KR20230089713A - Battery management apparatus and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통합형 배터리 관리 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 장치는, 배터리 모듈의 일 단과 외부 부하를 연결하는 제1 라인 상에 배치되는 제1 릴레이, 상기 배터리 모듈의 타 단과 외부 부하를 연결하는 제2 라인 상에 배치되는 제2 릴레이, 상기 제2 릴레이 및 상기 배터리 모듈 사이의 전류를 검출하는 전류 센서, 및 과전류 이벤트 발생 시, 상기 제1 릴레이의 상태 정보 및 상기 전류 센서에 의해 검출된 전류 정보에 기초하여 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이 중 어느 하나를 차단하는 게이트 드라이버를 포함한다.The present invention relates to an integrated battery management device and a control method thereof, and the device according to the present invention includes a first relay disposed on a first line connecting one end of a battery module and an external load, the other end of the battery module and an external load. A second relay disposed on a second line connecting a load, a current sensor for detecting a current between the second relay and the battery module, and state information of the first relay and the current sensor when an overcurrent event occurs and a gate driver blocking any one of the first relay and the second relay based on current information detected by
Description
본 발명은 통합형 배터리 관리 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated battery management device and a control method thereof.
배터리 시스템은 배터리 모듈, 배터리 단속 장치, 배터리 관리 장치, 냉각 장치 등으로 나눌 수 있다. 배터리 단속 장치는 배터리를 사용할 때만 연결하여 고전압으로부터 사용자를 보호하고, 누설을 제한하고, 이상 동작 시 배터리를 보호한다.The battery system can be divided into a battery module, a battery regulator, a battery management device, and a cooling device. The battery regulator connects only when the battery is in use, protecting users from high voltage, limiting leakage, and protecting the battery in case of abnormal operation.
배터리 단속 장치의 주요 구성품으로는 기계식 릴레이, 퓨즈, 전류 센서 및 프리차징 회로 등이 포함될 수 있다. 기계식 릴레이는 배터리의 전기적 연결이 필요할 때 연결하고, 이상 과전류 발생 등으로 인해 차단이 필요한 상황에서 안전하게 회로를 차단하는 역할을 한다. 기계식 릴레이는 수백 암페어(A)의 전류를 차단할 수 있다.The main components of a battery regulator may include mechanical relays, fuses, current sensors, and precharging circuits. The mechanical relay plays a role in connecting when electrical connection of the battery is required and safely breaking the circuit in a situation where blocking is required due to abnormal overcurrent. Mechanical relays can break hundreds of amperes (A) of current.
퓨즈는 외부 쇼트 등으로 인해 기계식 릴레이로 차단이 어려운 대전류가 발생하는 경우 안전하게 단선을 유도하는 역할을 한다. 퓨즈는 수백 암페어(A) 이상의 대전류를 차단할 수 있다.A fuse plays a role of safely inducing disconnection when a large current that is difficult to block with a mechanical relay occurs due to an external short circuit. Fuses can block large currents of hundreds of amperes (A) or more.
배터리 시스템은 차량 충돌 사고, 정비 사고, 전압 부품의 고장 등으로 인해 외부 회로에서 단락이 발생할 수 있다. 이때, 발생하는 단락 전류는 적게는 3천 암페어(A)가 발생하고, 크게는 2만 암페어(A)의 대전류가 순간적으로 발생할 수 있다. 이 경우, 발생하는 단락 전류가 차단되지 않을 경우 배터리 폭발이나 화재 등으로 이어질 수 있다.In the battery system, a short circuit may occur in an external circuit due to a vehicle crash accident, a maintenance accident, or a failure of a voltage component. At this time, the generated short-circuit current may generate as little as 3,000 amperes (A), and a large current as large as 20,000 amperes (A) may instantaneously occur. In this case, if the generated short-circuit current is not blocked, it may lead to battery explosion or fire.
이를 방지하기 위하여, 종래에는 퓨즈를 배터리와 직렬로 연결하여 순간적으로 발생하는 과전류를 차단하기 위해 회로가 단선되도록 하였다. In order to prevent this, conventionally, a fuse is connected in series with a battery so that a circuit is disconnected in order to cut off an instantaneous overcurrent.
하지만, 퓨즈는 오랜 기간 사용할 경우 통전 성능이 저하되어 단선을 유발할 수 있다. 이를 보상하기 위해 퓨즈의 정격을 상향하게 되면 퓨즈와 연결되는 전선도 함께 상향해야 하므로 재료비 및 중량의 증가 요인이 된다. 또한, 퓨즈는 한번 끊어지면 재사용이 불가능하기 때문에 반드시 교체해야 하기 때문에, 퓨즈 교체에 따른 비용이 발생하였다.However, if the fuse is used for a long period of time, its conduction performance may be deteriorated, causing disconnection. In order to compensate for this, if the rating of the fuse is increased, the wire connected to the fuse must also be increased, which increases material cost and weight. In addition, since the fuse cannot be reused once blown, it must be replaced without fail, resulting in cost associated with replacing the fuse.
