 변동값을 비교한 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단하도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 컨택터에게 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 순차적으로 출력하고, 상기 턴-온 제어 신호를 출력한 이후 상기 기준 시간 동안 상기 센싱부에 의해 측정된 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터 각각에 흐르는 전류 변동폭을 산출하고, 상기 복수의 컨택터 중 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터가 적어도 하나 이상 존재한다고 판단되면, 상기 전류 변동폭이 상기 제1 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전류 변동폭이 상기 제1 기준 변동값 미만인 컨택터 중 상기 전류 변동폭이 제2 기준 변동값 이상인 컨택터의 상태를 반고장 상태로 진단하고,
상기 전류 변동폭이 상기 제1 기준 변동값 미만인 컨택터 중 상기 전류 변동폭이 상기 제2 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 완전고장 상태로 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 컨택터에게 턴-온 제어 신호 및 턴-오프 제어 신호를 순차적으로 출력하고, 상기 턴-오프 제어 신호를 출력한 이후 상기 기준 시간 동안 상기 센싱부에 의해 측정된 결과에 기반하여 상기 복수의 컨택터 각각에 흐르는 전류 변동폭을 산출하고, 상기 복수의 컨택터 중 산출된 전류 변동폭이 제1 기준 변동값 이상인 컨택터가 적어도 하나 이상 존재한다고 판단되면, 상기 전류 변동폭이 상기 제1 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 고장 상태로 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전류 변동폭이 상기 제1 기준 변동값 미만인 컨택터 중 상기 전류 변동폭이 제2 기준 변동값 이상인 컨택터의 상태를 반고장 상태로 진단하고,
상기 전류 변동폭이 상기 제1 기준 변동값 미만인 컨택터 중 상기 전류 변동폭이 상기 제2 기준 변동값 미만인 컨택터의 상태를 완전고장 상태로 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱부는,
상기 복수의 컨택터 및 상기 복수의 배터리 모듈이 각각 설치된 복수의 단위 경로 각각에 흐르는 전류를 측정하도록 구성되고,
상기 복수의 단위 경로는,
서로 병렬로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱부는,
상기 복수의 배터리 모듈 각각의 전류 경로가 모두 연결된 대전류 경로 상에 흐르는 전류를 측정하도록 구성되고,
상기 제어부는,
상기 복수의 컨택터에게 컨택터 제어 신호를 출력한 이후, 상기 센싱부로부터 상기 대전류 경로 상에 흐르는 대전류 정보를 수신하고, 수신한 대전류 정보에 기반하여 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단할지 여부를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 컨택터에게 턴-오프 제어 신호 및 턴-온 제어 신호를 순차적으로 출력한 경우, 상기 수신한 대전류 정보에 기반하여 산출한 대전류 경로에 흐르는 전류량이 기준 하한값 미만이면 상기 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단하고,
상기 복수의 컨택터에게 턴-온 제어 신호 및 턴-오프 제어 신호를 순차적으로 출력한 경우, 상기 수신한 대전류 정보에 기반하여 상기 대전류 경로 상에 전류가 흐른 상황이 감지되면 상기 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 컨택터 각각의 상태를 진단할 때, 상기 대전류 경로 상에 설치된 메인 컨택터에게 턴-오프 제어 신호를 출력하고, 진단 경로에 설치된 진단용 컨택터에게 턴-온 제어 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 진단 경로는,
진단용 컨택터 및 진단용 방전 저항이 설치되고, 상기 복수의 배터리 모듈 및 상기 복수의 컨택터와 병렬로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱부는,
상기 기준 시간 동안 상기 복수의 컨택터 각각의 양단 전압을 더 측정하도록 구성되고,
상기 제어부는,
상기 센싱부로부터 상기 복수의 컨택터 각각의 전압 정보 및 전류 정보를 수신하고, 수신한 전압 정보 및 전류 정보에 기반하여 상기 복수의 컨택터 각각의 저항 패턴을 결정하고, 결정된 저항 패턴을 참조 저항 패턴과 비교하여 상기 복수의 컨택터의 상태를 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱부는,
상기 복수의 컨택터 중 적어도 하나의 온도를 더 측정하도록 구성되고,
상기 제어부는,
상기 컨택터 제어 신호를 출력할 때 상기 센싱부로부터 측정된 온도 정보를 수신하고, 상기 수신한 온도 정보에 기반하여 상기 기준 시간의 크기를 변경하도록 구성된 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱부는,
상기 복수의 컨택터 중 적어도 하나의 온도를 더 측정하도록 구성되고,
상기 제어부는,
상기 컨택터 제어 신호를 출력할 때 상기 센싱부로부터 측정된 온도 정보를 수신하고, 상기 수신한 온도 정보에 기반하여 상기 기준 변동값을 변경하도록 구성된 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 배터리 모듈 각각의 충방전 사이클의 횟수를 카운팅하고, 상기 카운팅된 충방전 사이클의 횟수에 기반하여 상기 기준 변동값을 변경하도록 구성된 것을 특징으로 하는 컨택터 진단 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 컨택터 진단 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 컨택터 진단 장치를 포함하는 자동차.