KR20210007569A - 전류 센서 오차 산출 장치 - Google Patents

전류 센서 오차 산출 장치 Download PDF

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이병은
이채윤
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Abstract

본 발명에 따른 전류 센서 오차 산출 장치는, 배터리 모듈과 부하 사이에 구비되며, 전류 흐름을 감지하는 전류 센서, 일단이 상기 배터리 모듈의 양극단자에 연결되고 타단이 상기 전류 센서의 일단에 연결되는 제1 메인 릴레이, 일단이 상기 전류 센서의 타단에 연결되고 타단이 부하에 연결되는 제2 메인 릴레이, 상기 제1 메인 릴레이와 병렬로 연결되고, 프리차지 저항을 포함하는 프리차지부, 일단이 상기 제1 메인 릴레이의 일단에 연결되고 타단이 상기 제2 메인 릴레이의 타단에 연결되는 제1 보정 스위치, 일단이 상기 전류 센서의 타단과 상기 제2 메인 릴레이의 일단 사이에 연결되고 타단이 상기 배터리 모듈의 음극단자에 연결되는 제2 보정 스위치 및 상기 전류 센서의 영전류 오차 및 선형 전류 오차를 산출하는 전류 센서 오차 산출부를 포함한다.

Description

전류 센서 오차 산출 장치{APPARATUS FOR CALCULATING ERROR OF CURRENT SENSOR}
본 발명은 전류 센서의 오차를 산출하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전류 센서의 영전류 오차 및 선형 전류 오차를 산출하는 장치에 관한 것이다.
최근, 동력원으로 충방전이 가능한 전기 배터리를 사용하는 전기 자동차(EV)나, 전기 배터리와 다른 동력원을 함께 사용하는 하이브리드 자동차(HEV)가 친환경 자동차로서 상용화되고 있다. 이러한 자동차의 전기 배터리는 과충전되는 경우 발화나 폭발의 위험이 있으므로 배터리의 충방전 상태(State of Charge; SOC)를 정확하게 파악할 필요가 있고, 또한 이러한 자동차에는 다수의 전자기기가 탑재되므로 이들 전자기기 등에 대해 효율적으로 전력을 공급하기 위해서도 배터리의 충방전 상태를 정확하게 파악하는 것은 매우 중요하다.
배터리의 충방전 상태를 파악하기 위해서는 일반적으로, 배터리의 충방전 전류를 전류 센서로 측정하고 이 측정값을 토대로 하여 충방전 상태를 추정하는 방법이 사용된다.
다만, 전류 센서의 측정값은 오차를 포함하고 있을 수 있고 이러한 전류 센서의 오차로는 충방전 전류값의 변화에 관계없이 일정한 값을 가지는 오차 성분인 영전류 오차와, 충방전 전류값이 커짐에 따라 증가하는 오차 성분인 선형 전류 오차가 있다.
전류 센서의 오차는 자동차의 주행 조건이나 시간 경과 또는 온도 변화 등에 따라 변화하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 배터리의 SOC를 정확히 파악하기 위해서는 전류 센서의 오차를 수시로 산출하고 보정하여 정확한 측정값을 얻을 필요가 있다.
특허문헌 1에는 자동차가 주행하지 않는 상태, 즉 전류가 흐르지 않는 상태에서 전류 센서의 측정값이 0A가 아닌 경우 상기 측정값을 0A로 리셋시켜 보정하는 방법이 개시되어 있다. 다만, 앞서 언급한 바와 같이 전류 센서의 오차는 시간 경과나 온도 변화에 따라 변하기 때문에, 자동차의 구동 중에도 전류 센서의 오차를 산출할 수 있는 방안이 마련될 필요가 있다.
