KR20220048343A - 릴레이부 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템 - Google Patents

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Abstract

배터리를 포함하는 배터리 시스템과 차량 사이의 연결을 제어하는 릴레이부에 대한, 배터리 관리 시스템에 의해 수행되는 진단 방법은, 상기 차량의 시동 온을 지시하는 정보를 상기 차량으로부터 수신하는 단계, 상기 차량 시동 온 시점에 상기 릴레이부에 대한 고장 여부를 진단하는 단계, 상기 진단 후, 상기 차량의 시동 오프를 지시하는 정보를 상기 차량으로부터 수신하는 단계, 상기 차량의 시동 오프 시점부터 상기 배터리 시스템의 두 출력단 사이의 전압을 감시하는 단계, 및 상기 두 출력단 사이의 전압이 소정의 임계치 이하로 감소하면, 파워 오프 되는 단계를 포함할 수 있다.

Description

릴레이부 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템{Relay unit diagnosis method and battery system using the same}
본 개시는 릴레이부 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템에 관한 것이다.
차량의 시동을 끄고 바로 다시 킬 경우 배터리와 차량 사이에 연결되어 있는 DC 링크(link) 커패시터에 방전이 충분히 이루어지지 않는다. 차량 충돌 등 긴급 상황에서는 액티브 방전(active discharge) 방식을 통해 1초 내 DC 링크 커패시터를 방전하여 DC 링크 커패시터의 양단 전압인 DC 링크 전압을 빠르게 영전압으로 감소시킨다. 그러나, 일반적인 경우 국제 규격에 따라, 차량의 시동이 꺼진 시점부터 60초 이내에 DC 링크 커패시터의 방전을 통해 DC 링크 전압을 영전압으로 감소시키면 된다.
배터리와 외부 장치를 연결하는 릴레이에 대해서, 릴레이가 단락 상태로 고정된 상태(stuck short, 단락 고장)가 아닌지에 대한 진단이 수행된다. 이때, 단락 고장 진단에 있어서 릴레이의 전단(배터리에 연결됨) 및 후단(외부와 연결됨) 간의 전압 차이가 전단 및 후단 전압 중 높은 전압의 10% 이내인 경우, 릴레이를 단락 고장으로 판단한다.
만약, 시동이 꺼진 후, DC 링크 커패시터가 충분히 방전되지 않은 상황에서, 차량의 시동이 켜지면, 릴레이의 전단과 후단 간의 전압 차이가 높은 전압의 10% 이내일 수 있다. 그러면, 실제 릴레이가 단락 고장이 아닌 경우에도, 릴레이가 단락 고장으로 판단되는 오진단이 발생할 수 있다.
릴레이부에 대한 오진단을 방지할 수 있는 릴레이부 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템을 제공하고자 한다.
발명의 한 특징에 따른, 배터리를 포함하는 배터리 시스템과 차량 사이의 연결을 제어하는 릴레이부에 대한, 배터리 관리 시스템에 의해 수행되는 진단 방법은, 상기 차량의 시동 온을 지시하는 정보를 상기 차량으로부터 수신하는 단계, 상기 차량 시동 온 시점에 상기 릴레이부에 대한 고장 여부를 진단하는 단계, 상기 진단 후, 상기 차량의 시동 오프를 지시하는 정보를 상기 차량으로부터 수신하는 단계, 상기 차량의 시동 오프 시점부터 상기 배터리 시스템의 두 출력단 사이의 전압을 감시하는 단계, 및 상기 두 출력단 사이의 전압이 소정의 임계치 이하로 감소하면, 파워 오프 되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 릴레이부 진단 방법은, 상기 차량의 시동 오프 시점으로부터 소정의 시간 내에 상기 차량의 시동 온을 지시하는 정보를 수신하면, 상기 릴레이부에 대한 고장 여부를 진단하지 않고, 상기 릴레이부를 닫는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 릴레이부 진단 방법은, 상기 진단 결과, 상기 릴레이부가 정상 상태이면, 상기 릴레이부를 닫는 단계를 더 포함할 수 있다.
