KR20230135715A - 팩 릴레이 진단이 가능한 배터리 시스템 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

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Abstract

배터리 시스템은, 복수의 배터리 팩, 상기 복수의 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩의 양극과 제1 접점 사이에 연결되어 있는 복수의 제1 릴레이, 상기 복수의 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩의 음극과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 복수의 제2 릴레이, 상기 제1 접점에 연결되어 있는 제1 배선과 상기 제2 접점에 연결되어 있는 제2 배선 사이에 양단이 연결되어 있는 커패시터, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선 사이에 직렬 연결되어 있는 저항 및 스위치, 및 웨이크업한 후, 상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이를 닫도록 제어한 후, 상기 복수의 배터리 팩으로부터 상기 커패시터로 흐르는 전류가 감지되면, 상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이를 정상으로 판단하는 복수의 팩 BMS(Battery Management System)를 포함할 수 있다.

Description

팩 릴레이 진단이 가능한 배터리 시스템 및 이를 포함하는 차량{BATTERY SYSTEM CAPABLE OF PACK RELAY DIAGNOSIS AND VEHICLE COMPRISING THE SAME}
본 개시는 팩 릴레이 진단이 가능한 배터리 시스템 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.
배터리 시스템은 정션 박스(junction box)에 병렬 연결된 복수의 배터리 팩을 포함할 수 있다. 복수의 배터리 팩으로부터 정션 박스를 통해 차량에 전력이 공급될 수 있다. 병렬 연결된 복수의 배터리 팩의 개수가 증가할수록, 배터리 시스템은 더 많은 전력을 공급할 수 있다. 복수의 배터리 팩 각각은, 정션 박스와 연결된 팩 릴레이와 팩 릴레이의 동작을 제어하는 팩 배터리 관리 시스템(Pack Battery Management System, 이하 팩 BMS)을 포함한다. 복수의 배터리 팩 각각의 릴레이가 닫히고 정션 박스의 릴레이가 닫히면 각 배터리 팩으로부터 차량에 전력이 공급될 수 있다.
팩 BMS는 웨이크업(wakeup) 한 후, 팩 릴레이가 닫히도록 제어한다. 이후, 팩 BMS는 팩 릴레이가 정상적으로 닫혔는지를 판단한다. 이하, 팩 릴레이가 정상적으로 닫혔는지 판단하는 동작을 팩 릴레이 진단이라 한다.
구체적으로, 팩 BMS는 팩 릴레이 진단을 위해서, 팩 릴레이의 양단 각각의 전압을 측정하고, 양단 전압을 비교한다. 그런데, 복수의 팩 릴레이의 일단은 정션 박스에 대해서 하나의 링크 버스바를 통해 연결되어 있으므로, 복수의 팩 릴레이 중 닫히지 않은 팩 릴레이의 일단의 전압도 배터리 팩의 전압과 유사하게 될 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 종래 방법들에 따를 때, 팩 릴레이 진단에 소요되는 시간이 상당하다.
복수의 팩 릴레이에 대해서 순차적으로 하나씩 팩 릴레이 진단을 수행하는 경우에도 상당한 시간이 소요된다.
복수의 팩 릴레이에 대한 진단에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있는 배터리 시스템 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
발명의 한 특징에 따른 배터리 시스템은, 복수의 배터리 팩, 상기 복수의 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩의 양극과 제1 접점 사이에 연결되어 있는 복수의 제1 릴레이, 상기 복수의 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩의 음극과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 복수의 제2 릴레이, 상기 제1 접점에 연결되어 있는 제1 배선과 상기 제2 접점에 연결되어 있는 제2 배선 사이에 양단이 연결되어 있는 커패시터, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선 사이에 직렬 연결되어 있는 저항 및 스위치, 및 웨이크업한 후, 상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이를 닫도록 제어한 후, 상기 복수의 배터리 팩으로부터 상기 커패시터로 흐르는 전류가 감지되면, 상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이를 정상으로 판단하는 복수의 팩 BMS(Battery Management System)를 포함할 수 있다.
