KR20220167594A - Battery apparatus and method of controlling contactor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 장치 및 컨택터 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery device and a contactor control method.
전기 자동차 또는 하이브리드 자동차는 주로 배터리를 전원으로 이용하여 모터를 구동함으로써 동력을 얻는 차량으로서, 내연 자동차의 공해 및 에너지 문제를 해결할 수 있는 대안이라는 점에서 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 충전이 가능한 배터리는 전기 자동차 이외에 다양한 외부 장치에서 사용되고 있다.An electric vehicle or hybrid vehicle is a vehicle that obtains power by driving a motor using a battery as a power source, and research is being actively conducted in that it is an alternative to solving the pollution and energy problems of internal combustion vehicles. In addition, rechargeable batteries are used in various external devices other than electric vehicles.
외부 장치로의 전력 공급을 제어하기 위해, 배터리는 컨택터를 통해 외부 장치에 연결된다. 컨택터의 구동에 사용되는 전원(예를 들면, 벅 컨버터(buck converter)의 출력)을 배터리 관리 시스템이 공유할 수 있다. 컨택터를 닫을 때 순간적으로 피크 전류가 발생할 수 있는데, 복수의 컨택터를 동시에 닫으면, 피크 전류가 중첩되어서, 중첩된 피크 전류가 전원의 전류 제한값에 도달할 수 있다. 그러면, 전원의 출력이 중단되어 배터리 관리 시스템의 동작이 정지하거나 리셋될 수 있다.To control power supply to the external device, the battery is connected to the external device through a contactor. The battery management system may share power (eg, output of a buck converter) used to drive the contactor. A peak current may instantaneously occur when the contactor is closed. If a plurality of contactors are simultaneously closed, the peak currents may overlap, and the overlapped peak current may reach the current limit value of the power supply. Then, the output of the power is stopped so that the operation of the battery management system may be stopped or reset.
본 발명의 어떤 실시예는 복수의 컨택터가 동시에 닫히는 것을 방지할 수 있는 배터리 장치 및 컨택터 제어 방법을 제공할 수 있다.Certain embodiments of the present invention may provide a battery device and a contactor control method capable of preventing a plurality of contactors from being simultaneously closed.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 배터리 팩, 제1 컨택터, 제2 컨택터, 제1 드라이버, 제2 드라이버, 프로세서 및 제어 회로를 포함하는 배터리 장치가 제공된다. 상기 제1 컨택터는 상기 배터리 팩의 제1 출력 단자와 제1 연결 단자 사이에 연결되어 있으며, 상기 제2 컨택터는 상기 배터리 팩의 제2 출력 단자와 제2 연결 단자 사이에 연결되어 있다. 상기 제1 드라이버는 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 컨택터를 구동하고, 상기 제2 드라이버는 제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 컨택터를 구동한다. 상기 프로세서는 상기 제2 제어 신호와 제3 제어 신호를 출력한다. 상기 제어 회로는 상기 제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 컨택터가 닫힌 후에, 상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류가 소정 레벨로 떨어지는 경우에, 상기 제3 제어 신호에 기초해서 상기 제1 제어 신호를 출력한다.According to one embodiment of the present invention, a battery device including a battery pack, a first contactor, a second contactor, a first driver, a second driver, a processor, and a control circuit is provided. The first contactor is connected between the first output terminal and the first connection terminal of the battery pack, and the second contactor is connected between the second output terminal and the second connection terminal of the battery pack. The first driver drives the first contactor in response to a first control signal, and the second driver drives the second contactor in response to a second control signal. The processor outputs the second control signal and the third control signal. The control circuit controls the first control circuit based on the third control signal when the current flowing inside the second contactor drops to a predetermined level after the second contactor is closed in response to the second control signal. output a signal
어떤 실시예에서, 상기 제어 회로는 상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류를 지시하는 값이 상기 소정 레벨에 대응하는 임계값에 도달하는 경우에 상기 제3 제어 신호에 기초해서 상기 제1 제어 신호를 출력할 수 있다.In some embodiments, the control circuit generates the first control signal based on the third control signal when a value indicating the current flowing inside the second contactor reaches a threshold value corresponding to the predetermined level. can be printed out.
어떤 실시예에서, 상기 제어 회로는, 상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류를 지시하는 값과 상기 임계값을 비교하는 비교기, 그리고 상기 비교기의 출력과 상기 제3 제어 신호를 논리 연산하여 상기 제1 제어 신호를 출력하는 논리 회로를 포함할 수 있다.In some embodiments, the control circuit may include a comparator that compares a value indicating a current flowing inside the second contactor with the threshold value, and a logical operation between an output of the comparator and the third control signal to perform a logic operation on the first contactor. A logic circuit outputting a control signal may be included.