한국 등록 특허공보 제1054958호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 자동차가 구동 중인 상태에서도 전류 센서의 오차를 산출할 수 있는 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 배터리 충방전 상태를 더욱 정밀하게 파악할 수 있는 전류 센서 오차 산출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 오차에 취약한 홀(HALL) 타입 전류 센서를 사용하더라도 배터리의 충방전 상태를 정밀하게 파악할 수 있는 전류 센서 오차 산출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전류 센서 오차 산출 장치는, 배터리 모듈과 부하 사이에 구비되며, 전류 흐름을 감지하는 전류 센서, 일단이 상기 배터리 모듈의 양극단자에 연결되고 타단이 상기 전류 센서의 일단에 연결되는 제1 메인 릴레이, 일단이 상기 전류 센서의 타단에 연결되고 타단이 부하에 연결되는 제2 메인 릴레이, 상기 제1 메인 릴레이와 병렬로 연결되고, 프리차지 저항을 포함하는 프리차지부, 일단이 상기 제1 메인 릴레이의 일단에 연결되고 타단이 상기 제2 메인 릴레이의 타단에 연결되는 제1 보정 스위치, 일단이 상기 전류 센서의 타단과 상기 제2 메인 릴레이의 일단 사이에 연결되고 타단이 상기 배터리 모듈의 음극단자에 연결되는 제2 보정 스위치 및 상기 전류 센서의 영전류 오차 및 선형 전류 오차를 산출하는 전류 센서 오차 산출부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 프리차지부는 상기 프리차지 저항과 직렬로 연결되는 프리차지 릴레이를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전류 센서 오차 산출부는 상기 제1 보정 스위치를 온으로 제어하여 상기 배터리 모듈과 상기 부하를 직접 연결하는 바이패스 회로를 형성하고, 상기 바이패스 회로를 통해 상기 부하가 구동 중인 상태에서, 상기 전류 센서의 영전류 오차 및 선형 전류 오차를 산출할 수 있다.
또한, 상기 전류 센서 오차 산출부는 상기 제1 보정 스위치를 온으로 제어하고, 상기 제1 메인 릴레이, 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 제2 보정 스위치를 오프로 제어하여, 상기 전류 센서에 전류가 흐르지 않는 제1 상태를 만들 수 있다.
또한, 상기 전류 센서 오차 산출부는 상기 제1 상태에서 상기 전류 센서의 측정값을 입력 받아 상기 전류 센서의 영전류 오차를 산출할 수 있다.
또한, 상기 전류 센서 오차 산출부는 상기 제1 보정 스위치 및 상기 제2 보정 스위치를 온으로 제어하고, 상기 제1 메인 릴레이 및 상기 제2 메인 릴레이를 오프로 제어하여, 상기 배터리 모듈, 상기 프리차지부, 상기 전류 센서 및 상기 제2 보정 스위치를 포함하는 전류경로를 형성하는 제2 상태를 만들 수 있다.
또한, 상기 전류 센서 오차 오차 산출부는 상기 배터리 모듈의 전압값 및 상기 프리차지 저항의 저항값을 입력받아 상기 제2 상태에서의 예상 전류값을 계산하고, 상기 제2 상태에서의 전류 센서 측정값을 입력받아, 상기 입력받은 전류 센서 측정값, 상기 예상 전류값 및 상기 영전류 오차를 이용하여 상기 전류 센서의 선형 전류 오차를 산출할 수 있다.
본 발명에 따른 전류 센서 오차 산출 장치는 상기 제2 보정 스위치와 직렬로 연결되는 배터리 가열 저항을 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 배터리 가열 저항은 상기 배터리 모듈의 온도를 상승시키는 발열체일 수 있다.
본 발명에 따른 전류 센서 오차 산출 장치는 배터리 모듈과 부하를 직접 연결하는 바이패스 회로를 통해, 부하가 구동 중인 상태에서도 수시로 전류 센서의 오차를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 전류 센서 오차 산출 장치에 따르면 전류 센서의 영전류 오차뿐 아니라 선형 전류 오차도 산출할 수 있기 때문에, 전류 센서의 오차를 더욱 정밀하게 보정할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈의 SOC 추정값의 오차를 줄일 수 있으므로 배터리 충방전 상태를 더욱 정밀하게 파악할 수 있다.
또한, 본 발명의 전류 센서 오차 산출 장치에 따르면, 배터리 모듈과 부하를 직접 연결하는 바이패스 회로를 통해, 부하가 구동 중인 상태에서도 수시로 전류 센서의 오차를 산출할 수 있으므로, 오차에 취약한 홀 타입 전류 센서를 채택해서도 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 오차 산출 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 오차 산출 장치에서 영전류 오차를 산출하는 경우를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 오차 산출 장치에서 선형 전류 오차를 산출하는 경우를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 센서 오차 산출 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 센서 오차 산출 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전류 센서 오차 산출 장치에 대해 상세하게 설명한다. 첨부한 도면들은 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 어디까지나 예시적으로 제공되는 것으로서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들로 한정되지 않고 다른 형태로 얼마든지 구체화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 오차 산출 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 오차 산출 장치는 전류 센서(100), 제1 메인 릴레이(200), 제2 메인 릴레이(300), 프리차지부(400), 제1 보정 스위치(500), 제2 보정 스위치(600) 및 전류 센서 오차 산출부(700)를 포함할 수 있다.