본 발명의 목적은, 배터리 시스템의 배터리 단속 장치와 배터리 관리 장치를 통합하여 구성함으로써 배터리 시스템의 구성을 단순화시키도록 한, 통합형 배터리 관리 장치 및 그의 제어 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an integrated battery management device and a control method thereof, which simplify the configuration of a battery system by integrating a battery control device and a battery management device of a battery system.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 일부 기계식 릴레이를 전자식 릴레이로 대체하여 단락 전류를 차단하도록 함으로써 전류 차단의 안정성 및 신뢰성을 향상시키면서, 남은 기계식 릴레이의 수명을 증가시키도록 한, 통합형 배터리 관리 장치 및 그의 제어 방법을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to replace some mechanical relays with electronic relays to block short circuit current, thereby improving the stability and reliability of current blocking, while increasing the lifespan of the remaining mechanical relays, an integrated battery management device and It is to provide its control method.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 배터리 관리 장치는, 배터리 모듈의 일 단과 외부 부하를 연결하는 제1 라인 상에 배치되는 제1 릴레이, 상기 배터리 모듈의 타 단과 외부 부하를 연결하는 제2 라인 상에 배치되는 제2 릴레이, 상기 제2 릴레이 및 상기 배터리 모듈 사이의 전류를 검출하는 전류 센서, 및 과전류 이벤트 발생 시, 상기 제1 릴레이의 상태 정보 및 상기 전류 센서에 의해 검출된 전류 정보에 기초하여 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이 중 어느 하나를 차단하도록 하는 게이트 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 한다.An integrated battery management device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a first relay disposed on a first line connecting one end of a battery module and an external load, the other end of the battery module and an external load. A second relay disposed on a second line connecting the second relay, a current sensor for detecting a current between the second relay and the battery module, and when an overcurrent event occurs, by the state information of the first relay and the current sensor and a gate driver configured to cut off any one of the first relay and the second relay based on the detected current information.
일 실시예에서, 상기 제1 릴레이는, 반도체 소자를 포함하는 전자식 릴레이인 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the first relay is characterized in that the electromagnetic relay including a semiconductor device.
일 실시예에서, 상기 제2 릴레이는, 기계식 릴레이 및 퓨즈를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the second relay is characterized in that it is configured to include a mechanical relay and a fuse.
일 실시예에서, 상기 게이트 드라이버는, 상기 전류 센서에 의해 검출되는 전류 정보를 실시간으로 감시하여 소정 레벨 이상의 전류가 검출되면 상기 과전류 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the gate driver may monitor current information detected by the current sensor in real time and determine that the overcurrent event has occurred when a current of a predetermined level or more is detected.
일 실시예에서, 상기 게이트 드라이버는, 상기 제1 릴레이의 정션 온도, 상기 전류 센서에 의해 검출된 현재 전류 및 현재까지 누적하여 검출된 누적 전류가 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는지 판단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the gate driver determines whether the junction temperature of the first relay, the current detected by the current sensor, and the cumulative current accumulated up to now satisfy a cut-off condition of the first relay. to be characterized
일 실시예에서, 상기 게이트 드라이버는, 상기 제1 릴레이의 정션 온도가 미리 설정된 기준 온도 미만이고, 상기 전류 센서에 의해 검출된 현재 전류가 미리 설정된 기준 전류 미만이고, 현재까지 누적된 누적 전류가 미리 설정된 기준 누적 전류 미만인 경우 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the gate driver may determine whether a junction temperature of the first relay is less than a preset reference temperature, a current current detected by the current sensor is less than a preset reference current, and an accumulated current accumulated up to now. It is characterized in that it is determined that the blocking condition of the first relay is satisfied when it is less than the set reference cumulative current.
일 실시예에서, 상기 게이트 드라이버는, 상기 제1 릴레이의 정션 온도, 상기 현재 전류 및 상기 누적 전류가 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는 경우, 상기 제1 릴레이를 차단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the gate driver may cut off the first relay when the junction temperature, the current current, and the cumulative current of the first relay satisfy cut-off conditions of the first relay.
일 실시예에서, 상기 게이트 드라이버는, 상기 제1 릴레이의 정션 온도, 상기 현재 전류 및 상기 누적 전류 중 적어도 하나 이상이 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 제2 릴레이를 차단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the gate driver blocks the second relay when at least one of the junction temperature, the current current, and the cumulative current of the first relay does not satisfy a cutoff condition of the first relay. characterized by
일 실시예에서, 상기 게이트 드라이버는, 상기 과전류 이벤트 발생 시, 상기 배터리 모듈과 연결된 라인의 융착 상태를 진단하고, 융착에 의한 차단 횟수를 카운트하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the gate driver may diagnose a fusion state of a line connected to the battery module and count the number of interruptions due to fusion when the overcurrent event occurs.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법은, 배터리 모듈과 외부 부하를 연결하는 제1 라인 및 제2 라인 상에 배치되는 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 상태를 감시하고, 상기 제2 릴레이 및 상기 배터리 모듈 사이의 전류를 감시하며 과전류 이벤트가 발생하는지를 판단하는 단계, 상기 과전류 이벤트 발생 시, 상기 제1 릴레이의 상태 정보 및 상기 전류 센서에 의해 검출된 전류 정보에 기초하여 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이 중 어느 하나를 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a control method of an integrated battery management device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a first relay and a first relay disposed on a first line and a second line connecting a battery module and an external load. Monitoring the state of 2 relays, monitoring the current between the second relay and the battery module and determining whether an overcurrent event occurs, when the overcurrent event occurs, by the state information of the first relay and the current sensor and blocking any one of the first relay and the second relay based on the detected current information.
일 실시예에서, 상기 제1 릴레이는, 반도체 소자를 포함하는 전자식 릴레이인 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the first relay is characterized in that the electromagnetic relay including a semiconductor device.
일 실시예에서, 상기 제2 릴레이는, 기계식 릴레이 및 퓨즈를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the second relay is characterized in that it is configured to include a mechanical relay and a fuse.
일 실시예에서, 상기 과전류 이벤트가 발생하는지를 판단하는 단계는, 상기 전류 센서에 의해 검출되는 전류 정보를 실시간으로 감시하여 소정 레벨 이상의 전류가 검출되면 상기 과전류 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of determining whether the overcurrent event occurs includes monitoring current information detected by the current sensor in real time and determining that the overcurrent event has occurred when a current of a predetermined level or more is detected. to be characterized
일 실시예에서, 상기 차단하는 단계는, 상기 제1 릴레이의 정션 온도, 상기 전류 센서에 의해 검출된 현재 전류 및 현재까지 누적하여 검출된 누적 전류가 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는지 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the blocking may include determining whether the junction temperature of the first relay, the current detected by the current sensor, and the cumulative accumulated current accumulated up to now satisfy the blocking condition of the first relay. It is characterized by including steps.