어떤 실시예에서, 상기 제3 제어 신호가 인에이블 레벨을 가지고, 상기 비교기의 출력이 상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류를 지시하는 값과 상기 임계값에 도달하는 경우에 출력되는 레벨을 가지는 경우에, 상기 논리 회로는 상기 인에이블 레벨을 가지는 상기 제1 제어 신호를 출력할 수 있다.In some embodiments, when the third control signal has an enable level and the output of the comparator has a value indicating a current flowing inside the second contactor and a level output when the threshold value is reached. , the logic circuit may output the first control signal having the enable level.
어떤 실시예에서, 상기 인에이블 레벨은 하이 레벨이고, 상기 논리 게이트는 AND 게이트를 포함할 수 있다.In some embodiments, the enable level is a high level, and the logic gate may include an AND gate.
어떤 실시예에서, 상기 제1 컨택터와 상기 제2 컨택터는 각각 릴레이 코일을 포함하며, 상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류는 상기 릴레이 코일의 전류를 포함할 수 있다.In some embodiments, each of the first contactor and the second contactor may include a relay coil, and a current flowing inside the second contactor may include a current of the relay coil.
어떤 실시예에서, 상기 제1 드라이버는 공급 전압을 공급하는 전원과 상기 제1 컨택터의 상기 릴레이 코일의 한 단자 사이에 연결되며, 상기 제2 드라이버는 상기 전원과 상기 제2 컨택터의 상기 릴레이 코일의 한 단자 사이에 연결될 수 있다.In some embodiments, the first driver is connected between a power source supplying a supply voltage and one terminal of the relay coil of the first contactor, and the second driver is connected between the power source and the relay coil of the second contactor. It can be connected between one terminal of the coil.
어떤 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 전원으로부터 상기 공급 전압을 공급받을 수 있다.In some embodiments, the processor may receive the supply voltage from the power source.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배터리 팩, 제1 컨택터, 제2 컨택터, 제1 드라이버, 제2 드라이버, 프로세서, 비교기 및 논리 회로를 포함하는 배터리 장치가 제공된다. 상기 제1 컨택터는 상기 배터리 팩의 제1 출력 단자와 제1 연결 단자 사이에 연결되어 있으며, 상기 제2 컨택터는 상기 배터리 팩의 제2 출력 단자와 제2 연결 단자 사이에 연결되어 있다. 상기 제1 드라이버는 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 컨택터를 구동하고, 상기 제2 드라이버는 제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 컨택터를 구동한다. 상기 프로세서는 상기 제2 제어 신호와 제3 제어 신호를 출력한다. 상기 비교기는 상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류를 지시하는 값과 임계값을 비교하고, 상기 논리 회로는 상기 비교기의 출력과 상기 제3 제어 신호를 논리 연산하여 상기 제1 제어 신호를 출력한다.According to another embodiment of the present invention, a battery device including a battery pack, a first contactor, a second contactor, a first driver, a second driver, a processor, a comparator, and a logic circuit is provided. The first contactor is connected between the first output terminal and the first connection terminal of the battery pack, and the second contactor is connected between the second output terminal and the second connection terminal of the battery pack. The first driver drives the first contactor in response to a first control signal, and the second driver drives the second contactor in response to a second control signal. The processor outputs the second control signal and the third control signal. The comparator compares a value indicating a current flowing inside the second contactor with a threshold value, and the logic circuit performs a logic operation on an output of the comparator and the third control signal to output the first control signal.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 배터리 팩, 상기 배터리 팩의 제1 출력 단자와 제1 연결 단자 사이에 연결되어 있는 제1 컨택터, 그리고 상기 배터리 팩의 제2 출력 단자와 제2 연결 단자 사이에 연결되어 있는 제2 컨택터를 포함하는 배터리 장치의 컨택터 제어 방법이 제공된다. 상기 컨택터 제어 방법은, 상기 제1 컨택터를 구동하는 제1 제어 신호와 상기 제2 컨택터를 구동하는 제2 제어 신호를 출력하는 단계, 상기 제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 컨택터를 닫는 단계, 상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류가 소정 레벨로 떨어지는 경우에, 상기 제1 제어 신호에 기초해서 제3 제어 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 제3 제어 신호에 응답하여 상기 제1 컨택터를 닫는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a battery pack, a first contactor connected between a first output terminal and a first connection terminal of the battery pack, and a second output terminal and a second connection terminal of the battery pack A method for controlling a contactor of a battery device including a second contactor connected therebetween is provided. The contactor control method may include outputting a first control signal for driving the first contactor and a second control signal for driving the second contactor, the second contactor in response to the second control signal. Closing the second contactor, generating a third control signal based on the first control signal when the current flowing inside the second contactor drops to a predetermined level, and generating the first control signal in response to the third control signal. and closing the contactor.