릴레이부 진단 방법.
상기 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 릴레이부가 개방 상태에서, 상기 릴레이부와 상기 배터리 시스템의 출력단이 연결된 제1 접점의 제1 전압이 상기 릴레이부와 상기 배터리가 연결된 제2 접점의 제2 전압에 따른 소정 전압 범위 내에 속하면, 상기 릴레이부를 단락 고장으로 판단하는 단계를 포함한다.
상기 배터리 시스템의 두 출력단 사이의 전압은 상기 차량의 DC 링크 커패시터의 양단 전압일 수 있다.
발명의 다른 특징에 따른 배터리 시스템은, 차량에 연결되어 있는 두 출력단, 복수의 셀을 포함하는 배터리, 상기 배터리의 일 전극과 상기 두 출력단 중 하나에 연결되어 있는 제1 릴레이부, 및 상기 차량의 시동 오프를 지시하는 정보를 상기 차량으로부터 수신하고, 상기 차량의 시동 오프 시점으로부터, 상기 배터리 시스템의 두 출력단 사이의 전압을 감시하며, 상기 두 출력단 사이의 전압이 소정의 임계치 이하로 감소하면, 파워 오프 되는 배터리 관리 시스템을 포함할 수 있다.
상기 배터리 관리 시스템은, 상기 차량의 시동 온을 지시하는 정보를 상기 차량으로부터 수신하고, 상기 차량 시동 온 시점에 상기 제1 릴레이부에 대한 고장 여부를 진단할 수 있다.
상기 배터리 관리 시스템은, 상기 진단 결과, 상기 제1 릴레이부가 정상 상태이면, 상기 제1 릴레이부를 닫을 수 있다.
상기 배터리 관리 시스템은, 상기 제1 릴레이부가 개방 상태에서, 상기 제1 릴레이부와 상기 배터리 시스템의 출력단이 연결된 제1 접점의 제1 전압이 상기 제1 릴레이부와 상기 배터리가 연결된 제2 접점의 제2 전압에 따른 소정 전압 범위 내에 속하면, 상기 제1 릴레이부를 단락 고장으로 판단할 수 있다.
상기 배터리 시스템의 두 출력단 사이의 전압은 상기 차량의 DC 링크 커패시터의 양단 전압일 수 있다.
상기 배터리 관리 시스템은, 상기 차량의 시동 오프 시점으로부터 소정의 시간 내에 상기 차량의 시동 온을 지시하는 정보를 수신하면, 상기 제1 릴레이부에 대한 고장 여부를 진단하지 않고, 상기 제1 릴레이부를 닫을 수 있다.
상기 배터리 시스템은, 상기 배터리의 타 전극과 상기 두 출력단 중 다른 하나에 연결되어 있는 제2 릴레이부를 더 포함하고, 상기 차량의 시동 오프 시점으로부터 소정의 시간 내에 상기 차량의 시동 온을 지시하는 정보를 수신하면, 상기 제2 릴레이부에 대한 고장 여부를 진단하지 않고, 상기 제2 릴레이부를 닫을 수 있다.
릴레이부에 대한 오진단을 방지할 수 있는 릴레이부 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템을 제공한다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템 및 배터리 시스템에 연결된 차량의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 릴레이부에 대한 고장 진단 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및/또는 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템 및 배터리 시스템에 연결된 차량의 구성을 나타낸 도면이다.
배터리 시스템(1)의 출력단(+)과 출력단(-)은 외부 전력 장치에 연결되어 있을 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 출력단(+)과 출력단(-)은 차량(2)에 연결되어 있고, 출력단(+)와 출력단(-) 사이에 DC 링크 커패시터(300)가 연결되어 있다. 차량(2)은 다양한 전장 부하에 전력을 공급하기 위한 전력 변환 장치(200) 및 차량의 운행을 전체적으로 제어하는 전자 제어 회로(Electronic Control Circuit, ECU)(100)를 포함한다. BMS(20)와 ECU(100)는 CAN 통신을 통해 필요한 정보를 송수신할 수 있다. 전력 변환 장치(200)는, 전기 모터, 유압 펌프, 스마트 전자 제어 시스템 등의 전장 부하에 전력을 공급할 수 있다.
