KR20200054031A - 배터리 단선 진단 장치 및 방법 - Google Patents
배터리 단선 진단 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200054031A KR20200054031A KR1020180137669A KR20180137669A KR20200054031A KR 20200054031 A KR20200054031 A KR 20200054031A KR 1020180137669 A KR1020180137669 A KR 1020180137669A KR 20180137669 A KR20180137669 A KR 20180137669A KR 20200054031 A KR20200054031 A KR 20200054031A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- diagnostic
- discharge
- path
- terminal
- charge
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 67
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 11
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/145—Indicating the presence of current or voltage
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
- G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
- G01R19/16571—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing AC or DC current with one threshold, e.g. load current, over-current, surge current or fault current
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
-
- 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
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- 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
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
본 발명은 배터리 팩의 음극 단자의 단선을 진단하는 과정에서 효과적으로 단선을 진단할 수 있는 배터리 단선 진단 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 서로 다른 양극 충전 단자, 양극 방전 단자 및 음극 단자를 구비하는 배터리 팩의 단선을 진단하는 장치로서, 상기 양극 충전 단자와 상기 양극 방전 단자 사이를 연결하도록 구성된 충방전 경로; 상기 충방전 경로 상의 연결 노드와 상기 음극 단자 사이를 연결하도록 구성되며 경로 상에 셀 어셈블리를 구비하는 진단 경로; 상기 진단 경로 상에 구비되어 상기 진단 경로를 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 진단 전류 측정부; 상기 양극 충전 단자와 상기 연결 노드 사이의 상기 충방전 경로 상에 구비되어 상기 충방전 경로를 개폐하도록 구성된 진단 FET; 및 상기 진단 FET의 턴온 및 턴오프 동작을 제어하며, 상기 진단 전류 측정부로부터 수신한 전류 측정값을 기초로 상기 음극 단자의 단선 여부를 진단하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
Description
본 발명은 배터리 단선 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 팩의 음극 단자의 단선을 진단하는 과정에서 효과적으로 단선을 진단할 수 있는 배터리 단선 진단 장치 및 방법에 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, 전기 자동차 등 전기 에너지를 필요로 하는 다양한 장치들은 전원 시스템이 필수적이다. 전원 시스템은 적어도 하나의 단자를 통하여 배터리와 부하 사이의 안정적인 전원 공급을 담당한다.
전원 시스템의 안전과 관련하여, 단선 발생 여부를 진단하는 것이 필요하다. 배터리 팩의 단자에 단선이 발생하는 경우, 전력 공급이 두절되어 안전 사고의 위험이 있다.
일반적으로 양극 단자와 음극 단자로 이루어진 총 2개의 팩 단자를 갖는 종래의 배터리 팩의 경우, 팩 단자에 단선이 발생하면 전력 공급이 중단되므로, 이를 통해 팩 단자의 단선을 감지할 수 있다.
하지만, 양극 단자 2개와 음극 단자 1개로 이루어진 총 3개의 팩 단자를 갖는 차량 자율 주행용 배터리 팩의 경우, 팩 단자에 단선이 발생하더라도 차량 자율 주행을 위하여 전력 공급이 중단되지 않으므로, 이를 통해 팩 단자의 단선을 감지할 수 없다.