어떤 실시예에서, 상기 제3 제어 신호를 생성하는 단계는, 상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류를 지시하는 값과 상기 소정 레벨에 대응하는 임계값을 비교하여 비교 결과 신호를 출력하는 단계, 그리고 상기 비교 결과 신호와 상기 제1 제어 신호를 논리 연산하여 상기 제3 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In some embodiments, the generating of the third control signal may include comparing a value indicating a current flowing inside the second contactor with a threshold value corresponding to the predetermined level and outputting a comparison result signal; and The method may include generating the third control signal by performing a logical operation on the comparison result signal and the first control signal.
어떤 실시예에 따르면, 음극 컨택터와 양극 컨택터가 동시에 닫히는 문제를 해결할 수 있다.According to some embodiments, it is possible to solve the problem that the negative contactor and the positive contactor are closed at the same time.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 장치의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 장치의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 제어 회로의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 제어 회로에서 제어 신호의 한 예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an example of a battery device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing an example of a battery device according to another embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing an example of a battery device according to another embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of a control circuit of a battery device according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an example of a control signal in a control circuit of a battery device according to an embodiment of the present invention.
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.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
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.It should be understood that when an element is referred to as being “connected” to another element, it may be directly connected to the other element, but other elements may exist in the middle. On the other hand, when an element is referred to as being “directly connected” to another element, it should be understood that no intervening elements exist.
아래 설명에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다.Expressions written in the singular in the following description may be interpreted in the singular or plural unless explicit expressions such as “one” or “single” are used.
도면을 참고하여 설명한 흐름도에서, 동작 순서는 변경될 수 있고, 여러 동작들이 병합되거나, 어느 동작이 분할될 수 있고, 특정 동작은 수행되지 않을 수 있다.In the flowchart described with reference to the drawings, the order of operations may be changed, several operations may be merged, a certain operation may be divided, and a specific operation may not be performed.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 한 예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an example of a battery device according to an embodiment of the present invention.
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. 어떤 실시예에서, 배터리 장치(100)는 양극 연결 단자(DC(+))와 음극 연결 단자(DC(-))를 통해 외부 장치(10)에 연결될 수 있다. 외부 장치(10)가 부하인 경우, 배터리 장치(100)는 부하로 전력을 공급하는 전원으로 동작하여 방전될 수 있다. 외부 장치(10)가 충전기인 경우, 배터리 장치(100)는 충전기(10)를 통해 외부 전력을 공급받아 충전될 수 있다. 어떤 실시예에서, 부하로 동작하는 외부 장치(10)는 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) 등의 차량일 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