배터리 시스템(1)은 배터리(10), 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)(20), 릴레이부(30), 릴레이부(40), 전류센서(50), 및 전류센서(60)를 포함한다.
도 1에서는 배터리 시스템(1)이 하나의 배터리를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 배터리 시스템(1)은 병렬 연결된 복수의 배터리, 또는 직렬/병렬 연결된 복수의 배터리를 포함할 수 있다.
또한, 도 1에서 배터리(10)는 직렬 연결된 복수의 배터리 셀(11-15)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예로 발명이 이에 한정되지 않는다.
릴레이부(30) 및 릴레이부(40)는 배터리(10)의 충전 및 방전 시의 경로를 제어한다. 릴레이부(30)는 배터리(10)의 양극과 배터리 시스템(1)의 출력단(+) 사이에 연결되어 있고, 릴레이부(40)은 배터리(10)의 음극과 배터리 시스템(1)의 출력단(-) 사이에 연결되어 있다. 릴레이부(30) 및 릴레이부(40)의 닫힘 및 열림은 BMS(20)로부터 공급되는 릴레이 제어 신호(RCS1, RCS2)에 따라 제어된다.
전류센서(50)는 배터리(10)의 양의 전극과 배터리 시스템(1)의 출력단(+) 사이에 연결되어 있어, 배터리(10)에 흐르는 전류(이하, 배터리 전류, IB)를 감지하고, 감지된 배터리 전류(IB)를 지시하는 전류 감지 신호(SC1)를 BMS(20)에 전송할 수 있다. 전류 센서(60)는 배터리(10)의 음의 전극과 배터리 시스템(1)의 출력단(-) 사이에 연결되어 있어, 배터리 전류(IB)를 감지하고 이를 지시하는 전류 감지 신호(SC2)를 BMS(20)에 전송할 수 있다. 도 1에서는 두 개의 전류 센서(50, 60)가 도시되어 있으나, 배터리 시스템(1)은 두 전류 센서(50, 60) 중 하나만 포함할 수 있다.
BMS(20)는 복수의 배터리 셀(11-15)의 셀 전압, 배터리(10)의 양단 전압인 배터리 전압, 배터리 전류 등의 정보에 기초하여 배터리(10)의 충방전 전류를 제어하고, 복수의 배터리 셀(11-15)에 대한 셀 밸런싱 동작을 제어할 수 있다.
또한, BMS(20)는 ECU(100)로부터 차량의 시동 온에 대한 정보를 수신하면 릴레이부(50, 60)의 고장을 진단하고, ECU(100)로부터 차량의 시동 오프에 대한 정보를 수신하면 슬립 모드로 진입하며, 슬립 모드 중 DC 링크 커패시터(300)의 양단 전압인 DC 링크 전압을 감시할 수 있다. BMS(20)는 시동 오프 시점으로부터 소정 기간 내에 시동이 온 되면, 릴레이부(50, 60)에 대한 고장 진단을 수행하지 않는다.
릴레이부(30)은 제1 메인 릴레이(31), 프리챠지 릴레이(32), 및 프리챠지 저항(33)을 포함한다. 제1 메인 릴레이(31)의 일단은 배터리(10)의 양의 전극에 연결되어 있고, 제1 메인 릴레이(31)의 타단은 출력단(+)에 연결되어 있다. 프리챠지 저항(33)의 일단은 제1 메인 렐레이(31)의 일단에 연결되어 있고, 프리챠지 저항(33)의 타단과 프리챠지 릴레이(32)의 일단이 연결되어 있으며, 프리챠지 릴레이(32)의 타단이 출력단(+)에 연결되어 있다. 프리챠지 릴레이(32) 및 프리챠지 저항(33)은 직렬 연결되어 있고, 제1 메인 릴레이(31)에 대해 병렬 연결되어 있다.
