KR20210130283A - 배터리 보호 장치 및 그 방법 - Google Patents

배터리 보호 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210130283A
KR20210130283A KR1020200047831A KR20200047831A KR20210130283A KR 20210130283 A KR20210130283 A KR 20210130283A KR 1020200047831 A KR1020200047831 A KR 1020200047831A KR 20200047831 A KR20200047831 A KR 20200047831A KR 20210130283 A KR20210130283 A KR 20210130283A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
vehicle
collision
signal
detection signal
Prior art date
Application number
KR1020200047831A
Other languages
English (en)
Inventor
강정수
남상현
김민철
Original Assignee
에너테크인터내셔널 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에너테크인터내셔널 주식회사 filed Critical 에너테크인터내셔널 주식회사
Priority to KR1020200047831A priority Critical patent/KR20210130283A/ko
Priority to PCT/KR2020/005654 priority patent/WO2021215570A1/ko
Publication of KR20210130283A publication Critical patent/KR20210130283A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/10—Input arrangements, i.e. from user to vehicle, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/22—Display screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/28—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor characterised by the type of the output information, e.g. video entertainment or vehicle dynamics information; characterised by the purpose of the output information, e.g. for attracting the attention of the driver
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/70—Instrument provisions for avoiding injuries to vehicle occupants in case of accidents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/80—Arrangements for controlling instruments
    • B60K35/81—Arrangements for controlling instruments for controlling displays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0007—Measures or means for preventing or attenuating collisions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40052—High-speed IEEE 1394 serial bus
    • H04L12/40058—Isochronous transmission
    • B60K2370/152—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/304—Acceleration sensors
    • B60Y2400/3042—Collision sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215—Controller Area Network CAN
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 차량 내(배터리 팩 외부) 설치된 충돌 센서로부터 감지된 충돌 감지 신호를 ECU(Electronic Control Unit)를 통해 별도의 신호 라인을 통해 제공받아 충돌 감지신호에 따라 배터리의 구동을 제어함으로써, 배터리의 안정적인 운용이 가능하도록 한 것으로, 상기 장치는, 차량의 충돌 여부를 감지하는 충돌 감지부; 상기 충돌 감지부를 통해 감지된 신호를 배터리 팩으로 제공하고, 배터리 팩으로부터 제공되는 충돌 발생 정보를 수신하여 충돌 발생 메시지를 디스플레이 패널에 디스플레이하는 차량 제어부; 및 상기 차량 제어부로부터 충돌 감지신호를 이용하여 차량의 충돌 여부를 판단하고, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, 배터리의 구동을 정지시키고, 충돌 발생 정보를 상기 차량 제어부로 제공하는 배터리 팩을 포함할 수 있다.

Description

배터리 보호 장치 및 그 방법{Battery protection apparatus and method using crash signal}
본 발명은 배터리 보호 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 차량 내(배터리 팩 외부) 설치된 충돌 센서(Crash Sensor)로부터 감지된 충돌 감지 신호를 ECU(Electronic Control Unit)를 통해 별도의 신호 라인을 통해 제공받아 충돌 감지신호에 따라 배터리의 구동을 제어함으로써, 배터리의 안정적인 운용이 가능하도록 한 충돌 신호(Crash Signal)를 이용한 BMS(Battery Management System)의 배터리 보호 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
환경 규제 강화, 석유의 고갈 가능성, 고유가 2지속 등으로 2차 전지를 이용한 전기 자동차 및 에너지 저장 장치의 수요가 늘어나고 있다. 전 세계적으로 내연기관 자동차의 환경문제를 해결할 수 있는 해결책으로 전기 차 보급 확대 정책을 펼치고 있으며, 전기 차 외에도 ESS 시장 성장 등 새로운 수요처가 발생하면서 지금과 차원이 다른 수준의 중대형 배터리 수요가 발생할 것으로 판단되는 상황이다.
전기 자동차는 구동모터를 구동시켜 주행하는 순수 전기 자동차(Electric Vehicle, EV)나, 엔진과 구동모터로 주행하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 연료전지에서 생성되는 전력으로 구동모터를 구동시켜 주행하는 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) 등이 있다.
이러한 전기 자동차는 차량을 구동시키기 위한 구동모터와 더불어, 상기 구동모터에 전력을 공급하는 축전수단으로서 배터리를 포함하는데, 예를 들면 니켈-수소, 리튬-폴리머 계열의 배터리들이 잘 알려져 있다.
이러한 배터리는 배터리 모듈 복수 개가 직렬 또는 병렬로 조합된 배터리 팩으로 구성될 수 있다.
전기 자동차의 구동을 위한 전력을 배터리로부터 공급받을 수 있는데, 배터리에는 발열이 수반되는데, 이러한 배터리의 발열로 인해 배터리의 방전이 가속화되고, 충전률이 감소되어 배터리 성능이 저하되므로, 배터리 냉각이 필수적이다.
배터리 구동 중 발생되는 열을 식히기 위해 공기의 유동으로 냉각을 하는 공냉식 방법과 냉각수로 배터리를 냉각시키는 수냉식 방법이 있다.
수냉식 방법은 냉각 효율이 높기는 하나, 냉각수의 기밀 상태에 따라 냉각수가 누액되는 경우, 오히려 배터리 팩의 안전성에 큰 위협이 될 수 있다. 특히, 물은 전도성 물질로서 고전압이 연결된 부위에 흐르게 되면 단락을 일으키며, 단락에 의한 화재가 발생할 수 있다. 리튬 배터리에 화재가 발생되면, 일반적인 화재보다 진압이 더 어려우며 심한 경우 폭발에 이르기도 한다.
