KR20210127315A - 배터리 장치, 스위치 진단 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 장치, 스위치 진단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

배터리 장치에서, 스위치 회로는 배터리 팩의 출력 단자와 배터리 장치를 외부 장치에 연결하는 연결 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 복수의 스위치를 포함한다. 온도 센서는 스위치 회로의 온도를 측정한다. 처리 회로는 복수의 스위치를 온한 후 소정 시간 동안의 스위치 회로의 온도 변화량을 측정하고, 측정한 온도 변화량에 기초해서 스위치 회로를 진단한다.

Description

배터리 장치, 스위치 진단 장치 및 방법{BATTERY APPARATUS AND SWITCH DIAGNOSIS APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 배터리 장치, 스위치 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
전기 자동차는 주로 배터리를 전원으로 이용하여 모터를 구동함으로써 동력을 얻는 자동차로서, 내연 자동차의 공해 및 에너지 문제를 해결할 수 있는 대안이라는 점에서 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 충전이 가능한 배터리는 전지 자동차 이외에 다양한 전자 장치에서 사용되고 있다. 배터리 모듈에서 전지 자동차나 전자 장치와 같이 외부 장치로 전력을 공급하거나 배터리 모듈을 충전하기 위해서, 외부 장치와의 연결을 위한 외부 연결 단자와 배터리 모듈 사이에 릴레이가 제공된다.
최근, 기계식 릴레이를 전자식 스위치, 예를 들면 트랜지스터로 대체하고 있다. 이러한 스위치는 고전압, 고출력의 전기 에너지가 상시 통과하는 부품으로서 고장 발생 여부를 진단하는 것이 중요하다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 스위치의 고장을 진단할 수 있는 배터리 장치, 스위치 진단 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 배터리 팩, 스위치 회로, 온도 센서 및 처리 회로를 포함하는 배터리 장치가 제공된다. 상기 스위치 회로는 상기 배터리 팩의 출력 단자와 상기 배터리 장치를 외부 장치에 연결하는 연결 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 복수의 스위치를 포함한다. 상기 온도 센서는 상기 스위치 회로의 온도를 측정한다. 상기 처리 회로는 상기 스위치 회로의 동작을 제어하며, 상기 복수의 스위치를 온한 후 소정 시간 동안의 상기 스위치 회로의 온도 변화량을 측정하고, 상기 측정한 온도 변화량에 기초해서 상기 스위치 회로를 진단한다.
상기 처리 회로는 상기 측정한 온도 변화량이 상기 복수의 스위치가 정상 동작 시에 상기 소정 시간 동안의 상기 스위치 회로의 온도 변화량보다 적은 경우에 상기 스위치 회로를 고장으로 진단할 수 있다.
상기 처리 회로는 상기 복수의 스위치 중에서 오픈 스턱(open stuck) 고장이 발생한 스위치가 있는 것으로 진단할 수 있다.
상기 처리 회로는, 상기 측정한 온도 변화량이 상기 정상 동작 시의 상기 온도 변화량에 소정 비율만큼 적은 경우에 상기 스위치 회로를 고장으로 진단할 수 있다.
상기 소정 시간은 상기 복수의 스위치의 온 시점부터 측정될 수 있다.
각 스위치는 직렬로 연결되어 있는 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 처리 회로는, 상기 복수의 스위치의 상기 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터의 게이트에 하나의 채널로 제어 신호를 전달하는 게이트 드라이버, 그리고 상기 스위치 회로를 진단하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배터리 팩을 포함하는 배터리 장치의 스위치 진단 장치가 제공된다. 상기 스위치 진단 장치는 스위치 회로, 게이트 드라이버, 온도 센서 및 프로세서를 포함한다. 상기 스위치 회로는 상기 배터리 팩의 출력 단자와 상기 배터리 장치를 외부 장치에 연결하는 연결 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 복수의 스위치를 포함하며, 각 스위치는 직렬로 연결되어 있는 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 포함한다. 상기 게이트 드라이버는 상기 복수의 스위치의 상기 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 동시에 온한다. 상기 온도 센서는 상기 스위치 회로의 온도를 측정한다. 상기 프로세서는 상기 복수의 스위치를 온한 후 소정 시간 동안의 상기 스위치 회로의 온도 변화량을 측정하고, 상기 측정한 온도 변화량에 기초해서 상기 스위치 회로를 진단한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 배터리 팩, 그리고 상기 배터리 팩의 출력 단자와 외부 장치에 연결되는 연결 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 복수의 스위치를 포함하는 스위치 회로를 포함하는 배터리 장치의 스위치 진단 방법이 제공된다. 상기 스위치 진단 방법은, 상기 복수의 스위치를 온하는 단계, 소정 시간 동안 상기 스위치 회로의 온도 변화량을 측정하는 단계, 그리고 상기 측정한 온도 변화량에 기초해서 상기 스위치 회로를 진단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 빠르게 스위치 회로의 고장을 진단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스위치 진단 회로를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 스위치 진단 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스위치 진단 회로를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 배터리 장치(100)는 양극 연결 단자(DC(+))와 음극 연결 단자(DC(-))를 통해 외부 장치에 전기적으로 연결될 수 있는 구조를 가진다. 외부 장치가 부하인 경우, 배터리 장치(100)는 부하로 전력을 공급하는 전원으로 동작하여 방전된다. 외부 장치가 충전기인 경우, 배터리 장치(100)는 충전기를 통해 외부 전력을 공급받아 충전된다. 부하로 동작하는 외부 장치는 예를 들면 전자 장치, 이동 수단 또는 에너지 저장 시스템(energy storage system, ESS)일 수 있으며, 이동 수단은 예를 들면 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 스마트 모빌리티(smart mobility)일 수 있다.