일 실시예에서, 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는지 판단하는 단계는, 상기 제1 릴레이의 정션 온도가 미리 설정된 기준 온도 미만이고, 상기 전류 센서에 의해 검출된 현재 전류가 미리 설정된 기준 전류 미만이고, 현재까지 누적된 누적 전류가 미리 설정된 기준 누적 전류 미만인 경우 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of determining whether the blocking condition of the first relay is satisfied is that the junction temperature of the first relay is less than a preset reference temperature, and the current detected by the current sensor is less than a preset reference current. and determining that a cut-off condition of the first relay is satisfied when an accumulated current accumulated up to now is less than a preset reference accumulated current.
일 실시예에서, 상기 차단하는 단계는, 상기 제1 릴레이의 정션 온도, 상기 현재 전류 및 상기 누적 전류가 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는 경우, 상기 제1 릴레이를 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the blocking step includes blocking the first relay when the junction temperature, the current current, and the cumulative current of the first relay satisfy a blocking condition of the first relay. characterized by
일 실시예에서, 상기 차단하는 단계는, 상기 제1 릴레이의 정션 온도, 상기 현재 전류 및 상기 누적 전류 중 적어도 하나 이상이 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 제2 릴레이를 차단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the blocking step may include blocking the second relay when at least one of the junction temperature, the current current, and the cumulative current of the first relay does not satisfy the blocking condition of the first relay. It is characterized by doing.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법은, 상기 차단하는 단계 이후에, 상기 배터리 모듈과 연결된 라인의 융착 상태를 진단하는 단계, 및 상기 융착에 의한 차단 횟수를 카운트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the control method of the integrated battery management device according to the present invention, after the blocking step, diagnosing the fusion state of the line connected to the battery module, and counting the number of interruptions due to the fusion It is characterized in that it further comprises.
본 발명에 따르면, 배터리 시스템의 배터리 단속 장치와 배터리 관리 장치를 통합하여 구성함으로써 배터리 시스템의 구성을 단순화시킴으로써 시스템 구성의 용이성이 증대되는 효과가 있다.According to the present invention, the configuration of the battery system is simplified by integrating the battery control device and the battery management device of the battery system, thereby increasing the ease of system configuration.
또한, 본 발명에 따르면, 일부 기계식 릴레이를 전자식 릴레이로 대체하여 단락 전류를 차단하도록 함으로써 전류 차단의 안정성 및 신뢰성을 향상시키면서, 남은 기계식 릴레이의 수명을 증가시키는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by replacing some mechanical relays with electronic relays to block the short-circuit current, there is an effect of improving the stability and reliability of current blocking and increasing the lifespan of the remaining mechanical relays.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 배터리 관리 장치의 과전류 판단 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 배터리 관리 장치의 제1 릴레이를 이용한 제어 동작을 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 배터리 관리 장치의 제2 릴레이를 이용한 제어 동작을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a battery system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an embodiment referenced to describe an overcurrent determination operation of an integrated battery management device according to an embodiment of the present invention.
3A is a diagram illustrating a control operation using a first relay of an integrated battery management device according to an embodiment of the present invention.
3B is a diagram illustrating a control operation using a second relay of an integrated battery management device according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams illustrating an operational flow of a control method of an integrated battery management device according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function hinders understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. In addition, unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a battery system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 배터리 시스템은 배터리 모듈(10), 외부 부하(20) 및 통합형 배터리 관리 장치(100)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a battery system may include a
배터리 모듈(10)은 외부 부하(20)로 전력을 공급하기 위한 주 동력원으로서, 통합형 배터리 관리 모듈을 통해 외부 부하(20)로 구동 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(10)은 차량의 동작 모드에 따라 외부 부하(20)로부터 충전 전력을 공급받아 충전될 수도 있다.The
여기서, 배터리 모듈(10)은 복수 개의 배터리가 결합된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 복수 개의 배터리는 고전압 배터리일 수 있다. Here, the
외부 부하(20)는 차량의 구동을 위해 전력을 소비하는 인버터(미도시) 및 모터(미도시) 등이 해당될 수 있다. 여기서, 인버터는 통합형 배터리 관리 장치(100)로부터 공급된 배터리 모듈(10)의 직류 전력을 모터에서 사용 가능한 형태의 교류 전력으로 변환하여 모터로 공급하는 역할을 한다. 이때, 인버터는 배터리 모듈(10)로부터 공급된 전력을 이용하여 충전되고, 충전된 전력을 이용하여 모터에 일정한 전력을 공급하기 위한 인버터 커패시터가 포함될 수 있다.The
통합형 배터리 관리 장치(100)는 배터리 모듈(10) 및 외부 부하(20) 사이에 배치되며, 배터리 모듈(10)로부터 외부 부하(20)로 공급되는 전력을 관리하는 역할을 한다.The integrated battery management device 100 is disposed between the
여기서, 통합형 배터리 관리 장치(100)는 배터리 모듈(10) 및 외부 부하(20) 사이의 출력 전력을 모니터링하며 릴레이 동작을 제어하는 배터리 관리 장치와 배터리 관리 장치의 제어에 따라 릴레이를 구동하는 배터리 단속 장치가 통합된 형태로 구성된다.Here, the integrated battery management device 100 monitors the output power between the
통합형 배터리 관리 장치(100)는 제1 릴레이(110), 프리차징 회로(120), 제2 릴레이(130), 전류 센서(140) 및 게이트 드라이버(150)를 포함한다.The integrated battery management device 100 includes a
제1 릴레이(110)는 배터리 모듈(10)과 외부 부하(20) 사이를 연결하는 라인 중 배터리 모듈(10)의 일 단, 예를 들어, 양극(+) 단에 연결된 제1 라인 상에 배치되는 릴레이이다. 이때, 제1 릴레이(110)는 전자식 릴레이로 구성될 수 있다. 여기서, 전자식 릴레이는 적어도 하나의 반도체 소자, 예를 들어, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)를 포함할 수 있다.The
전자식 릴레이는 기계식 릴레이에 비해 차단 가능한 전류의 용량이 적지만, 반응 속도가 빠르다. 따라서, 전자식 릴레이는 융착(단락) 발생 시 단시간 내에 과전류를 차단하여 배터리 및 주변 부품을 안전하게 보호할 수 있다.Compared to mechanical relays, electronic relays have a smaller capacity for interrupting current, but respond faster. Therefore, the electronic relay can safely protect the battery and peripheral components by blocking overcurrent within a short period of time when fusion (short circuit) occurs.