따라서, 차량 자율 주행용 배터리 팩에서 자율 주행을 위한 전력 공급이 유지되는 동안에도 배터리 팩의 단선 사고가 발생하였음을 정확하게 진단하고, 이를 사용자에게 정확히 통지할 필요성이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 배터리 팩의 음극 단자의 단선을 진단하는 과정에서 효과적으로 단선을 진단할 수 있는 배터리 단선 진단 장치 및 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 서로 다른 양극 충전 단자, 양극 방전 단자 및 음극 단자를 구비하는 배터리 팩의 단선을 진단하는 장치로서, 상기 양극 충전 단자와 상기 양극 방전 단자 사이를 연결하도록 구성된 충방전 경로; 상기 충방전 경로 상의 연결 노드와 상기 음극 단자 사이를 연결하도록 구성되며 경로 상에 셀 어셈블리를 구비하는 진단 경로; 상기 진단 경로 상에 구비되어 상기 진단 경로를 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 진단 전류 측정부; 상기 양극 충전 단자와 상기 연결 노드 사이의 상기 충방전 경로 상에 구비되어 상기 충방전 경로를 개폐하도록 구성된 진단 FET; 및 상기 진단 FET의 턴온 및 턴오프 동작을 제어하며, 상기 진단 전류 측정부로부터 수신한 전류 측정값을 기초로 상기 음극 단자의 단선 여부를 진단하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 진단 FET를 턴오프 시켜 상기 진단 FET가 턴오프 되는 경우, 상기 진단 전류 측정부로부터 수신한 전류 측정값을 기초로 상기 진단 경로에 전류가 흐르는지 여부를 판단하고, 상기 진단 경로에 전류가 흐르지 않는 경우 상기 음극 단자가 단선된 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 충방전 경로는, 상기 양극 충전 단자와 상기 연결 노드 사이를 연결하는 제1 충방전 경로 및 상기 양극 방전 단자와 상기 연결 노드 사이를 연결하는 제2 충방전 경로를 포함하며,
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 상기 제1 충방전 경로 상에 구비되고, 상기 양극 충전 단자와 상기 연결 노드 사이에 구비되어, 상기 제1 충방전 경로를 개폐하도록 구성된 제1 방전 FET를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 상기 제2 충방전 경로 상에 구비되어 상기 제2 충방전 경로를 개폐하도록 구성된 제2 방전 FET를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 방전 FET 및 상기 제2 방전 FET를 턴온 시키고, 상기 진단 FET를 턴오프 시켜, 상기 양극 방전 단자와 상기 음극 단자 사이에 폐루프를 형성하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 상기 양극 충전 단자와 상기 연결 노드 사이의 상기 충방전 경로 상에 구비되어 상기 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 방전 전류 측정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 진단 전류 측정부 및 상기 방전 전류 측정부로부터 각각 수신한 전류 측정값을 기초로 상기 음극 단자의 단선 여부를 진단하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS는, 본 발명에 따른 배터리 단선 진단 장치를 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 단선 진단 장치를 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 방법은, 서로 다른 양극 충전 단자, 양극 방전 단자 및 음극 단자를 구비하는 배터리 팩의 단선을 진단하는 방법으로서, 상기 양극 충전 단자 및 상기 양극 방전 단자 사이를 연결하도록 구성된 충방전 경로 상의 연결 노드와 상기 양극 충전 단자 사이의 충방전 경로를 개폐하는 단계; 상기 연결 노드와 상기 음극 단자 사이를 연결하도록 구성되며 경로 상에 셀 어셈블리를 구비하는 진단 경로를 흐르는 전류를 측정하는 단계; 및 상기 전류 측정 단계에 의해 측정된 전류 측정값을 기초로 상기 음극 단자의 단선 여부를 진단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전력이 공급되는 동안에도 배터리 팩 음극 단자의 단선 여부를 판정하는 기능을 실행하는 것이 가능하다. 이에 따라, 사용자에게 단선 사고의 발생 여부에 대한 정보를 보다 신속히 통지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 단선 여부 판정을 위해 별도의 하드웨어 구성을 위한 추가 공정이 필요하지 않으므로 배터리 팩의 제조 시간 단축, 제조 단가의 감소 등이 가능하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 음극 단자의 단선 여부에 따라서 반전된 결과를 보이는 진단 전류 측정부 및 방전 전류 측정부의 전류 측정값을 이용하여 간단하게 진단의 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치가 차량에 구비된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치가 참조하는 전류 측정값에 따른 단선 여부 테이블을 보여준다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치가 차량에 구비된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치가 참조하는 전류 측정값에 따른 단선 여부 테이블을 보여준다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
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 안 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 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 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 판정되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
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 '프로세서'와 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.
본 명세서에서, 이차 전지는, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 이차 전지로 간주될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 서로 다른 양극 충전 단자(71), 양극 방전 단자(72) 및 음극 단자(73)를 구비하는 배터리 팩의 단선을 진단하는 장치일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 배터리 팩에 구비된 음극 단자(73)의 단선을 진단하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 서로 다른 3개의 팩 단자를 구비할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 양극 충전 단자(71), 양극 방전 단자(72) 및 음극 단자(73)를 구비할 수 있다.