배터리 장치(100)는 배터리 팩(110), 스위치 회로, 감시 회로(130) 및 처리 회로(140)를 포함한다.
배터리 팩(110)은 전기적으로 연결되어 있는 복수의 배터리 셀(도시하지 않음)을 포함하며, 양극 출력 단자(PV(+))와 음극 출력 단자(PV(-))를 가진다. 어떤 실시예에서, 배터리 셀은 충전 가능한 2차 전지일 수 있다. 어떤 실시예에서, 배터리 팩(110)은 소정 개수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 있는 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 배터리 팩(110)에서 소정 개수의 배터리 모듈이 직렬 또는 병렬 연결되어 원하는 에너지를 공급할 수 있다.
스위치 회로는 배터리 팩(110)과 외부 장치(10) 사이에 직렬 연결되어 배터리 팩(110)과 외부 장치(10) 사이의 전기적 연결을 제어한다. 스위치 회로는 배터리 팩(110)의 한 출력 단자, 예를 들면 양극 출력 단자(PV(+))와 배터리 장치(100)의 한 연결 단자, 예를 들면 양극 연결 단자(DC(+)) 사이에 연결되어 있는 스위치(121)를 포함한다. 어떤 실시예에서, 스위치 회로는 배터리 팩(110)의 다른 출력 단자, 예를 들면 음극 출력 단자(PV(-))와 배터리 장치(100)의 한 연결 단자, 예를 들면 음극 연결 단자(DC(-)) 사이에 연결되어 있는 스위치(122)를 더 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 스위치(121)는 병렬로 연결되어 있는 복수의 트랜지스터 쌍을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 각 트랜지스터 쌍은 직렬로 연결되어 있는 두 트랜지스터를 포함할 수 있다.
감시 회로(130)는 스위치(121, 122)의 온도를 측정한다. 어떤 실시예에서, 감시 회로(130)는 스위치(121, 122)의 전압을 더 측정할 수 있다.
처리 회로(140)는 스위치(121, 122)의 동작을 제어한다. 어떤 실시예에서, 처리 회로(140)는 프로세서를 포함하는 회로일 수 있으며, 프로세서는 예를 들면 마이크로 제어 장치(micro controller unit, MCU)일 수 있다. 어떤 실시예에서, 처리 회로(140)는 스위치(121, 122)의 동작을 제어하기 위해 게이트 드라이버를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스위치 진단 회로를 나타내는 도면이다.
도 2를 참고하면, 스위치 진단 회로는 스위치 회로(210), 온도 센서(220) 및 처리 회로(230)를 포함한다.
스위치 회로(210)는 병렬로 연결되어 있는 복수의 트랜지스터 쌍을 포함한다. 각 트랜지스터 쌍은 직렬로 연결되어 있는 두 트랜지스터를 포함한다. 도 2에서는 설명의 편의상 스위치 회로(210)가 세 개의 트랜지스터 쌍, 즉 트랜지스터 쌍(FET11, FET12), 트랜지스터 쌍(FET21, FET22), 트랜지스터 쌍(FET31, FET32)을 포함하는 것으로 도시하였다.