배터리 장치(100)는 배터리 팩(110), 양극 컨택터(121), 음극 컨택터(122), 드라이버(131, 132), 제어 회로(140) 및 프로세서(150)를 포함한다.The
배터리 팩(110)은 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. 한 실시예에서, 배터리 팩(110)에서 소정 개수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 배터리 모듈을 구성하여 원하는 전력을 공급할 수 있다. 다른 실시예에서, 배터리 팩(110)에서 소정 개수의 배터리 모듈이 직렬 또는 병렬 연결되어 원하는 전력을 공급할 수 있다.The
양극 컨택터(121)는 배터리 팩(110)의 양극 출력 단자(PV(+))와 배터리 장치(100)의 양극 연결 단자(DC(+)) 사이에 연결되어 있다. 음극 컨택터(122)는 배터리 팩(110)의 음극 출력 단자(PV(-))와 배터리 장치(100)의 음극 연결 단자(DC(-)) 사이에 연결되어 있다. 컨택터(121, 122)는 제어 회로(140) 및 프로세서(150)에 의해 제어되어서 배터리 팩(110)과 외부 장치 사이의 전기적 연결을 제어할 수 있다. 어떤 실시예에서, 컨택터(121, 122)는 각각 릴레이를 포함할 수 있다. 양극 컨택터(121)와 음극 컨택터(122)가 닫히면, 배터리 팩(110)으로부터 외부 장치로 전력을 공급하거나 외부 장치로부터 배터리 팩(110)으로 전력이 공급될 수 있다. 컨택터의 닫힘은 컨택터의 온(on)으로 표현할 수 있고, 컨택터의 열림은 컨택터의 오프(off)라 표현할 수 있다.The
드라이버(131)는 제어 신호에 응답하여서 양극 컨택터(121)를 구동하며, 드라이버(132)는 제어 신호에 응답하여서 음극 컨택터(122)를 구동한다. 제어 회로(140)는 양극 컨택터(121)와 음극 컨택터(122)의 동작 시점을 제어한다. 프로세서(150)는 컨택터(121, 122)를 제어하기 위한 제어 신호를 드라이버(131, 132) 및 제어 회로(140)로 전달한다. 어떤 실시예에서, 프로세서(150)는 예를 들면 마이크로 제어 장치(micro controller unit, MCU)일 수 있다.The
어떤 실시예에서, 드라이버(131, 132)와 프로세서(150)는 소정의 전원으로 공급 전압(Vs)을 공급받을 수 있다. 어떤 실시예에서, 소정의 전원은 예를 들면 벅 컨버터(buck converter)를 포함할 수 있다.In some embodiments, the
어떤 실시예에서, 도 1에 도시한 것처럼, 드라이버(132)는 프로세서(150)로부터의 음극 컨택터(122)를 제어하기 위한 제어 신호에 응답하여서 음극 컨택터(122)를 구동할 수 있다(예를 들면, 닫을 수 있다). 이 경우, 제어 회로(140)는 프로세서(150)로부터의 양극 컨택터(121)를 제어하기 위한 제어 신호와 음극 컨택터(122) 내부의 전류에 기초해서 드라이버(131)를 제어하는 제어 신호를 출력하고, 드라이버(131)는 제어 회로(140)로부터의 제어 신호에 응답하여서 양극 컨택터(121)를 구동할 수 있다(예를 들면, 닫을 수 있다). 어떤 실시예에서, 드라이버(131)는 프로세서(150)로부터의 양극 컨택터(121)를 제어하기 위한 제어 신호에 응답하여서 양극 컨택터(121)를 구동할 수 있다(예를 들면, 닫을 수 있다). 이 경우, 제어 회로(140)는 프로세서(150)로부터의 음극 컨택터(122)를 제어하기 위한 제어 신호와 양극 컨택터(121) 내부의 전류에 기초해서 드라이버(132)를 제어하는 제어 신호를 출력하고, 드라이버(132)는 제어 회로(140)로부터의 제어 신호에 응답하여서 음극 컨택터(122)를 구동할 수 있다(예를 들면, 닫을 수 있다).In some embodiments, as shown in FIG. 1 ,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 장치의 한 예를 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing an example of a battery device according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 양극 컨택터(221)는 릴레이 스위치(221a)와 릴레이 코일(221b)을 포함할 수 있다. 릴레이 스위치(221a)는 배터리 팩(210)의 양극 출력 단자(PV(+))와 양극 연결 단자(DC(+)) 사이에 연결될 수 있다. 릴레이 코일(221b)는 릴레이 스위치(221a)의 구동을 위해 제공될 수 있다. 드라이버(231)는 공급 전압(Vs)을 공급하는 전원과 릴레이 코일(221b)의 한 단자 사이에 연결되고, 릴레이 코일(221b)의 다른 단자는 공급 전압(Vs)보다 낮은 전위를 가지는 단자에 연결될 수 있다. 어떤 실시예에서, 공급 전압(Vs)보다 낮은 전위를 가지는 단자는 접지단일 수 있다. 앞으로 설명의 편의상 공급 전압(Vs)보다 낮은 전위를 가지는 단자를 접지단이라 한다.Referring to FIG. 2 , the
마찬가지로, 음극 컨택터(221)는 릴레이 스위치(222a)와 릴레이 코일(222b)을 포함할 수 있다. 릴레이 스위치(222a)는 배터리 팩(210)의 음극 출력 단자(PV(-))와 음극 연결 단자(DC(-)) 사이에 연결될 수 있다. 릴레이 코일(222b)는 릴레이 스위치(222a)의 구동을 위해 제공될 수 있다. 드라이버(232)는 공급 전압(Vs)을 공급하는 전원과 릴레이 코일(222b)의 한 단자 사이에 연결되고, 릴레이 코일(222b)의 다른 단자는 접지단에 연결될 수 있다.Similarly, the
드라이버(231, 232)에 전달되는 공급 전압(Vs)은 프로세서(250)에도 공급될 수 있다. 어떤 실시예에서, 공급 전압(Vs)은 예를 들면 벅 컨버터에서 출력되는 전압일 수 있다.The supply voltage Vs delivered to the
드라이버(231)는 인에이블 레벨(예를 들면, 하이 레벨)을 가지는 제어 신호(Cp2)에 응답하여서 소정의 전원으로부터의 공급 전압(Vs)을 릴레이 코일(221b)의 한 단자로 전달할 수 있다. 이에 따라 릴레이 코일(221b)을 통해 전류가 흐르고, 전류에 의해 자기장이 생성되고, 자기장에 의해 릴레이 스위치(221a)의 컨택트가 연결되어서 양극 컨택터(221)가 닫힐 수 있다. 디스에이블 레벨(예를 들면, 로우 레벨)을 가지는 제어 신호(Cp2)가 드라이버(231)에 공급되면, 전원(Vs)과 릴레이 코일(221b) 사이의 연결이 차단되어서, 릴레이 코일(221b)로의 전류 공급이 차단될 수 있다. 이에 따라 양극 컨택터(221)가 열릴 수 있다.The