예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 양극 충전 단자(71)와 음극 단자(73) 사이에는 소형 배터리(10)가 연결될 수 있다. 여기서, 소형 배터리(10)는, 12V 배터리일 수 있다. 예를 들어, 소형 배터리(10)가 차량에 구비되는 경우, 소형 배터리(10)는, 차량 전장품에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 양극 방전 단자(72)와 음극 단자(73) 사이에는 차량 부하(50)가 연결될 수 있다. 예를 들어, 차량 부하(50)는, 차량 자율 주행모드 시 자율주행에 필요한 전력을 공급하는 자율주행 파워 넷을 구비할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치가 차량에 구비된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치가 참조하는 전류 측정값에 따른 단선 여부 테이블을 보여준다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 충방전 경로(L1, L2), 진단 경로(L3), 진단 전류 측정부(200), 진단 FET(110) 및 프로세서(300)를 포함한다.
상기 충방전 경로(L1, L2)는, 양극 충전 단자(71)와 양극 방전 단자(72) 사이를 연결하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 충방전 경로(L1, L2)는, 양극 충전 단자(71)와 양극 방전 단자(72) 사이를 전기적으로 연결하는 경로일 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 경로(L1, L2)는, 제1 충방전 경로(L1) 및 제2 충방전 경로(L2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 제1 충방전 경로(L1)는, 양극 충전 단자(71)와 연결 노드(N) 사이를 전기적으로 연결하는 경로일 수 있다. 또한, 제2 충방전 경로(L2)는, 양극 방전 단자(72)와 연결 노드(N) 사이를 전기적으로 연결하는 경로일 수 있다.
상기 진단 경로(L3)는, 충방전 경로(L1, L2) 상의 연결 노드(N)와 음극 단자(73) 사이를 연결하도록 구성될 수 있다. 또한, 진단 경로(L3)는, 경로 상에 셀 어셈블리(30)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 진단 경로(L3)는, 연결 노드(N)와 음극 단자(73) 사이를 전기적으로 연결하는 경로일 수 있다. 또한, 진단 경로(L3)는, 진단 경로(L3) 상에 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리(30)를 구비할 수 있다.
상기 진단 전류 측정부(200)는, 진단 경로(L3) 상에 구비되어, 진단 경로(L3)를 흐르는 전류를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 진단 전류 측정부(200)는, 진단 경로(L3)상에 구비된 진단 전류 센서(201)와 전기적으로 연결되어, 진단 전류 센서(201)로부터 전기적 신호를 수신할 수 있다. 또한, 진단 전류 측정부(200)는, 진단 전류 센서(201)로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 진단 경로(L3)를 흐르는 충방전 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 전류 측정부(200)는, 진단 전류 센서(201)의 양단과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 진단 전류 센서(201)는, 셀 어셈블리(30)의 음극 단자와 배터리 팩의 음극 단자(73) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 진단 전류 측정부(200)는, 진단 전류 센서(201)의 양단 전압을 측정하고, 진단 전류 센서(201)의 양단 전압을 기초로 진단 경로(L3)를 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 예를 들어, 진단 전류 측정부(200)는, 진단 전류 센서(201)의 저항값과 진단 전류 센서(201)의 양단 전압을 기초로 옴의 법칙을 이용하여 진단 경로(L3)를 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
바람직하게는, 진단 전류 측정부(200)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 진단 전류 측정부(200)는, 프로세서(300)의 통제하에 시간 간격을 두고 진단 경로(L3)를 흐르는 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 반복 측정하고 측정된 전류의 크기를 나타내는 신호를 프로세서(300)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 진단 전류 센서(201)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 홀 센서 또는 센스 저항을 이용하여 구현될 수 있다.