어떤 실시예에서, 각 트랜지스터는 MOSFET(metal-oxide semiconductor field-effect transistor)일 수 있다. 한 실시예에서, 도 2에 도시한 것처럼, 각 트랜지스터는 바디 다이오드를 가지는 n채널 트랜지스터, 예를 들면 NMOS 트랜지스터일 수 있다.
어떤 실시예에서, 스위치 회로(210)는 배터리 팩(도 1의 110)의 양극 출력 단자(PV(+))와 배터리 장치(도 1의 100)의 양극 연결 단자(DC(+)) 사이에 연결되어 있는 스위치일 수 있다. 한 실시예에서, 트랜지스터(FETi1)의 소스와 트랜지스터(FETi2)의 소스가 연결되어 있으며, 트랜지스터(FETi1)의 드레인은 배터리 팩(110)의 양극 출력 단자(PV(+))에 연결되고, 트랜지스터(FETi2)의 드레인은 배터리 장치(100)의 양극 연결 단자(DC(+))에 연결되어 있을 수 있다. 여기서, i는 1에서 3까지의 정수이다. 한 실시예에서, 트랜지스터(FETi1)는 온 시에 배터리 팩(110)에서 외부 장치(도 1의 10)로 전류를 공급하기 위한 방전용 스위치로 동작하고, 트랜지스터(FETi2)는 온 시에 외부 장치(충전기)에서 배터리 팩(110)으로 전류를 공급하기 위한 충전용 스위치로 동작할 수 있다.
온도 센서(220)는 스위치 회로(210)의 온도를 감지하고, 처리 회로(230)는 온도 센서(220)가 감지하는 스위치 회로(210)의 온도를 수신한다. 처리 회로(230)는 게이트 드라이버(231)와 프로세서(232)를 포함한다.
어떤 실시예에서, 스위치 회로(210)의 제어를 위해, 게이트 드라이버(231)의 출력은 하나의 채널을 가질 수 있다. 이 경우, 게이트 드라이버(231)의 출력이 트랜지스터(FET11, FET12, FET21, FET22, FET31, FET32)의 게이트에 연결되어 있을 수 있다. 따라서, 트랜지스터(FET11, FET12, FET21, FET22, FET31, FET32)는 게이트 드라이버(231)의 제어 신호에 따라 동시에 온되거나 오프될 수 있다. 한 실시예에서, 트랜지스터(FET11, FET12, FET21, FET22, FET31, FET32)가 n채널 트랜지스터인 경우, 게이트 드라이버(231)는 하이 레벨의 제어 신호를 출력해서 트랜지스터(FET11, FET12, FET21, FET22, FET31, FET32)를 온하고, 로우 레벨의 제어 신호를 출력해서 트랜지스터(FET11, FET12, FET21, FET22, FET31, FET32)를 오프할 수 있다. 다른 실시예에서, 트랜지스터(FET11, FET12, FET21, FET22, FET31, FET32)가 p채널 트랜지스터인 경우, 게이트 드라이버(231)는 로우 레벨의 제어 신호를 출력해서 트랜지스터(FET11, FET12, FET21, FET22, FET31, FET32)를 온하고, 하이 레벨의 제어 신호를 출력해서 트랜지스터(FET11, FET12, FET21, FET22, FET31, FET32)를 오프할 수 있다.
프로세서(232)는 게이트 드라이버(231)의 동작을 제어한다. 또한 프로세서(232)는 온도 센서(220)에서 감지한 온도의 변화량에 기초해서 스위치 회로(210)의 고장을 진단한다. 이를 위해 프로세서(232)는 스위치 회로(210)가 정상인 경우의 온도 변화량을 저장하고 있을 수 있다.
어떤 실시예에서, 온도 센서(220)는 온도에 따라 저항값이 변하는 온도 가변 저항 소자를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 온도 가변 저항 소자는 서미스터(thermistor)일 수 있다. 한 실시예에서, 온도 가변 저항 소자는 음의 온도 계수(negative temperature coefficient, NTC) 서미스터일 수 있다. 어떤 실시예에서, 온도 가변 저항 소자는 다른 저항(예를 들면, 풀다운 저항)과 직렬로 연결되어, 프로세서(232)는 온도 가변 저항 소자와 저항의 접점의 전압에 기초해서 온도를 측정할 수 있다.
어떤 실시예에서, 온도 센서(220)는 스위치 회로(210)의 정확한 온도 측정을 위해 스위치 회로(210)의 대략 중앙에 위치할 수 있다. 예를 들면, 스위치 회로(210)가 세 개의 트랜지스터 쌍을 포함하는 경우, 가운데 트랜지스터 쌍(도 2의 FET21, FET22)의 접점에 해당하는 위치에 설치될 수 있다.