발명의 다른 특징에 따른 차량은, 배터리 시스템 및 상기 배터리 시스템으로부터 전력을 공급받는 부하이거나, 상기 배터리 시스템을 충전하기 위한 전력 장치를 포함할 수 있다. 상기 배터리 시스템은, 복수의 배터리 팩, 상기 복수의 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩의 양극과 제1 접점 사이에 연결되어 있는 복수의 제1 릴레이, 상기 복수의 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩의 음극과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 복수의 제2 릴레이, 상기 제1 접점에 연결되어 있는 제1 배선과 상기 제2 접점에 연결되어 있는 제2 배선 사이에 양단이 연결되어 있는 커패시터, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선 사이에 직렬 연결되어 있는 저항 및 스위치, 및 웨이크업한 후, 상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이를 닫도록 제어한 후, 상기 복수의 배터리 팩으로부터 상기 커패시터로 흐르는 전류가 감지되면, 상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이를 정상으로 판단하는 복수의 팩 BMS(Battery Management System)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 시스템은, 상기 복수의 배터리 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩에 흐르는 전류를 감지하는 복수의 전류 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 팩 BMS 각각은, 상기 복수의 전류 센서 중 대응하는 전류 센서로부터 전류 감지 신호를 수신하고, 상기 수신한 전류 감지 신호가 영전류를 지시하는 경우, 대응하는 제1 및 제2 릴레이 중 적어도 하나가 스턱 오픈(stuck open)인 것으로 진단할 수 있다.
상기 배터리 시스템은, 상기 배터리 시스템이 동작을 종료하면, 상기 스위치를 소정의 방전 기간 동안 턴 온 시켜 상기 커패시터를 방전시키는 메인 제어 IC를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 시스템은, 상기 배터리 시스템에 연결되어 있는 전력 장치의 제1 입력단과 상기 복수의 배터리 팩의 양극 사이에 연결되어 있는 제1 메인 릴레이, 및 상기 전력 장치의 제2 입력단과 상기 복수의 배터리 팩의 음극 사이에 연결되어 있는 제2 메인 릴레이를 더 포함할 수 있다. 상기 커패시터, 상기 저항, 및 상기 스위치는, 상기 제1 메인 릴레이와 상기 제2 메인 릴레이, 그리고 상기 복수의 제1 릴레이와 상기 복수의 제2 릴레이 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1 메인 릴레이 및 상기 제2 메인 릴레이는, 상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이에 대한 진단이 수행되는 기간 동안 개방 상태로 제어될 수 있다.
본 발명은, 복수의 팩 릴레이에 대한 진단에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있는 배터리 시스템 및 이를 포함하는 차량을 제공한다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템 및 이를 포함하는 차량을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 팩 릴레이 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 이를 포함하는 차량을 도식적으로 나타낸 도면이다.
차량(3)은 배터리 시스템(1) 및 전력 장치(2)를 포함한다. 일 실시예에서는 배터리 시스템(1)이 적용된 장치로 차량을 예로 들었으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 차량(3)은 내연 기관 없이 모터로만 구동되거나, 내연 기관과 모터를 모두 포함하는 하이브리드 차량 등을 포함한다.
배터리 시스템(1)은 복수의 배터리 팩(10-30), 메인 제어 IC(Main Control Integrated Circuit)(40), 및 정션(junction) 장치(50)를 포함한다. 도 1에서는 복수의 배터리 팩의 개수가 3개인 것으로 도시되어 있으나, 발명이 이에 한정되지 않으며 배터리 시스템(1)은 4개 이상의 배터리 팩을 포함할 수 있다. 또한, 도 1에서는 복수의 배터리 팩(10-30)이 병렬 연결된 것으로 도시되어 있으나, 둘 이상의 배터리 팩이 직렬 연결되고, 직렬 연결된 복수의 배터리 팩들이 병렬 연결되어 있을 수 있다.
전력 장치(2)는 배터리 시스템(1)으로부터 전력을 공급받는 부하이거나, 배터리 시스템(1)을 충전하기 위한 충전기일 수 있다. 예를 들어, 전력 장치(2)는 차량(3)의 인버터, DC-DC 컨버터, 모터, 전자 제어 회로, OBC(On Board Charger), 고속 충전기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전력 장치(2)는 두 개의 입력 단자(IN1, IN2)를 포함한다.