릴레이부(30)는 릴레이 제어 신호(RCS1)가 릴레이부(30)의 닫힘을 지시할 때, 릴레이 제어 신호(RCS1)에 동기되어 릴레이부(30)를 닫아 배터리(10)와 출력단(+)을 연결한다. 이때, 릴레이부(30)는 소정 기간 동안 프리챠지 릴레이(32)를 닫고, 소정 기간이 경과한 후에 메인 릴레이(31)를 닫으며, 메인 릴레이(31)를 닫은 후에 프리챠지 릴레이(32)를 개방할 수 있다.
릴레이부(40)는 제2 메인 릴레이(41)을 포함하고, 제2 메인 릴레이(41)는 배터리(10)의 음의 전극과 출력단(-) 사이에 연결되어 있다. 릴레이부(40)는 릴레이 제어 신호(RCS2)에 따라 제2 메인 릴레이(41)를 닫고 개방한다.
BMS(20)는 릴레이부(30) 및 릴레이부(40)을 제어하기 위해서 서로 동기된 릴레이 제어 신호(RCS1, RCS2)를 생성할 수 있다. 즉, 프리챠지 릴레이(32)와 제2 메인 릴레이(41)가 동일한 시점에 닫힐 수 있다.
전압 센서(70)은 두 출력단(+, -) 사이에 연결되어, DC 링크 커패시터(300)의 양단 사이의 DC 링크 전압을 측정하고, 측정된 DC 링크 전압을 지시하는 전압 감지 신호(SV)를 BMS(20)에 전송한다.
이하, 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 릴레이부에 대한 고장 진단 방법을 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 릴레이부에 대한 고장 진단 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 차량(2)의 시동이 켜지고, BMS(20)는 ECU(100)로부터 시동 온을 지시하는 정보를 수신한다(S1).
BMS(20)는 시동 온 시점에 동기되어 릴레이부(30, 40)에 대한 고장 여부를 진단한다(S2). BMS(20)는 릴레이부(30, 40) 각각의 양단 전압들을 이용하여 릴레이부(30, 40)의 단락 고장을 진단할 수 있다.
차량(2)의 시동 온 시점에 동기되어, BMS(20)는 웨이크-업(wake-up)한다. 이때, 릴레이부(30, 40)는 개방 상태로, 제1 메인 릴레이(31), 프리챠지 릴레이(32), 및 제2 메인 릴레이(33)는 개방 상태이다. 이때, BMS(20)는 릴레이부(30)의 양단 전압(V1, V2)를 측정하고, 릴레이부(40)의 양단 전압(V3, V4)를 측정한다. 이어서, BMS(20)는 전압(V2)이 전압(V1)에 의해 결정되는 단락 기준 전압 범위에 속하는지 판단하고, 전압(V2)이 단락 기준 전압 범위에 속하면, 릴레이부(40)는 단락 고장으로 진단한다. 예를 들어, 단락 기준 전압 범위는 전압(V1)의 90%~110% 범위로 설정될 수 있다. BMS(20)는 전압(V4)이 전압(V3)에 의해 결정되는 단락 기준 전압 범위에 속하는지 판단하고, 전압(V4)이 단락 기준 전압 범위에 속하면, 릴레이부(40)는 단락 고장으로 진단한다. 예를 들어, 단락 기준 전압 범위는 전압(V3)의 90%~110% 범위로 설정될 수 있다.
S2 단계에서 고장 진단 결과가 단락 고장이면, BMS(20)는 이를 ECU(100)에 알리고, ECU(100)는 차량(2)의 인터페이스를 통해 이를 사용자에게 알리고, 운행을 정지시킬 수 있다(S3).
S2 단계에서 고장 진단 결과, 릴레이부(30, 40)가 정상 상태이면, BMS(20)는 릴레이부(30, 40)를 닫아 차량(2)으로 전력을 공급할 수 있다(S4). 그러면, 차량(2)은 정상적으로 운행된다.