아래에서는 도 2 및 도 3을 참고로 하여 스위치 진단 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 스위치 진단 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 먼저 프로세서(232)의 제어에 따라 게이트 드라이버(231)가 스위치 회로(210)의 트랜지스터를 온하기 위한 제어 신호를 출력한다(S310). 이에 따라, 트랜지스터(FET11, FET12, FET21, FET22, FET31, FET32)가 온된다. 이 경우, 외부 장치(도 1의 10)가 부하인 경우, 배터리 팩(도 1의 110)에서 외부 장치(10)로 전류가 공급될 수 있다. 외부 장치(10)가 충전기인 경우, 외부 장치(10)에서 배터리 팩(110)으로 전류가 공급되어 배터리 팩(110)이 충전될 수 있다.
온도 센서(220)는 스위치 회로(210)의 온도를 감지하여서 프로세서(232)로 전달한다(S320). 프로세서(232)는 소정 시간 동안 온도의 변화량을 측정한다(S330).
어떤 실시예에서, 프로세서(232)는 트랜지스터(FET11, FET12, FET21, FET22, FET31, FET32)를 온하는 시점(t0)에서 온도 센서(220)가 감지한 온도와 t0 시점에서 소정 시간이 경과한 이후에 온도 센서(220)가 감지한 온도의 차이로 온도 변화량을 측정할 수 있다. 한 실시예에서, t0 시점은 게이트 드라이버(231)가 트랜지스터를 온하기 위한 제어 신호를 출력하는 시점일 수 있다. 한 실시예에서, 게이트 드라이버(231)가 트랜지스터를 온하기 위한 제어 신호를 출력하는 시점(t0)은 게이트 드라이버(231)가 트랜지스터를 온하기 위한 제어 신호를 출력하도록 프로세서(232)가 게이트 드라이버(231)에 제어 신호를 인가한 시점일 수 있다.
어떤 실시예에서, 소정 시간은 스위치 회로(210)를 통해 충분히 전류가 흘러서 스위치 회로(210)의 온도가 어떤 온도로 포화되는 시간보다 짧은 시간일 수 있다. 이에 따라, 스위치 회로(210)의 온도로 스위치 회로(210)의 고장을 진단하는 경우보다 짧은 시간 내에서 스위치 회로(210)의 고장을 진단할 수 있다.
다음, 프로세서(232)는 측정한 온도 변화량과 스위치 회로(210)가 정상인 경우의 온도 변화량을 비교하고(S340), 측정한 온도 변화량이 정상인 경우의 온도 변화량보다 적은 경우에 스위치 회로(210)가 고장인 것으로 진단한다(S350). 즉, 스위치 회로(210)의 트랜지스터(FET11, FET12, FET21, FET22, FET31, FET32) 중에서 어느 하나가 오픈 스턱(open stuck) 고장인 경우, 해당 트랜지스터를 포함하는 트랜지스터 쌍을 통해 전류가 흐르지 못하므로, 스위치 회로(210)의 온도가 증가하는 속도가 느리다. 예를 들면, 앞서 설명한 것처럼, 스위치 회로(210)가 세 개의 트랜지스터 쌍을 포함하는 경우, 하나의 트랜지스터 쌍의 트랜지스터(예를 들면, FET11 또는 FET12)가 오픈 스턱 고장인 경우에, 전류는 두 트랜지스터 쌍(FET21, FET22, FET31, FET32)을 통해서만 흐르므로, 온도 변화량은 정상인 경우의 온도 변화량의 2/3로 측정될 수 있다. 두 개의 트랜지스터 쌍의 트랜지스터(예를 들면, FET11 또는 FET12, FET21 또는 FET22)가 오픈 스턱 고장인 경우에, 전류는 하나의 트랜지스터 쌍(FET31, FET32)을 통해서만 흐르므로, 온도 변화량은 정상인 경우의 온도 변화량의 1/3로 측정될 수 있다.
어떤 실시예에서, 프로세서(232)는 스위치 회로(210)에 오픈 스턱 고장인 트랜지스터가 있다고 결정한 경우, 고장을 통지할 수 있다(S360).