복수의 배터리 팩(10-30)은 서로 병렬 연결되어, 복수의 배터리 팩(10-30)의 양단 각각은 라인(151) 및 라인(152)을 통해 정션 장치(50)에 연결되어 있다.
정션 장치(50)는 라인(151)과 전력 장치(2)의 입력단(IN1) 사이에 연결된 제1 메인 릴레이(51)와 라인(152)과 전력 장치(2)의 입력단(IN2) 사이에 연결된 제2 메인 릴레이(52)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 메인 릴레이(51, 52)는 복수의 배터리 팩(10-30)과 전력 장치(2) 간의 연결을 제어하고, 메인 제어 IC(40)는 제1 및 제2 메인 릴레이(51, 52)의 동작을 제어하는 릴레이 제어 신호(MRS)를 생성하여 정션 장치(50)에 전송할 수 있다.
정션 장치(50)는 릴레이 제어 신호(MRS)에 따라 제1 및 제2 메인 릴레이(51, 52)의 개방 및 닫힘을 제어할 수 있다. 도 1에서는 정션 장치(50)가 한 쌍의 메인 릴레이를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 전력 장치(2)의 구성 개수에 따라 메인 릴레이 쌍의 개수가 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 정션 장치(50)는 진단 회로(53)를 더 포함한다. 진단 회로(53)는 저항(531), 스위치(532), 및 커패시터(533)를 포함한다.
저항(531)의 일단은 배선(151)에 연결되어 있고, 저항(531)의 타단은 스위치(532)의 일단에 연결되어 있으며, 스위치(532)의 타단은 배선(152)에 연결되어 있다. 커패시터(533)의 일단은 배선(151)에 연결되어 있고, 커패시터(533)의 타단은 배선(152)에 연결되어 있다. 스위치(532)는 메인 제어 장치(40)로부터 전송되는 방전 신호(DS)에 따라 스위칭 동작할 수 있다. 졍선 장치(50)에서 진단 회로(53)는 제1 메인 릴레이(51) 및 제2 메인 릴레이(52)와 복수의 릴레이(101, 102, 201, 202, 301, 302) 사이에 연결되어야 한다. 메인 제어 IC(40)는 복수의 릴레이(101, 102, 201, 202, 301, 302)에 대한 팩 릴레이 진단 기간 동안, 제1 및 제2 메인 릴레이(51, 52)를 개방 상태로 제어할 수 있다.
도 1에 도시된 것과 달리, 진단 회로(53)는 정션 장치(50)와 구분된 별도의 구성으로 구현될 수 있다. 이 경우에도, 진단 회로(53)는 정션 장치(50)와 복수의 릴레이(101, 102, 201, 202, 301, 302) 사이에 연결되어야 한다.
복수의 배터리 팩(10-30)은 복수의 배터리 셀(11-14, 21-24, 31-34), 복수의 팩 배터리 관리 시스템(100, 200, 300), 복수의 릴레이(101, 102, 201, 202, 310, 302), 및 복수의 전류 센서(103, 203, 303)를 포함한다. 팩 배터리 관리 시스템을 이하, 팩 BMS(Battery Management System)라 한다. 도 1에서는 복수의 배터리 팩(10-30) 각각이 4개의 배터리 셀(11-14, 21-24, 31-34)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예로 발명이 이에 한정되지 않는다. 또한, 복수의 배터리 팩(10-30) 각각이 두 개의 릴레이를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예로 릴레이의 개수는 적어도 하나일 수 있다.