전류 센서(100)는 배터리 모듈(10)과 부하(20) 사이 충방전 경로에 구비되어 전류 흐름을 감지하고 전류값을 측정한다.
여기서, 배터리 모듈(10)은 양극단자(11) 및 음극단자(12)를 포함한다. 배터리 모듈(10)은 다수개의 배터리셀이 전기적으로 연결된 것일 수 있으며, 이 때 전기적 연결은 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬의 조합 연결일 수 있다. 상기 배터리셀로는 충방전 가능한 2차 전지로서 니켈-수소 전지 또는 리튬 이온 전지 등이 사용될 수 있다.
또한, 부하(20)에는 인버터, 구동모터 등이 포함될 수 있다.
제1 메인 릴레이(200)는 일단이 배터리 모듈(10)의 양극단자(11)에 연결되고 타단이 전류 센서(100)의 일단에 연결될 수 있다.
제2 메인 릴레이(300)는 일단이 전류 센서(100)의 타단에 연결되고 타단이 부하(20)와 연결될 수 있다.
프리차지부(400)는 제1 메인 릴레이(200)와 병렬로 연결될 수 있다.
또한, 프리차지부(400)는 프리차지 저항(410)을 포함할 수 있다.
자동차의 초기 구동시에 배터리 모듈의 고전압이 부하에 직접 연결되는 경우 매우 큰 전류가 순간적으로 흐르게 되어 부하를 손상시키거나 메인 릴레이의 융착을 일으킬 수 있는데 이러한 전류를 돌입전류라 한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서 프리차지 저항(410)은 이러한 돌입전류가 흐르는 것을 방지하는 기능을 할 수 있다. 구체적으로는, 제1 메인 릴레이(200)가 오프인 상태에서 제2 메인 릴레이(300)가 먼저 온으로 동작하면, 배터리 모듈(10)의 전압이 프리차지 저항(410)을 통해 부하(20)에 서서히 충전되므로 돌입전류가 흐르는 것이 방지된다. 이후 일정 시간이 흘러 부하(20)에 전압이 충분히 충전되면 제1 메인 릴레이(200)가 온으로 동작하게 된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 오차 산출 장치에 따르면, 제2 메인 릴레이(300)가 프리차지 저항(410)과 부하(20)를 연결하는 프리차지 릴레이로서의 기능도 하게 된다.
제1 보정 스위치(500)는 일단이 제1 메인 릴레이(200)의 일단에 연결되고, 타단이 제2 메인 릴레이(300)의 타단에 연결될 수 있다.
제2 보정 스위치(600)는 일단이 전류 센서(100)의 타단 및 제2 메인 릴레이(300)에 연결되고, 타단이 배터리 모듈(10)의 음극단자(12)에 연결될 수 있다.
전류 센서 오차 산출부(700)는 전류 센서(100)의 영전류 오차 및 선형 전류 오차를 산출할 수 있다. 보다 구체적으로, 전류 센서 오차 산출부(700)는 제1 보정 스위치(500)를 온으로 제어하여, 배터리 모듈(10)과 부하(20)를 직접 연결하는 바이패스 회로를 형성하고, 상기 바이패스 회로를 통해 부하(20)가 구동 중인 상태에서, 전류 센서(100)의 영전류 오차 및 선형 전류 오차를 산출할 수 있다.
또한, 상기 전류 센서 오차 산출부(700)는 제1 보정 스위치(500)를 온으로 제어하고, 제1 메인 릴레이(200), 제2 메인 릴레이(300) 및 제2 보정 스위치(600)를 오프로 제어하여, 전류 센서(100)에 전류가 흐르지 않는 제1 상태를 만들 수 있다.
이 때, 전류 센서 오차 산출부(700)는 상기 제1 상태에서 전류 센서(100)의 측정값(Imes1)을 입력 받아 전류 센서(100)의 영전류 오차(Eoffset)를 산출할 수 있다.