또한, 파우치 형태의 리튬 배터리는 물에 지속적으로 노출되면, 파우치 자체의 접합부가 녹아내려 배터리 내부의 전극 및 전해액이 노출되어 전해액 누액 및 배터리 내부의 단락까지 일으킬 수 있으며, 이 경우 역시 화재가 발생할 수 있다.
한편, 전기 자동차 배터리의 운용 중 차량 사고 등으로 인한 충돌 발생 시, 배터리를 긴급으로 중지할 필요가 발생할 수 있으며, 이에 따라 충돌 상황 발생 시 빠른 처리가 필요할 수 있다.
그러나, 종래의 전기 자동차는, 배터리 외부 충돌에 대한 별도의 신호를 사용하지 않는 경우가 대부분이며, 배터리에 별도의 센서를 이용하는 경우 배터리의 충돌에 대해서만 동작하기 때문에, 전기 자동차 배터리의 운용 중 차량 사고 등으로 인한 충돌 발생 시, 배터리가 별도로 인식할 수 있는 방법이 없어 2차, 3차 사고가 유발 될 수 있다.
또한 배터리에 별도 센서를 장착할 경우, 충돌은 감지할 수 있으나, 조건이 맞지 않아 감지가 되지 않을 경우가 존재한다.
이와 같이 종래의 전기 자동차의 경우에는, 차량의 외부 충돌 발생 시 빠른 대처에 대한 어려움으로 인한 문제를 내포하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 차량 내(배터리 팩 외부) 설치된 충돌 센서로부터 감지된 충돌 감지 신호를 ECU(Electronic Control Unit)를 통해 별도의 신호 라인을 통해 제공받아 충돌 감지신호에 따라 배터리의 구동을 제어함으로써, 배터리의 안정적인 운용이 가능하도록 한 충돌 신호(Crash Signal)를 이용한 BMS(Battery Management System)의 배터리 보호 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
즉, 본 발명은, 전기 자동차 배터리의 운용 중, 차량 사고 등으로 인한 충돌 발생 시, ECU를 통해 충돌 신호(Crash Signal)가 배터리 팩 내 BMS로 전달되어 BMS에서 배터리 사용을 중지하도록 제어하여 안정적인 배터리 운용을 수행하고, BMS에서 CAN 통신 라인을 통해 ECU로 차량 충돌 정보를 제공하도록 한 충돌 신호(Crash Signal)를 이용한 BMS(Battery Management System)의 배터리 보호 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 보호 장치는, 배터리 팩 외부에 장착되어 차량의 충돌 여부를 감지하는 충돌 감지부; 상기 충돌 감지부를 통해 감지된 신호를 배터리 팩으로 제공하고, 배터리 팩으로부터 제공되는 충돌 발생 정보를 수신하여 충돌 발생 메시지를 디스플레이 패널에 디스플레이하는 차량 제어부; 및 상기 차량 제어부로부터 충돌 감지신호를 이용하여 차량의 충돌 여부를 판단하고, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, 배터리의 구동을 정지시키고, 충돌 발생 정보를 상기 차량 제어부로 제공하는 배터리 팩을 포함할 수 있다.
상기 차량 제어부에서 배터리 팩으로 제공하는 충돌 감지 신호는 별도의 Crash signal 라인을 통해 제공하고, 상기 배터리 팩으로부터 상기 차량 제어부로 제공하는 차량 충돌 정보는 CAN 통신 라인을 통해 제공할 수 있다.
상기 배터리 팩은, 제공되는 배터리 구동 제어신호에 따라 배터리 구동을 스위칭하는 배터리 컨텍터; 및 상기 차량 제어부로부터 Crash Signal 라인을 통해 수신되는 차량 충돌 감지 신호의 변동에 따라 배터리의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 상기 배터리 컨텍터로 제공하는 BMS를 포함할 수 있다.
상기 BMS는, 상기 차량 제어부를 통해 차량 충돌 감지 신호를 수신하고, 수신된 감지신호를 제공하는 감지신호 수신부; 및 상기 감지신호 수신부를 통해 제공되는 감지신호에 대한 펄스의 하이 로우의 주기를 검출하여, 일정 주기 동안 하이 신호가 연속적으로 검출되는 경우, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단하여 상기 배터리 컨텍터에 배터리 구동 정지를 위한 제어신호를 제공하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 BMS는, 상기 제어부에서, 차량 충돌 발생으로 판단되는 경우, 차량 충돌 발생 정보를 생성하여 상기 배터리 팩 외부의 차량 제어부로 제공하는 CAN 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지신호 수신부를 통해 제공되는 차량 충돌 감지신호의 펄스에 대한 하이, 로우 신호가 일정 주기로 수신되는 경우, 차량 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단하여, 배터리의 구동을 정지시키지 않고, 운전 시퀀스에 따른 명령을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 차량 ECU(Electronic Control Unit)와 연결되어 ECU로부터 차량 충돌 감지신호를 수신하기 위한 Crash Signal 라인; 차량 ECU와 연결되어 ECU로 차량 충돌 데이터를 전송하기 위한 CAN 통신 라인; 제공되는 배터리 구동 제어신호에 따라 배터리 구동을 스위칭하는 배터리 컨텍터; 및 상기 ECU로부터 Crash Signal 라인을 통해 수신되는 차량 충돌 감지 신호의 변동에 따라 배터리의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 상기 배터리 컨텍터로 제공하고, 차량 충돌 발생 데이터를 상기 CAN 통신 라인을 통해 상기 ECU로 제공하는 BMS를 포함할 수 있다.
상기 BMS는, 상기 차량 제어부를 통해 차량 충돌 감지 신호를 수신하고, 수신된 감지신호를 제공하는 감지신호 수신부; 상기 감지신호 수신부를 통해 제공되는 감지신호에 대한 펄스의 하이 로우의 주기를 검출하여, 일정 주기 동안 하이 신호가 연속적으로 검출되는 경우, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단하여 상기 배터리 컨텍터에 배터리 구동 정지를 위한 제어신호를 제공하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 BMS는, 상기 제어부에서, 차량 충돌 발생으로 판단되는 경우, 차량 충돌 발생 정보를 생성하여 상기 배터리 팩 외부의 차량 제어부로 상기 CAN 통신 라인을 통해 제공하는 CAN 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지신호 수신부를 통해 제공되는 차량 충돌 감지신호의 펄스에 대한 하이, 로우 신호가 일정 주기로 수신되는 경우, 차량 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단하여, 배터리의 구동을 정지시키지 않고, 운전 시퀀스에 따른 명령을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 보호 방법은, 배터리 팩 외부에 설치된 Crash 센서를 이용하여 차량의 충돌 여부를 감지하여 감지된 신호를 ECU로 제공하는 단계; 상기 ECU에서, 상기 감지된 신호를 배터리 팩으로 제공하는 단계; 상기 배터리 팩에서, 상기 ECU로부터 제공되는 충돌 감지신호를 이용하여 차량의 충돌 여부를 판단하고, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, 충돌 발생 정보를 상기 ECU로 제공하고, 배터리의 구동을 정지시키는 단계; 및 상기 ECU에서, 상기 배터리 팩으로부터 제공되는 충돌 발생 정보를 수신하여 충돌 발생 메시지를 디스플레이 패널에 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 ECU에서 배터리 팩으로 제공하는 충돌 감지 신호는 별도의 Crash signal 라인을 통해 제공하고, 상기 배터리 팩으로부터 상기 ECU로 제공하는 차량 충돌 정보는 CAN 통신 라인을 통해 제공할 수 있다.
상기 배터리의 구동을 정지시키는 단계는, 상기 ECU로부터 Crash Signal 라인을 통해 수신되는 차량 충돌 감지 신호의 변동에 따라 배터리의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 배터리 컨텍터로 제공하는 단계; 및 상기 배터리 구동 제어신호에 따라 배터리 팩 내의 배터리 컨텍터를 스위칭하여 배터리의 구동을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어신호를 배터리 컨텍터로 제공하는 단계는, 상기 ECU로부터 Crash Signal 라인을 통해 수신되는 감지신호에 대한 펄스의 하이 로우의 주기를 검출하여, 일정 주기 동안 하이 신호가 연속적으로 검출되는 경우, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단하여 상기 배터리 컨텍터에 배터리 구동 정지를 위한 제어신호를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어신호를 배터리 컨텍터로 제공하는 단계는, 상기 ECU로부터 제공되는 차량 충돌 감지신호의 펄스에 대한 하이, 로우 신호가 일정 주기로 수신되는 경우, 차량 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단하여, 배터리 컨텍터의 스위치를 ON 상태로 유지하고, 운전 시퀀스에 따른 명령을 수행할 수 있다.
상기 제어신호를 배터리 컨텍터로 제공하는 단계는, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, 차량 충돌 발생 정보를 생성하여 상기 배터리 팩 외부의 ECU로 CAN 통신라인을 통해 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 팩내 배터리 보호 방법은, 배터리 팩의 BMS에서, 배터리 팩 외부에 설치된 Crash 센서에서 감지된 차량 충돌 감지신호를 Crash Signal 라인을 통해 ECU로부터 수신하는 단계; 상기 BMS에서, 상기 ECU로부터 Crash Signal 라인을 통해 제공되는 충돌 감지신호를 이용하여 차량의 충돌 여부를 판단하는 단계; 판단 결과, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, BMS는 충돌 발생 정보를 CAN 통신 라인을 통해 ECU로 제공하고, 배터리 팩 내 배터리의 구동을 정지시키기 위한 제어신호를 배터리 팩 내 배터리 컨텍터로 제공하는 단계; 및 배터리 컨텍터에서, 상기 제공되는 제어신호에 따라 배터리의 구동을 정지시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차량의 충돌 여부를 판단하는 단계는, 상기 ECU로부터 Crash Signal 라인을 통해 수신되는 감지신호에 대한 펄스의 하이 로우의 주기를 검출하여, 일정 주기 동안 하이 신호가 연속적으로 검출되는 경우, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단하고, 상기 ECU로부터 Crash Signal 라인을 통해 수신되는 감지신호에 대한 펄스가 일정 주기 동안 하이 신호인 경우, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 차량 충돌 판단 결과, 차량 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단되는 경우, 배터리 컨텍터의 스위치를 ON 상태로 유지하고, 운전 시퀀스에 따른 명령을 지속적으로 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 차량 내(배터리 팩 외부)에 설치된 충돌 센서로부터 감지된 충돌 감지 신호를 ECU(Electronic Control Unit)를 통해 별도의 신호 라인을 통해 제공받아 충돌 감지신호에 따라 배터리의 구동을 제어함으로써, 배터리의 안정적인 운용이 가능하다.
즉, 본 발명에 따르면, ECU로부터 제공되는 충돌 신호를 이용하게 되는 경우, 외부 충돌에 대한 배터리 보호 및 2차, 3차 사고의 위험을 배제할 수 있으며, 차량 외부 충돌 발생 시 BMS가 이 신호를 감지하여 차량에 정보를 제공하고, 배터리의 구동을 제어함으로써 보다 신뢰성이 높은 배터리 운용이 가능한 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시 예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 충돌 신호(Crash Signal)를 이용한 BMS(Battery Management System)의 배터리 보호 장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 충돌 신호(Crash Signal)를 이용한 BMS(Battery Management System)의 배터리 보호 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 충돌 신호(Crash Signal)를 이용한 BMS(Battery Management System)의 배터리 보호 장치 및 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 충돌 신호를 이용한 BMS의 배터리 보호 장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 충돌 신호를 이용한 BMS의 배터리 보호 장치는, PDU(Power Distribution Unit)(100), 충돌 감지부(200), 차량 제어부(300) 및 배터리 팩(400)을 포함할 수 있다. 여기서, 충돌 감지부(200)는 Crash 센서일 수 있다.
배터리 팩(400)은 배터리 컨텍터(410), BMS(420)를 포함할 수 있으며, BMS(Battery Management System)(420)는 충돌 신호 수신부(421), 제어부(422) 및 CAN 통신부(423)를 포함할 수 있다.
한편, 차량 제어부(300)는 차량 내부의 다양한 장치(기기)를 제어하는 역할을 하는 전자제어 장치(ECU: Electronic control unit)로서, CAN 프로토콜을 사용하여 배터리 팩(400)내의 BMS(420)와 통신을 수행할 수 있는 CAN 통신 라인과, 상기 충돌 감지부(200)에서 감지된 충돌 신호를 BMS(420)로 제공하기 위한 별도의 신호 라인이 연결될 수 있다.
그리고, BMS(420)는 감지신호 수신부(421), 제어부(422) 및 CAN 통신부(423)를 포함할 수 있다.
상기한 배터리 팩(400) 및 BMS(420)내에는 도 1에 도시되지 않은 다수의 구성요소들을 포함하고 있으나, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있어 상세 구성에 대해서는 도시 및 설명을 생략한다.
이러한 BMS(420)는 전기 자동차 및 에너지 저장 시스템의 가장 핵심적 구성인 배터리를 관리하는 시스템으로서, 배터리 팩(300)의 전압, 전류 및 온도를 모니터링하여 최적의 상태로 유지 관리하여, 배터리 교체시기 예측 및 배터리 문제를 사전에 발견하는 등 배터리의 관리에 대한 중요한 역할을 하는 장치이다.
차량과 배터리 팩(400)의 연결은 PDU(100) 라인을 통해 배터리의 DC 링크에 연결되며, 이 라인을 통해 배터리의 충, 방전이 이루어질 수 있다.
또한, 차량 제어부(300)는 배터리 팩(400)의 구동 및 제어를 위하여, 배터리 팩(400) 내에서 BMS(420) 제어를 위해 임베디드 제어 애플리케이션이 탑재된 제어부(422) 즉, MCU(Micro Controller Unit) 모듈과 연동하는 CAN 통신부(423)를 통해 연결될 수 있다.
상기 배터리 팩(400)의 배터리 컨텍터(410)는 PDU(100) 및 BMS(420)와 연결되어, 배터리의 구동을 온/오프하는 스위치일 수 있다.
충돌 감지부(200)는 배터리 팩(400) 외부의 임의의 위치에 설치되어 차량에 가해지는 충격을 감지하여 감지된 충돌 신호(Crash Signal)를 차량 제어부(300) 즉, ECU로 제공한다. 즉, 충돌이 발생하지 않은 경우, 충돌 감지부(200)는 하이(High), 로우(Low) 신호에 대한 펄스가 일정 주기로 차량 제어부(300)로 제공되고, 충돌이 감지된 경우에는 일정 주기 동안 연속적으로 하이 신호가 차량 제어부(300)로 제공될 수 있다.
차량 제어부(300)는 충돌 감지부(300)에서 제공되는 충돌 감지 신호를 수신하고, 수신된 충돌 감지신호를 배터리 팩(400)과 연결된 Crash Signal 라인을 통해 전송한다.
배터리 팩(400)의 충돌 신호 수신부(421)는 차량 제어부(300)와 별도로 연결된 Crash Signal 라인을 통해 전송되는 충돌 감지 신호를 수신하고, 수신된 충돌 감지신호를 제어부(422)로 제공한다.
제어부(422)는 충돌 신호 수신부(421)를 통해 제공되는 충돌 감지 신호를 이용하여 차량의 충돌 여부를 판단하게 된다. 즉, 충돌 신호 수신부(421)로부터 하이, 로우 신호가 정상적인 주기로 수신되는 경우에는 차량 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단한다.
이와 같이, 차량의 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단되는 경우, 제어부(422)는 동작중인 배터리의 구동을 정상적으로 구동하면서 운전 시퀀스에 따른 명령을 수행한다.
한편, BMS(420) 내 제어부(422)는 충돌 신호 수신부(421)를 통해 하이, 로우 펄스가 정상적인 주기로 수신되지 않고, 일정 주기 동안 지속적으로 하이 신호가 수신되는 경우에는 차량 충돌이 발생한 것으로 판단한다.
이와 같이, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, BMS(420) 내 제어부(422)는 CAN 통신부(423)로 충돌 발생 정보를 제공하고, CAN 통신부(423)는 제어부(422)로부터 수신된 충돌 발생 정보를 CAN 통신 라인을 통해 차량 제어부(300) 즉, ECU로 전송한다.
따라서, 차량 제어부(300)는 CAN 통신 라인을 통해 수신된 차량 충돌 정보를 이용하여 차량의 디스플레이 패널에 차량 충돌에 따른 경고 메시지 및 배터리 구동 정지 메시지를 디스플레이할 수 있다.
한편, BMS(420) 내 제어부(422)는 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, 배터리의 손상, 2차 사고 등을 방지하기 위하여 배터리 컨텍터(410)의 스위치를 오프시킨다.
이와 같이 배터리 컨텍터(410)의 스위치 오프에 따라 배터리의 구동은 정지되는 것이다.
상기한 본 발명에 따른 충돌 신호를 이용한 BMS의 배터리 보호 장치의 구성에 따른 단계적인 동작을 간단하게 살펴보기로 한다.
먼저, 운전 시퀀스에 따른 명령을 수행하는 중 즉, 배터리 구동 중에, 차량 내 즉, 배터리 팩(420) 외부에 설치된 충돌 감지부(200)는, 차량에 가해지는 충돌을 감지한다.
이렇게 감지된 충돌 신호(Crash Signal)는 차량 제어부(300) 즉, ECU로 제공한다. 즉, 충돌이 발생하지 않은 경우 충돌 감지부(200)는 하이(High), 로우(Low) 신호에 대한 펄스가 일정 주기로 차량 제어부(300)로 제공되고, 충돌에 의한 충돌이 감지된 경우에는 일정 주기 동안 연속적으로 하이 신호가 차량 제어부(300)로 제공될 수 있다.
차량 제어부(300)는 충돌 감지부(200)에서 제공되는 충돌 감지 신호를 수신하고, 수신된 충돌 감지신호를 배터리 팩(400)과 연결된 Crash Signal 라인을 통해 배터리 팩(400)의 BMS(420)의 충돌 신호 수신부(421)로 전송한다.
배터리 팩(400)의 충돌 신호 수신부(421)는 차량 제어부(300)와 별도의 Crash Signal 라인을 통해 전송되는 충돌 감지 신호를 수신하고, 수신된 충돌 감지신호를 제어부(422)로 제공한다.
제어부(422)는 충돌 신호 수신부(421)를 통해 제공되는 충돌 감지 신호를 이용하여 차량의 충돌 여부를 판단하게 된다. 즉, 충돌 신호 수신부(421)로부터 하이, 로우 신호가 정상적인 주기로 수신되는 경우에는 차량 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단한다.
이와 같이, 차량의 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단되는 경우, 제어부(422)는 동작중인 배터리의 구동을 정상적으로 구동하면서 운전 시퀀스에 따른 명령을 수행한다.
한편, BMS(420) 내 제어부(422)는 충돌 신호 수신부(421)를 통해 하이, 로우 펄스기 정상적인 주기로 수신되지 않고, 일정 주기 동안 지속적으로 하이 신호가 수신되는 경우에는 차량 충돌이 발생한 것으로 판단한다.
이와 같이, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, BMS(420) 내 제어부(422)는 CAN 통신부(423)로 충돌 발생 정보를 제공하고, CAN 통신부(423)는 제어부(422)로부터 수신된 충돌 발생 정보를 CAN 통신 라인을 통해 차량 제어부(300) 즉, ECU로 전송한다.
따라서, 차량 제어부(300)는 CAN 통신 라인을 통해 수신된 차량 충돌 정보를 이용하여 차량의 디스플레이 패널에 차량 충돌에 따른 경고 메시지 및 배터리 구동 정지 메시지를 디스플레이할 수 있다.
한편, BMS(420) 내 제어부(422)는 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, 배터리의 손상, 2차 사고 등을 방지하기 위하여 배터리 컨텍터(410)의 스위치를 오프시킨다.
이와 같이 배터리 컨텍터(310)의 스위치 오프에 따라 배터리의 구동은 정지되는 것이다.
상기한 본 발명에 따른 충돌 신호를 이용한 BMS의 배터리 보호 장치의 동작과 상응하는 본 발명에 따른 충돌 신호를 이용한 BMS의 배터리 보호 방법에 대하여 첨부한 도 2를 참조하여 단계적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 충돌 신호를 이용한 BMS의 배터리 보호 방법에 대한 동작 플로우챠트이다.
도 2를 참조하면, 먼저, 운전 시퀀스에 따른 명령을 수행하는 중 즉, 배터리 구동 중인지를 판단한다(S201).
판단 결과, 배터리가 구동중인 경우, 차량 내 즉, 배터리 팩(420) 외부에 설치된 충돌 감지부(200)는, 차량에 가해지는 충돌을 감지한다(S202).
이렇게 감지된 충돌 신호(Crash Signal)는 차량 제어부(300) 즉, 차량의 ECU로 제공한다(S203). 즉, 충돌이 발생하지 않은 경우 충돌 감지부(200)는 하이(High), 로우(Low) 신호에 대한 펄스가 일정 주기로 차량 제어부(300)로 제공되고, 충돌에 의한 충돌이 감지된 경우에는 일정 주기 동안 연속적으로 하이 신호가 차량 제어부(300)로 제공하게 된다.
차량 제어부(300)는 충돌 감지부(200)에서 제공되는 충돌 감지 신호를 수신하고, 수신된 충돌 감지신호를 배터리 팩(400)과 연결된 Crash Signal 라인을 통해 배터리 팩(400)의 BMS(420)로 전송한다(S204).
BMS(420)는 차량 제어부(300) 즉, ECU로부터 별도의 Crash Signal 라인을 통해 제공되는 충돌 감지 신호를 수신하고(S205), 수신된 충돌 감지 신호를 이용하여 차량의 충돌 여부를 판단하게 된다(S206). 즉, ECU로부터 전송되는 하이, 로우 신호가 정상적인 주기로 수신되는 경우에는 차량 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단한다.
이와 같이, 차량의 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단되는 경우, 제어부(422)는 동작중인 배터리의 구동을 정상적으로 구동하면서 운전 시퀀스에 따른 명령을 수행한다.
한편, 상기 S206단계에서 충돌 발생 판단 결과, 충돌이 발생된 것으로 판단되는 경우, BMS(420)는 CAN 통신 라인을 통해 충돌 발생 정보를 ECU로 전송한다(S207). 따라서, ECU는 CAN 통신 라인을 통해 BMS(420)로부터 수신된 차량 충돌 정보를 이용하여 차량의 디스플레이 패널에 차량 충돌에 따른 경고 메시지 및 배터리 구동 정지 메시지를 디스플레이할 수 있다.
여기서, 차량 충돌 발생 판단은 ECU로부터 하이, 로우 펄스가 정상적인 주기로 수신되지 않고, 일정 주기 동안 지속적으로 하이 신호가 수신되는 경우 BMS(420)는 차량 충돌이 발생한 것으로 판단한다.
한편, 상기 S206단계에서, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, 배터리의 손상, 2차 사고 등을 방지하기 위하여 배터리 팩(400) 내 배터리 컨텍터(410)의 스위치를 오픈 제어한다(S208).
따라서, 배터리 컨텍터(310)의 스위치 오픈 제어에 따라 배터리의 구동은 정지되는 것이다(S209). 즉, 차량 충돌이 발생되는 경우, Crash signal에 따라 배터리의 구동을 중지시켜 차량이 더 이상 주행할 수 없게 함으로써 2차, 3차 사고의 위험을 감소시킬 수 있다.
결국, 본 발명에 따른 배터리 팩(400)내 BMS(420)는 Crash signal 신호를 이용하여 사고 등으로 인한 충돌에 비상 정지등의 기능을 구현함으로써, 좀 더 안전한 배터리 동작을 지원하여 EV 차량의 효율적인 운행을 지원할 수 있다
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합되어 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 기능 혹은 모든 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 배터리 보호 장치 및 그 방법을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : PDU(Power Distribution Unit)
200 : 충돌 감지부
300 : 차량 제어부
400 : 배터리 팩
410 : 배터리 컨텍터(Battery Contactor)
420 : BMS(Battery Management System)
421 : 충돌 신호 수신부
422 : 제어부
423 : CAN 통신부

Claims (19)

  1. 배터리 보호 장치에 있어서,
    차량의 충돌 여부를 감지하는 충돌 감지부;
    상기 충돌 감지부를 통해 감지된 신호를 배터리 팩으로 제공하고, 배터리 팩으로부터 제공되는 충돌 발생 정보를 수신하여 충돌 발생 메시지를 디스플레이 패널에 디스플레이하는 차량 제어부; 및
    상기 차량 제어부로부터 충돌 감지신호를 이용하여 차량의 충돌 여부를 판단하고, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, 배터리의 구동을 정지시키고, 충돌 발생 정보를 상기 차량 제어부로 제공하는 배터리 팩을 포함하는 것인 배터리 보호 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어부에서 배터리 팩으로 제공하는 충돌 감지 신호는 별도의 Crash signal 라인을 통해 제공하고, 상기 배터리 팩으로부터 상기 차량 제어부로 제공하는 차량 충돌 정보는 CAN 통신 라인을 통해 제공하는 것인 배터리 보호 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 팩은,
    제공되는 배터리 구동 제어신호에 따라 배터리 구동을 스위칭하는 배터리 컨텍터; 및
    상기 차량 제어부로부터 Crash Signal 라인을 통해 수신되는 차량 충돌 감지 신호의 변동에 따라 배터리의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 상기 배터리 컨텍터로 제공하는 BMS를 포함하는 것인 배터리 보호 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 BMS는,
    상기 차량 제어부를 통해 차량 충돌 감지 신호를 수신하고, 수신된 감지신호를 제공하는 감지신호 수신부;
    상기 감지신호 수신부를 통해 제공되는 감지신호에 대한 펄스의 하이 로우의 주기를 검출하여, 일정 주기 동안 하이 신호가 연속적으로 검출되는 경우, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단하여 상기 배터리 컨텍터에 배터리 구동 정지를 위한 제어신호를 제공하는 제어부를 포함하는 것인 배터리 보호 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 BMS는,
    상기 제어부에서, 차량 충돌 발생으로 판단되는 경우, 차량 충돌 발생 정보를 생성하여 상기 배터리 팩 외부의 차량 제어부로 제공하는 CAN 통신부를 더 포함하는 것인 배터리 보호 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 감지신호 수신부를 통해 제공되는 차량 충돌 감지신호의 펄스에 대한 하이, 로우 신호가 일정 주기로 수신되는 경우, 차량 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단하여, 배터리의 구동을 정지시키지 않고, 운전 시퀀스에 따른 명령을 수행하는 것인 배터리 보호 장치.
  7. 배터리 팩에 있어서,
    차량 ECU(Electronic Control Unit)와 연결되어 ECU로부터 차량 충돌 감지신호를 수신하기 위한 Crash Signal 라인;
    차량 ECU와 연결되어 ECU로 차량 충돌 데이터를 전송하기 위한 CAN 통신 라인;
    제공되는 배터리 구동 제어신호에 따라 배터리 구동을 스위칭하는 배터리 컨텍터; 및
    상기 ECU로부터 Crash Signal 라인을 통해 수신되는 차량 충돌 감지 신호의 변동에 따라 배터리의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 상기 배터리 컨텍터로 제공하고, 차량 충돌 발생 데이터를 상기 CAN 통신 라인을 통해 상기 ECU로 제공하는 BMS를 포함하는 것인 배터리 보호 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 BMS는,
    상기 차량 제어부를 통해 차량 충돌 감지 신호를 수신하고, 수신된 감지신호를 제공하는 감지신호 수신부;
    상기 감지신호 수신부를 통해 제공되는 감지신호에 대한 펄스의 하이 로우의 주기를 검출하여, 일정 주기 동안 하이 신호가 연속적으로 검출되는 경우, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단하여 상기 배터리 컨텍터에 배터리 구동 정지를 위한 제어신호를 제공하는 제어부를 포함하는 것인 배터리 보호 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 BMS는,
    상기 제어부에서, 차량 충돌 발생으로 판단되는 경우, 차량 충돌 발생 정보를 생성하여 상기 배터리 팩 외부의 차량 제어부로 상기 CAN 통신 라인을 통해 제공하는 CAN 통신부를 더 포함하는 것인 배터리 보호 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지신호 수신부를 통해 제공되는 차량 충돌 감지신호의 펄스에 대한 하이, 로우 신호가 일정 주기로 수신되는 경우, 차량 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단하여, 배터리의 구동을 정지시키지 않고, 운전 시퀀스에 따른 명령을 수행하는 것인 배터리 보호 장치.
  11. 배터리 보호 방법에 있어서,
    배터리 팩 외부에 설치된 Crash 센서를 이용하여 차량의 충돌 여부를 감지하여 감지된 신호를 ECU로 제공하는 단계;
    상기 ECU에서, 상기 감지된 신호를 배터리 팩으로 제공하는 단계;
    상기 배터리 팩에서, 상기 ECU로부터 제공되는 충돌 감지신호를 이용하여 차량의 충돌 여부를 판단하고, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, 충돌 발생 정보를 상기 ECU로 제공하고, 배터리의 구동을 정지시키는 단계; 및
    상기 ECU에서, 상기 배터리 팩으로부터 제공되는 충돌 발생 정보를 수신하여 충돌 발생 메시지를 디스플레이 패널에 디스플레이하는 단계를 포함하는 배터리 보호 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 ECU에서 배터리 팩으로 제공하는 충돌 감지 신호는 별도의 Crash signal 라인을 통해 제공하고, 상기 배터리 팩으로부터 상기 ECU로 제공하는 차량 충돌 정보는 CAN 통신 라인을 통해 제공하는 것인 배터리 보호 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배터리의 구동을 정지시키는 단계는,
    상기 ECU로부터 Crash Signal 라인을 통해 수신되는 차량 충돌 감지 신호의 변동에 따라 배터리의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 배터리 컨텍터로 제공하는 단계; 및
    상기 배터리 구동 제어신호에 따라 배터리 팩 내의 배터리 컨텍터를 스위칭하여 배터리의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것인 배터리 보호 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어신호를 배터리 컨텍터로 제공하는 단계는,
    상기 ECU로부터 Crash Signal 라인을 통해 수신되는 감지신호에 대한 펄스의 하이 로우의 주기를 검출하여, 일정 주기 동안 하이 신호가 연속적으로 검출되는 경우, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단하여 상기 배터리 컨텍터에 배터리 구동 정지를 위한 제어신호를 제공하는 단계를 포함하는 것인 배터리 보호 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어신호를 배터리 컨텍터로 제공하는 단계는,
    상기 ECU로부터 제공되는 차량 충돌 감지신호의 펄스에 대한 하이, 로우 신호가 일정 주기로 수신되는 경우, 차량 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단하여, 배터리 컨텍터의 스위치를 ON 상태로 유지하고, 운전 시퀀스에 따른 명령을 수행하는 것인 배터리 보호 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제어신호를 배터리 컨텍터로 제공하는 단계는,
    차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, 차량 충돌 발생 정보를 생성하여 상기 배터리 팩 외부의 ECU로 CAN 통신라인을 통해 제공하는 단계를 더 포함하는 것인 배터리 보호 방법.
  17. 배터리 팩내 배터리 보호 방법에 있어서,
    배터리 팩의 BMS에서, 배터리 팩 외부에 설치된 Crash 센서에서 감지된 차량 충돌 감지신호를 Crash Signal 라인을 통해 ECU로부터 수신하는 단계;
    상기 BMS에서, 상기 ECU로부터 Crash Signal 라인을 통해 제공되는 충돌 감지신호를 이용하여 차량의 충돌 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우, BMS는 충돌 발생 정보를 CAN 통신 라인을 통해 ECU로 제공하고, 배터리 팩 내 배터리의 구동을 정지시키기 위한 제어신호를 배터리 팩 내 배터리 컨텍터로 제공하는 단계;
    배터리 컨텍터에서, 상기 제공되는 제어신호에 따라 배터리의 구동을 정지시키는 단계를 포함하는 배터리 보호 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 차량의 충돌 여부를 판단하는 단계는,
    상기 ECU로부터 Crash Signal 라인을 통해 수신되는 감지신호에 대한 펄스의 하이 로우의 주기를 검출하여, 일정 주기 동안 하이 신호가 연속적으로 검출되는 경우, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단하고,
    상기 ECU로부터 Crash Signal 라인을 통해 수신되는 감지신호에 대한 펄스가 일정 주기 동안 하이 신호인 경우, 차량 충돌이 발생한 것으로 판단하는 것인 배터리 보호 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 차량 충돌 판단 결과, 차량 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단되는 경우, 배터리 컨텍터의 스위치를 ON 상태로 유지하고, 운전 시퀀스에 따른 명령을 지속적으로 수행하는 것인 배터리 보호 방법.
KR1020200047831A 2020-04-21 2020-04-21 배터리 보호 장치 및 그 방법 KR20210130283A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200047831A KR20210130283A (ko) 2020-04-21 2020-04-21 배터리 보호 장치 및 그 방법
PCT/KR2020/005654 WO2021215570A1 (ko) 2020-04-21 2020-04-29 배터리 보호 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200047831A KR20210130283A (ko) 2020-04-21 2020-04-21 배터리 보호 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210130283A true KR20210130283A (ko) 2021-11-01

Family

ID=78269371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200047831A KR20210130283A (ko) 2020-04-21 2020-04-21 배터리 보호 장치 및 그 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20210130283A (ko)
WO (1) WO2021215570A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114802079A (zh) * 2022-03-29 2022-07-29 江铃汽车股份有限公司 电动汽车的碰撞安全控制方法、系统、存储介质及设备
CN116901711B (zh) * 2023-09-14 2024-02-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池的碰撞检测处理方法及其设备

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2500427B (en) * 2012-03-22 2014-09-24 Jaguar Land Rover Ltd Battery safety system
KR20140063170A (ko) * 2012-11-16 2014-05-27 현대모비스 주식회사 자동차 고전압 배터리의 전원단속장치 및 그 제어방법
JP6137470B2 (ja) * 2013-05-27 2017-05-31 三菱自動車工業株式会社 電源制御装置
DE102014200096A1 (de) * 2014-01-08 2015-07-09 Robert Bosch Gmbh Batteriemanagementsystem zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer Batterie und Batteriesystem mit einem solchen Batteriemanagementsystem
KR101744710B1 (ko) * 2014-12-12 2017-06-20 현대오트론 주식회사 배터리 방전 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021215570A1 (ko) 2021-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107810574B (zh) 电池膨胀感测系统和方法
CN113178634B (zh) 用于感知电池单元膨胀的系统和方法
EP3573174B1 (en) Battery pack heating apparatus and method of battery pack heating control
KR20210128597A (ko) 배터리 보호 장치 및 그 방법
US20150132616A1 (en) Method and device for triggering at least one safety function in the event of a state of an electrochemical store that is critical with regard to safety, and electrochemical energy storage system
EP3246215B1 (en) Vehicular starter battery management system
CN101246720B (zh) 一种车载计算机硬盘和电池的保护方法
KR20130084875A (ko) 릴레이 제어신호 독립 모니터링 장치 및 방법
KR20210130283A (ko) 배터리 보호 장치 및 그 방법
KR20140142598A (ko) 멀티채널방식의 전기자동차 충전시스템
EP3965208B1 (en) Thermal runaway detection method and battery management system
CN103679844A (zh) 智能控制的行车记录仪及其控制方法
KR102520912B1 (ko) 페일세이프 기능을 갖는 배터리 관리 시스템 및 방법
WO2020026499A1 (ja) 蓄電池ユニットおよび蓄電池ユニットの火災検知方法
KR102056476B1 (ko) 전기자동차용 소형 이차 전지 매트릭스 제어장치 및 방법
KR20230097066A (ko) 과방전 보호 방법 및 시스템, 차량, 배터리 관리 시스템 및 저장 매체
CN112389548B (zh) 直流充电口触电防护方法、装置、系统和车辆
EP3240096A1 (en) Battery pack protecting system and method
KR20090063839A (ko) 차량용 배터리 과충전방지장치
CN103568854A (zh) 电动车电池并联控制系统
RU2803357C1 (ru) Устройство защиты аккумуляторной батареи и способ его работы
RU2802196C1 (ru) Устройство и способ защиты батареи
KR101492161B1 (ko) 차량용 보조배터리 충전시스템 및 방법
CN105059429A (zh) 一种具有防盗功能的电动车
CN215377488U (zh) 一种bms电池管理系统

Legal Events

Date Code Title Description
E601 Decision to refuse application