제2 릴레이(130)는 배터리 모듈(10)과 외부 부하(20) 사이를 연결하는 라인 중 배터리 모듈(10)의 타 단, 예를 들어, 음극(-) 단에 연결된 제2 라인 상에 배치되는 릴레이이다. 여기서, 제2 릴레이(130)는 기계식 릴레이로 구성될 수 있다. 여기서, 기계식 릴레이는 퓨즈와 함께 구성될 수 있다.The
기계식 릴레이는 전자식 릴레이에 비해 반응 속도는 느리지만, 차단 가능한 전류의 용량이 크다. 따라서, 기계식 릴레이는 융착(단락)으로 인해 기준 전류 이상의 과전류 발생 시 접점이 개방되지 않도록 버티고, 그 사이 퓨즈가 끊어지도록 하여 배터리를 보호할 수 있다.Mechanical relays have a slower reaction speed than electronic relays, but have a large capacity for breaking current. Therefore, the mechanical relay can protect the battery by preventing the contact from being opened when an overcurrent higher than the reference current occurs due to fusion (short circuit) and causing the fuse to break in the meantime.
제1 릴레이(110) 및 제2 릴레이(130)는 배터리 모듈(10)과 외부 부하(20) 사이의 전류 공급을 단속하는 스위칭 수단으로서, 게이트 드라이버(150)의 제어에 의해 연결 상태가 제어될 수 있다. 이때, 제1 릴레이(110) 및 제2 릴레이(130)는 배터리 모듈(10)과 외부 부하(20) 사이에 소정 레벨 이상의 과전류가 발생하는 경우 해당 과전류를 차단하기 위한 목적으로 이용될 수 있다. 이에, 게이트 드라이버(150)는 과전류 발생 시 전자식 릴레이 및 기계식 릴레이의 특성에 맞게 제1 릴레이(110) 및 제2 릴레이(130) 중 어느 하나의 릴레이를 이용하여 과전류가 차단되도록 제어할 수 있다.The
프리차징 회로(120)는 제1 라인 상의 제1 릴레이(110)에 병렬로 연결되어, 제1 릴레이(110)를 우회하는 전류 공급을 단속하는 회로이다. 프리차징 회로(120)는 프리차지 릴레이(미도시) 및 프리차지 저항(미도시)을 포함할 수 있다.The
프리차지 회로는 배터리 모듈(10)로부터 초기 전력 공급 시, 외부 부하(20) 측으로 급격한 전류가 출력됨에 따라 인버터 커패시터가 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 배터리 모듈(10)의 전력 공급을 위해 제1 릴레이(110) 및 제2 릴레이(130)가 온 제어되기 이전에, 프리차지 릴레이(미도시)가 온 제어됨에 따라 배터리 모듈(10)로부터 출력된 전류를 외부 부하(20)로 출력하여 외부 부하(20) 측의 인버터 커패시터가 충전될 수 있다. 이때, 프리차지 릴레이(미도시)는 인버터 커패시터의 충전이 완료되면 오프 제어되고, 이후 제1 릴레이(110) 및 제2 릴레이(130)가 온 제어될 수 있다. The precharge circuit serves to prevent the inverter capacitor from being damaged as a sudden current is output to the
제1 릴레이(110) 및 제2 릴레이(130)가 온 제어되는 경우, 배터리 모듈(10)의 전력이 외부 부하(20)로 공급되어 인버터 및 모터가 구동하게 된다.When the
전류 센서(140)는 제2 라인 상에 배치되는 제2 릴레이(130)의 출력단에 연결되어, 제2 릴레이(130)로부터의 출력 전류를 검출한다. 전류 센서(140)는 제2 릴레이(130)와 배터리 모듈(10)의 음극(-) 단 사이의 제2 라인 상에 배치될 수 있다. 이때, 전류 센서(140)는 검출된 전류 정보를 게이트 드라이버(150)로 제공한다.The
게이트 드라이버(150)는 통합형 배터리 관리 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있으며,The
여기서, 본 실시예에 따른 게이트 드라이버(150)는 프로세서(processor)나 CPU(central processing unit)와 같은 하드웨어 장치이거나, 또는 프로세서에 의하여 구현되는 프로그램일 수 있다. Here, the
일 예로, 게이트 드라이버(150)는 배터리의 상태 정보, 예를 들어, 배터리의 온도, 전압, 충/방전 전류, 배터리 SOC(State Of Charge) 등을 수집하고, 수집된 배터리의 상태 정보를 확인하여 배터리 상태가 일정한 수준 이상을 유지할 수 있도록 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS) 형태로 구현될 수 있다.For example, the
배터리 모듈(10) 측 혹은 외부 부하(20) 측의 라인에 융착(단락)이 발생하는 경우, 소정 레벨 이상의 과전류가 발생하게 된다. 이때, 배터리 모듈(10)로 소정 레벨 이상의 과전류가 인가되는 경우 부품이 손상될 수 있다.When fusion (short circuit) occurs in a line on the
이를 방지하기 위하여, 게이트 드라이버(150)는 전류 센서(140)에 의해 검출된 전류 정보를 감시하며, 제1 릴레이(110) 및 제2 릴레이(130)의 상태 정보를 실시간으로 감시한다. 이때, 게이트 드라이버(150)는 전류 센서(140)에 의해 검출된 전류 정보에 기초하여 과전류 이벤트가 발생하는지를 판단한다. To prevent this, the
배터리 모듈(10) 및 외부 부하(20) 사이에서 전류 센서(140)에 의해 검출된 전류 변화는 도 2의 실시예를 참조하도록 한다.The current change detected by the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 배터리 관리 장치의 과전류 판단 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면으로서, 배터리 모듈과 연결된 라인 상의 전류 변화를 나타낸 것이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment referred to in describing an overcurrent determination operation of an integrated battery management device according to an embodiment of the present invention, and shows a change in current on a line connected to a battery module.