또한, 전류 센서 오차 산출부(700)는 제1 보정 스위치(500) 및 제2 보정 스위치(600)를 온으로 제어하고, 제1 메인 릴레이(200) 및 제2 메인 릴레이(300)를 오프로 제어하여, 배터리 모듈(10), 프리차지부(400), 전류 센서(100) 및 제2 보정 스위치(600)를 포함하는 전류경로를 형성하는 제2 상태를 만들 수 있다.
이 때, 전류 센서 오차 산출부(700)는 배터리 모듈(10)의 전압값(Vb) 및 프리차지 저항(410)의 저항값(Rp)을 입력받아 상기 제2 상태에서의 예상 전류값(Iexp)을 계산하고, 상기 제2 상태에서 전류 센서(100)의 측정값(Imes2)을 입력받아, 상기 입력받은 전류 센서(100)의 측정값(Imes2), 상기 예상 전류값(Iexp) 및 상기 영전류 오차(Eoffset)를 이용하여 전류 센서(100)의 선형 전류 오차(Egain)를 산출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 오차 산출 장치에서 영전류 오차를 산출하는 경우를 개략적으로 나타낸 도면이다.
전류 센서 오차 산출부(700)는 제1 보정 스위치(500)를 온으로 제어하고, 제1 메인 릴레이(200), 제2 메인 릴레이(300) 및 제2 보정 스위치(600)를 오프로 제어하여, 전류 센서(100)에 전류가 흐르지 않는 제1 상태를 만들 수 있다.
이 때, 제1 보정 스위치(500)를 통해 배터리 모듈(10)로부터 부하(20)로 연결되는 바이패스 회로가 형성되므로, 전류 센서(100)에는 전류가 흐르지 않지만, 부하(20)에는 상기 바이패스 회로를 통해 배터리 모듈(10)로부터 전압이 인가되어 있는 상태이므로 부하(20)는 구동 상태를 유지할 수 있다.
전류 센서 오차 산출부(700)는, 제1 상태에서의 전류 센서(100) 측정값(Imes1)을 입력받고, 상기 측정값(Imes1)이 0A가 아닌 경우 상기 측정값(Imes1)을 전류 센서(100)의 영전류 오차(Eoffsest)로 산출한다. 이렇게 산출된 영전류 오차(Eoffsest)를 이용하여 다양한 방법을 통해 전류 센서(100)의 영전류 보정을 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센서 오차 산출 장치에서 선형 전류 오차를 산출하는 경우를 개략적으로 나타낸 도면이다.
전류 센서 오차 산출부(700)는, 영전류 오차 산출 후에, 제1 보정 스위치(500) 및 제2 보정 스위치(600)를 온으로 제어하고, 제1 메인 릴레이(200) 및 제2 메인 릴레이(300)를 오프로 제어하여, 배터리 모듈(10), 프리차지부(400), 전류 센서(100) 및 제2 보정 스위치(600)로 연결되는 전류 경로를 형성하는 제2 상태를 만들 수 있다.
이 때, 전류 센서 오차 산출부(700)는, 배터리 모듈(10)의 전압값(Vb) 및 프리차지 저항(410)의 저항값(Rp)을 입력받아 하기 수학식 1을 통해 상기 제2 상태에서의 예상 전류값(Iexp)을 계산한다.
Figure pat00001
이후 전류 센서 오차 산출부(700)는 상기 제2 상태에서 전류 센서(100)의 측정값(Imes2)을 입력받고, 상기 입력받은 전류 센서(100)의 측정값(Imes2), 상기 예상 전류값(Iexp) 및 상기 영전류 오차(Eoffsest)를 이용하여 하기 수학식 2를 통해 전류 센서(100)의 선형전류 오차(Egain)를 산출한다.
Figure pat00002
이렇게 산출된 선형전류 오차(Egain)를 이용하여 다양한 방법을 통해 전류 센서(100)의 선형 전류 보정을 할 수 있다.