상기 진단 FET(110)는, 양극 충전 단자(71)와 연결 노드(N) 사이의 충방전 경로 상에 구비되어 충방전 경로를 개폐하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 진단 FET(110)는, 양극 충전 단자(71)와 연결 노드(N) 사이의 제1 충방전 경로(L1) 상에 구비될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 제1 방전 FET(120)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 방전 FET(120)는, 제1 충방전 경로(L1) 상에 구비될 수 있다. 또한, 제1 방전 FET(120)는, 양극 충전 단자(71)와 연결 노드(N) 사이에 구비되어 제1 충방전 경로(L1)를 개폐하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 제1 방전 FET(120)는, 양극 충전 단자(71)와 진단 FET(110) 사이의 제1 충방전 경로(L1) 상에 구비될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 제2 방전 FET(130)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 방전 FET(130)는, 제2 충방전 경로(L2) 상에 구비되어 제2 충방전 경로(L2)를 개폐하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 제2 방전 FET(130)는, 양극 방전 단자(72)와 연결 노드(N) 사이의 제2 충방전 경로(L2) 상에 구비될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 FET(110), 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)는, 게이트 단자(G), 드레인 단자(D) 및 소스 단자(S)를 구비한 FET(Field Effect Transistor)소자로서, 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이에 인가된 전압에 따른 채널 형성 여부에 의해 온 되거나 오프 될 수 있다. 일 예로, 상기 FET소자는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다.
또한, 진단 FET(110), 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)에는, 각각 FET 본체(112, 122, 132)와 기생다이오드(111, 121, 131)가 구비될 수 있다. 여기서, 기생다이오드(111, 121, 131)는, FET 본체(112, 122, 132)와 병렬로 연결된 다이오드로서, 일방향으로 전류를 도통시키는 정류작용을 한다.
한편, 도 1의 실시예에서, 진단 FET(110), 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)는, N형 MOSFET으로 구현되어 있는데, 진단 FET(110), 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)가 N형 MOSFET에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 FET(110)는, 드레인 단자(D)가 연결 노드(N)와 직접 연결되고, 소스 단자(S)가 제1 방전 FET(120)와 직접 연결될 수 있다. 또한, 진단 FET(110)는, 기생다이오드(111)가 소스 단자(S)로부터 드레인 단자(D)의 방향으로 전류를 도통시킬 수 있다. 즉, 진단 FET(110)의 기생다이오드(111)는, 양극 충전 단자(71)로부터 연결 단자의 방향을 정방향으로 할 수 있다.
예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 방전 FET(120)는, 드레인 단자(D)가 양극 충전 단자(71)와 직접 연결되고, 소스 단자(S)가 진단 FET(110)와 직접 연결될 수 있다. 또한, 제1 방전 FET(120)는, 기생다이오드(121)가 소스 단자(S)로부터 드레인 단자(D)의 방향으로 전류를 도통시킬 수 있다. 즉, 제1 방전 FET(120)의 기생다이오드(121)는, 연결 단자로부터 양극 충전 단자(71)의 방향을 정방향으로 할 수 있다.
예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 방전 FET(130)는, 드레인 단자(D)가 연결 노드(N)와 직접 연결되고, 소스 단자(S)가 양극 방전 단자(72)와 직접 연결될 수 있다. 또한, 제2 방전 FET(130)는, 기생다이오드(131)가 소스 단자(S)로부터 드레인 단자(D)의 방향으로 전류를 도통시킬 수 있다. 즉, 제2 방전 FET(130)의 기생다이오드(131)는, 양극 방전 단자(72)로부터 연결 단자의 방향을 정방향으로 할 수 있다.
상기 프로세서(300)는, 진단 FET(110)의 턴온 및 턴오프 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 프로세서(300)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 진단 FET(110), 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)의 게이트 단자(G)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, 진단 FET(110), 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)의 게이트 단자(G)에 인가된 전압을 제어하여 진단 FET(110), 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)의 턴온 및 턴오프 동작을 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(300)는, 진단 전류 측정부(200)로부터 수신한 전류 측정값을 기초로 음극 단자(73)의 단선 여부를 진단할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 프로세서(300)는, 진단 전류 측정부(200)로부터 진단 경로(L3)를 흐르는 전류의 크기를 나타내는 전류 측정값을 수신하고, 수신한 전류 측정값을 기초로 음극 단자(73)의 단선 여부를 진단할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(300)는, 진단 FET(110), 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)의 동작을 제어하여 음극 단자(73)의 단선 여부를 진단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)를 턴온 시키고, 진단 FET(110)를 턴오프 시켜, 양극 방전 단자(72)와 음극 단자(73) 사이에 폐루프를 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)가 턴온 되고, 진단 FET(110)가 턴오프 되는 경우, 양극 방전 단자(72), 차량 부하(50), 음극 단자(73), 셀 어셈블리(30) 및 제2 방전 FET(130)를 연결하는 폐루프가 형성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(300)는, 차량 부하(50)로 전력을 공급하기 위하여 셀 어셈블리(30)로부터 방전된 전류가 진단 경로(L3)를 흐르도록 할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(300)는, 진단 FET(110)를 턴오프 시켜 진단 FET(110)가 턴오프 되는 경우, 진단 전류 측정부(200)로부터 수신한 전류 측정값을 기초로 진단 경로(L3)에 전류가 흐르는지 여부를 판단하고, 진단 경로(L3)에 전류가 흐르지 않는 경우 음극 단자(73)가 단선된 것으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 프로세서(300)는, 진단 FET(110), 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)가 모두 턴온 되어 있는 상태에서 진단 FET(110)를 턴오프 시켜, 진단 경로(L3)를 통해 셀 어셈블리(30)로부터 차량 부하(50)로 전류가 흐르도록 할 수 있다.