복수의 팩 BMS(100, 200, 300) 각각은 대응하는 복수의 배터리 셀(11-14, 21-24, 31-34)에 연결되어, 복수의 배터리 셀(11-14, 21-24, 31-34)의 셀 전압을 측정한다. 복수의 팩 BMS(100, 200, 300) 각각은 대응하는 배터리 팩(10, 20, 30) 각각의 전압(이하, 배터리 팩 전압), 전류(이하, 배터리 팩 전류), 및 온도(이하, 배터리 팩의 온도)를 획득할 수 있다. 복수의 팩 BMS(100, 200, 300) 각각은 대응하는 복수의 배터리 셀(11-14, 21-24, 31-34)의 셀 전압, 배터리 팩 전류 등에 기초하여 배터리 팩(10-30)의 충방전을 제어하고, 복수의 배터리 셀(11-14, 21-24, 31-34)에 대한 셀 밸런싱 동작을 제어 및 수행할 수 있다.
복수의 팩 BMS(100, 200, 300)은 복수의 배터피 팩(10-30)의 충방전 제어를 위해서, 복수의 릴레이(101, 102, 201, 202, 301, 302) 각각의 개방 및 닫힘을 제어할 수 있다. 릴레이(101)는 배터리 팩(10)의 양극과 접점(P+) 사이에 연결되어 있고, 릴레이(102)는 배터리 팩(10)의 음극과 접점(P-) 사이에 연결되어 있다. 릴레이(201)는 배터리 팩(20)의 양극과 접점(P+) 사이에 연결되어 있고, 릴레이(202)는 배터리 팩(20)의 음극과 접점(P-) 사이에 연결되어 있다. 릴레이(301)는 배터리 팩(30)의 양극과 접점(P+) 사이에 연결되어 있고, 릴레이(302)는 배터리 팩(30)의 음극과 접점(P-) 사이에 연결되어 있다.
복수의 팩 BMS(100, 200, 300) 각각은 대응하는 두 릴레이(101/102, 201/202, 301/302)의 개방 및 닫힘을 제어하는 두 구동 신호(RLS1/RLS2, RLS3/RLS4, RLS5/RLS6)를 생성하여 대응하는 두 릴레이(101/102, 201/202, 301/302)에 공급할 수 있다.
메인 제어 IC(40)는 복수의 팩 BMS(100, 200, 300)으로부터 복수의 배터리 셀(11-15, 21-25, 31-35)의 셀 전압, 복수의 배터리 팩(10, 20, 30)에 대한 배터리 팩 전압, 배터리 팩 전류, 및 배터리 팩 온도 등에 관한 정보를 수신할 수 있다. 메인 제어 IC(40)는 외부로 전력을 공급하기 위해서 복수의 팩 BMS(100, 200, 300)에 전력 제어 신호를 공급하거나, 복수의 배터리 팩(10, 20, 30)의 충전을 위해서 충전 제어 신호를 복수의 팩 BMS(100, 200, 300)에 공급할 수 있다. 그 외에도, 메인 제어 IC(40)는 배터리 시스템(1)의 운영에 필요한 제어를 수행하고, 배터리 시스템(1)의 이상 상태가 감지되면 보호 동작을 기동하여 제어할 수 있다.
복수의 전류 센서(103, 203, 303) 각각은 배터리 팩 전류를 측정하여 복수의 팩 BMS(100, 200, 300) 각각에 측정한 전류를 지시하는 신호(이하, 전류 감지 신호)(IS1, IS2, IS3)를 전송할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 팩 릴레이 진단 방법을 나타낸 순서도이다.
차량(3)의 시동-온에 따라 복수의 팩 BMS(100, 200, 300)는 웨이크업 한다(S1). 복수의 팩 BMS(100, 200, 300)는 웨이크업한 후, 복수의 릴레이(101/102, 201/202, 301/302)의 정상 닫힘 여부를 결정할 수 있다.
복수의 팩 BMS(100, 200, 300) 각각은 웨이크업한 후, 대응하는 두 릴레이(101/102, 201/202, 301/302)를 닫도록 제어한다(S2).
복수의 팩 BMS(100, 200, 300) 각각은 대응하는 두 릴레이(101/102, 201/202, 301/302)를 닫도록 제어한 시점이후 대응하는 전류 센서(103, 203, 303)로부터 수신한 전류 감지 신호(IS1, IS2, IS3)를 모니터링 할 수 있다(S3).
