KR20210052009A - 배터리 온도 센서를 위한 진단 장치 및 진단 방법과, 전기 차량 - Google Patents

배터리 온도 센서를 위한 진단 장치 및 진단 방법과, 전기 차량 Download PDF

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KR20210052009A
KR20210052009A KR1020190138013A KR20190138013A KR20210052009A KR 20210052009 A KR20210052009 A KR 20210052009A KR 1020190138013 A KR1020190138013 A KR 1020190138013A KR 20190138013 A KR20190138013 A KR 20190138013A KR 20210052009 A KR20210052009 A KR 20210052009A
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이호준
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주식회사 엘지화학
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Abstract

배터리 온도 센서를 위한 진단 장치 및 진단 방법과, 전기 차량이 제공된다. 상기 진단 장치는, 배터리 팩 내의 제1 내지 제n 구역에 나뉘어 배치되는 제1 내지 제n 배터리 온도 센서; 및 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 배터리 팩이 사용 상태로부터 미사용 상태로 전환된 제1 시점에서 각각의 상기 배터리 온도 센서에 의해 검출된 온도를 나타내는 제1 내지 제n 초기 온도를 결정한다. 상기 제어부는, 상기 배터리 팩이 상기 사용 상태로 전환된 제2 시점에서 각각의 상기 배터리 온도 센서에 의해 검출된 온도를 나타내는 제1 내지 제n 종기 온도를 결정한다. 상기 제어부는, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 휴지 시간, 각각의 상기 초기 온도, 각각의 상기 종기 온도 및 각각의 상기 구역의 열 시정수를 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단한다.

Description

배터리 온도 센서를 위한 진단 장치 및 진단 방법과, 전기 차량{DIAGNOSIS APPARATUS AND DIAGNOSIS METHOD FOR BATTERY TEMPERATURE SENSOR, AND ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은, 배터리 팩 내의 복수의 구역에 나뉘어 배치된 복수의 배터리 온도 센서 각각의 고장을 진단하기 위한 기술에 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 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
전기 차량 내에는, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩이 설치되어, 전기 차량의 모터 등으로 전력을 공급한다. 배터리 팩을 안전하면서 효율적으로 사용하기 위해서는 배터리 팩의 온도를 정확하게 검출할 수 있어야 한다. 이를 위해, 배터리 팩의 온도를 검출하기 위한 복수의 배터리 온도 센서가 배터리 팩의 내부에 설치된다.
배터리 온도 센서가 고장인 경우에는 배터리 팩의 온도를 정확하게 검출할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 배터리 팩 내에 배치된 모든 배터리 온도 센서에 의해 검출된 온도의 대표값(예, 평균값, 중앙값 등)과 각 배터리 온도 센서에 의해 검출된 온도를 비교함으로써, 각 배터리 온도 센서의 고장 여부를 판정하고 있다.
그런데, 복수의 배터리 온도 센서는 배터리 팩 내의 여러 구역에 나뉘어 배치되며, 각 구역은 다른 구역과는 상이한 열적 환경에 놓이게 된다. 예를 들어, 주위 온도에 상대적으로 큰 영향을 받게되는 구역에 배치된 배터리 온도 센서에 의해 측정된 온도와 주위 온도로부터의 영향이 크지 않은 구역에 배치된 배터리 온도 센서에 의해 측정된 온도 사이에는 상당한 차이가 존재하게 된다.
따라서, 각 구역의 열적 환경을 고려하지 않고 각 배터리 온도 센서의 고장을 진단할 경우, 정상인 배터리 온도 센서가 고장인 것으로 또는 고장인 배터리 온도 센서가 정상인 것으로 오진단될 우려가 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 열적 환경이 서로 다른 배터리 팩 내의 복수의 구역에 나뉘어 배치된 복수의 배터리 온도 센서 각각의 고장을 진단하기 위한 진단 장치 및 진단 방법과, 상기 진단 장치를 포함하는 전기 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
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.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 온도 센서를 위한 진단 장치는, 배터리 팩 내의 서로 다른 열적 환경을 가지는 제1 내지 제n 구역에 나뉘어 배치되고, 각각 상기 배터리 팩의 내부 온도를 검출하도록 구성되되, n은 2 이상의 자연수인 제1 내지 제n 배터리 온도 센서; 및 각각의 상기 배터리 온도 센서에 동작 가능하게 결합되는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 배터리 팩이 사용 상태로부터 미사용 상태로 전환된 제1 시점에서 각각의 상기 배터리 온도 센서에 의해 검출된 온도를 나타내는 제1 내지 제n 초기 온도를 결정한다. 상기 제어부는, 상기 배터리 팩이 상기 사용 상태로 전환된 제2 시점에서 각각의 상기 배터리 온도 센서에 의해 검출된 온도를 나타내는 제1 내지 제n 종기 온도를 결정한다. 상기 제어부는, 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 휴지 시간, 각각의 상기 초기 온도, 각각의 상기 종기 온도 및 각각의 상기 구역의 열 시정수를 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단한다.
상기 제어부는, 하기의 수식 1을 이용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 배터리 팩의 주위 온도의 추정치를 나타내는 제1 내지 제n 기준 온도를 결정할 수 있다.
[수식 1]
Figure pat00001
(k는 1 이상 n 이하의 자연수, T1[k]는 상기 제k 초기 온도, T2[k]는 상기 제k 종기 온도, τ[k]는 상기 제k 구역의 열 시정수, Δt는 상기 휴지 시간, Tref[k]는 상기 제k 기준 온도)
상기 제어부는, 대표 온도와 각각의 상기 기준 온도 간의 차이를 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단할 수 있다. 상기 대표 온도는, (i)상기 제1 내지 제n 기준 온도의 평균값 또는 (ii)상기 제1 내지 제n 기준 온도의 중앙값일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 대표 온도와 상기 제k 기준 온도 간의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 제k 배터리 온도 센서가 고장인 것으로 진단할 수 있다.