예를 들어, 진단 FET(110)의 기생다이오드(111)는, 진단 FET(110)의 소스 단자(S)와 드레인 단자(D) 사이의 전압차가 0.7V 이상인 경우에만, 소스 단자(S)로부터 드레인 단자(D)의 방향으로 전류를 도통시킬 수 있다. 여기서, 진단 FET(110), 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)가 모두 턴온 되어 있는 상태에는 진단 FET(110)의 양단 전압차가 발생하지 않는다.
예를 들어, 음극 단자(73)에 단선이 발생되고, 진단 FET(110), 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)가 모두 턴온 되어 있는 상태에서 진단 FET(110)만 턴오프 되는 경우, 진단 경로(L3)가 단선되어 셀 어셈블리(30)로부터 차량 부하(50)로 전력을 전달할 수 없게 되므로 연결 노드(N)의 전위는 떨어지게 된다. 이 경우, 진단 FET(110)의 양단 전압이 임계 전압인 0.7V 이상이 되어 소형 배터리(10)로부터 차량 부하(50)로 충방전 경로를 통해 전력을 전달할 수 있다.
또한, 음극 단자(73)에 단선이 발생되지 않았고, 진단 FET(110), 제1 방전 FET(120) 및 제2 방전 FET(130)가 모두 턴온 되어 있는 상태에서 진단 FET(110)만 턴오프 되는 경우, 셀 어셈블리(30)로부터 차량 부하(50)로 진단 경로(L3)를 통해 전력을 전달할 수 있다. 이 경우, 진단 FET(110)는 턴오프 되어 있고, 진단 FET(110)의 양단 전압차도 발생되지 않으므로 제1 충방전 경로(L1)에는 전류가 흐르지 않게 된다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 방전 전류 측정부(210)를 더 포함할 수 있다.
상기 방전 전류 측정부(210)는, 양극 충전 단자(71)와 연결 노드(N) 사이의 충방전 경로 상에 구비되어 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 방전 전류 측정부(210)는, 제1 충방전 경로(L1)상에 구비된 방전 전류 센서(211)와 전기적으로 연결되어, 방전 전류 센서(211)로부터 전기적 신호를 수신할 수 있다. 또한, 방전 전류 측정부(210)는, 방전 전류 센서(211)로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 제1 충방전 경로(L1)를 흐르는 충방전 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 전류 측정부(210)는, 방전 전류 센서(211)의 양단과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 방전 전류 센서(211)는, 양극 충전 단자(71)와 연결 노드(N) 사이의 제1 충방전 경로(L1) 상에 구비될 수 있다. 또한, 방전 전류 측정부(210)는, 방전 전류 센서(211)의 양단 전압을 측정하고, 방전 전류 센서(211)의 양단 전압을 기초로 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 예를 들어, 방전 전류 측정부(210)는, 방전 전류 센서(211)의 저항값과 방전 전류 센서(211)의 양단 전압을 기초로 옴의 법칙을 이용하여 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
바람직하게는, 방전 전류 측정부(210)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 방전 전류 측정부(210)는, 프로세서(300)의 통제하에 시간 간격을 두고 충방전 경로를 흐르는 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 반복 측정하고 측정된 전류의 크기를 나타내는 신호를 프로세서(300)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 방전 전류 센서(211)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 홀 센서 또는 센스 저항을 이용하여 구현될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(300)는, 진단 전류 측정부(200) 및 방전 전류 측정부(210)로부터 각각 수신한 전류 측정값을 기초로 음극 단자(73)의 단선 여부를 진단할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2를 참조하면, 프로세서(300)는, 진단 전류 측정부(200)로부터 수신된 전류 측정값이 0이고, 방전 전류 측정부(210)로부터 수신된 전류 측정값이 A(예를 들어, A는 0이 아닌 특정값)인 경우, 음극 단자(73)에 단선이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, 진단 전류 측정부(200)로부터 수신된 전류 측정값이 A(예를 들어, A는 0이 아닌 특정값)이고, 방전 전류 측정부(210)로부터 수신된 전류 측정값이 0인 경우, 음극 단자(73)에 단선이 발생되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(300)는, 음극 단자(73)의 단선 여부에 따라서 반전된 결과를 보이는 진단 전류 측정부(200) 및 방전 전류 측정부(210)의 전류 측정값을 이용하여 진단의 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 알람부(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 알람부(500)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 상위 제어 장치(90)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상위 제어 장치(90)는, 차량의 ECU(Electronic Control Unit)일 수 있다. 