마찬가지로, 드라이버(232)는 인에이블 레벨(예를 들면, 하이 레벨)을 가지는 제어 신호(Cn)에 응답하여서 소정의 전원으로부터의 공급 전압(Vs)을 릴레이 코일(222b)의 한 단자로 전달할 수 있다. 이에 따라 릴레이 코일(232b)을 통해 전류가 흐르고, 전류에 의해 자기장이 생성되고, 자기장에 의해 릴레이 스위치(222a)의 컨택트가 연결되어서 음극 컨택터(222)가 닫힐 수 있다. 반대로, 디스에이블 레벨(예를 들면, 로우 레벨)을 가지는 제어 신호(Cn)가 드라이버(232)에 공급되면, 전원(Vs)과 릴레이 코일(222b) 사이의 연결이 차단되어서, 릴레이 코일(222b)로의 전류 공급이 차단될 수 있다. 이에 따라 음극 컨택터(222)가 열릴 수 있다.Similarly, the
프로세서(250)는 양극 컨택터(221)를 제어하기 위한 제어 신호(Cp1)와 음극 컨택터(222)를 제어하기 위한 제어 신호(Cn)를 출력할 수 있다. 양극 컨택터(221)를 제어하기 위한 제어 신호(Cp1)는 제어 회로(240)로 전달되고, 음극 컨택터(222)를 제어하기 위한 제어 신호(Cn)는 드라이버(232)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 드라이버(232)가 동작하여서 릴레이 코일(222b)로 전류가 흐르고, 음극 컨택터(222)가 닫힐 수 있다.The
제어 회로(240)는 음극 컨택터(222) 내부에 흐르는 전류, 예를 들면 음극 컨택터(222)의 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 제어 회로(240)는 프로세서(250)로부터의 제어 신호(Cp1)가 인에이블 레벨을 가지고, 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류가 안정적인 레벨(예를 들면, 소정 레벨)로 떨어지는 경우에, 인에이블 레벨을 가지는 제어 신호(Cp2)를 드라이버(231)로 출력할 수 있다. 이에 따라, 드라이버(231)가 동작하여서 릴레이 코일(221b)로 전류가 흐르고, 양극 컨택터(221)가 닫힐 수 있다. 어떤 실시예에서, 제어 회로(240)는 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류가 임계값까지 떨어지는 경우를 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류가 안정적인 레벨로 떨어지는 경우로 판단할 수 있다.The
어떤 실시예에서, 프로세서(250)가 음극 컨택터(222)의 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류를 측정하고, 측정한 전류 값을 지시하는 값을 제어 회로(240)로 전달할 수 있다.In some embodiments, the
어떤 실시예에서, 전류 측정을 위해 릴레이 코일(222b)의 한 단자에 저항(도시하지 않음)이 연결될 수 있다. 이 경우, 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류는 저항을 통해 전압 값으로 측정될 수 있다.In some embodiments, a resistor (not shown) may be connected to one terminal of the
이와 같이, 음극 컨택터(222) 내부에 흐르는 전류가 안정된 후에, 양극 컨택터(221)가 닫히기 때문에, 음극 컨택터(222)와 양극 컨택터(221)가 동시에 닫힐 때 발생하는 피크 전류에 의해 공급 전압(Vs)을 공급하는 전원(예를 들면, 벅 컨버터)에서 전류가 제한되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 프로세서(250)의 소프트웨어 동작 대신에 하드웨어(제어 회로(240))로 음극 컨택터(222)와 양극 컨택터(221)가 동시에 닫히는 문제를 해결할 수 있다.In this way, since the
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 장치의 한 예를 나타내는 도면이다.3 is a diagram showing an example of a battery device according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 도 2에 도시한 배터리 장치와 달리 컨택터(221, 222)를 구동하기 위한 드라이버(231a, 232a)가 추가로 제공될 수 있다.Referring to FIG. 3 , unlike the battery device shown in FIG. 2 ,
드라이버(231)는 양극 컨택터(221)의 릴레이 코일(221b)의 한 단자와 공급 전압(Vs)을 공급하는 전원 사이에 연결되고, 드라이버(231a)는 릴레이 코일(221b)의 다른 단자와 접지단 사이에 연결될 수 있다. 드라이버(231, 231a)는 동일한 제어 신호(Cp2)를 수신할 수 있다. 즉, 인에이블 레벨을 가지는 제어 신호(Cp2)에 응답하여, 드라이버(231)는 공급 전압(Vs)로 릴레이 코일(221b)의 한 단자로 전달하고, 드라이버(231a)는 릴레이 코일(221b)의 다른 단자를 접지단에 연결할 수 있다. 이에 따라 릴레이 코일(221b)을 통해 전류가 흐르고, 양극 컨택터(221)가 닫힐 수 있다.The
마찬가지로, 드라이버(232)는 음극 컨택터(222)의 릴레이 코일(222b)의 한 단자와 공급 전압(Vs)을 공급하는 전원 사이에 연결되고, 드라이버(232a)는 릴레이 코일(222b)의 다른 단자와 접지단 사이에 연결될 수 있다. 드라이버(232, 232a)는 동일한 제어 신호(Cn)를 수신할 수 있다. 즉, 인에이블 레벨을 가지는 제어 신호(Cn)에 응답하여, 드라이버(232)는 공급 전압(Vs)로 릴레이 코일(222b)의 한 단자로 전달하고, 드라이버(232a)는 릴레이 코일(222b)의 다른 단자를 접지단에 연결할 수 있다. 이에 따라 릴레이 코일(222b)을 통해 전류가 흐르고, 음극 컨택터(222)가 닫힐 수 있다.Similarly, the
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 제어 회로의 한 예를 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 제어 회로에서 제어 신호의 한 예를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing an example of a control circuit of a battery device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing an example of a control signal in a control circuit of a battery device according to an embodiment of the present invention. .