도 2에 도시된 바와 같이, 과전류를 판단하는 전류 레벨의 경계치가 'X'라 가정했을 때, 게이트 드라이버(150)는 전류 센서(140)로부터 'X' 이상의 전류가 검출되면 과전류 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.As shown in FIG. 2, when it is assumed that the threshold of the current level for determining overcurrent is 'X', the
게이트 드라이버(150)는 과전류 이벤트 발생 시, 제1 릴레이(110)의 상태 정보 및 전류 센서(140)에 의해 검출된 전류 정보에 기초하여 제1 릴레이(110) 및 제2 릴레이(130) 중 어느 하나를 과전류 차단을 위한 차단 릴레이로 결정할 수 있다.When an overcurrent event occurs, the
여기서, 게이트 드라이버(150)는 제1 릴레이(110)의 온도 정보, 전류 센서(140)에 의해 검출된 현재 전류 및 현재까지 누적된 누적 전류에 기초하여 제1 릴레이(110)의 차단 조건을 만족하는지를 판단할 수 있다. Here, the
여기서, 제1 릴레이(110)는 전자식 릴레이로, 제2 릴레이(130)에 비해 반응 속도가 빠른 반면, 차단 가능한 전류의 용량이 적다. 한편, 제2 릴레이(130)는 기계식 릴레이로, 제1 릴레이(110)에 비해 반응 속도가 느린 반면, 차단 가능한 전류의 용량이 크다. 하지만, 기계식 릴레이의 경우 사용 횟수가 증가함에 따라 릴레이 성능이 저하되기 때문에 부품의 수명이 단축될 수 있다. Here, the
따라서, 게이트 드라이버(150)는 과전류 이벤트 발생 시, 제1 릴레이(110)에 의해 차단 가능한 과전류의 경우 제1 릴레이(110)를 이용하여 차단하고, 제1 릴레이(110)에 차단 불가능한 상태의 과전류인 경우에만 제2 릴레이(130)를 이용함으로써, 기계식 릴레이의 수명이 단축되는 것을 방지하도록 한다.Therefore, when an overcurrent event occurs, the
일 예로, 게이트 드라이버(150)는 제1 릴레이(110)에 포함된 반도체 소자의 온도인 정션 온도가 미리 설정된 기준 온도 미만이고, 전류 센서(140)에 의해 검출된 현재 전류가 미리 설정된 기준 전류 미만이고, 현재까지 누적된 누적 전류가 미리 설정된 기준 누적 전류 미만인 경우 제1 릴레이(110)의 차단 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.For example, in the
이때, 게이트 드라이버(150)는 정션 온도, 현재 전류 및 누적 전류가 제1 릴레이(110)의 차단 조건을 만족하는 경우 제1 릴레이(110)를 차단 릴레이로 결정할 수 있다. In this case, the
한편, 게이트 드라이버(150)는 정션 온도, 현재 전류 및 누적 전류가 제1 릴레이(110)의 차단 조건을 만족하지 않는 경우 제2 릴레이(130)를 차단 릴레이로 결정할 수 있다. Meanwhile, the
도 3a 및 도 3b는 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 이용한 제어 동작을 도시한 도면으로서, 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 배터리 관리 장치의 제1 릴레이를 이용한 제어 동작을 나타낸 것이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 배터리 관리 장치의 제2 릴레이를 이용한 제어 동작을 나타낸 것이다.3A and 3B are diagrams illustrating a control operation using a first relay and a second relay, and FIG. 3A shows a control operation using a first relay of an integrated battery management device according to an embodiment of the present invention, 3B illustrates a control operation using a second relay of an integrated battery management device according to an embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 게이트 드라이버(150)는 정션 온도, 현재 전류 및 누적 전류가 제1 릴레이(110)의 차단 조건을 만족함에 따라 제1 릴레이(110)가 차단 릴레이로 결정된 경우, 제1 릴레이(110)로 과전류 차단을 위한 제1 제어 신호를 출력할 수 있다. Referring to FIG. 3A , the
여기서, 게이트 드라이버(150)는 제1 제어라인을 통해 제1 릴레이(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에, 게이트 드라이버(150)는 제1 제어라인을 통해 제1 제어 신호를 제1 릴레이(110)로 출력할 수 있다. Here, the
따라서, 제1 릴레이(110)는 게이트 드라이버(150)로부터 수신된 제1 제어 신호에 기초하여 오프 상태로 제어됨에 따라 과전류를 차단할 수 있다.Accordingly, the
도 3b를 참조하면, 게이트 드라이버(150)는 정션 온도, 현재 전류 및 누적 전류가 제1 릴레이(110)의 차단 조건을 만족하지 않음에 따라 제2 릴레이(130)가 차단 릴레이로 결정된 경우, 제2 릴레이(130)로 과전류 차단을 위한 제2 제어 신호를 출력할 수 있다.Referring to FIG. 3B , the
여기서, 게이트 드라이버(150)는 제2 제어라인을 통해 제2 릴레이(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에, 게이트 드라이버(150)는 제2 제어라인을 통해 제2 제어 신호를 제2 릴레이(130)로 출력할 수 있다.Here, the
따라서, 제2 릴레이(130)는 게이트 드라이버(150)로부터 수신된 제2 제어 신호에 기초하여 오프 상태로 제어됨에 따라 과전류를 차단할 수 있다. 여기서, 제2 릴레이(130)는 함께 구성된 퓨즈를 이용하여 기준 전류 이상의 과전류를 차단할 수 있다.Accordingly, the
이와 같이, 제1 릴레이(110)에 의해 과전류 차단이 가능한 조건에서는 제1 릴레이(110)를 이용하여 빠르게 과전류를 차단함으로써 배터리 모듈(10) 및 주변 부품을 보호함과 동시에, 제2 릴레이(130)의 사용을 최소화함으로써 부품의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다. 이 경우, 퓨즈 및 기계식 릴레이의 부품 교체로 인한 교체 비용을 최소화할 수 있게 된다.In this way, under the condition that overcurrent can be blocked by the
게이트 드라이버(150)는 제1 릴레이(110) 또는 제2 릴레이(130)를 이용하여 과전류를 차단한 이후, 배터리 모듈(10)과 연결된 라인 상의 융착(단락)을 진단하고, 융착(단락)에 의한 차단 횟수를 누적하여 카운트한다.After the
이때, 게이트 드라이버(150)는 융착(단락) 상태를 차량 내 제어기들로 전달하여 차량 제어에 참고하도록 할 수 있다. 또한, 게이트 드라이버(150)는 융착(단락) 상태를 디스플레이 등을 통해 안내함으로써 사용자가 융착 상태를 인지하도록 할 수도 있다.At this time, the
도 1에는 도시하지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 배터리 관리 장치(100)는 통신부 및 저장부를 더 포함할 수도 있다.Although not shown in FIG. 1 , the integrated battery management device 100 according to an embodiment of the present invention may further include a communication unit and a storage unit.
통신부는 차량에 구비된 전장품 및/또는 제어기들과의 차량 네트워크 통신을 위한 통신모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 차량 네트워크 통신 기술로는 CAN(Controller Area Network) 통신, LIN(Local Interconnect Network) 통신, 플렉스레이(Flex-Ray) 통신 등이 포함될 수 있다. The communication unit may include a communication module for vehicle network communication with electrical components and/or controllers provided in the vehicle. Here, the vehicle network communication technology may include CAN (Controller Area Network) communication, LIN (Local Interconnect Network) communication, Flex-Ray communication, and the like.
또한, 통신부는 무선 인터넷 접속을 위한 통신모듈 또는 근거리 통신(Short Range Communication)을 위한 통신모듈을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 무선 인터넷 기술로는 무선랜(Wireless LAN, WLAN), 와이브로(Wireless Broadband, Wibro), 와이파이(Wi-Fi), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등이 포함될 수 있다. 또한, 근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), UWB(Ultra-Wideband), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선통신(Infrared Data Association, IrDA) 등이 포함될 수 있다.Also, the communication unit may further include a communication module for wireless Internet access or a communication module for short range communication. Here, the wireless Internet technology may include wireless LAN (WLAN), wireless broadband (Wibro), Wi-Fi, and World Interoperability for Microwave Access (Wimax). In addition, short-range communication technologies may include Bluetooth, ZigBee, Ultra-Wideband (UWB), Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), and the like.
저장부는 통합형 배터리 관리 장치(100)가 동작하는데 필요한 데이터 및/또는 알고리즘 등을 저장할 수 있다. The storage unit may store data and/or algorithms necessary for the integrated battery management device 100 to operate.
일 예로서, 저장부는 통합형 배터리 관리 장치에서 과전류 이벤트의 발생 여부를 판단하기 위해 설정된 조건 정보가 저장될 수 있으며, 제1 릴레이(110)의 차단 조건을 만족하는지를 판단하기 위한 조건 정보가 저장될 수도 있다. 또한, 저장부는 통합형 배터리 관리 장치(100)에서 제1 릴레이(110) 및 제2 릴레이(130)를 제어하거나, 제1 릴레이(110) 또는 제2 릴레이(130)를 이용하여 과전류를 차단하기 위한 명령 및/또는 알고리즘 등이 저장될 수도 있다.As an example, the storage unit may store condition information set to determine whether an overcurrent event occurs in the integrated battery management device, or may store condition information for determining whether a blocking condition of the
여기서, 저장부는 RAM(Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)와 같은 저장매체를 포함할 수 있다.Here, the storage unit is a storage medium such as RAM (Random Access Memory), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) can include
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 장치의 동작 흐름을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation flow of the device according to the present invention configured as described above will be described in more detail.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.4 and 5 are diagrams illustrating an operational flow of a control method of an integrated battery management device according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 통합형 배터리 관리 장치(100)의 게이트 드라이버(150)는 제2 릴레이(130)와 배터리 모듈(10) 사이에 배치된 전류 센서(140)를 통해 검출되는 전류 정보를 실시간으로 감시한다. 이때, 게이트 드라이버(150)는 전류 센서(140)에 의해 검출된 전류 정보에 기초하여 과전류 이벤트가 발생하는지를 판단한다(S110). 'S110' 과정에서, 게이트 드라이버(150)는 전류 센서(140)로부터 'X' 이상의 전류가 검출되면 과전류 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
'S110' 과정에서 과전류 이벤트 발생한 것으로 판단되는 경우, 게이트 드라이버(150)는 제1 릴레이(110)의 상태 정보를 확인한다(S120). 'S120' 과정에서, 게이트 드라이버(150)는 제1 릴레이(110)에 대한 정션 온도를 확인할 수 있다.When it is determined that an overcurrent event has occurred in step 'S110', the
게이트 드라이버(150)는 'S120' 과정에서 확인된 정션 온도와, 전류 센서(140)에 의해 검출된 전류 정보에 기초하여 제1 릴레이(110)의 차단 조건을 만족하는지를 판단한다(S130).The
여기서, 'S130' 과정에 대한 세부 동작은 도 5의 실시예를 참조하도록 한다.Here, the detailed operation of the 'S130' process refers to the embodiment of FIG. 5 .
도 5를 참조하면, 게이트 드라이버(150)는 제1 릴레이(110)의 정션 온도가 미리 설정된 기준 온도 미만인지를 확인한다(S131).Referring to FIG. 5 , the
또한, 게이트 드라이버(150)는 전류 센서(140)에 의해 검출된 현재 전류가 미리 설정된 기준 전류 미만인지를 확인한다(S133).In addition, the
또한, 게이트 드라이버(150)는 현재까지 누적된 누적 전류가 미리 설정된 기준 누적 전류 미만인지를 확인한다(S135).In addition, the
게이트 드라이버(150)는 'S131' 내지 'S135' 과정을 통해 제1 릴레이(110)의 정션 온도가 미리 설정된 기준 온도 미만이고, 전류 센서(140)에 의해 검출된 현재 전류가 미리 설정된 기준 전류 미만이고, 현재까지 누적된 누적 전류가 미리 설정된 기준 누적 전류 미만인 경우, 제1 릴레이(110)의 차단 조건을 만족하는 것으로 판단한다(S137).The
한편, 게이트 드라이버(150)는 'S131' 내지 'S135' 과정을 통해 제1 릴레이(110)의 차단 조건 중 어느 하나라도 만족하지 않으면, 제1 릴레이(110)의 차단 조건을 만족하지 않는 것으로 판단한다(S139).Meanwhile, the
이와 같이, 게이트 드라이버(150)는 도 5의 'S131' 내지 'S139' 과정들을 통해 정션 온도와, 전류 센서(140)에 의해 검출된 전류 정보가 제1 릴레이(110)의 차단 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 제1 릴레이(110) 기반의 전류 차단 제어를 수행한다(S140). 'S140' 과정에서, 게이트 드라이버(150)는 제1 릴레이(110)로 과전류 차단을 위한 제1 제어 신호를 출력할 수 있다. 이에, 전자식의 제1 릴레이(110)는 제1 제어 신호에 기초하여 오프 상태로 제어됨에 따라 과전류를 차단할 수 있다.In this way, the
한편, 게이트 드라이버(150)는 도 5의 'S131' 내지 'S139' 과정들을 통해 정션 온도와, 전류 센서(140)에 의해 검출된 전류 정보가 제1 릴레이(110)의 차단 조건을 만족하지 않는 것으로 판단되면, 제2 릴레이(130) 기반의 전류 차단 제어를 수행한다(S150). 'S150' 과정에서, 게이트 드라이버(150)는 제2 릴레이(130)로 과전류 차단을 위한 제2 제어 신호를 출력할 수 있다. 이에, 기계식의 제2 릴레이(130)는 제2 제어 신호에 기초하여 오프 상태로 제어됨에 따라 과전류를 차단할 수 있다.Meanwhile, the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
10: 배터리 모듈
20: 외부 부하
100: 통합형 배터리 관리 장치
110: 제1 릴레이
120: 프리차징 회로
130: 제2 릴레이
140: 전류 센서
150: 게이트 드라이버10: battery module 20: external load
100: integrated battery management device 110: first relay
120: precharging circuit 130: second relay
140: current sensor 150: gate driver
Claims (18)
상기 배터리 모듈의 타 단과 외부 부하를 연결하는 제2 라인 상에 배치되는 제2 릴레이;
상기 제2 릴레이 및 상기 배터리 모듈 사이의 전류를 검출하는 전류 센서; 및
과전류 이벤트 발생 시, 상기 제1 릴레이의 상태 정보 및 상기 전류 센서에 의해 검출된 전류 정보에 기초하여 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이 중 어느 하나를 차단하는 게이트 드라이버;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치.a first relay disposed on a first line connecting one end of the battery module and an external load;
a second relay disposed on a second line connecting the other end of the battery module and an external load;
a current sensor detecting a current between the second relay and the battery module; and
a gate driver blocking one of the first relay and the second relay based on state information of the first relay and current information detected by the current sensor when an overcurrent event occurs;
Integrated battery management device comprising a.
상기 제1 릴레이는,
반도체 소자를 포함하는 전자식 릴레이인 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치.The method of claim 1,
The first relay,
Integrated battery management device, characterized in that the electronic relay including a semiconductor device.
상기 제2 릴레이는,
기계식 릴레이 및 퓨즈를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치.In claim 1,
The second relay,
An integrated battery management device comprising a mechanical relay and fuse.
상기 게이트 드라이버는,
상기 전류 센서에 의해 검출되는 전류 정보를 실시간으로 감시하여 소정 레벨 이상의 전류가 검출되면 상기 과전류 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치.In claim 1,
The gate driver,
The integrated battery management device, characterized in that for monitoring the current information detected by the current sensor in real time and determining that the overcurrent event has occurred when a current of a predetermined level or more is detected.
상기 게이트 드라이버는,
상기 제1 릴레이의 정션 온도, 상기 전류 센서에 의해 검출된 현재 전류 및 현재까지 누적하여 검출된 누적 전류가 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는지 판단하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치.The method of claim 1,
The gate driver,
The integrated battery management device, characterized in that for determining whether the junction temperature of the first relay, the current detected by the current sensor, and the cumulative current accumulated and detected until now satisfy a cut-off condition of the first relay.
상기 게이트 드라이버는,
상기 제1 릴레이의 정션 온도가 미리 설정된 기준 온도 미만이고, 상기 전류 센서에 의해 검출된 현재 전류가 미리 설정된 기준 전류 미만이고, 현재까지 누적된 누적 전류가 미리 설정된 기준 누적 전류 미만인 경우 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치.The method of claim 5,
The gate driver,
The first relay when the junction temperature of the first relay is less than the preset reference temperature, the current detected by the current sensor is less than the preset reference current, and the cumulative current accumulated up to now is less than the preset reference cumulative current An integrated battery management device, characterized in that for determining that the blocking condition of the is satisfied.
상기 게이트 드라이버는,
상기 제1 릴레이의 정션 온도, 상기 현재 전류 및 상기 누적 전류가 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는 경우, 상기 제1 릴레이를 차단하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치.The method of claim 5,
The gate driver,
The integrated battery management device, characterized in that for blocking the first relay when the junction temperature of the first relay, the current current and the cumulative current satisfies a cut-off condition of the first relay.
상기 게이트 드라이버는,
상기 제1 릴레이의 정션 온도, 상기 현재 전류 및 상기 누적 전류 중 적어도 하나 이상이 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 제2 릴레이를 차단하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치.The method of claim 5,
The gate driver,
And when at least one of the junction temperature of the first relay, the current current, and the cumulative current does not satisfy a cut-off condition of the first relay, the second relay is cut off.
상기 게이트 드라이버는,
상기 과전류 이벤트 발생 시, 상기 배터리 모듈과 연결된 라인의 융착 상태를 진단하고, 융착에 의한 차단 횟수를 카운트하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치.The method of claim 1,
The gate driver,
When the overcurrent event occurs, the integrated battery management device, characterized in that for diagnosing the fusion state of the line connected to the battery module, and counting the number of cuts due to fusion.
상기 과전류 이벤트 발생 시, 상기 제1 릴레이의 상태 정보 및 상기 전류 센서에 의해 검출된 전류 정보에 기초하여 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이 중 어느 하나를 차단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법.The states of the first relay and the second relay disposed on the first line and the second line connecting the battery module and the external load are monitored, and the current detected by the current sensor between the second relay and the battery module is measured. Monitoring and determining whether an overcurrent event occurs; and
blocking one of the first relay and the second relay based on state information of the first relay and current information detected by the current sensor when the overcurrent event occurs;
Control method of an integrated battery management device comprising a.
상기 제1 릴레이는,
반도체 소자를 포함하는 전자식 릴레이인 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법.The method of claim 10,
The first relay,
Control method of an integrated battery management device, characterized in that the electronic relay including a semiconductor device.
상기 제2 릴레이는,
기계식 릴레이 및 퓨즈를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법.The method of claim 10,
The second relay,
A control method of an integrated battery management device comprising a mechanical relay and a fuse.
상기 과전류 이벤트가 발생하는지를 판단하는 단계는,
상기 전류 센서에 의해 검출되는 전류 정보를 실시간으로 감시하여 소정 레벨 이상의 전류가 검출되면 상기 과전류 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법.The method of claim 10,
The step of determining whether the overcurrent event occurs,
and monitoring the current information detected by the current sensor in real time and determining that the overcurrent event has occurred when a current of a predetermined level or more is detected.
상기 차단하는 단계는,
상기 제1 릴레이의 정션 온도, 상기 전류 센서에 의해 검출된 현재 전류 및 현재까지 누적하여 검출된 누적 전류가 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는지 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법.The method of claim 10,
The blocking step is
and determining whether a junction temperature of the first relay, a current current detected by the current sensor, and an accumulated current accumulated and detected up to now satisfy a cut-off condition of the first relay. How to control the device.
상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는지 판단하는 단계는,
상기 제1 릴레이의 정션 온도가 미리 설정된 기준 온도 미만이고, 상기 전류 센서에 의해 검출된 현재 전류가 미리 설정된 기준 전류 미만이고, 현재까지 누적된 누적 전류가 미리 설정된 기준 누적 전류 미만인 경우 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법.The method of claim 14,
Determining whether the blocking condition of the first relay is satisfied,
The first relay when the junction temperature of the first relay is less than the preset reference temperature, the current detected by the current sensor is less than the preset reference current, and the cumulative current accumulated up to now is less than the preset reference cumulative current A control method of an integrated battery management device comprising the step of determining that the blocking condition of is satisfied.
상기 차단하는 단계는,
상기 제1 릴레이의 정션 온도, 상기 현재 전류 및 상기 누적 전류가 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하는 경우, 상기 제1 릴레이를 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법.The method of claim 14,
The blocking step is
and blocking the first relay when the junction temperature, the current current, and the cumulative current of the first relay satisfy a cutoff condition of the first relay. .
상기 차단하는 단계는,
상기 제1 릴레이의 정션 온도, 상기 현재 전류 및 상기 누적 전류 중 적어도 하나 이상이 상기 제1 릴레이의 차단 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 제2 릴레이를 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법.The method of claim 14,
The blocking step is
and blocking the second relay when at least one of the junction temperature of the first relay, the current current, and the cumulative current does not satisfy a cutoff condition of the first relay. Control method of management device.
상기 차단하는 단계 이후에, 상기 배터리 모듈과 연결된 라인의 융착 상태를 진단하는 단계: 및
상기 융착에 의한 차단 횟수를 카운트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 배터리 관리 장치의 제어 방법.
The method of claim 10,
After the blocking step, diagnosing the fusion state of the line connected to the battery module: and
The control method of the integrated battery management device, characterized in that it further comprises the step of counting the number of cut-off by the fusion.
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---|---|---|---|
KR1020210178342A KR20230089713A (en) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Battery management apparatus and control method thereof |
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