상기 제2 상태에서 선형 전류 오차를 산출할 때도 마찬가지로 제1 보정 스위치(500)가 온으로 동작하고 있으므로 배터리 모듈(10)로부터 부하(20)로 연결되는 바이패스 회로가 형성되어 있는 상태이다. 따라서 부하(20)는 구동 상태를 유지할 수 있다. 이 때, 제2 메인 릴레이(300)는 오프로 동작하고 있으므로 상기 바이패스 회로를 통해 부하(20)가 구동 상태를 유지하는 것과는 별개로 배터리 모듈(10), 프리차지부(400), 전류 센서(100) 및 제2 보정 스위치(600)로 연결되는 전류 경로를 통해 선형 전류 오차의 산출이 가능하다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서 제2 메인 릴레이(300)는 프리차지 릴레이의 기능도 할 수 있으므로 선형 전류 오차의 산출을 위해 별도로 스위칭 장치를 추가할 필요가 없어 비용 절감의 효과가 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시에에 따른 전류 센서 오차 산출 장치에 의하면, 전류 센서(100)의 오차 성분으로서 영전류 오차뿐 아니라 선형 전류 오차도 산출할 수 있으므로 전류 센서(100) 오차의 정밀한 보정이 가능하다.
전류 센서 오차 산출부(700)는, 전류 센서(100)의 보정을 마친 후에 제1 메인 릴레이(200) 및 제2 메인 릴레이(300)를 온으로 제어하고, 제1 보정 스위치(500) 및 제2 보정 스위치(600)는 오프로 제어하여 배터리 모듈(10) 및 부하(20)가 차량 구동 중의 통상의 연결 상태가 되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 센서 오차 산출 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4와 같이, 전류 센서 오차 산출부(700)는, 제2 보정 스위치(600)와 직렬로 연결되는 배터리 가열 저항(800)을 더 포함할 수 있다.
여기서 배터리 가열 저항(800)은 배터리 모듈(10)의 온도를 상승시키는 발열체일 수 있다.
도 4의 실시예에서 전류 센서(100)의 영전류 오차는, 도 2의 일 실시예에서와 같이 전류 센서(100)에 전류가 흐르지 않는 상태를 만들어 산출한다.
즉, 전류 센서 오차 산출부(700)는 제1 보정 스위치(500)를 온으로 제어하고, 제1 메인 릴레이(200), 제2 메인 릴레이(300) 및 제2 보정 스위치(600)를 오프로 제어하여, 전류 센서(100)에 전류가 흐르지 않는 제1-1 상태를 만들 수 있고, 상기 제1-1 상태에서 전류 센서(100) 측정값(Imes1)을 입력받아, 상기 측정값(Imes1)이 0A가 아닌 경우 상기 측정값(Imes1)을 전류 센서(100)의 영전류 오차(Eoffsest)로 산출한다.
도 4의 실시예에서 전류 센서(100)의 선형 전류 오차를 산출하는 경우 전류 센서 오차 산출부(700)는, 전류 센서(100)의 영전류 오차 산출 후에 제1 보정 스위치(500) 및 제2 보정 스위치(600)를 온으로 제어하고, 제1 메인 릴레이(200) 및 제2 메인 릴레이(300)를 오프로 제어한다. 이러한 제어에 의해 배터리 모듈(10), 프리차지부(400), 전류 센서(100), 배터리 가열 저항(800) 및 제2 보정 스위치(600)로 연결되는 전류 경로를 형성하는 제2-1 상태를 만들 수 있다.
이 때, 전류 센서 오차 산출부(700)는, 상기 제2-1 상태에서의 전류 경로에 배터리 가열 저항(800)이 더 포함되므로 배터리 모듈(10)의 전압값(Vb), 프리차지 저항(410)의 저항값(Rp) 및 배터리 가열 저항(800)의 저항값(Rh)을 입력받아 상기 제2-1상태에서의 예상 전류값(I'exp)을 하기 수학식 3을 통해 계산한다.
Figure pat00003
또한, 전류 센서 오차 산출부(700)는 상기 제2-1 상태에서의 전류 센서(100)의 측정값(Imes2)을 입력받고, 상기 입력받은 전류 센서(100)의 측정값(Imes2), 상기 예상 전류값(I'exp) 및 상기 영전류 오차(Eoffsest)를 이용하여 상기 수학식 2를 통해 전류 센서(200)의 선형전류 오차(Egain)를 산출한다.
도 4의 실시예에서 배터리 가열 저항(800)을 더 포함하는 경우, 제2 보정 스위치(600)의 온오프 동작에 의해 배터리 모듈(10)의 온도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 전류 센서(100)의 선형 전류 오차 산출을 할 수 있다.