도 4를 참고하면, 제어 회로(400)는 음극 컨택터(예를 들면, 도 2의 222)의 릴레이 코일(예를 들면, 도 2의 222a)에 흐르는 전류 값을 지시하는 값과 양극 컨택터(예를 들면, 도 2의 221)를 제어하기 위한 제어 신호(Cp1)를 수신하며, 비교기(410)와 논리 회로(420)를 포함할 수 있다. 비교기(410)는 음극 컨택터(222)의 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류 값을 지시하는 값과 임계값을 비교하고, 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류 값을 지시하는 값이 임계값에 도달하는 경우, 소정 레벨을 가지는 비교 결과 신호(또는 제어 신호)(Cc)를 출력할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
논리 회로(420)는 비교기(410)의 비교 결과 신호(Cc)와 프로세서(예를 들면, 도 2의 250)로부터의 제어 신호(즉, 양극 컨택터(221)를 제어하기 위한 제어 신호)(Cp1)를 논리 연산하여서 제어 신호(Cp2)를 출력할 수 있다. 어떤 실시예에서, 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류 값을 지시하는 값이 임계값에 도달하는 경우, 비교기(410)는 제어 신호의 인에이블 레벨과 동일한 레벨을 가지는 비교 결과 신호(Cc)를 출력할 수 있다. 논리 회로(420)는 비교기(410)의 비교 결과 신호(Cc)와 프로세서(250)로부터의 제어 신호(즉, 양극 컨택터(221)를 제어하기 위한 제어 신호)(Cp1)를 논리 연산하여서 제어 신호(Cp2)를 출력할 수 있다.The
도 5를 참고하면, 컨택터(221, 222)를 닫는 경우, 프로세서(250)는 t1 시점에서 양극 컨택터(221)를 제어하기 위한 제어 신호(Cp1)와 음극 컨택터(222)를 제어하기 위한 제어 신호(Cn)를 디스에이블 레벨(예를 들면, 로우 레벨)에서 인에이블 레벨(예를 들면, 하이 레벨)로 변경할 수 있다. 이에 따라, 인에이블 레벨의 제어 신호(Cn)에 응답하여서 드라이버(예를 들면, 도 2의 232)가 구동되어 음극 컨택터(222)가 닫힐 수 있다. 음극 컨택터(222)가 닫히는 순간에 흐르는 피크 전류에 의해 음극 컨택터(222)의 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류를 지시하는 값이 임계값보다 크므로, 비교기(410)는 디스에이블 레벨의 제어 신호(Cc)를 출력할 수 있다. 다음, 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류가 피크 전류에서 점점 감소하여, t2 시점에서 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류를 지시하는 값이 임계값에 도달하는 경우, 비교기(410)는 인에이블 레벨의 제어 신호(Cc)를 출력할 수 있다.Referring to FIG. 5 , when the
이 경우, t1 시점에서 t2 시점 사이의 기간 동안, 논리 회로(420)는 인에이블 레벨의 제어 신호(Cp1)와 디스에이블 레벨의 출력 신호(Cc)에 응답하여 디스에이블 레벨의 제어 신호(Cp2)를 출력할 수 있다. 그리고 t2 시점 이후에, 논리 회로(420)는 인에이블 레벨의 제어 신호(Cp1)와 인에이블 레벨의 출력 신호(Cc)에 응답하여 인에이블 레벨의 제어 신호(Cp2)를 출력할 수 있다. 따라서, 인에이블 레벨의 제어 신호(Cp2)에 응답하여 드라이버(예를 들면, 도 2의 231)가 구동되어 양극 컨택터(221)가 닫힐 수 있다. 어떤 실시예에서, 인에이블 레벨이 하이 레벨인 경우, 논리 회로(420)는 AND 게이트를 포함할 수 있다.In this case, during a period between time t 1 and time t 2 , the
어떤 실시예에서, 컨택터(221, 222)를 열기 위해서, 프로세서(250)는 디스에이블 레벨의 제어 신호(Cp1, Cn)를 출력할 수 있다. 이에 따라, 드라이버(232)가 구동되어 음극 컨택터(222)가 열릴 수 있다. 이 경우, 음극 컨택터(222)의 릴레이 코일(222b)에 흐르는 전류를 지시하는 값이 임계값보다 작으므로, 비교기(410)는 인에이블 레벨의 제어 신호(Cc)를 출력할 수 있지만, 제어 신호(Cp1)가 디스에이블 레벨을 가지므로, 논리 회로(420)는 디스에이블 레벨의 제어 신호(Cp1)와 인에이블 레벨의 제어 신호(Cc)를 논리 연산하여 디스에이블 레벨의 제어 신호(Cp2)를 출력할 수 있다. 따라서, 양극 컨택터(221)는 지연 없이 열릴 수 있다.In some embodiments, to open the
도 2 내지 도 4에서는 음극 컨택터 내부의 전류가 임계값에 도달하는 경우에 양극 컨택터를 닫는 실시예예 대해서 설명하였지만, 어떤 실시예에서, 양극 컨택터 내부의 전류(예를 들면, 양극 컨택터의 릴레이 코일의 전류)를 측정하고 양극 컨택터 내부의 전류가 임계값에 도달하는 경우에 음극 컨택터를 닫을 수도 있다.2 through 4 have been described for embodiments in which the positive contactor is closed when the current inside the negative contactor reaches a threshold value, in some embodiments, the current inside the positive contactor (e.g., the positive contactor of the relay coil) and may close the negative contactor if the current inside the positive contactor reaches a threshold value.