복수의 팩 BMS(100, 200, 300) 각각은 대응하는 전류 감지 신호(IS1, IS2, IS3)를 모니터링한 결과에 기초하여 대응하는 두 릴레이(101/102, 201/202, 301/302)가 정상적으로 닫혔는지를 결정할 수 있다(S4). 복수의 팩 BMS(100, 200, 300) 각각이 대응하는 두 릴레이(101/102, 201/202, 301/302)의 상태를 진단하는 기간 동안 정션 장치(50)의 제1 및 제2 메인 릴레이(51, 52)는 개방 상태이다.
웨이크업 직후 대응하는 두 릴레이(101/102, 201/202, 301/302)가 정상적으로 닫혔다면, 해당 배터리 팩(10, 20, 30)으로부터 커패시터(533)로 전류가 흐르게 되고, 대응하는 전류 센서(103, 203, 303)가 전류를 감지할 수 있다.
예를 들어, 두 릴레이(101, 102)가 팩 BMS(100)로부터 닫힘을 지시하는 릴레이 제어 신호(RLS1, RLS2)를 수신한다. 두 릴레이(101, 102) 모두가 정상적으로 닫히는 경우, 배터리 팩(10)으로부터 커패시터(533)로 전류가 흐르고, 전류 센서(103)는 커패시터(533)로 흐르는 전류를 감지하여 전류 감지 신호(IS1)를 생성한다. 전류 감지 신호(IS1)는 팩 BMS(100)에 전송되고, 팩 BMS(100)는 전류 감지 신호(IS1)에 기초하여 두 릴레이(101, 102) 모두가 정상적으로 닫혔다고 결정한다. 만약, 두 릴레이(101, 102) 중 적어도 하나가 스턱오픈(stuck open) 상태라면, 닫힘 제어에도 불구하고 두 릴레이(101, 102) 중 적어도 하나는 닫히지 않는다. 그러면, 배터리 팩(10)으로부터 커패시터(533)로 전류가 흐르지 않는다. 팩 BMS(100)는 전류 센서(103)로부터 수신한 전류 감지 신호(IS1)가 영전류를 지시할 경우, 두 릴레이(101, 102) 중 적어도 하나가 스턱오픈인 것으로 결정할 수 있다.
두 릴레이(201, 202)가 팩 BMS(200)로부터 닫힘을 지시하는 릴레이 제어 신호(RLS3, RLS4)를 수신한다. 두 릴레이(201, 202) 모두가 정상적으로 닫히는 경우, 배터리 팩(20)으로부터 커패시터(533)로 전류가 흐르고, 전류 센서(203)는 커패시터(533)로 흐르는 전류를 감지하여 전류 감지 신호(IS2)를 생성한다. 전류 감지 신호(IS2)는 팩 BMS(200)에 전송되고, 팩 BMS(200)는 전류 감지 신호(IS2)에 기초하여 두 릴레이(201, 202) 모두가 정상적으로 닫혔다고 결정한다. 만약, 두 릴레이(201, 202) 중 적어도 하나가 스턱오픈(stuck open) 상태라면, 닫힘 제어에도 불구하고 두 릴레이(201, 202) 중 적어도 하나는 닫히지 않는다. 그러면, 배터리 팩(20)으로부터 커패시터(533)로 전류가 흐르지 않는다. 팩 BMS(200)는 전류 센서(203)로부터 수신한 전류 감지 신호(IS2)가 영전류를 지시할 경우, 두 릴레이(201, 202) 중 적어도 하나가 스턱오픈인 것으로 결정할 수 있다.