또한, 상기 배터리 가열 저항(800)에 직렬 연결된 제2 보정 스위치(600)는 배터리 모듈(10)의 온도를 높여주기 위해 종래 차량 전원 시스템의 회로구조에 포함되는 장치이다. 이를 본 발명의 제2 보정 스위치(600)로 사용할 수 있으므로, 전류 센서(100)의 선형 전류 오차 산출을 위해 별도의 스위칭 장치를 추가할 필요가 없어 비용절감의 효과가 있다.
전류 센서 오차 산출부(700)는, 전류 센서(100)의 보정을 마친 후에 제1 메인 릴레이(200) 및 제2 메인 릴레이(300)를 온으로 제어하고, 제1 보정 스위치(500) 및 제2 보정 스위치(600)는 오프로 제어하여 배터리 모듈(10) 및 부하(20)가 차량 구동 중의 통상의 연결 상태가 되도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 센서 오차 산출 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 전류 센서 오차 산출 장치에 있어서, 프리차지부(400)는 프리차지 저항(410)에 직렬로 연결되는 프리차지 릴레이(420)를 더 포함할 수 있다.
이 때, 제1 메인 릴레이(200)가 오프인 상태에서 프리차지 릴레이(420) 및 제2 메인 릴레이(300)가 먼저 온으로 동작하면 배터리 모듈(10)의 전압이 프리차지 저항(410)을 통해 부하(20)에 서서히 충전되어 돌입전류가 흐르는 것이 방지된다. 일정 시간이 흘러 부하(20)에 전압이 충분히 충전되면 프리차지 릴레이(420)를 오프로, 제1 메인 릴레이(200)는 온으로 동작하게 된다.
도 5의 실시예에서 영전류 오차는 도 2의 일 실시예에서와 같이 전류 센서(100)에 전류가 흐르지 않는 상태를 만들어 산출한다.
즉, 제1 보정 스위치(500)를 온으로 제어하고, 제1 메인 릴레이(200), 제2 메인 릴레이(300) 및 제2 보정 스위치(600)를 오프로 제어하여, 전류 센서(100)에 전류가 흐르지 않는 제1-2 상태를 만든다. 이 때, 전류 센서 오차 산출부(700)는 전류 센서(100) 측정값(Imes1)을 입력받고, 상기 측정값(Imes1)이 0A가 아닌 경우 상기 측정값(Imes1)을 전류 센서(100)의 영전류 오차(Eoffsest)로 산출한다.
도 5의 실시예에서 선형 전류 오차를 산출함에 있어서, 전류 센서 오차 산출부(700)는 제1 보정 스위치(500), 프리차지 릴레이(420) 및 제2 보정 스위치(600)를 온으로 제어하고, 제1 메인 릴레이(200) 및 제2 메인 릴레이(300)를 오프로 제어한다. 이러한 제어에 의해 배터리 모듈(10), 프리차지부(400), 전류 센서(100) 및 제2 보정 스위치(600)로 연결되는 전류 경로를 형성하는 제2-2 상태를 만들 수 있다.
이 때, 전류 센서 오차 산출부(700)는 배터리 모듈(10)의 전압값(Vb) 및 프리차지 저항(410)의 저항값(Rp)을 입력받아 상기 제2-2 상태에서의 예상 전류값(Iexp)을 상기 수학식 1을 통해 계산한다.
또한, 전류 센서 오차 산출부(700)는 상기 제2-2 상태에서의 전류 센서(100)의 측정값(Imes2)을 입력받고, 상기 입력받은 전류 센서(100)의 측정값(Imes2), 상기 예상 전류값(Iexp) 및 상기 영전류 오차(Eoffsest)를 이용하여 상기 수학식 2를 통해 전류 센서(200)의 선형전류 오차(Egain)를 산출한다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 전류 센서 오차 산출 장치는 부하가 구동 중인 상태에서도 수시로 전류 센서의 오차를 산출할 수 있다.
또한, 전류 센서의 영전류 오차 뿐 아니라 선형 전류 오차도 함께 산출할 수 있으므로 전류 센서의 오차를 더욱 정밀하게 보정할 수 있다. 이에 따라 배터리 모듈의 SOC 추정값 오차를 줄일 수 있어 배터리 충방전 상태를 더욱 정밀하게 파악할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전류 센서 오차 산출 장치는 수시로 전류 센서의 오차를 산출할 수 있으므로 오차에 취약한 홀 타입 전류 센서를 채택해서도 사용할 수 있다.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 배터리 모듈
11: 배터리 모듈 양극단자
12: 배터리 모듈 음극단자
20: 부하
100: 전류 센서
200: 제1 메인 릴레이
300: 제2 메인 릴레이
400: 프리차지부
410: 프리차지 저항
420: 프리차지 릴레이
500: 제1 보정 스위치
600: 제2 보정 스위치
700: 전류 센서 오차 산출부
800: 배터리 가열 저항

Claims (9)

  1. 배터리 모듈과 부하 사이에 구비되며, 전류 흐름을 감지하는 전류 센서;
    일단이 상기 배터리 모듈의 양극단자에 연결되고 타단이 상기 전류 센서의 일단에 연결되는 제1 메인 릴레이;
    일단이 상기 전류 센서의 타단에 연결되고 타단이 부하에 연결되는 제2 메인 릴레이;
    상기 제1 메인 릴레이와 병렬로 연결되고, 프리차지 저항을 포함하는 프리차지부;
    일단이 상기 제1 메인 릴레이의 일단에 연결되고 타단이 상기 제2 메인 릴레이의 타단에 연결되는 제1 보정 스위치;
    일단이 상기 전류 센서의 타단과 상기 제2 메인 릴레이의 일단 사이에 연결되고 타단이 상기 배터리 모듈의 음극단자에 연결되는 제2 보정 스위치; 및
    상기 전류 센서의 영전류 오차 및 선형 전류 오차를 산출하는 전류 센서 오차 산출부;를 포함하는 전류 센서 오차 산출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리차지부는 상기 프리차지 저항과 직렬로 연결되는 프리차지 릴레이를 더 포함하는 전류 센서 오차 산출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전류 센서 오차 산출부는,
    상기 제1 보정 스위치를 온으로 제어하여 상기 배터리 모듈과 상기 부하를 직접 연결하는 바이패스 회로를 형성하고,
    상기 바이패스 회로를 통해 상기 부하가 구동 중인 상태에서, 상기 전류 센서의 영전류 오차 및 선형 전류 오차를 산출하는 것을 특징으로 하는 전류 센서 오차 산출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전류 센서 오차 산출부는,
    상기 제1 보정 스위치를 온으로 제어하고, 상기 제1 메인 릴레이, 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 제2 보정 스위치를 오프로 제어하여, 상기 전류 센서에 전류가 흐르지 않는 제1 상태를 만드는 것을 특징으로 하는 전류 센서 오차 산출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전류 센서 오차 산출부는,
    상기 제1 상태에서 상기 전류 센서의 측정값을 입력 받아 상기 전류 센서의 영전류 오차를 산출하는 것을 특징으로 하는 전류 센서 오차 산출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전류 센서 오차 산출부는,
    상기 제1 보정 스위치 및 상기 제2 보정 스위치를 온으로 제어하고, 상기 제1 메인 릴레이 및 상기 제2 메인 릴레이를 오프로 제어하여, 상기 배터리 모듈, 상기 프리차지부, 상기 전류 센서 및 상기 제2 보정 스위치를 포함하는 전류경로를 형성하는 제2 상태를 만드는 것을 특징으로 하는 전류 센서 오차 산출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전류 센서 오차 오차 산출부는,
    상기 배터리 모듈의 전압값 및 상기 프리차지 저항의 저항값을 입력받아 상기 제2 상태에서의 예상 전류값을 계산하고,
    상기 제2 상태에서의 전류 센서 측정값을 입력받아, 상기 입력받은 전류 센서 측정값, 상기 예상 전류값 및 상기 영전류 오차를 이용하여 상기 전류 센서의 선형 전류 오차를 산출하는 것을 특징으로 하는 전류 센서 오차 산출 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 보정 스위치와 직렬로 연결되는 배터리 가열 저항을 더 포함하는 전류 센서 오차 산출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 가열 저항은,
    상기 배터리 모듈의 온도를 상승시키는 발열체인 것을 특징으로 하는 전류 센서 오차 산출 장치.
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