한편, 본 발명의 한 실시예와 달리, 스위치 회로(210)의 각 트랜지스터 쌍에 온도 센서를 설치하고, 각 트랜지스터 쌍의 온도에 기초해서 트랜지스터의 고장을 진단할 수 있다. 프로세서는 각 트랜지스터의 온도가 포화 상태에 도달한 이후에, 정상인 경우의 온도에 도달하지 못한 트랜지스터를 확인해서 스위치 회로(210)의 고장을 진단할 수 있다. 이 경우, 트랜지스터의 고장을 개별적으로 진단할 수 있다는 장점은 있지만, 고장 진단을 위해 트랜지스터의 온도가 포화 상태에 도달할 때까지 기다려야 한다는 문제점이 있다.
그러나 본 발명의 한 실시예에 따르면, 트랜지스터의 온도가 포화 상태에 도달하기 전에 스위치 회로의 고장을 진단할 수 있으므로, 빠르게 고장에 따른 후속 조치를 취할 수 있다. 또한 하나의 온도 센서만을 사용함으로써 고장 진단을 위한 부품의 단가를 줄일 수 있다.
이상으로 본 발명의 한 실시예에서는 스위치 회로의 오픈 스턱 고장을 진단하는 경우에 대해서 설명하였지만, 스위치 회로의 클로즈 스턱(close stuck) 고장을 진단할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스위치 진단 회로를 나타내는 도면이다.
도 4를 참고하면, 스위치 진단 회로는 스위치 회로(310), 온도 센서(320), 처리 회로(330) 및 전압 측정 회로(340)를 포함한다. 어떤 실시예에서, 처리 회로(330)는 게이트 드라이버(331)와 프로세서(332)를 포함할 수 있다.
스위치 회로(310), 온도 센서(320) 및 처리 회로(330)는 도 2 및 도 3을 참고로 하여 설명한 스위치 회로(210), 온도 센서(220) 및 처리 회로(230)와 유사하게 동작할 수 있다.
전압 측정 회로(340)는 스위치 회로(210)의 전압 측정 포인트의 전압을 측정한다. 어떤 실시예에서, 전압 측정 포인트는 스위치 회로(210)가 배터리 팩(도 1의 110)의 양극 출력 단자(PV(+))와 연결되는 노드(N1) 및 스위치 회로(210)가 배터리 장치(도 1의 100)의 양극 연결 단자(DC(+))와 연결되는 노드(N2)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 노드(N1)는 트랜지스터(FET11, FET21, FET31)의 드레인에 연결되고, 노드(N2)는 트랜지스터(FET12, FET22, FET32)의 드레인에 연결될 수 있다.
이 경우, 프로세서(332)는 전압 측정 회로(340)에서 측정한 두 노드(N1, N2)의 전압이 실질적으로 동일한 경우에, 스위치 회로(310)에 클로즈 스턱 고장이 발생한 것으로 진단할 수 있다.
어떤 실시예에서, 전압 측정 포인트는 두 노드(N1, N2) 외에 각 트랜지스터 쌍의 접점(N3, N4, N5)을 더 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 노드(N3)는 두 트랜지스터(FET11, FET12)의 소스에 연결되고, 노드(N4)는 두 트랜지스터(FET21, FET22)의 소스에 연결되고, 노드(N5)는 두 트랜지스터(FET31, FET32)의 소스에 연결될 수 있다.
이 경우, 프로세서(332)는 노드(N1, N2, N3, N4, N5)의 전압에 기초해서 스위치 회로(310)의 고장을 진단할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(332)는 노드(N1)의 전압과 노드(N3)의 전압이 실질적으로 동일한 경우에 트랜지스터(FET11)의 클로즈 스턱 고장을 진단하고, 노드(N1)의 전압과 노드(N4)의 전압이 실질적으로 동일한 경우에 트랜지스터(FET21)의 클로즈 스턱 고장을 진단하고, 노드(N1)의 전압과 노드(N5)의 전압이 실질적으로 동일한 경우에 트랜지스터(FET31)의 클로즈 스턱 고장을 진단할 수 있다. 또한 프로세서(332)는 노드(N2)의 전압과 노드(N3)의 전압이 실질적으로 동일한 경우에 트랜지스터(FET12)의 클로즈 스턱 고장을 진단하고, 노드(N2)의 전압과 노드(N4)의 전압이 실질적으로 동일한 경우에 트랜지스터(FET22)의 클로즈 스턱 고장을 진단하고, 노드(N2)의 전압과 노드(N5)의 전압이 실질적으로 동일한 경우에 트랜지스터(FET32)의 클로즈 스턱 고장을 진단할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스위치 회로(310)의 오픈 스턱 고장뿐만 아니라 클로즈 스턱 고장을 진단할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (15)

  1. 배터리 장치로서,
    배터리 팩,
    상기 배터리 팩의 출력 단자와 상기 배터리 장치를 외부 장치에 연결하는 연결 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 복수의 스위치를 포함하는 스위치 회로,
    상기 스위치 회로의 온도를 측정하는 온도 센서,
    상기 스위치 회로의 동작을 제어하며, 상기 복수의 스위치를 온한 후 소정 시간 동안의 상기 스위치 회로의 온도 변화량을 측정하고, 상기 측정한 온도 변화량에 기초해서 상기 스위치 회로를 진단하는 처리 회로
    를 포함하는 배터리 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 처리 회로는 상기 측정한 온도 변화량이 상기 복수의 스위치가 정상 동작 시에 상기 소정 시간 동안의 상기 스위치 회로의 온도 변화량보다 적은 경우에 상기 스위치 회로를 고장으로 진단하는, 배터리 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 처리 회로는 상기 복수의 스위치 중에서 오픈 스턱(open stuck) 고장이 발생한 스위치가 있는 것으로 진단하는, 배터리 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 처리 회로는, 상기 측정한 온도 변화량이 상기 정상 동작 시의 상기 온도 변화량에 소정 비율만큼 적은 경우에 상기 스위치 회로를 고장으로 진단하는, 배터리 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 소정 시간은 상기 복수의 스위치의 온 시점부터 측정되는, 배터리 장치.
  6. 제1항에서,
    각 스위치는 직렬로 연결되어 있는 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 포함하는 배터리 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 처리 회로는,
    상기 복수의 스위치의 상기 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터의 게이트에 하나의 채널로 제어 신호를 전달하는 게이트 드라이버, 그리고
    상기 스위치 회로를 진단하는 프로세서
    를 포함하는 배터리 장치.
  8. 배터리 팩을 포함하는 배터리 장치의 스위치 진단 장치로서,
    상기 배터리 팩의 출력 단자와 상기 배터리 장치를 외부 장치에 연결하는 연결 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 복수의 스위치를 포함하며, 각 스위치는 직렬로 연결되어 있는 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 포함하는 스위치 회로,
    상기 복수의 스위치의 상기 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 동시에 온하는 게이트 드라이버,
    상기 스위치 회로의 온도를 측정하는 온도 센서, 그리고
    상기 복수의 스위치를 온한 후 소정 시간 동안의 상기 스위치 회로의 온도 변화량을 측정하고, 상기 측정한 온도 변화량에 기초해서 상기 스위치 회로를 진단하는 프로세서
    를 포함하는 스위치 진단 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 프로세서는 상기 측정한 온도 변화량이 상기 복수의 스위치가 정상 동작 시에 상기 소정 시간 동안의 상기 스위치 회로의 온도 변화량보다 적은 경우에 상기 스위치 회로를 고장으로 진단하는, 스위치 진단 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 처리 회로는 상기 복수의 스위치 중에서 오픈 스턱(open stuck) 고장이 발생한 스위치가 있는 것으로 진단하는, 스위치 진단 장치.
  11. 배터리 팩, 그리고 상기 배터리 팩의 출력 단자와 외부 장치에 연결되는 연결 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 복수의 스위치를 포함하는 스위치 회로를 포함하는 배터리 장치의 스위치 진단 방법으로서,
    상기 복수의 스위치를 온하는 단계,
    소정 시간 동안 상기 스위치 회로의 온도 변화량을 측정하는 단계, 그리고
    상기 측정한 온도 변화량에 기초해서 상기 스위치 회로를 진단하는 단계
    를 포함하는 스위치 진단 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 스위치 회로를 진단하는 단계는 상기 측정한 온도 변화량이 상기 복수의 스위치가 정상 동작 시에 상기 소정 시간 동안의 상기 스위치 회로의 온도 변화량보다 적은 경우에 상기 스위치 회로를 고장으로 진단하는 단계를 포함하는 스위치 진단 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 스위치 회로를 고장으로 진단하는 단계는 상기 복수의 스위치 중에서 오픈 스턱(open stuck) 고장이 발생한 스위치가 있는 것으로 진단하는 단계를 포함하는 스위치 진단 방법.
  14. 제11항에서,
    상기 소정 시간은 상기 복수의 스위치의 온 시점부터 측정되는, 스위치 진단 방법.
  15. 제11항에서,
    각 스위치는 직렬로 연결되어 있는 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 포함하며,
    상기 복수의 스위치를 온하는 단계는 상기 복수의 스위치의 상기 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 동시에 온하는 단계를 포함하는
    스위치 진단 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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