두 릴레이(301, 302)가 팩 BMS(300)로부터 닫힘을 지시하는 릴레이 제어 신호(RLS3, RLS4)를 수신한다. 두 릴레이(301, 302) 모두가 정상적으로 닫히는 경우, 배터리 팩(30)으로부터 커패시터(533)로 전류가 흐르고, 전류 센서(303)는 커패시터(533)로 흐르는 전류를 감지하여 전류 감지 신호(IS3)를 생성한다. 전류 감지 신호(IS3)는 팩 BMS(300)에 전송되고, 팩 BMS(300)는 전류 감지 신호(IS3)에 기초하여 두 릴레이(301, 302) 모두가 정상적으로 닫혔다고 결정한다. 만약, 두 릴레이(301, 302) 중 적어도 하나가 스턱오픈(stuck open) 상태라면, 닫힘 제어에도 불구하고 두 릴레이(301, 302) 중 적어도 하나는 닫히지 않는다. 그러면, 배터리 팩(30)으로부터 커패시터(533)로 전류가 흐르지 않는다. 팩 BMS(300)는 전류 센서(303)로부터 수신한 전류 감지 신호(IS3)가 영전류를 지시할 경우, 두 릴레이(301, 302) 중 적어도 하나가 스턱오픈인 것으로 결정할 수 있다.
복수의 팩 BMS(100, 200, 300)은 배터리 시스템(1)이 동작을 시작할 때 동시에 웨이크업할 수 있다. 메인 제어 IC(40)는 배터리 시스템(1)이 동작을 종료하면, 스위치(532)를 소정의 방전 기간 동안 턴 온 시키는 방전 신호(DS)를 생성하다. 그러면, 커패시터(533)가 저항(531) 및 스위치(532)를 통해 방전될 수 있다. 소정의 방전 기간은 커패시터(533)가 영전압으로 방전될 수 있는 충분한 시간으로 설정될 수 있다. 배터리 시스템(1)은 차량(3)의 시동-온에 따라 동작을 시작하고, 차량(3)의 시동-오프에 따라 동작을 종료할 수 있다. 배터리 시스템(1)이 동작은 전력을 공급하는 방전 동작 및 전력을 공급받는 충전 동작을 포함할 수 있다.
복수의 팩 BMS(100, 200, 300) 각각은 대응하는 두 릴레이에 대한 진단 결과가 스턱오픈인 경우, 메인 제어 IC(40)에 이를 알릴 수 있다. 메인 제어 IC(40)는 복수의 릴레이(101, 102, 201, 202, 301, 302) 중 스턱오픈인 릴레이가 있을 경우, 제1 및 제2 릴레이(51, 52)를 개방 상태로 유지할 수 있다. 메인 제어 IC(40)는 복수의 릴레이(101, 102, 201, 202, 301, 302) 모두가 정상 상태일 때 정션 장치(50)의 제1 및 제2 릴레이(51, 52)를 닫히도록 제어한다. 메인 제어 IC(40)는 제1 및 제2 메인 릴레이(51, 52)를 개방 상태로 제어하기 위해서 오프 레벨의 릴레이 제어 신호(MRS)를 생성하여 정션 장치(50)에 전송할 수 있다. 정션 장치(50)는 제1 및 제2 메인 릴레이(51, 52)를 닫힘 상태로 제어하기 위해서 온 레벨의 릴레이 제어 신호(MRS)를 생성하여 정션 장치(50)에 전송할 수 있다.