또한, 알람부(500)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 알람부(500)는, 음극 단자(73)에 단선이 발생되어 프로세서(300)로부터 단선 신호를 수신하는 경우, 상위 제어 장치(90)로 음극 단자 단선 알람을 전달할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 메모리 디바이스(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 메모리 디바이스(400)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 전류 측정값에 따른 단선 여부 테이블을 미리 저장하도록 구성될 수 있다.
한편, 프로세서(300)는, 상술한 바와 같은 동작을 수행하기 위해, 당업계에 알려진 프로세서(300), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀 및/또는 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
한편, 메모리 디바이스(400)는, 정보를 기록하고 소거할 수 있는 저장 매체라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 메모리 디바이스(400)는, RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체일 수 있다. 메모리 디바이스(400)는, 또한 프로세서(300)에 의해 각각 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 프로세서(300)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 메모리 디바이스(400)는, 또한 프로세서(300)가 각각 수행하는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거 및/또는 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 단선 진단 장치는, BMS에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 본 발명에 따른 배터리 단선 진단 장치를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 본 발명에 따른 배터리 단선 진단 장치의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 배터리 단선 진단 장치의 프로세서(300) 및 메모리 디바이스(400)는, BMS(Battery Management System)의 구성요소로서 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 단선 진단 장치는, 배터리 팩에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명에 따른 배터리 단선 진단 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 팩은, 하나 이상의 이차 전지, 상기 전류 센서 진단 장치, 전장품(BMS나 릴레이, 퓨즈 등 구비) 및 케이스 등을 포함할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단선 진단 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 3에서, 각 단계의 수행 주체는, 앞서 설명한 본 발명에 따른 배터리 단선 진단 장치의 각 구성요소라 할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 단선 진단 방법은, 충방전 경로 개폐 단계(S100), 전류 측정 단계(S110, S120) 및 진단 단계(S130)를 포함한다.
먼저, 충방전 경로 개폐 단계(S100)에서는, 상기 양극 충전 단자 및 상기 양극 방전 단자 사이를 연결하도록 구성된 충방전 경로 상의 연결 노드와 상기 양극 충전 단자 사이의 충방전 경로를 개폐할 수 있다. 이어서, 전류 측정 단계(S110, S120)에서는, 상기 연결 노드와 상기 음극 단자 사이를 연결하도록 구성되며 경로 상에 셀 어셈블리를 구비하는 진단 경로를 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 이어서, 진단 단계(S130)에서는, 상기 전류 측정 단계에 의해 측정된 전류 측정값을 기초로 상기 음극 단자의 단선 여부를 진단할 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S100에서, 프로세서는, 제1 방전 FET 및 제2 방전 FET는 턴온 시키고, 진단 FET는 턴오프 시킬 수 있다.
이어서, 단계 S110에서, 프로세서는, 진단 전류 측정부로부터 수신한 전류 측정값을 기초로 진단 경로를 흐르는 전류가 0인지 여부를 판단할 수 있다. 단계 S110의 결과가 'YES'이면, 본 방법은 단계 S120으로 진행하고, 그렇지 않으면 본 방법은 단계 S100으로 복귀한다.