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.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also included in the scope of the present invention. that fall within the scope of the right.
Claims (15)
상기 배터리 팩의 제1 출력 단자와 제1 연결 단자 사이에 연결되어 있는 제1 컨택터,
상기 배터리 팩의 제2 출력 단자와 제2 연결 단자 사이에 연결되어 있는 제2 컨택터,
제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 컨택터를 구동하는 제1 드라이버,
제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 컨택터를 구동하는 제2 드라이버,
상기 제2 제어 신호와 제3 제어 신호를 출력하는 프로세서, 그리고
상기 제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 컨택터가 닫힌 후에, 상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류가 소정 레벨로 떨어지는 경우에, 상기 제3 제어 신호에 기초해서 상기 제1 제어 신호를 출력하는 제어 회로
를 포함하는 배터리 장치.battery pack,
a first contactor connected between a first output terminal of the battery pack and a first connection terminal;
a second contactor connected between a second output terminal of the battery pack and a second connection terminal;
A first driver driving the first contactor in response to a first control signal;
a second driver driving the second contactor in response to a second control signal;
A processor outputting the second control signal and the third control signal, and
Outputting the first control signal based on the third control signal when the current flowing inside the second contactor drops to a predetermined level after the second contactor is closed in response to the second control signal. control circuit
A battery device comprising a.
상기 제어 회로는 상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류를 지시하는 값이 상기 소정 레벨에 대응하는 임계값에 도달하는 경우에 상기 제3 제어 신호에 기초해서 상기 제1 제어 신호를 출력하는, 배터리 장치.In paragraph 1,
The control circuit outputs the first control signal based on the third control signal when a value indicating a current flowing inside the second contactor reaches a threshold value corresponding to the predetermined level. .
상기 제어 회로는,
상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류를 지시하는 값과 상기 임계값을 비교하는 비교기, 그리고
상기 비교기의 출력과 상기 제3 제어 신호를 논리 연산하여 상기 제1 제어 신호를 출력하는 논리 회로
를 포함하는 배터리 장치.In paragraph 2,
The control circuit,
A comparator comparing a value indicating a current flowing inside the second contactor with the threshold value, and
A logic circuit configured to perform a logic operation on an output of the comparator and the third control signal to output the first control signal.
A battery device comprising a.
상기 제3 제어 신호가 인에이블 레벨을 가지고, 상기 비교기의 출력이 상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류를 지시하는 값과 상기 임계값에 도달하는 경우에 출력되는 레벨을 가지는 경우에, 상기 논리 회로는 상기 인에이블 레벨을 가지는 상기 제1 제어 신호를 출력하는, 배터리 장치.In paragraph 3,
When the third control signal has an enable level and an output of the comparator has a value indicating a current flowing inside the second contactor and a level output when the threshold value is reached, the logic circuit outputs the first control signal having the enable level.
상기 인에이블 레벨은 하이 레벨이고,
상기 논리 게이트는 AND 게이트를 포함하는
배터리 장치.In paragraph 4,
The enable level is a high level,
The logic gate comprises an AND gate
battery device.
상기 제1 컨택터와 상기 제2 컨택터는 각각 릴레이 코일을 포함하며,
상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류는 상기 릴레이 코일의 전류를 포함하는
배터리 장치.In paragraph 1,
The first contactor and the second contactor each include a relay coil,
The current flowing inside the second contactor includes the current of the relay coil.
battery device.
상기 제1 드라이버는 공급 전압을 공급하는 전원과 상기 제1 컨택터의 상기 릴레이 코일의 한 단자 사이에 연결되며,
상기 제2 드라이버는 상기 전원과 상기 제2 컨택터의 상기 릴레이 코일의 한 단자 사이에 연결되는
배터리 장치.In paragraph 6,
The first driver is connected between a power supply supplying a supply voltage and one terminal of the relay coil of the first contactor,
The second driver is connected between the power source and one terminal of the relay coil of the second contactor.
battery device.
상기 프로세서는 상기 전원으로부터 상기 공급 전압을 공급받는, 배터리 장치.In paragraph 7,
Wherein the processor receives the supply voltage from the power source.
상기 배터리 팩의 제1 출력 단자와 제1 연결 단자 사이에 연결되어 있는 제1 컨택터,
상기 배터리 팩의 제2 출력 단자와 제2 연결 단자 사이에 연결되어 있는 제2 컨택터,
제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 컨택터를 구동하는 제1 드라이버,
제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 컨택터를 구동하는 제2 드라이버,
상기 제2 제어 신호와 제3 제어 신호를 출력하는 프로세서,
상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류를 지시하는 값과 임계값을 비교하는 비교기, 그리고
상기 비교기의 출력과 상기 제3 제어 신호를 논리 연산하여 상기 제1 제어 신호를 출력하는 논리 회로
를 포함하는 배터리 장치.battery pack,
a first contactor connected between a first output terminal of the battery pack and a first connection terminal;
a second contactor connected between a second output terminal of the battery pack and a second connection terminal;
A first driver driving the first contactor in response to a first control signal;
a second driver driving the second contactor in response to a second control signal;
A processor outputting the second control signal and the third control signal;
A comparator comparing a value indicating a current flowing inside the second contactor with a threshold value, and
A logic circuit configured to perform a logic operation on an output of the comparator and the third control signal to output the first control signal.
A battery device comprising a.
상기 제1 컨택터와 상기 제2 컨택터는 각각 릴레이 코일을 포함하며,
상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류는 상기 릴레이 코일의 전류를 포함하는
배터리 장치.In paragraph 9,
The first contactor and the second contactor each include a relay coil,
The current flowing inside the second contactor includes the current of the relay coil.
battery device.
상기 제1 드라이버는 공급 전압을 공급하는 전원과 상기 제1 컨택터의 상기 릴레이 코일의 한 단자 사이에 연결되며,
상기 제2 드라이버는 상기 전원과 상기 제2 컨택터의 상기 릴레이 코일의 한 단자 사이에 연결되는
배터리 장치.In paragraph 9,
The first driver is connected between a power supply supplying a supply voltage and one terminal of the relay coil of the first contactor,
The second driver is connected between the power source and one terminal of the relay coil of the second contactor.
battery device.
상기 프로세서는 상기 전원으로부터 상기 공급 전압을 공급받는, 배터리 장치.In paragraph 11,
Wherein the processor receives the supply voltage from the power source.
상기 제1 컨택터를 구동하는 제1 제어 신호와 상기 제2 컨택터를 구동하는 제2 제어 신호를 출력하는 단계,
상기 제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 컨택터를 닫는 단계,
상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류가 소정 레벨로 떨어지는 경우에, 상기 제1 제어 신호에 기초해서 제3 제어 신호를 생성하는 단계, 그리고
상기 제3 제어 신호에 응답하여 상기 제1 컨택터를 닫는 단계
를 포함하는 컨택터 제어 방법.A battery pack, a first contactor connected between a first output terminal and a first connection terminal of the battery pack, and a second contactor connected between a second output terminal and a second connection terminal of the battery pack A contactor control method of a battery device comprising:
outputting a first control signal for driving the first contactor and a second control signal for driving the second contactor;
closing the second contactor in response to the second control signal;
generating a third control signal based on the first control signal when the current flowing inside the second contactor drops to a predetermined level; and
closing the first contactor in response to the third control signal;
Contactor control method comprising a.
상기 제3 제어 신호를 생성하는 단계는
상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류를 지시하는 값과 상기 소정 레벨에 대응하는 임계값을 비교하여 비교 결과 신호를 출력하는 단계, 그리고
상기 비교 결과 신호와 상기 제1 제어 신호를 논리 연산하여 상기 제3 제어 신호를 생성하는 단계
를 포함하는 컨택터 제어 방법.In paragraph 13,
Generating the third control signal
comparing a value indicating a current flowing inside the second contactor with a threshold value corresponding to the predetermined level and outputting a comparison result signal; and
Generating the third control signal by performing a logical operation on the comparison result signal and the first control signal.
Contactor control method comprising a.
상기 제1 컨택터와 상기 제2 컨택터는 각각 릴레이 코일을 포함하며,
상기 제2 컨택터 내부에 흐르는 전류는 상기 릴레이 코일의 전류를 포함하는
컨택터 제어 방법.In paragraph 13,
The first contactor and the second contactor each include a relay coil,
The current flowing inside the second contactor includes the current of the relay coil.
Contactor control method.
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---|---|---|---|
KR1020210076753A KR20220167594A (en) | 2021-06-14 | 2021-06-14 | Battery apparatus and method of controlling contactor |
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