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: 전력 장치
3: 차량
10-30: 배터리 팩
100, 200, 300: 팩(pack) 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)
40: 메인 제어 IC
50: 정션 장치
53: 진단 회로

Claims (12)

  1. 복수의 배터리 팩;
    상기 복수의 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩의 양극과 제1 접점 사이에 연결되어 있는 복수의 제1 릴레이;
    상기 복수의 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩의 음극과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 복수의 제2 릴레이;
    상기 제1 접점에 연결되어 있는 제1 배선과 상기 제2 접점에 연결되어 있는 제2 배선 사이에 양단이 연결되어 있는 커패시터;
    상기 제1 배선과 상기 제2 배선 사이에 직렬 연결되어 있는 저항 및 스위치; 및
    웨이크업한 후, 상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이를 닫도록 제어한 후, 상기 복수의 배터리 팩으로부터 상기 커패시터로 흐르는 전류가 감지되면, 상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이를 정상으로 판단하는 복수의 팩 BMS(Battery Management System)를 포함하는, 배터리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩에 흐르는 전류를 감지하는 복수의 전류 센서를 더 포함하는, 배터리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 팩 BMS 각각은,
    상기 복수의 전류 센서 중 대응하는 전류 센서로부터 전류 감지 신호를 수신하고, 상기 수신한 전류 감지 신호가 영전류를 지시하는 경우, 대응하는 제1 및 제2 릴레이 중 적어도 하나가 스턱 오픈(stuck open)인 것으로 진단하는, 배터리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 시스템이 동작을 종료하면, 상기 스위치를 소정의 방전 기간 동안 턴 온 시켜 상기 커패시터를 방전시키는 메인 제어 IC를 더 포함하는, 배터리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 시스템에 연결되어 있는 전력 장치의 제1 입력단과 상기 복수의 배터리 팩의 양극 사이에 연결되어 있는 제1 메인 릴레이; 및
    상기 전력 장치의 제2 입력단과 상기 복수의 배터리 팩의 음극 사이에 연결되어 있는 제2 메인 릴레이를 더 포함하고,
    상기 커패시터, 상기 저항, 및 상기 스위치는,
    상기 제1 메인 릴레이와 상기 제2 메인 릴레이, 그리고 상기 복수의 제1 릴레이와 상기 복수의 제2 릴레이 사이에 위치하는,
    배터리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 메인 릴레이 및 상기 제2 메인 릴레이는,
    상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이에 대한 진단이 수행되는 기간 동안 개방 상태로 제어되는,
    배터리 시스템.
  7. 배터리 시스템; 및
    상기 배터리 시스템으로부터 전력을 공급받는 부하이거나, 상기 배터리 시스템을 충전하기 위한 전력 장치를 포함하고,
    상기 배터리 시스템은,
    복수의 배터리 팩;
    상기 복수의 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩의 양극과 제1 접점 사이에 연결되어 있는 복수의 제1 릴레이;
    상기 복수의 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩의 음극과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 복수의 제2 릴레이;
    상기 제1 접점에 연결되어 있는 제1 배선과 상기 제2 접점에 연결되어 있는 제2 배선 사이에 양단이 연결되어 있는 커패시터;
    상기 제1 배선과 상기 제2 배선 사이에 직렬 연결되어 있는 저항 및 스위치; 및
    웨이크업한 후, 상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이를 닫도록 제어한 후, 상기 복수의 배터리 팩으로부터 상기 커패시터로 흐르는 전류가 감지되면, 상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이를 정상으로 판단하는 복수의 팩 BMS(Battery Management System)를 포함하는,
    차량.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 시스템은,
    상기 복수의 배터리 팩 각각에 대하여, 대응하는 배터리 팩에 흐르는 전류를 감지하는 복수의 전류 센서를 더 포함하는,
    차량.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 팩 BMS 각각은,
    상기 복수의 전류 센서 중 대응하는 전류 센서로부터 전류 감지 신호를 수신하고, 상기 수신한 전류 감지 신호가 영전류를 지시하는 경우, 대응하는 제1 및 제2 릴레이 중 적어도 하나가 스턱 오픈(stuck open)인 것으로 진단하는,
    차량.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 시스템은,
    상기 차량이 시동 오프되면, 상기 스위치를 소정의 방전 기간 동안 턴 온 시켜 상기 커패시터를 방전시키는 메인 제어 IC를 더 포함하는,
    차량.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 전력 장치의 제1 입력단과 상기 복수의 배터리 팩의 양극 사이에 연결되어 있는 제1 메인 릴레이; 및
    상기 전력 장치의 제2 입력단과 상기 복수의 배터리 팩의 음극 사이에 연결되어 있는 제2 메인 릴레이를 더 포함하고,
    상기 커패시터, 상기 저항, 및 상기 스위치는,
    상기 제1 메인 릴레이와 상기 제2 메인 릴레이, 그리고 상기 복수의 제1 릴레이와 상기 복수의 제2 릴레이 사이에 위치하는, 차량.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배터리 시스템은,
    상기 복수의 제1 릴레이 및 상기 복수의 제2 릴레이에 대한 진단이 수행되는 기간 동안 상기 제1 메인 릴레이 및 상기 제2 메인 릴레이를 개방 상태로 제어하는,
    차량.
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