이어서, 단계 S120에서, 프로세서는, 방전 전류 측정부로부터 수신한 전류 측정값을 기초로 제1 충방전 경로를 흐르는 전류가 0인지 여부를 판단할 수 있다. 단계 S120의 결과가 'NO'이면, 본 방법은 단계 S130으로 진행하고, 그렇지 않으면 본 방법은 단계 S100으로 복귀한다.
이어서, 단계 S130에서, 프로세서는, 음극 단자에 단선이 발생된 것으로 진단하고, 단선 신호를 알람부로 전달할 수 있다. 또한, 알람부는, 상위 제어 장치로 음극 단자 단선 알람을 전달할 수 있다.
또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 프로세서는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리 장치에 저장되고 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
또한, 프로세서의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록 매체는, ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기 코드 체계는 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상과 같이, 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.
10: 소형 배터리
30: 셀 어셈블리
50: 차량 부하
71: 양극 충전 단자
72: 양극 방전 단자
73: 음극 단자
90: 상위 제어 장치
110: 진단 FET
120: 제1 방전 FET
130: 제2 방전 FET
200: 진단 전류 측정부
210: 방전 전류 측정부
300: 프로세서
400: 메모리 디바이스
500: 알람부
L1: 제1 충방전 경로
L2: 제2 충방전 경로
L3: 진단 경로
N: 연결 노드
30: 셀 어셈블리
50: 차량 부하
71: 양극 충전 단자
72: 양극 방전 단자
73: 음극 단자
90: 상위 제어 장치
110: 진단 FET
120: 제1 방전 FET
130: 제2 방전 FET
200: 진단 전류 측정부
210: 방전 전류 측정부
300: 프로세서
400: 메모리 디바이스
500: 알람부
L1: 제1 충방전 경로
L2: 제2 충방전 경로
L3: 진단 경로
N: 연결 노드
Claims (10)
- 서로 다른 양극 충전 단자, 양극 방전 단자 및 음극 단자를 구비하는 배터리 팩의 단선을 진단하는 장치에 있어서,
상기 양극 충전 단자와 상기 양극 방전 단자 사이를 연결하도록 구성된 충방전 경로;
상기 충방전 경로 상의 연결 노드와 상기 음극 단자 사이를 연결하도록 구성되며 경로 상에 셀 어셈블리를 구비하는 진단 경로;
상기 진단 경로 상에 구비되어 상기 진단 경로를 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 진단 전류 측정부;
상기 양극 충전 단자와 상기 연결 노드 사이의 상기 충방전 경로 상에 구비되어 상기 충방전 경로를 개폐하도록 구성된 진단 FET; 및
상기 진단 FET의 턴온 및 턴오프 동작을 제어하며, 상기 진단 전류 측정부로부터 수신한 전류 측정값을 기초로 상기 음극 단자의 단선 여부를 진단하도록 구성된 프로세서
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 단선 진단 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 진단 FET를 턴오프 시켜 상기 진단 FET가 턴오프 되는 경우, 상기 진단 전류 측정부로부터 수신한 전류 측정값을 기초로 상기 진단 경로에 전류가 흐르는지 여부를 판단하고, 상기 진단 경로에 전류가 흐르지 않는 경우 상기 음극 단자가 단선된 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 단선 진단 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 충방전 경로는, 상기 양극 충전 단자와 상기 연결 노드 사이를 연결하는 제1 충방전 경로 및 상기 양극 방전 단자와 상기 연결 노드 사이를 연결하는 제2 충방전 경로를 포함하며,
상기 제1 충방전 경로 상에 구비되고, 상기 양극 충전 단자와 상기 연결 노드 사이에 구비되어, 상기 제1 충방전 경로를 개폐하도록 구성된 제1 방전 FET
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 단선 진단 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 제2 충방전 경로 상에 구비되어 상기 제2 충방전 경로를 개폐하도록 구성된 제2 방전 FET
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 단선 진단 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 제1 방전 FET 및 상기 제2 방전 FET를 턴온 시키고, 상기 진단 FET를 턴오프 시켜, 상기 양극 방전 단자와 상기 음극 단자 사이에 폐루프를 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 단선 진단 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 양극 충전 단자와 상기 연결 노드 사이의 상기 충방전 경로 상에 구비되어 상기 충방전 경로를 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 방전 전류 측정부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 단선 진단 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 진단 전류 측정부 및 상기 방전 전류 측정부로부터 각각 수신한 전류 측정값을 기초로 상기 음극 단자의 단선 여부를 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 단선 진단 장치.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 배터리 단선 진단 장치를 포함하는 BMS.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 배터리 단선 진단 장치를 포함하는 배터리 팩.