운행 종로 후, 차량(2)의 시동이 꺼지고, BMS(20)는 ECU(100)로부터 시동 오프를 지시하는 정보를 수신한다(S5).
BMS(20)는 시동 오프 정보를 수신하면 슬립 모드(sleep mode)로 진입한다(S6). 슬립 모드에서 BMS(20)는 릴레이부(30, 40)를 개방하고, ECU(100)와의 통신을 종료하며, 전압 센서(70)로부터 전압 감지 신호(SC)만을 수신하여 DC 링크 전압을 감시한다. BMS(20)는 주기적으로 전압 센서(70)를 동작시켜 DC 링크 전압을 측정하게 하고, 전압 센서(70)로부터 전압 감지 신호(SC)를 주기적으로 수신할 수 있다.
BMS(20)는 슬립 모드 중 차량(2)의 시동 오프 시점으로부터 소정 시간 내에 시동이 켜지는지 판단한다(S7).
S7 판단 결과, 차량(2)의 시동 오프 시점으로부터 소정 시간 내에 시동 온 신호가 ECU(100)로부터 수신하면, BMS(20)는 릴레이부(30, 40)에 대한 고장 여부 진단을 수행하지 않고, 릴레이부(30, 40)를 닫는다(S8). 즉, BMS(20)는 ECU(100)로부터 시동 온을 지시하는 정보를 시동 오프 시점으로부터 소정 시간 내에 수신하면, BMS(20)는 릴레이부(30, 40)에 대한 고장 여부 진단을 수행하지 않고, 릴레이부(30, 40)를 닫도록 제어하는 릴레이 제어 신호(RCS1, RCS2)를 생성한다. 이때, 소정 시간은 10초 내의 시간일 수 있다. BMS(20)는 소정 시간 동안 시동 온 신호가 ECU(100)로부터 수신되는지 감시하다가, 소정 시간이 경과하면, S7 단계를 수행하지 않는다.
슬립 모드에 따라 BMS(20)는 전압 감지 신호(SV)를 이용하여 두 출력단(+, -) 사이의 전압이 임계치 이하인지 판단한다(S9). 두 출력단(+, -) 사이의 전압은 DC 링크 전압이고, 임계치는 DC 링크 커패시터(300)의 방전이 완료되어 DC 링크 전압이 영전압까지 감소한 것을 감지하기 위한 기준 값으로, 영전압에 가까운 낮은 레벨로 설정될 수 있다.
BMS(20)는 두 출력단(+, -) 사이의 전압이 임계치 이하로 감소하면, BMS(20)는 슬립 모드를 종료하고 파워 오프 된다(S10). BMS(20)가 파워 오프 되면, BMS(20)에 공급되는 전원이 차단되어, BMS(20)는 동작하지 않는다.
BMS(20)는 두 출력단(+, -) 사이의 전압이 임계치 이하가 될 때까지 S9 단계를 반복하여 DC 링크 전압을 모니터링한다.
배터리 시스템에 연결된 DC 링크 커패시터가 대용량이어서, DC 링크 커패시터가 충분히 방전되지 않은 조건에서 차량의 시동이 켜지는 경우가 발생한다. 종래에는 시동 온 시점에 릴레이부에 대한 고장 진단이 진행되어, DC 링크 전압에 의해 릴레이부가 단락 고장으로 판단되는 오진단이 자주 발생하였다. 그러나 일 실시예에 따르면 이와 같은 오진단이 발생하지 않는다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
1: 배터리 시스템
2: 차량
10: 배터리 팩
20: 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)
30, 40: 릴레이부
50, 60: 전류센서

Claims (12)

  1. 배터리를 포함하는 배터리 시스템과 차량 사이의 연결을 제어하는 릴레이부에 대한, 배터리 관리 시스템에 의해 수행되는 진단 방법에 있어서,
    상기 차량의 시동 온을 지시하는 정보를 상기 차량으로부터 수신하는 단계;
    상기 차량 시동 온 시점에 상기 릴레이부에 대한 고장 여부를 진단하는 단계;
    상기 진단 후, 상기 차량의 시동 오프를 지시하는 정보를 상기 차량으로부터 수신하는 단계;
    상기 차량의 시동 오프 시점부터 상기 배터리 시스템의 두 출력단 사이의 전압을 감시하는 단계; 및
    상기 두 출력단 사이의 전압이 소정의 임계치 이하로 감소하면, 파워 오프 되는 단계를 포함하는, 릴레이부 진단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량의 시동 오프 시점으로부터 소정의 시간 내에 상기 차량의 시동 온을 지시하는 정보를 수신하면, 상기 릴레이부에 대한 고장 여부를 진단하지 않고, 상기 릴레이부를 닫는 단계를 더 포함하는, 릴레이부 진단 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 진단 결과, 상기 릴레이부가 정상 상태이면, 상기 릴레이부를 닫는 단계를 더 포함하는, 릴레이부 진단 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고장 여부를 진단하는 단계는,
    상기 릴레이부가 개방 상태에서, 상기 릴레이부와 상기 배터리 시스템의 출력단이 연결된 제1 접점의 제1 전압이 상기 릴레이부와 상기 배터리가 연결된 제2 접점의 제2 전압에 따른 소정 전압 범위 내에 속하면, 상기 릴레이부를 단락 고장으로 판단하는 단계를 포함하는, 릴레이부 진단 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 시스템의 두 출력단 사이의 전압은 상기 차량의 DC 링크 커패시터의 양단 전압인, 릴레이부 진단 방법.
  6. 차량에 연결되어 있는 두 출력단;
    복수의 셀을 포함하는 배터리;
    상기 배터리의 일 전극과 상기 두 출력단 중 하나에 연결되어 있는 제1 릴레이부; 및
    상기 차량의 시동 오프를 지시하는 정보를 상기 차량으로부터 수신하고, 상기 차량의 시동 오프 시점으로부터, 상기 배터리 시스템의 두 출력단 사이의 전압을 감시하며, 상기 두 출력단 사이의 전압이 소정의 임계치 이하로 감소하면, 파워 오프 되는 배터리 관리 시스템을 포함하는, 배터리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은,
    상기 차량의 시동 온을 지시하는 정보를 상기 차량으로부터 수신하고, 상기 차량 시동 온 시점에 상기 제1 릴레이부에 대한 고장 여부를 진단하는, 배터리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은,
    상기 진단 결과, 상기 제1 릴레이부가 정상 상태이면, 상기 제1 릴레이부를 닫는, 배터리 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은,
    상기 제1 릴레이부가 개방 상태에서, 상기 제1 릴레이부와 상기 배터리 시스템의 출력단이 연결된 제1 접점의 제1 전압이 상기 제1 릴레이부와 상기 배터리가 연결된 제2 접점의 제2 전압에 따른 소정 전압 범위 내에 속하면, 상기 제1 릴레이부를 단락 고장으로 판단하는, 배터리 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 시스템의 두 출력단 사이의 전압은 상기 차량의 DC 링크 커패시터의 양단 전압인, 배터리 시스템.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은,
    상기 차량의 시동 오프 시점으로부터 소정의 시간 내에 상기 차량의 시동 온을 지시하는 정보를 수신하면, 상기 제1 릴레이부에 대한 고장 여부를 진단하지 않고, 상기 제1 릴레이부를 닫는, 배터리 시스템.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 배터리의 타 전극과 상기 두 출력단 중 다른 하나에 연결되어 있는 제2 릴레이부를 더 포함하고,
    상기 차량의 시동 오프 시점으로부터 소정의 시간 내에 상기 차량의 시동 온을 지시하는 정보를 수신하면, 상기 제2 릴레이부에 대한 고장 여부를 진단하지 않고, 상기 제2 릴레이부를 닫는, 배터리 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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