상기 진단 장치는, 상기 배터리 팩의 외부에 배치되는 외부 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 외부 온도 센서는, 상기 배터리 팩의 상기 주위 온도를 검출하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 외부 온도 센서에 의해 상기 제2 시점에서 검출된 상기 주위 온도를 나타내는 실제 주위 온도를 결정할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 실제 주위 온도를 더 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단할 수 있다.
상기 제어부는, 대표 온도와 각각의 상기 기준 온도 간의 차이를 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단할 수 있다. 상기 대표 온도는, (iii)상기 실제 주위 온도, (iv)상기 제1 내지 제n 기준 온도의 평균값과 상기 실제 주위 온도의 평균값 또는 (v)상기 제1 내지 제n 기준 온도의 중앙값과 상기 실제 주위 온도의 평균값일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 대표 온도와 상기 제k 기준 온도 간의 차이가 제2 임계값 이상인 경우, 상기 제k 배터리 온도 센서가 고장인 것으로 진단할 수 있다.
상기 진단 장치는, 상기 배터리 팩의 외부에 배치되는 외부 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 외부 온도 센서는, 상기 배터리 팩의 주위 온도를 검출하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 외부 온도 센서에 의해 상기 제2 시점에서 검출된 상기 주위 온도를 나타내는 실제 주위 온도를 결정할 수 있다. 상기 제어부는, 하기의 수식 2를 이용하여, 상기 제1 내지 제n 종기 온도의 추정치를 나타내는 제1 내지 제n 추정 종기 온도를 결정할 수 있다.
[수식 2]
Figure pat00002
(k는 1 이상 n 이하의 자연수, Tamb는 상기 실제 주위 온도, T1[k]는 상기 제k 초기 온도, τ[k]는 상기 제k 구역의 열 시정수, Δt는 상기 휴지 시간, Tf[k]는 상기 제k 추정 종기 온도)
상기 제어부는, 상기 제k 추정 종기 온도와 상기 제k 종기 온도 간의 차이가 제3 임계값 이상인 경우, 상기 제k 배터리 온도 센서가 고장인 것으로 진단할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전기 차량은, 상기 진단 장치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 온도 센서를 위한 진단 방법은, 배터리 팩이 사용 상태로부터 미사용 상태로 전환된 제1 시점에서 상기 배터리 팩 내의 서로 다른 열적 환경을 가지는 제1 내지 제n 구역에 나뉘어 배치된 제1 내지 제n 배터리 온도 센서에 의해 검출된 온도를 나타내는 제1 내지 제n 초기 온도를 결정하는 단계; 상기 배터리 팩이 상기 사용 상태로 전환된 제2 시점에서 각각의 상기 배터리 온도 센서에 의해 검출된 온도를 나타내는 제1 내지 제n 종기 온도를 결정하는 단계; 및 상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 휴지 시간, 각각의 상기 초기 온도, 각각의 상기 종기 온도 및 각각의 상기 구역의 열 시정수를 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단하는 단계를 포함한다.
각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단하는 단계는, 하기의 수식 1을 이용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 배터리 팩의 주위 온도의 추정치를 나타내는 제1 내지 제n 기준 온도를 결정하는 단계; 및
[수식 1]
Figure pat00003
(k는 1 이상 n 이하의 자연수, T1[k]는 상기 제k 초기 온도, T2[k]는 상기 제k 종기 온도, τ[k]는 상기 제k 구역의 상기 열 시정수, Δt는 상기 휴지 시간, Tref[k]는 상기 제k 기준 온도)
대표 온도와 각각의 상기 기준 온도 간의 차이를 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단하는 단계를 포함한다. 상기 대표 온도는, (i)상기 제1 내지 제n 기준 온도의 평균값 또는 (ii)상기 제1 내지 제n 기준 온도의 중앙값일 수 있다.
상기 진단 방법은, 상기 배터리 팩의 외부에 배치되는 외부 온도 센서에 의해 상기 제2 시점에서 검출된 상기 배터리 팩의 주위 온도를 나타내는 실제 주위 온도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단하는 단계는, 하기의 수식 2를 이용하여, 상기 제1 내지 제n 종기 온도의 추정치를 나타내는 제1 내지 제n 추정 종기 온도를 결정하는 단계; 및
[수식 2]
Figure pat00004
(k는 1 이상 n 이하의 자연수, Tamb는 상기 실제 주위 온도, T1[k]는 상기 제k 초기 온도, τ[k]는 상기 제k 구역의 열 시정수, Δt는 상기 휴지 시간, Tf[k]는 상기 제k 추정 종기 온도)
상기 제k 추정 종기 온도와 상기 제k 종기 온도 간의 차이를 기초로, 상기 제k 배터리 온도 센서의 고장을 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 서로 다른 열적 환경을 가지는 배터리 팩 내의 복수의 구역에 나뉘어 배치된 복수의 배터리 온도 센서 각각의 고장을 진단함에 있어서, 각 구역에 대해 미리 정해진 열 시정수(thermal time constant)를 활용함으로써, 각 배터리 온도 센서의 고장에 대한 진단 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 차량의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩 내부의 복수의 구역의 온도 변화를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진단 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진단 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 진단 방법을 예시적으로 보여주는 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 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.
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 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 하드웨어, 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.
도 1은 본 발명에 따른 전기 차량의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 배터리 팩 내부의 복수의 구역의 온도 변화를 보여주는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 전기 차량(1)은, 차량 컨트롤러(2), 인버터(20), 전기 모터(30), 릴레이(40), 배터리 팩(50) 및 진단 장치(100)를 포함한다.
릴레이(40)는, 배터리 팩(50)과 인버터(20)를 연결하는 전력선(PL)에 설치된다. 릴레이(40)는, 진단 장치(100)로부터의 스위칭 신호에 응답하여, 온오프 제어된다. 예컨대, 릴레이(40)는, 스위칭 신호가 하이 레벨 전압(예, 3.3V)을 가지는 동안 턴 온되고, 스위칭 신호가 로우 레벨 전압(예, 0V)을 가지는 동안 턴 오프된다.
인버터(20)는, 진단 장치(100)로부터의 제어 신호에 응답하여, 턴 온 상태인 릴레이(40)를 통해 공급되는 배터리 팩(50으로부터의 직류 전류를 교류 전류로 변환하도록 제공된다. 전기 모터(30)는, 3상 교류 모터로서, 인버터(20)에 의해 생성되는 교류 전류를 공급받아 구동한다. 전기 차량(1)은, 전기 모터(30)가 구동 중에 발생하는 구동력에 의해 주행한다.
배터리 팩(50)은, 서로 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결되는 복수의 배터리 셀(BC) 및 팩 케이스(51)를 포함한다. 복수의 배터리 셀(BC)은, 팩 케이스(51)에 의해 제공되는 배터리 팩(50)의 내부 공간에 수용된다. 각 배터리 셀(BC)은, 리튬 이온 배터리 셀일 수 있다. 물론, 반복적인 충방전이 가능한 것이라면, 배터리 셀(BC)의 종류는 특별히 한정되지 않는다.
배터리 팩(50)의 내부 공간은, 적어도 제1 내지 제n 구역(Z1~Zn)으로 구분될 수 있다. n는 2이상의 자연수이다. 제1 내지 제n 구역(Z1~Zn)은, 서로 다른 열적 환경에 놓여진 3차원의 공간일 수 있다. 즉, 제1 내지 제n 구역(Z1~Zn) 각각은, 복수의 배터리 셀(BC), 팩 케이스(51) 및 전기 모터(30) 각각으로부터의 거리, 팩 케이스(51)의 내부 공간의 비대칭성, 단위 시간 당 냉각 매체의 공급량, 주변 구조물의 열 전도율 등과 같이 해당 구역의 온도에 영향을 주는 요소들이 서로 상이하다. 따라서, 각 구역에 대하여, 각 구역의 열적 환경을 나타내는 열 시정수를 미리 구해둘 수 있다. 각 구역에 대한 열 시정수는, 배터리 팩(50)과 동일한 샘플 배터리 팩을 제작한 다음, 샘플 배터리 팩을 소정의 테스트 온도(예, 45℃)로 유지되는 챔버 내에 장착한 상태에서, 샘플 배터리 팩 내의 제1 내지 제n 구역(Z1~Zn) 각각의 온도를 시간에 대해 모니터링한 결과로부터 미리 정해질 수 있다.
제k 구역(Zk)의 열 시정수는, 주위 온도 TA℃와 동일한 내부 온도를 가지는 배터리 팩(50)을 주위 온도 TB℃인 장소로 옮긴 시점부터 제k 구역(Zk)의 온도와 TA℃ 간의 차이가 TB℃와 TA℃ 간의 차이의 (1-1/e)배가 되는 시점까지 소요되는 시간을 나타낼 수 있다. e는 오일러 수(Euler's number)로서, 약 2.71828이다.
진단 장치(100)는, 온도 검출부(110) 및 제어부(120)를 포함한다. 진단 장치(100)는, 인터페이스부(130)를 더 포함할 수 있다. 인터페이스부(130)는, 디스플레이 및 스피커 중 적어도 하나를 포함하여, 제어부(120)에 의해 실행되는 후술할 제1 내지 제3 실시예 중 적어도 하나에 따른 진단 프로세스의 결과를 사용자가 인지할 수 있는 형태의 신호로 출력할 수 있다.
온도 검출부(110)는, 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn)를 포함한다. 온도 검출부(110)는, 외부 온도 센서(AT)를 더 포함할 수 있다.
제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn)는, 제1 내지 제n 구역(Z1~Zn)에 하나씩 나뉘어 배치된다. 즉, k는 1~n의 자연수라고 할 때, 제k 배터리 온도 센서(BTk)은, 제k 구역(Zk)의 온도를 배터리 팩(50)의 내부 온도로서 검출하도록, 제k 구역(Zk)에 배치된다.
제k 배터리 온도 센서(BTk)는, 제k 배터리 온도 센서(BTk)에 의해 검출된 제k 구역(Zk)의 온도를 나타내는 온도 신호를 제어부(120)에게 출력할 수 있다.
외부 온도 센서(AT)는, 팩 케이스(51) 외부의 소정 위치에 배치되어, 배터리 팩(50)의 주위 온도를 검출하도록 제공된다. 외부 온도 센서(AT)는, 외부 온도 센서(AT)에 의해 검출된 주위 온도를 나타내는 온도 신호를 제어부(120)에게 출력할 수 있다.
제어부(120)는, 차량 컨트롤러(2), 인버터(20), 릴레이(40) 및 온도 검출부(110)에 동작 가능하게 결합된다. 차량 컨트롤러(2)는, 전기 차량(1)의 상태에 관한 신호를 유선 네트워크 및/또는 무선 네트워크를 통해 제어부(120)에게 전송하도록 제공된다. 제어부(120)는, 차량 컨트롤러(2)로부터의 신호에 응답하여, 인버터(20) 및 릴레이(40)를 제어할 수 있다.
제어부(120)는, 하드웨어적으로, 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), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 제어부(120)는, 그것의 내부에 메모리를 포함할 수 있다. 메모리에는, 후술할 단계들을 실행하는 데에 필요한 프로그램 및 각종 데이터가 저장될 수 있다. 메모리는, 예컨대 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
배터리 팩(50)은 사용 상태 또는 미사용 상태로 운용될 수 있다. 사용 상태는, 릴레이(40)가 턴 온되어 배터리 팩(50)이 충방전되고 있는 상태를 지칭한다. 미사용 상태는, 릴레이(40)가 턴 오프되어 배터리 팩(50)의 충방전이 중단되어 있는 상태로서, '휴지 상태'라고 칭할 수도 있다. 예컨대, 전기 차량(1)이 주차되어 있는 동안 배터리 팩(50)은 미사용 상태로 유지되고, 그 외에는 배터리 팩(50)은 사용 상태로 유지될 수 있다. 제어부(120)는, 배터리 팩(50)이 사용 상태로 유지되는 동안 웨이크업 모드로 동작하고, 배터리 팩(50)이 미사용 상태로 유지되는 동안 슬립 모드로 동작할 수 있다.
도 2는, 배터리 팩(50)의 주위 온도가 일정하게 유지되는 제1 시점(t1)부터 제2 시점(t2)까지의 기간 동안, 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn)에 의해 검출되는 제1 내지 제n 구역(Z1~Zn) 각각의 온도 변화를 개략적으로 보여준다.
제1 시점(t1)은, 배터리 팩(50)이 사용 상태로부터 미사용 상태로 전환되는 시점이다. 제2 시점(t2)은, 배터리 팩(50)이 미사용 상태로부터 사용 상태로 전환되는 시점이다. 제1 시점(t1)부터 제2 시점(t2)까지 배터리 팩(50)은 미사용 상태로 유지된다.
제어부(120)는, 제1 시점(t1)에서 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn)에 의해 검출된 온도를 나타내는 제1 내지 제n 초기 온도(T1[1]~T1[n])를 결정한다. 즉, 제k 초기 온도(T1[k])는, 제k 배터리 온도 센서(BTk)에 의해 제1 시점(t1)에서 검출된 제k 구역(Zk)의 온도이다. 제어부(120)는, 제1 내지 제n 초기 온도(T1[1]~T1[n])를 결정한 다음 웨이크업 모드로부터 슬립 모드로 전환할 수 있다.
제1 시점(t1)부터 제2 시점(t2)까지의 기간 동안, 제k 구역(Zk)의 온도는 배터리 팩(50)의 주위 온도를 향하여 변화되어 간다. 제k 구역(Zk)의 열 시정수가 작을수록, 제k 구역(Zk)의 온도는 주위 온도를 향하여 빠르게 변화된다.
제어부(120)는, 제2 시점(t2)에서 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn)에 의해 검출된 온도를 나타내는 제1 내지 제n 종기 온도(T2[1]~T2[n])를 결정한다. 즉, 제k 종기 온도(T2[k])는, 제k 배터리 온도 센서(BTk)에 의해 제2 시점(t2)에서 검출된 제k 구역(Zk)의 온도이다. 제어부(120)는, 제1 시점(t1)부터 제2 시점(t2)까지 슬립 모드를 유지하다가, 제2 시점(t2)에서 슬립 모드로부터 웨이크업 모드로 전환하여 제1 내지 제n 종기 온도(T2[1]~T2[n])를 결정할 수 있다.
제어부(120)는, 휴지 시간(Δt) 즉, 제1 시점(t1)과 제2 시점(t2)의 시간차를 결정할 수 있다.
제어부(120)는, 휴지 시간(Δt), 제k 초기 온도(T1[k]), 제k 종기 온도(T2[k]) 및 제k 구역(Zk)의 열 시정수를 기초로, 제k 기준 온도를 결정할 수 있다. 제k 기준 온도는, 제k 배터리 온도 센서(BTk)에 연관된 것으로서, 제2 시점(t2)에서의 배터리 팩(50)의 주위 온도의 추정치를 나타낸다. 제어부(120)는, 다음의 수식 1의 k에 1부터 n을 하나씩 대입함으로써, 제1 내지 제n 기준 온도를 결정할 수 있다.
[수식 1]
Figure pat00005
위 수식 1에서, T1[k]는 제k 초기 온도, T2[k]는 제k 종기 온도, τ[k]는 제k 구역(Zk)에 대해 미리 정해진 열 시정수, Δt는 휴지 시간, Tref[k]는 제k 기준 온도이다.
제어부(120)는, 후술할 제1 실시예 내지 제3 실시예 중 적어도 하나에 따라 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn) 각각이 정상인지 아니면 고장인지 진단할 수 있는바, 지금부터 각 실시예에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
<제1 실시예에 따른 진단 프로세스>
제1 실시예에서는, 대표 온도는 제1 내지 제n 기준 온도만을 기초로 결정된다. 즉, 대표 온도는, (i)제1 내지 제n 기준 온도(Tref[1]~ Tref[n])의 평균값 또는 (ii)제1 내지 제n 기준 온도(Tref[1]~Tref[n])의 중앙값과 동일하다. 예를 들어, n=3, Tref[1]=30℃, Tref[2]=31℃, Tref[3]=35℃인 경우, (i) 32℃ 또는 (ii) 31℃가 대표 온도로 결정될 수 있다.
제어부(120)는, 대표 온도와 제k 기준 온도(Tref[k]) 간의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 제k 배터리 온도 센서(BTk)가 고장인 것으로 진단할 수 있다. 제어부(120)는, 대표 온도와 제k 기준 온도(Tref[k]) 간의 차이가 제1 임계값 미만인 경우, 제k 배터리 온도 센서(BTk)가 정상인 것으로 진단할 수 있다.
제1 임계값은, 미리 정해진 값일 수 있다. 대안적으로, 제어부(120)는, 휴지 시간(Δt)이 제1 임계 시간(예, 0.1시간) 이상 제2 임계 시간(예, 2시간) 미만인 경우 제1 소정값(예, 2℃)과 동일하게 제1 임계값을 결정하고, 휴지 시간(Δt)이 제2 임계 시간 이상인 경우 제2 소정값(예, 1.5℃)과 동일하게 제1 임계값을 결정할 수 있다.
제1 소정값은, 제2 소정값보다 클 수 있다. 제어부(120)는, 휴지 시간(Δt)이 제1 임계 시간 미만인 경우, 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn)에 대한 진단을 중단할 수 있다. 그 이유는, 휴지 시간(Δt)가 매우 작을 경우에는, 상기 수식 1의 우변의 분모값이 지나치게 작이지고, 이로 인해 제k 초기 온도(T1[k]) 및 제k 종기 온도(T2[k]) 중 적어도 하나의 검출 오차가 지나치게 증폭될 수 있기 때문이다.
<제2 실시예에 따른 진단 프로세스>
제2 실시예에서는, 대표 온도는 제2 시점(t2)에서 검출된 주위 온도를 나타내는 실제 주위 온도(Tamb)를 기초로 결정된다. 즉, 대표 온도는, (iii)실제 주위 온도(Tamb), (iv)제1 내지 제n 기준 온도(Tref[1]~Tref[n])의 평균값과 실제 주위 온도(Tamb)의 평균값 또는 (v)제1 내지 제n 기준 온도(Tref[1]~Tref[n])의 중앙값과 실제 주위 온도(Tamb)의 평균값과 동일할 수 있다. 예를 들어, n=3, Tref[1]=30℃, Tref[2]=31℃, Tref[3]=35℃, Tamb=30℃인 경우, (iii)30℃, (iv)31℃ 또는 (v)30.5℃가 대표 온도로 결정될 수 있다.
제어부(120)는, 대표 온도와 제k 기준 온도(Tref[k]) 간의 차이가 제2 임계값 이상인 경우, 제k 배터리 온도 센서(BTk)가 고장인 것으로 진단할 수 있다. 제어부(120)는, 대표 온도와 제k 기준 온도(Tref[k]) 간의 차이가 제2 임계값 미만인 경우, 제k 배터리 온도 센서(BTk)가 정상인 것으로 진단할 수 있다.
제2 임계값은, 미리 정해진 값일 수 있다. 대안적으로, 제어부(120)는, 휴지 시간(Δt)이 제3 임계 시간 이상 제4 임계 시간 미만인 경우 제3 소정값과 동일하게 제2 임계값을 결정하고, 휴지 시간(Δt)이 제4 임계 시간 이상인 경우 제4 소정값과 동일하게 제1 임계값을 결정할 수 있다. 제3 임계 시간은, 제1 임계 시간과 동일할 수 있다. 제4 임계 시간은, 제2 임계 시간과 동일할 수 있다. 제3 소정값은 제1 소정값과 동일할 수 있다. 제4 소정값은 제2 소정값과 동일할 수 있다.
제3 소정값은, 제4 소정값보다 클 수 있다. 제어부(120)는, 휴지 시간(Δt)이 제3 임계 시간 미만인 경우, 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn)에 대한 진단을 중단할 수 있다. 그 이유는, 휴지 시간 Δt가 매우 작을 경우에는, 상기 수식 1의 우변의 분모값이 지나치게 작이지고, 이로 인해 제k 초기 온도 및 제k 종기 온도 중 적어도 하나의 검출 오차가 지나치게 증폭될 수 있기 때문이다.
<제3 실시예에 따른 진단 프로세스>
제3 실시예에서는, 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn) 각각의 고장을 진단하는 데에 수식 1 대신 다음의 수식 2가 이용된다.
[수식 2]
Figure pat00006
수식 2에서, Tamb는 상기 실제 주위 온도, T1[k]는 제k 초기 온도, τ[k]는 제k 구역(Zk)에 대해 미리 정해진 열 시정수, Δt는 휴지 시간, Tf[k]는 제k 추정 종기 온도이다. Tf[k]는, 제2 시점(t2)에서의 제k 구역(Zk)의 온도의 추정치이다.
제어부(120)는, 제k 추정 종기 온도(Tf[k])와 제k 종기 온도(T2[k]) 간의 차이가 제3 임계값 이상인 경우, 제k 배터리 온도 센서(BTk)가 고장인 것으로 진단할 수 있다. 제어부(120)는, 제k 추정 종기 온도(Tf[k])와 제k 종기 온도(T2[k]) 간의 차이가 제3 임계값 미만인 경우, 제k 배터리 온도 센서(BTk)가 정상인 것으로 진단할 수 있다.
제3 임계값은, 미리 정해진 값일 수 있다. 대안적으로, 제어부(120)는, 휴지 시간(Δt)이 제5 임계 시간 이상 제6 임계 시간 미만인 경우 제5 소정값과 동일하게 제1 임계값을 결정하고, 휴지 시간이 제2 임계 시간 이상인 경우 제6 소정값과 동일하게 제3 임계값을 결정할 수 있다. 제5 임계 시간은, 제1 임계 시간과 동일할 수 있다. 제6 임계 시간은, 제2 임계 시간과 동일할 수 있다. 제5 소정값은 제1 소정값과 동일할 수 있다. 제6 소정값은 제2 소정값과 동일할 수 있다.
제5 소정값은, 제6 소정값보다 클 수 있다. 제어부(120)는, 휴지 시간(Δt)이 제5 임계 시간 미만인 경우, 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn)에 대한 진단을 중단할 수 있다.
제어부(120)는, 제1 내지 제3 실시예 중 적어도 하나에 따른 진단 프로세스가 완료된 시점부터 배터리 팩(50)이 사용 상태로부터 미사용 상태로 다시 전환될 때까지, 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn) 중 정상으로 판정된 배터리 온도 센서에 의해 검출되는 온도를 기초로 배터리 팩(50)의 과열 여부를 주기적으로 판정할 수 있다. 제어부(120)는, 배터리 팩(50)이 과열된 것으로 판정 시, 릴레이(40)를 턴 오프시킬 수 있다.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진단 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 단계 S300에서, 제어부(120)는, 배터리 팩(50)이 사용 상태로부터 미사용 상태로 전환된 제1 시점(t1)을 결정한다. 제어부(120)는, 전기 차량(1)의 차량 컨트롤러(2)로부터의 키오프(key-off) 신호가 제어부(120)에 의해 수신된 시점을 제1 시점(t1)으로 결정할 수 있다.
단계 S310에서, 제어부(120)는, 제1 내지 제n 초기 온도(T1[1]~T1[n])를 결정한다. 제1 내지 제n 초기 온도(T1[1]~T1[n])는, 제1 시점(t1)에서 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn) 각각에 의해 검출된 온도이다.
단계 S320에서, 제어부(120)는, 배터리 팩(50)이 미사용 상태로부터 사용 상태로 전환되는 제2 시점(t2)을 결정한다. 제어부(120)는, 전기 차량(1)의 차량 컨트롤러(2)로부터의 키온(key-on) 신호가 제어부(120)에 의해 수신된 시점을 제2 시점(t2)으로 결정할 수 있다.
단계 S330에서, 제어부(120)는, 제1 내지 제n 종기 온도(T2[1]~T2[n])를 결정한다. 제1 내지 제n 종기 온도(T2[1]~T2[n])는, 제2 시점(t2)에서 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn) 각각에 의해 검출된 온도이다.
단계 S340에서, 제어부(120)는, 제1 시점(t1)부터 제2 시점(t2)까지의 휴지 시간(Δt), 각각의 초기 온도, 각각의 종기 온도 및 각각의 구역에 대해 미리 정해진 열 시정수를 기초로, 제1 내지 제n 기준 온도(Tref[1]~Tref[n])를 결정한다. 각각의 기준 온도를 결정하는 데에는, 수식 1이 이용될 수 있다.
단계 S350에서, 제어부(120)는, (i)제1 내지 제n 기준 온도(Tref[1]~Tref[n])의 평균값 또는 (ii)제1 내지 제n 기준 온도(Tref[1]~Tref[n])의 중앙값과 동일하게 대표 온도를 결정한다.
단계 S360에서, 제어부(120)는, 대표 온도와 각각의 기준 온도 간의 차이를 기초로, 각각의 배터리 온도 센서(BT)의 고장을 진단한다. 대표 온도와 제k 기준 온도(Tref[k]) 간의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 제k 배터리 온도 센서(BTk)가 고장인 것으로 진단될 수 있다.
단계 S370에서, 제어부(120)는, 진단 메시지를 생성할 수 있다. 진단 메시지는, 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn) 중 고장인 것을 나타내는 정보를 포함한다. 인터페이스부(130)는, 제어부(120)로부터의 진단 메시지를 사용자가 인식할 수 있는 형태로 변환할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진단 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 단계 S400에서, 제어부(120)는, 배터리 팩(50)이 사용 상태로부터 미사용 상태로 전환된 제1 시점(t1)을 결정한다. 제어부(120)는, 전기 차량(1)의 차량 컨트롤러(2)로부터의 키오프(key-off) 신호가 제어부(120)에 의해 수신된 시점을 제1 시점(t1)으로 결정할 수 있다.
단계 S410에서, 제어부(120)는, 제1 내지 제n 초기 온도(T1[1]~T1[n])를 결정한다. 제1 내지 제n 초기 온도(T1[1]~T1[n])는, 제1 시점(t1)에서 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn) 각각에 의해 검출된 온도이다.
단계 S420에서, 제어부(120)는, 배터리 팩(50)이 미사용 상태로부터 사용 상태로 전환되는 제2 시점(t2)을 결정한다. 제어부(120)는, 전기 차량(1)의 차량 컨트롤러(2)로부터의 키온(key-on) 신호가 제어부(120)에 의해 수신된 시점을 제2 시점(t2)으로 결정할 수 있다.
단계 S430에서, 제어부(120)는, 제1 내지 제n 종기 온도(T2[1]~T2[n])를 결정한다. 제1 내지 제n 종기 온도(T2[1]~T2[n])는, 제2 시점(t2)에서 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn) 각각에 의해 검출된 온도이다.
단계 S432에서, 제어부(120)는, 실제 주위 온도(Tamb)를 결정한다. 실제 주위 온도(Tamb)는, 외부 온도 센서(AT)에 의해 제2 시점(t2)에서 검출된 주위 온도를 나타낸다.
단계 S440에서, 제어부(120)는, 제1 시점(t1)부터 제2 시점(t2)까지의 휴지 시간(Δt), 각각의 초기 온도, 각각의 종기 온도 및 각각의 구역에 대해 미리 정해진 열 시정수를 기초로, 제1 내지 제n 기준 온도(Tref[1]~Tref[n])를 결정한다. 각각의 기준 온도를 결정하는 데에는, 수식 1이 이용될 수 있다.
단계 S450에서, 제어부(120)는, (iii)실제 주위 온도(Tamb), (iv)제1 내지 제n 기준 온도(Tref[1]~Tref[n])의 평균값과 실제 주위 온도(Tamb)의 평균값 또는 (v)제1 내지 제n 기준 온도(Tref[1]~Tref[n])의 중앙값과 실제 주위 온도(Tamb)의 평균값과 동일하게 대표 온도를 결정한다.
단계 S460에서, 제어부(120)는, 대표 온도와 각각의 기준 온도 간의 차이를 기초로, 각각의 배터리 온도 센서(BT)의 고장을 진단한다. 대표 온도와 제k 기준 온도(Tref[k]) 간의 차이가 제2 임계값 이상인 경우, 제k 배터리 온도 센서(BTk)가 고장인 것으로 진단될 수 있다.
단계 S470에서, 제어부(120)는, 진단 메시지를 생성할 수 있다. 진단 메시지는, 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn) 중 고장인 것을 나타내는 정보를 포함한다. 인터페이스부(130)는, 제어부(120)로부터의 진단 메시지를 사용자가 인식할 수 있는 형태로 변환할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 진단 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 단계 S500에서, 제어부(120)는, 배터리 팩(50)이 사용 상태로부터 미사용 상태로 전환된 제1 시점(t1)을 결정한다. 제어부(120)는, 전기 차량(1)의 차량 컨트롤러(2)로부터의 키오프(key-off) 신호가 제어부(120)에 의해 수신된 시점을 제1 시점(t1)으로 결정할 수 있다.
단계 S510에서, 제어부(120)는, 제1 내지 제n 초기 온도(T1[1]~T1[n])를 결정한다. 제1 내지 제n 초기 온도(T1[1]~T1[n])는, 제1 시점(t1)에서 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn) 각각에 의해 검출된 온도이다.
단계 S520에서, 제어부(120)는, 배터리 팩(50)이 미사용 상태로부터 사용 상태로 전환되는 제2 시점(t2)을 결정한다. 제어부(120)는, 전기 차량(1)의 차량 컨트롤러(2)로부터의 키온(key-on) 신호가 제어부(120)에 의해 수신된 시점을 제2 시점(t2)으로 결정할 수 있다.
단계 S530에서, 제어부(120)는, 제1 내지 제n 종기 온도(T2[1]~T2[n])를 결정한다. 제1 내지 제n 종기 온도(T2[1]~T2[n])는, 제2 시점(t2)에서 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn) 각각에 의해 검출된 온도이다.
단계 S532에서, 제어부(120)는, 실제 주위 온도(Tamb)를 결정한다. 실제 주위 온도(Tamb)는, 외부 온도 센서(AT)에 의해 제2 시점(t2)에서 검출된 주위 온도를 나타낸다.
단계 S540에서, 제어부(120)는, 제1 시점(t1)부터 제2 시점(t2)까지의 휴지 시간(Δt), 각각의 초기 온도, 각각의 종기 온도 및 각각의 구역에 대해 미리 정해진 열 시정수를 기초로, 제1 내지 제n 추정 종기 온도(Tf[1]~Tf[n])를 결정한다. 각각의 추정 종기 온도를 결정하는 데에는, 수식 2가 이용될 수 있다.
단계 S560에서, 제어부(120)는, 각각의 종기 온도 및 각각의 추정 종기 온도를 기초로, 각각의 배터리 온도 센서(BT)의 고장을 진단한다. 제k 추정 종기 온도(Tf[k])와 제k 종기 온도(T2[k]) 간의 차이가 제3 임계값 이상인 경우, 제k 배터리 온도 센서(BTk)가 고장인 것으로 진단할 수 있다.
단계 S570에서, 제어부(120)는, 진단 메시지를 생성할 수 있다. 진단 메시지는, 제1 내지 제n 배터리 온도 센서(BT1~BTn) 중 고장인 것을 나타내는 정보를 포함한다. 인터페이스부(130)는, 제어부(120)로부터의 진단 메시지를 사용자가 인식할 수 있는 형태로 변환할 수 있다.
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: 전기 차량 2: 차량 컨트롤러
20: 인버터 30: 전기 모터
40: 릴레이
50: 배터리 팩 51: 팩 케이스 BC: 배터리 셀
100: 진단 장치
110: 온도 검출부
BT: 배터리 온도 센서 AT: 외부 온도 센서
120: 제어부
130: 인터페이스부

Claims (13)

  1. 배터리 온도 센서를 위한 진단 장치에 있어서,
    배터리 팩 내의 서로 다른 열적 환경을 가지는 제1 내지 제n 구역에 나뉘어 배치되고, 각각 상기 배터리 팩의 내부 온도를 검출하도록 구성되되, n은 2 이상의 자연수인 제1 내지 제n 배터리 온도 센서; 및
    각각의 상기 배터리 온도 센서에 동작 가능하게 결합되는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 배터리 팩이 사용 상태로부터 미사용 상태로 전환된 제1 시점에서 각각의 상기 배터리 온도 센서에 의해 검출된 온도를 나타내는 제1 내지 제n 초기 온도를 결정하고,
    상기 배터리 팩이 상기 사용 상태로 전환된 제2 시점에서 각각의 상기 배터리 온도 센서에 의해 검출된 온도를 나타내는 제1 내지 제n 종기 온도를 결정하고,
    상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 휴지 시간, 각각의 상기 초기 온도, 각각의 상기 종기 온도 및 각각의 상기 구역의 열 시정수를 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 하기의 수식 1을 이용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 배터리 팩의 주위 온도의 추정치를 나타내는 제1 내지 제n 기준 온도를 결정하도록 구성되는 진단 장치.
    [수식 1]
    Figure pat00007

    (k는 1 이상 n 이하의 자연수, T1[k]는 상기 제k 초기 온도, T2[k]는 상기 제k 종기 온도, τ[k]는 상기 제k 구역의 열 시정수, Δt는 상기 휴지 시간, Tref[k]는 상기 제k 기준 온도)
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    대표 온도와 각각의 상기 기준 온도 간의 차이를 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단하도록 구성되되,
    상기 대표 온도는, (i)상기 제1 내지 제n 기준 온도의 평균값 또는 (ii)상기 제1 내지 제n 기준 온도의 중앙값인 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 대표 온도와 상기 제k 기준 온도 간의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 제k 배터리 온도 센서가 고장인 것으로 진단하도록 구성되는 진단 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 팩의 외부에 배치되는 외부 온도 센서를 더 포함하고,
    상기 외부 온도 센서는, 상기 배터리 팩의 상기 주위 온도를 검출하도록 구성되고,
    상기 제어부는,
    상기 외부 온도 센서에 의해 상기 제2 시점에서 검출된 상기 주위 온도를 나타내는 실제 주위 온도를 결정하고,
    상기 실제 주위 온도를 더 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단하도록 구성되는 진단 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    대표 온도와 각각의 상기 기준 온도 간의 차이를 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단하도록 구성되되,
    상기 대표 온도는, (iii)상기 실제 주위 온도, (iv)상기 제1 내지 제n 기준 온도의 평균값과 상기 실제 주위 온도의 평균값 또는 (v)상기 제1 내지 제n 기준 온도의 중앙값과 상기 실제 주위 온도의 평균값인 진단 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 대표 온도와 상기 제k 기준 온도 간의 차이가 제2 임계값 이상인 경우, 상기 제k 배터리 온도 센서가 고장인 것으로 진단하도록 구성되는 진단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 팩의 외부에 배치되는 외부 온도 센서를 더 포함하고,
    상기 외부 온도 센서는, 상기 배터리 팩의 주위 온도를 검출하도록 구성되고,
    상기 제어부는,
    상기 외부 온도 센서에 의해 상기 제2 시점에서 검출된 상기 주위 온도를 나타내는 실제 주위 온도를 결정하고,
    하기의 수식 2를 이용하여, 상기 제1 내지 제n 종기 온도의 추정치를 나타내는 제1 내지 제n 추정 종기 온도를 결정하도록 구성되는 진단 장치.
    [수식 2]
    Figure pat00008

    (k는 1 이상 n 이하의 자연수, Tamb는 상기 실제 주위 온도, T1[k]는 상기 제k 초기 온도, τ[k]는 상기 제k 구역의 열 시정수, Δt는 상기 휴지 시간, Tf[k]는 상기 제k 추정 종기 온도)
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제k 추정 종기 온도와 상기 제k 종기 온도 간의 차이가 제3 임계값 이상인 경우, 상기 제k 배터리 온도 센서가 고장인 것으로 진단하도록 구성되는 진단 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 상기 진단 장치를 포함하는 전기 차량.
  11. 배터리 온도 센서를 위한 진단 방법에 있어서,
    배터리 팩이 사용 상태로부터 미사용 상태로 전환된 제1 시점에서 상기 배터리 팩 내의 서로 다른 열적 환경을 가지는 제1 내지 제n 구역에 나뉘어 배치된 제1 내지 제n 배터리 온도 센서에 의해 검출된 온도를 나타내는 제1 내지 제n 초기 온도를 결정하는 단계;
    상기 배터리 팩이 상기 사용 상태로 전환된 제2 시점에서 각각의 상기 배터리 온도 센서에 의해 검출된 온도를 나타내는 제1 내지 제n 종기 온도를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 시점부터 상기 제2 시점까지의 휴지 시간, 각각의 상기 초기 온도, 각각의 상기 종기 온도 및 각각의 상기 구역의 열 시정수를 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단하는 단계는,
    하기의 수식 1을 이용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 배터리 팩의 주위 온도의 추정치를 나타내는 제1 내지 제n 기준 온도를 결정하는 단계; 및
    [수식 1]
    Figure pat00009

    (k는 1 이상 n 이하의 자연수, T1[k]는 상기 제k 초기 온도, T2[k]는 상기 제k 종기 온도, τ[k]는 상기 제k 구역의 상기 열 시정수, Δt는 상기 휴지 시간, Tref[k]는 상기 제k 기준 온도)
    대표 온도와 각각의 상기 기준 온도 간의 차이를 기초로, 각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단하는 단계를 포함하되,
    상기 대표 온도는, (i)상기 제1 내지 제n 기준 온도의 평균값 또는 (ii)상기 제1 내지 제n 기준 온도의 중앙값인 진단 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 배터리 팩의 외부에 배치되는 외부 온도 센서에 의해 상기 제2 시점에서 검출된 상기 배터리 팩의 주위 온도를 나타내는 실제 주위 온도를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    각각의 상기 배터리 온도 센서의 고장을 진단하는 단계는,
    하기의 수식 2를 이용하여, 상기 제1 내지 제n 종기 온도의 추정치를 나타내는 제1 내지 제n 추정 종기 온도를 결정하는 단계; 및
    [수식 2]
    Figure pat00010

    (k는 1 이상 n 이하의 자연수, Tamb는 상기 실제 주위 온도, T1[k]는 상기 제k 초기 온도, τ[k]는 상기 제k 구역의 열 시정수, Δt는 상기 휴지 시간, Tf[k]는 상기 제k 추정 종기 온도)
    상기 제k 추정 종기 온도와 상기 제k 종기 온도 간의 차이를 기초로, 상기 제k 배터리 온도 센서의 고장을 진단하는 단계를 포함하는 진단 방법.
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