- 서로 다른 양극 충전 단자, 양극 방전 단자 및 음극 단자를 구비하는 배터리 팩의 단선을 진단하는 방법에 있어서,
상기 양극 충전 단자 및 상기 양극 방전 단자 사이를 연결하도록 구성된 충방전 경로 상의 연결 노드와 상기 양극 충전 단자 사이의 충방전 경로를 개폐하는 단계;
상기 연결 노드와 상기 음극 단자 사이를 연결하도록 구성되며 경로 상에 셀 어셈블리를 구비하는 진단 경로를 흐르는 전류를 측정하는 단계; 및
상기 전류 측정 단계에 의해 측정된 전류 측정값을 기초로 상기 음극 단자의 단선 여부를 진단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 단선 진단 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180137669A KR102649927B1 (ko) | 2018-11-09 | 2018-11-09 | 배터리 단선 진단 장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180137669A KR102649927B1 (ko) | 2018-11-09 | 2018-11-09 | 배터리 단선 진단 장치 및 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200054031A true KR20200054031A (ko) | 2020-05-19 |
| KR102649927B1 KR102649927B1 (ko) | 2024-03-20 |
Family
ID=70913667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180137669A KR102649927B1 (ko) | 2018-11-09 | 2018-11-09 | 배터리 단선 진단 장치 및 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102649927B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006185685A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Nissan Motor Co Ltd | 断線検出装置および断線検出方法 |
| KR101042768B1 (ko) * | 2008-06-03 | 2011-06-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 및 그 충전 방법 |
| KR101539692B1 (ko) * | 2012-12-06 | 2015-07-27 | 주식회사 엘지화학 | Fet 센싱을 이용하는 bmu 테스트 시스템 및 bmu 테스트 방법 |
-
2018
- 2018-11-09 KR KR1020180137669A patent/KR102649927B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006185685A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Nissan Motor Co Ltd | 断線検出装置および断線検出方法 |
| KR101042768B1 (ko) * | 2008-06-03 | 2011-06-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 및 그 충전 방법 |
| KR101539692B1 (ko) * | 2012-12-06 | 2015-07-27 | 주식회사 엘지화학 | Fet 센싱을 이용하는 bmu 테스트 시스템 및 bmu 테스트 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102649927B1 (ko) | 2024-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111670368B (zh) | 开关诊断设备和方法、含该设备的电池管理系统和电池组 | |
| KR20170098049A (ko) | 스위치 부품의 고장 진단 장치 및 방법 | |
| US11415633B2 (en) | Current measuring apparatus, current measuring method and battery pack including the current measuring apparatus | |
| US11204387B2 (en) | Apparatus for diagnosing relay driving circuit | |
| US10545185B2 (en) | Apparatus and method for diagnosing current sensor | |
| US11258274B2 (en) | Apparatus and method for battery module balancing | |
| KR102433848B1 (ko) | 스위치 진단 장치 및 방법 | |
| KR20200062875A (ko) | 자가방전도 추정 장치 | |
| KR102603205B1 (ko) | 배터리 운용 장치 및 방법 | |
| KR102452596B1 (ko) | 모스펫 진단 장치 및 방법 | |
| KR102649927B1 (ko) | 배터리 단선 진단 장치 및 방법 | |
| KR102643641B1 (ko) | 전류 센서 진단 장치 및 방법 | |
| CN113767571B (zh) | Fet控制装置和方法 | |
| US11072257B2 (en) | Switch control apparatus | |
| CN114080724A (zh) | 包括多个电流路径的电池组 | |
| KR20200058999A (ko) | Bms의 소프트웨어 호환성 진단 장치 및 방법 | |
| KR20200004650A (ko) | 듀얼 배터리 프리차지 장치 및 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |