KR20240030552A - 회로 부품의 고장 진단 시스템 및 고장 진단 방법 - Google Patents

회로 부품의 고장 진단 시스템 및 고장 진단 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240030552A
KR20240030552A KR1020220109742A KR20220109742A KR20240030552A KR 20240030552 A KR20240030552 A KR 20240030552A KR 1020220109742 A KR1020220109742 A KR 1020220109742A KR 20220109742 A KR20220109742 A KR 20220109742A KR 20240030552 A KR20240030552 A KR 20240030552A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current value
fault diagnosis
shunt resistor
value
circuit
Prior art date
Application number
KR1020220109742A
Other languages
English (en)
Inventor
조성현
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020220109742A priority Critical patent/KR20240030552A/ko
Publication of KR20240030552A publication Critical patent/KR20240030552A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/203—Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/146—Measuring arrangements for current not covered by other subgroups of G01R15/14, e.g. using current dividers, shunts, or measuring a voltage drop
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0038—Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing pulses or pulse trains according to amplitude)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/10—Measuring sum, difference or ratio
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16571—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing AC or DC current with one threshold, e.g. load current, over-current, surge current or fault current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/1659—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 to indicate that the value is within or outside a predetermined range of values (window)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 시스템은, 배터리와 연결된 회로 상의 부품을 진단하기 위한 고장 진단 시스템으로서, 상기 회로 상에 구비된 션트 저항의 양단간 전압 차를 기초로, 상기 션트 저항에 흐르는 전류값을 산출하는 전류 측정 장치; 기정의된 저항값을 갖는 테스트 저항을 포함하고, 상기 회로와 선택적으로 연결되도록 구성되며, 상기 회로와 연결되는 경우 상기 테스트 저항과 상기 션트 저항이 직렬로 연결되도록 구성되는, 테스트 회로; 및 상기 테스트 회로가 상기 회로와 연결되면, 상기 전류 측정 장치에 의해 산출되는 제1 전류값, 및 상기 테스트 저항의 저항값에 기초하여 산출되는, 상기 테스트 저항에 흐르는 제2 전류값을 기초로, 상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는, 고장 진단 장치;를 포함할 수 있다.

Description

회로 부품의 고장 진단 시스템 및 고장 진단 방법{FAULT DIAGNOSIS SYSTEM AND METHOD OF CIRCUIT COMPONENT}
본 발명은 회로 부품의 고장 진단 시스템 및 고장 진단 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 테스트 회로를 이용하여 회로 상의 부품의 고장 여부를 진단할 수 있는, 회로 부품의 고장 진단 시스템 및 고장 진단 방법에 관한 것이다.
이차 전지는 방전 이후에도 충전을 통해 재사용이 가능한 전지로, 휴대용 전화기, 태블릿 PC, 청소기 등 소형 디바이스의 에너지원으로 활용될 수 있으며, 자동차, 스마트 그리드용 ESS(Energy Storage System) 등 중대형 디바이스의 에너지원으로서도 활용되고 있다.
이차 전지는 시스템의 요구 조건에 따라 다수의 배터리 셀들이 직병렬로 연결된 배터리 모듈, 또는 배터리 모듈들이 직병렬로 연결된 배터리 팩 등의 어셈블리 형태로 시스템에 적용된다. 전기자동차 등 중대형 디바이스의 경우, 해당 디바이스의 요구 용량을 만족시키기 위하여, 다수의 배터리 팩이 병렬로 연결된 고용량의 배터리 시스템이 적용될 수 있다.
배터리 어셈블리의 충방전을 제어하거나 상태를 진단하기 위해, 배터리 어셈블리에서 출력되거나 입력되는 전류를 측정하여야 한다. 일반적으로, 배터리 어셈블리와 연결된 회로 상에 구비되는 션트 저항을 이용해, 배터리 어셈블리의 입출력 전류를 측정하는 방식이 활용되고 있다.
도 1은, 션트 저항을 이용한 전류 측정 방법을 설명하기 위한 참고도이다. 도 1을 참조하면, 전류 측정 장치가, 션트 저항의 양단간 전압 차 및 션트 저항의 저항 값을 기초로 션트 저항에 흐르는 전류의 값을 산출하고, 산출된 전류 값을 제어 유닛(MCU; Micro Controller Unit)으로 전달한다.
이 때, 션트 저항에 고장이 발생된 경우, 전류 측정 장치에서 산출되는 전류 값이 부정확하기 때문에, 션트 저항에 대한 고장 여부를 정확하게 진단할 필요가 있다.
종래 기술에 따른 션트 저항의 고장 진단 방법은, 션트 저항의 개방(open) 고장만을 진단할 수 있으며, 단락(short) 고장은 진단할 수 없는 문제점이 있었다. 보다 구체적으로, 도 1에서, 션트 저항의 개방 고장 발생시, 션트 저항의 양단에 높은 전압차가 발생되고, 이에 따라 전류 측정 장치에 의해 측정되는 전류 값이 정상 전류값을 크게 초과하게 되어, 제어 유닛(MCU)이 션트 저항의 개방 고장을 감지할 수 있다. 그러나, 션트 저항의 단락 고장 발생시, 션트 저항 양단간 전압은 O [V]가 되고, 전류 측정 장치에 의해 측정되는 전류 값은 O [A]가 되어, 제어 유닛(MCU)은 션트 저항의 단락 고장을 감지할 수 없게 된다.
이에, 배터리와 연결된 회로상 구비되는 션트 저항의 개방 고장 여부를 진단할 수 있는 고장 진단 기술이 필요하다.
한국 등록특허 10- 2432892호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배터리와 연결된 회로 상의 부품을 진단하기 위한 고장 진단 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 이러한 고장 진단 시스템 내에 위치한 고장 진단 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 이러한 고장 진단 장치에 의한 고장 진단 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 시스템은, 배터리와 연결된 회로 상의 부품을 진단하기 위한 고장 진단 시스템으로서, 상기 회로 상에 구비된 션트 저항의 양단간 전압 차를 기초로, 상기 션트 저항에 흐르는 전류값을 산출하는 전류 측정 장치; 기정의된 저항값을 갖는 테스트 저항을 포함하고, 상기 회로와 선택적으로 연결되도록 구성되며, 상기 회로와 연결되는 경우 상기 테스트 저항과 상기 션트 저항이 직렬로 연결되도록 구성되는, 테스트 회로; 및 상기 테스트 회로가 상기 회로와 연결되면, 상기 전류 측정 장치에 의해 산출되는 제1 전류값, 및 상기 테스트 저항의 저항값에 기초하여 산출되는, 상기 테스트 저항에 흐르는 제2 전류값을 기초로, 상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는, 고장 진단 장치;를 포함할 수 있다.
상기 고장 진단 장치는, 상기 테스트 저항의 저항값, 상기 션트 저항의 저항값, 및 상기 배터리의 전압 값에 기초하여, 상기 제2 전류값를 산출할 수 있다.
상기 고장 진단 장치는, 기정의된 시간 간격으로 상기 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정 장치로부터 상기 배터리의 전압 값을 수신하고, 수신된 전압 값에 기초하여, 기정의된 단위 시간마다 상기 제2 전류값을 산출할 수 있다.
상기 고장 진단 장치는, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값을 비교하고, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값이 상이한 경우, 상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다.
상기 고장 진단 장치는, 상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다. 여기에서, 상기 고장 진단 장치는, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제1 임계 값을 초과하거나, 또는 제1 전류 값이 기정의된 제2 임계값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다.
상기 고장 진단 장치는, 상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값을 초과하며, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제3 임계 값을 초과하거나, 또는 상기 제1 전류 값이 기정의된 제4 임계값을 초과하는 경우, 상기 션트 저항에 개방(open) 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다.
상기 테스트 회로는, 상기 배터리의 유휴 상태(idle state)에서 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 진단 장치는, 상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정되는 경우, 상기 배터리의 출력을 차단할 수 있다.
상기 진단 장치는, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값의 차이 값을 산출하고, 상기 차이 값을 기초로, 상기 전류 측정 장치의 측정 정확도를 진단할 수 있다.
상기 배터리의 출력단에 구비되는 릴레이가 오픈된 상태에서, 상기 테스트 회로가 상기 회로와 연결되면, 상기 진단 장치는, 상기 제 1전류 값을 확인하고, 상기 제1 전류 값이 기정의된 제5 임계값을 초과하는 경우, 상기 릴레이에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 장치는, 배터리와 연결된 회로 상의 부품을 진단하기 위한 고장 진단 시스템 내에 위치하는 고장 진단 장치로서, 적어도 하나의 프로세서; 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함한다.
상기 적어도 하나의 명령은, 기정의된 저항값을 갖는 테스트 저항이 포함된 테스트 회로가 상기 회로와 연결되도록 제어하는 명령; 전류 측정 장치로부터, 상기 회로 상에 구비된 션트 저항의 양단간 전압 차를 기초로 산출되는, 상기 션트 저항에 흐르는 제1 전류값을 수신하는 명령; 직렬 연결되는 상기 션트 저항 및 상기 테스트 저항에 흐르는 제2 전류값을 산출하는 명령; 및 상기 제1 전류값 및 제2 전류 값을 기초로, 상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는 명령;을 포함할 수 있다.
상기 제2 전류값을 산출하는 명령은, 상기 테스트 저항의 저항값, 상기 션트 저항의 저항 값, 및 상기 배터리의 전압 값에 기초하여, 상기 제2 전류값를 산출하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 전류값을 산출하는 명령은, 기정의된 시간 간격으로 상기 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정 장치로부터 상기 배터리의 전압 값을 수신하는 명령; 및 수신된 전압 값에 기초하여, 기정의된 단위 시간마다 상기 제2 전류값을 산출하는 명령;을 포함할 수 있다.
상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는 명령은, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값을 비교하는 명령; 및 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값이 상이한 경우, 상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령;을 포함할 수 있다.
상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령은, 상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령은, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제1 임계 값을 초과하거나, 또는 제1 전류 값이 기정의된 제2 임계값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령은, 상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값을 초과하며, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제3 임계 값을 초과하거나, 또는 상기 제1 전류 값이 기정의된 제4 임계값을 초과하는 경우, 상기 션트 저항에 개방(open) 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값의 차이 값을 산출하고, 상기 차이 값을 기초로, 상기 전류 측정 장치의 측정 정확도를 진단하는 명령을 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리의 출력단에 구비되는 릴레이가 오픈된 상태에서, 상기 테스트 회로가 상기 회로와 연결되도록 제어하는 명령; 및 상기 제 1전류 값을 확인하고, 상기 제1 전류 값이 기정의된 제5 임계값을 초과하는 경우, 상기 릴레이에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령;을 더 포함할 수 있다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 방법은, 배터리와 연결된 회로 상의 부품을 진단하기 위한 고장 진단 시스템 내에 위치하는 고장 진단 장치에 의한, 고장 진단 방법으로서, 기정의된 저항값을 갖는 테스트 저항이 포함된 테스트 회로가 상기 회로와 연결되도록 제어하는 단계; 전류 측정 장치로부터, 상기 회로 상에 구비된 션트 저항의 양단간 전압 차를 기초로 산출되는, 상기 션트 저항에 흐르는 제1 전류값을 수신하는 단계; 직렬 연결되는 상기 션트 저항 및 상기 테스트 저항에 흐르는 제2 전류값을 산출하는 단계; 및 상기 제1 전류값 및 제2 전류 값을 기초로, 상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제2 전류값을 산출하는 단계는, 상기 테스트 저항의 저항값, 상기 션트 저항의 저항 값, 및 상기 배터리의 전압 값에 기초하여, 상기 제2 전류값를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 전류값을 산출하는 단계는, 기정의된 시간 간격으로 상기 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정 장치로부터 상기 배터리의 전압 값을 수신하는 단계; 및 수신된 전압 값에 기초하여, 기정의된 단위 시간마다 상기 제2 전류값을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값을 비교하는 단계; 및 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값이 상이한 경우, 상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계는, 상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계는, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제1 임계 값을 초과하거나, 또는 제1 전류 값이 기정의된 제2 임계값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계는, 상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값을 초과하며, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제3 임계 값을 초과하거나, 또는 상기 제1 전류 값이 기정의된 제4 임계값을 초과하는 경우, 상기 션트 저항에 개방(open) 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 고장 진단 방법은, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값의 차이 값을 산출하고, 상기 차이 값을 기초로, 상기 전류 측정 장치의 측정 정확도를 진단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 고장 진단 방법은, 상기 배터리의 출력단에 구비되는 릴레이가 오픈된 상태에서, 상기 테스트 회로가 상기 회로와 연결되도록 제어하는 단계; 및 상기 제 1전류 값을 확인하고, 상기 제1 전류 값이 기정의된 제5 임계값을 초과하는 경우, 상기 릴레이에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 배터리와 연결된 회로 상의 션트 저항의 개방 고장 여부를 정확하게 진단할 수 있다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 배터리와 연결된 회로 상의 전류 측정 장치의 측정 성능을 정확하게 진단할 수 있다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 배터리의 출력단에 구비되는 릴레이의 단락 고장 여부를 정확하게 진단할 수 있다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 별도의 추가 전원없이, 회로 상 부품들의 고장 여부를 진단할 수 있다.
도 1은 션트 저항을 이용한 전류 측정 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고장 진단 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 션트 저항에 대한 고장 진단 방법의 동작 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 션트 저항에 대한 고장 진단 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전류 측정 장치에 대한 고장 진단 방법의 동작 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 메인 릴레이에 대한 고장 진단 방법의 동작 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 메인 릴레이에 대한 고장 진단 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 고장 진단 장치의 블록 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다.
배터리 셀은 전력을 저장하는 역할을 수행하는 최소 단위이며, 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀들이 전기적으로 연결된 집합체를 의미한다.
배터리 팩 또는 배터리 랙은, 배터리 제조사에서 설정한 모듈 단위를 전기적으로 연결하여 BMS를 통해 모니터링과 제어가 가능한 최소 단일 구조의 시스템을 의미하며, 여러 개의 배터리 모듈과 1개의 BPU 또는 보호장치를 포함하여 구성될 수 있다.
배터리 뱅크(Bank)는, 복수의 배터리 랙들을 병렬 연결하여 구성되는 큰 규모의 배터리 랙 시스템의 집합 군을 의미할 수 있다. 배터리 뱅크 단위의 BMS를 통해 배터리 랙 단위의 랙 BMS(RBMS)에 대한 모니터링과 제어를 수행할 수 있다.
배터리 어셈블리는, 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성되며, 특정 시스템 또는 장치에 적용되어 전력 공급원으로 기능하는 집합체를 의미한다. 여기서, 배터리 어셈블리는 배터리 모듈, 배터리 팩, 배터리 랙 또는 배터리 뱅크 등을 의미할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이들 개체에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서, [배터리]는 배터리 셀 또는 배터리 어셈블리를 지칭한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고장 진단 시스템을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고장 진단 시스템은, 전류 측정 장치(200), 테스트 회로(300), 고장 진단 장치(400) 및 전압 측정 장치(500)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 고장 진단 시스템은, 배터리(10)와 연결된 회로(이하, 메인 회로) 상에 구비되는 부품의 고장 여부를 진단할 수 있다. 실시예에서, 고장 진단 시스템은, 배터리(10)의 입출력단에 연결된 션트 저항(100), 전류 측정 장치(200) 및 메인 릴레이(600) 중 하나 이상의 고장 여부를 진단할 수 있다.
션트 저항(100)은, 배터리(10)의 입출력 전류를 측정하기 위해, 배터리(10)의 입출력단에 연결되어 구성될 수 있다.
전류 측정 장치(200)는, 션트 저항(100)의 양단간 전압 차를 기초로, 션트 저항(100)에 흐르는 전류값을 산출할 수 있다. 여기에서, 션트 저항(100)에 흐르는 전류값은, 션트 저항(100)의 양단간 전압 차(Vsh)와 션트 저항의 저항값(Rsh)를 기초로 산출(Vsh/ Rsh)될 수 있다. 전류 측정 장치(200)는, 기정의된 시간 간격으로 션트 저항(100)에 흐르는 전류값을 산출할 수 있다.
테스트 회로(300)는, 기정의된 저항값(Rt)을 갖는 테스트 저항(310) 및 스위치(320)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 테스트 저항(310) 및 스위치(320)는 직렬로 연결될 수 있다.
테스트 회로(300)는, 스위치(320)의 연결 상태에 따라 메인 회로와 선택적으로 연결될 수 있다. 여기에서, 테스트 회로(300)가 메인 회로와 연결되는 경우, 테스트 저항(310)은 배터리(10)의 출력 전류가 흐르는 경로 상에서 션트 저항(100)과 직렬로 연결되도록 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 테스트 회로(300)의 일단은, 배터리(10)의 양극 측 선로와 연결되고, 테스트 회로(300)의 타단은, 배터리(10)의 음극 측 선로와 연결될 수 있다. 션트 저항(100)이 도2에 도시된 바와 같이 배터리(10)의 음극 단자 선로 상에 위치하는 경우, 스위치(320)가 클로즈되면, 테스트 회로(300)의 테스트 저항(310)은 션트 저항(100)과 직렬 연결될 수 있다. 이 때, 배터리(10)가 전력을 출력하도록 제어되면, 테스트 저항(310)과 션트 저항(100)에는 동일한 양의 전류가 흐를 수 있다.
고장 진단 장치(400)는, 전류 측정 장치(200)에 의해 산출되는 전류값(이하, 제1 전류값), 및 테스트 저항에 흐르는 전류 값(이하, 제2 전류값) 중 하나 이상을 기초로, 션트 저항(100), 전류 측정 장치(200) 및 메인 릴레이(600) 중 하나 이상을 진단할 수 있다.
고장 진단 장치(400)는, 배터리 시스템의 제어 유닛(MCU)에 포함되어 구현될 수 있다.
고장 진단 장치(400)는, 전류 측정 장치(200)와 연결되어, 전류 측정 장치(200)로부터 제1 전류값을 전달받을 수 있다. 여기에서, 전류 측정 장치(200)는, 기정의된 시간 간격마다 전류 측정 장치(200)로부터 제1 전류값을 전달받을 수 있다.
고장 진단 장치(400)는, 기정의된 테스트 저항(310)의 저항값(Rt)을 기초로 테스트 저항(310)에 흐르는 제2 전류값을 산출할 수 있다. 이 때, 고장 진단 장치(400)는, 테스트 저항(310)의 저항값(Rt), 션트 저항(100)의 저항값(Rsh), 및 배터리(10)의 전압 값(Vbat)을 이용하여, 제2 전류값를 산출(I2 = Vbat/(Rt + Rsh))할 수 있다.
고장 진단 장치(400)는, 전압 측정 장치(500)로부터 배터리(10)의 전압 값(Vbat)을 전달받을 수 있다. 여기에서, 전압 측정 장치(500)는, 배터리(10)의 출력 전압을 기정의된 시간 단위마다 측정하여 고장 진단 장치(400)로 전달할 수 있다. 고장 진단 장치(400)는, 수신되는 전압 값(Vbat)을 이용하여 기정의된 단위 시간마다 제2 전류값을 산출할 수 있다.
고장 진단 장치(400)는, 테스트 회로(300)의 스위치(310) 및 메인 릴레이(600)의 연결 상태(open 또는 close)를 제어할 수 있다. 여기에서, 고장 진단 장치(400)는, 사전 정의된 진단 모드에 따라 스위치(310) 및 메인 릴레이(600)의 연결 상태를 제어할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 회로 부품의 고장 진단 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 션트 저항에 대한 고장 진단 방법의 동작 순서도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 션트 저항에 대한 고장 진단 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
고장 진단 장치(400)는, 테스트 회로(300)가 메인 회로와 연결되도록 제어한다(S310). 고장 진단 장치(400)는, 테스트 회로(300)의 스위치(310)를 클로즈 상태로 제어하여, 테스트 회로(300)를 메인 회로에 연결시킬 수 있다.
실시예에서, 고장 진단 장치(400)는, 배터리가 유휴 상태(idle state)일 때, 테스트 회로(300)가 메인 회로와 연결되도록 제어할 수 있다. 여기에서, 고장 진단 장치(400)는, 메인 릴레이(600)와 스위치(310)를 클로즈 상태로 제어하여, 테스트 회로(300)를 메인 회로에 연결시킬 수 있다. 션트 저항의 진단 프로세스는, 배터리의 유휴 상태에서 기정의된 시간 단위(예: 30분) 마다 수행될 수 있다.
테스트 회로(300)가 메인 회로와 연결되면, 고장 진단 장치(400)는, 배터리(10)가 전력을 출력하도록 제어할 수 있다.
고장 진단 장치(400)는, 전류 측정 장치(200)로부터 제1 전류값(I1)을 전달받는다(S320).
고장 진단 장치(400)는, 테스트 저항(310)의 저항값(Rt), 션트 저항(100)의 저항값(Rsh), 및 배터리(10)의 전압 값(Vbat)을 이용하여, 제2 전류값(I2)를 산출할 수 있다(S330).
테스트 저항(310)의 저항값(Rt) 및 션트 저항(100)의 저항값(Rsh)은, 고장 진단 장치(400)에 포함되거나 연결되는 메모리에 사전 저장되며, 배터리(10)의 전압 값(Vbat)은, 전압 측정 장치(500)로부터 전달될 수 있다.
고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)과 제2 전류 값(I2)을 비교할 수 있다(S340).
고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)과 제2 전류 값(I2)의 비교 결과에 기초하여, 션트 저항(100)의 고장 여부를 진단한다(S350).
고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)과 제2 전류 값(I2)이 상이한 경우, 션트 저항(100)에 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 션트 저항(100)이 정상 상태인 경우, 전류 측정 장치(200)에 의해 산출되는 제1 전류값(Vsh / Rsh)과, 고장 진단 장치(400)에 의해 산출되는 제2 전류 값(I2 = Vbat/(Rt + Rsh))은 동일해야 한다. 이에, 고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)과 제2 전류 값(I2)이 상이한 경우, 션트 저항(100)에 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다.
고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)이 제2 전류값(I2) 미만인 경우, 션트 저항(100)에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 션트 저항(100)의 단락(short) 고장 발생시, 션트 저항(100)의 양단간 전압 차(Vsh)는 0 [V] (또는 0 [V]에 가까운 값)가 되어, 제1 전류값(I1)은 O [A] (또는 또는 0 [A]에 가까운 값)으로 산출된다. 이에, 제1 전류값(I1)이 제2 전류값(I2) 미만인 경우, 션트 저항(100)에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정될 수 있다.
실시예에서, 고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)이 제2 전류값(I2) 미만이며, 제1 전류값(I1)과 제2 전류 값(I2)의 차이가 기정의된 제1 임계 값(예를 들어, 2 [A])을 초과하는 경우, 션트 저항(100)에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)이 제2 전류값(I2) 미만이며, 제1 전류값(I1)이 기정의된 제2 임계값(예를 들어, 0.1 [A]) 미만인 경우, 션트 저항(100)에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다. 여기에서, 상기 제1 임계값 및 2 임계값은, 션트 저항값(Rsh), 테스트 저항값(Rt), 및 전류 측정 장치(200)와 전압 측정 장치(500)의 측정 정확도를 고려하여 적절한 값으로 정의될 수 있다.
고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)이 제2 전류값(I2)을 초과하는 경우, 션트 저항(100)에 개방(open) 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 션트 저항(100)의 개방(open) 고장 발생시, 션트 저항(100)의 양단간 전압 차(Vsh)는 배터리(10)의 전압 값(Vbat)과 동일하게 되어, 제1 전류값(I1)은 정상 상태일 때의 제1 전류값보다 높은 값으로 산출된다. 이에, 제1 전류값(I1)이 제2 전류값(I2)을 초과하는 경우, 션트 저항(100)에 개방(open) 고장이 발생된 것으로 결정될 수 있다.
실시예에서, 고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)이 제2 전류값(I2)을 초과하며, 제1 전류값(I1)과 제2 전류 값(I2)의 차이가 기정의된 제3 임계 값(예를 들어, 1 [A])을 초과하는 경우, 션트 저항(100)에 개방(open) 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)이 제2 전류값(I2)을 초과하며, 제1 전류값(I1)이 기정의된 제4 임계값(예를 들어, 3 [A])을 초과하는 경우, 션트 저항(100)에 개방(open) 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다. 여기에서, 상기 제3 임계값 및 4 임계값은, 션트 저항값(Rsh), 테스트 저항값(Rt), 및 전류 측정 장치(200)와 전압 측정 장치(500)의 측정 정확도를 고려하여 적절한 값으로 정의될 수 있다.
션트 저항(100)에 고장이 발생된 것으로 결정되는 경우, 고장 진단 장치(400)는, 배터리(10)의 전력 출력을 차단할 수 있다. 여기에서, 고장 진단 장치(400)는, 메인 릴레이(600)를 클로즈 상태로 제어하여, 배터리(10)의 전력 출력을 차단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전류 측정 장치에 대한 고장 진단 방법의 동작 순서도이다.
고장 진단 장치(400)는, 테스트 회로(300)가 메인 회로와 연결되도록 제어한다(S510).
테스트 회로(300)가 메인 회로와 연결되면, 고장 진단 장치(400)는, 배터리(10)가 전력을 출력하도록 제어할 수 있다.
고장 진단 장치(400)는, 전류 측정 장치(200)로부터 제1 전류값(I1)을 전달받는다(S520).
고장 진단 장치(400)는, 테스트 저항(310)의 저항값(Rt), 션트 저항(100)의 저항값(Rsh), 및 배터리(10)의 전압 값(Vbat)을 이용하여, 제2 전류값(I2)를 산출할 수 있다(S530).
고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)과 제2 전류 값(I2)의 차이 값을 산출할 수 있다(S540).
이후, 고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)과 제2 전류 값(I2)의 차이 값을 기초로 전류 측정 장치(200)의 측정 정확도를 진단할 수 있다(S550). 여기에서, 고장 진단 장치(400)는, 산출된 차이 값이 기정의된 임계 오차 값을 초과하는 경우, 전류 측정 장치(200)에 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다.
실시예에서, 도 3에 따른 션트 저항의 진단 방법에 따라, 션트 저항(200)이 정상 상태로 판정되는 경우, 고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)과 제2 전류 값(I2)의 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값을 기초로 전류 측정 장치(200)의 측정 정확도를 진단하여 고장 여부를 결정할 수 있다.
실시예에서, 전류 측정 장치의 고장 진단 프로세스는, 배터리가 유휴 상태(idle state)일 때 수행될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 메인 릴레이에 대한 고장 진단 방법의 동작 순서도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 메인 릴레이에 대한 고장 진단 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
고장 진단 장치(400)는, 메인 릴레이(600)를 오픈 상태로 제어한다(S610).
고장 진단 장치(400)는, 테스트 회로(300)가 메인 회로와 연결되도록 제어한다(S620).
테스트 회로(300)가 메인 회로와 연결되면, 고장 진단 장치(400)는, 배터리(10)가 전력을 출력하도록 제어할 수 있다.
고장 진단 장치(400)는, 전류 측정 장치(200)로부터 제1 전류값(I1)을 전달받는다(S630).
고장 진단 장치(400)는, 제1 전류값(I1)을 기초로 메인 릴레이(600)의 고장 여부를 진단할 수 있다(S640).
여기에서, 고장 진단 장치(400)는, 제1 전류 값(I1)이 기정의된 제5 임계값(예를 들어, 0.1 [A])을 초과하는 경우, 메인 릴레이(600)에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 메인 릴레이(600)가 정상 상태인 경우, 전류 측정 장치(200)에 의해 산출되는 제1 전류값(Vsh/ Rsh)은 0 [A]이어야 한다. 이에, 메인 릴레이(600)가 오픈된 상태에서 배터리(10)에 의한 전류의 흐름이 감지되면, 고장 진단 장치(400)는, 메인 릴레이(600)에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정할 수 있다.
실시예에서, 메인 릴레이의 고장 진단 프로세스는, 배터리가 유휴 상태(idle state)일 때 수행될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 고장 진단 장치의 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 고장 진단 장치(400)는, 배터리와 연결된 회로 상의 부품을 진단하기 위한 고장 진단 시스템 내에 위치하는 장치로서, 적어도 하나의 프로세서(410), 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(420) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(430)를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 기정의된 저항값을 갖는 테스트 저항이 포함된 테스트 회로가 상기 회로와 연결되도록 제어하는 명령; 전류 측정 장치로부터, 상기 회로 상에 구비된 션트 저항의 양단간 전압 차를 기초로 산출되는, 상기 션트 저항에 흐르는 제1 전류값을 수신하는 명령; 직렬 연결되는 상기 션트 저항 및 상기 테스트 저항에 흐르는 제2 전류값을 산출하는 명령; 및 상기 제1 전류값 및 제2 전류 값을 기초로, 상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는 명령;을 포함할 수 있다.
상기 제2 전류값을 산출하는 명령은, 상기 테스트 저항의 저항값, 상기 션트 저항의 저항 값, 및 상기 배터리의 전압 값에 기초하여, 상기 제2 전류값를 산출하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 전류값을 산출하는 명령은, 기정의된 시간 간격으로 상기 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정 장치로부터 상기 배터리의 전압 값을 수신하는 명령; 및 수신된 전압 값에 기초하여, 기정의된 단위 시간마다 상기 제2 전류값을 산출하는 명령;을 포함할 수 있다.
상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는 명령은, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값을 비교하는 명령; 및 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값이 상이한 경우, 상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령;을 포함할 수 있다.
상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령은, 상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령은, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제1 임계 값을 초과하거나, 또는 제1 전류 값이 기정의된 제2 임계값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령은, 상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값을 초과하며, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제3 임계 값을 초과하거나, 또는 상기 제1 전류 값이 기정의된 제4 임계값을 초과하는 경우, 상기 션트 저항에 개방(open) 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값의 차이 값을 산출하고, 상기 차이 값을 기초로, 상기 전류 측정 장치의 측정 정확도를 진단하는 명령을 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리의 출력단에 구비되는 릴레이가 오픈된 상태에서, 상기 테스트 회로가 상기 회로와 연결되도록 제어하는 명령; 및 상기 제 1전류 값을 확인하고, 상기 제1 전류 값이 기정의된 제5 임계값을 초과하는 경우, 상기 릴레이에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령;을 더 포함할 수 있다.
고장 진단 장치(400)는 또한, 입력 인터페이스 장치(440), 출력 인터페이스 장치(450), 저장 장치(460) 등을 더 포함할 수 있다. 고장 진단 장치(400)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(470)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 프로세서(410)는 중앙처리장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(또는 저장 장치)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 배터리
100: 션트 저항
200: 전류 측정 장치
300: 테스트 회로
310: 테스트 저항
320: 스위치
400: 고장 진단 장치
500: 전압 측정 장치
600: 메인 릴레이

Claims (29)

  1. 배터리와 연결된 회로 상의 부품을 진단하기 위한 고장 진단 시스템으로서,
    상기 회로 상에 구비된 션트 저항의 양단간 전압 차를 기초로, 상기 션트 저항에 흐르는 전류값을 산출하는 전류 측정 장치;
    기정의된 저항값을 갖는 테스트 저항을 포함하고, 상기 회로와 선택적으로 연결되도록 구성되며, 상기 회로와 연결되는 경우 상기 테스트 저항과 상기 션트 저항이 직렬로 연결되도록 구성되는, 테스트 회로; 및
    상기 테스트 회로가 상기 회로와 연결되면, 상기 전류 측정 장치에 의해 산출되는 제1 전류값, 및 상기 테스트 저항의 저항값에 기초하여 산출되는, 상기 테스트 저항에 흐르는 제2 전류값을 기초로, 상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는, 고장 진단 장치;를 포함하는, 고장 진단 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고장 진단 장치는,
    상기 테스트 저항의 저항값, 상기 션트 저항의 저항값, 및 상기 배터리의 전압 값에 기초하여, 상기 제2 전류값를 산출하는, 고장 진단 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고장 진단 장치는,
    기정의된 시간 간격으로 상기 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정 장치로부터 상기 배터리의 전압 값을 수신하고, 수신된 전압 값에 기초하여, 기정의된 단위 시간마다 상기 제2 전류값을 산출하는, 고장 진단 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 고장 진단 장치는,
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값을 비교하고, 상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값이 상이한 경우, 상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는, 고장 진단 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 고장 진단 장치는,
    상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는, 고장 진단 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 고장 진단 장치는,
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제1 임계 값을 초과하거나, 또는 제1 전류 값이 기정의된 제2 임계값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는, 고장 진단 시스템.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 고장 진단 장치는,
    상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값을 초과하며,
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제3 임계 값을 초과하거나, 또는 상기 제1 전류 값이 기정의된 제4 임계값을 초과하는 경우, 상기 션트 저항에 개방(open) 고장이 발생된 것으로 결정하는, 고장 진단 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 테스트 회로는,
    상기 배터리의 유휴 상태(idle state)에서 연결되도록 구성되는, 고장 진단 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 진단 장치는,
    상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정되는 경우, 상기 배터리의 출력을 차단하는, 고장 진단 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 진단 장치는,
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값의 차이 값을 산출하고, 상기 차이 값을 기초로, 상기 전류 측정 장치의 측정 정확도를 진단하는, 고장 진단 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리의 출력단에 구비되는 릴레이가 오픈된 상태에서, 상기 테스트 회로가 상기 회로와 연결되면,
    상기 진단 장치는,
    상기 제 1전류 값을 확인하고, 상기 제1 전류 값이 기정의된 제5 임계값을 초과하는 경우, 상기 릴레이에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는, 고장 진단 시스템.
  12. 배터리와 연결된 회로 상의 부품을 진단하기 위한 고장 진단 시스템 내에 위치하는 고장 진단 장치로서,
    적어도 하나의 프로세서;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    기정의된 저항값을 갖는 테스트 저항이 포함된 테스트 회로가 상기 회로와 연결되도록 제어하는 명령;
    전류 측정 장치로부터, 상기 회로 상에 구비된 션트 저항의 양단간 전압 차를 기초로 산출되는, 상기 션트 저항에 흐르는 제1 전류값을 수신하는 명령;
    직렬 연결되는 상기 션트 저항 및 상기 테스트 저항에 흐르는 제2 전류값을 산출하는 명령; 및
    상기 제1 전류값 및 제2 전류 값을 기초로, 상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는 명령;을 포함하는, 고장 진단 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 전류값을 산출하는 명령은,
    상기 테스트 저항의 저항값, 상기 션트 저항의 저항 값, 및 상기 배터리의 전압 값에 기초하여, 상기 제2 전류값를 산출하는 명령을 포함하는, 고장 진단 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 전류값을 산출하는 명령은,
    기정의된 시간 간격으로 상기 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정 장치로부터 상기 배터리의 전압 값을 수신하는 명령; 및
    수신된 전압 값에 기초하여, 기정의된 단위 시간마다 상기 제2 전류값을 산출하는 명령;을 포함하는, 고장 진단 장치.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는 명령은,
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값을 비교하는 명령; 및
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값이 상이한 경우, 상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령;을 포함하는, 고장 진단 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령은,
    상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함하는, 고장 진단 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령은,
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제1 임계 값을 초과하거나, 또는 제1 전류 값이 기정의된 제2 임계값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함하는, 고장 진단 장치.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령은,
    상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값을 초과하며,
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제3 임계 값을 초과하거나, 또는 상기 제1 전류 값이 기정의된 제4 임계값을 초과하는 경우, 상기 션트 저항에 개방(open) 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함하는, 고장 진단 장치.
  19. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값의 차이 값을 산출하고, 상기 차이 값을 기초로, 상기 전류 측정 장치의 측정 정확도를 진단하는 명령을 더 포함하는, 고장 진단 장치.
  20. 청구항 12에 있어서,
    상기 배터리의 출력단에 구비되는 릴레이가 오픈된 상태에서, 상기 테스트 회로가 상기 회로와 연결되도록 제어하는 명령; 및
    상기 제 1전류 값을 확인하고, 상기 제1 전류 값이 기정의된 제5 임계값을 초과하는 경우, 상기 릴레이에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 명령;을 더 포함하는, 고장 진단 장치.
  21. 배터리와 연결된 회로 상의 부품을 진단하기 위한 고장 진단 시스템 내에 위치하는 고장 진단 장치에 의한, 고장 진단 방법으로서,
    기정의된 저항값을 갖는 테스트 저항이 포함된 테스트 회로가 상기 회로와 연결되도록 제어하는 단계;
    전류 측정 장치로부터, 상기 회로 상에 구비된 션트 저항의 양단간 전압 차를 기초로 산출되는, 상기 션트 저항에 흐르는 제1 전류값을 수신하는 단계;
    직렬 연결되는 상기 션트 저항 및 상기 테스트 저항에 흐르는 제2 전류값을 산출하는 단계; 및
    상기 제1 전류값 및 제2 전류 값을 기초로, 상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는 단계;를 포함하는, 고장 진단 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제2 전류값을 산출하는 단계는,
    상기 테스트 저항의 저항값, 상기 션트 저항의 저항 값, 및 상기 배터리의 전압 값에 기초하여, 상기 제2 전류값를 산출하는 단계를 포함하는, 고장 진단 방법.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 제2 전류값을 산출하는 단계는,
    기정의된 시간 간격으로 상기 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정 장치로부터 상기 배터리의 전압 값을 수신하는 단계; 및
    수신된 전압 값에 기초하여, 기정의된 단위 시간마다 상기 제2 전류값을 산출하는 단계;를 포함하는, 고장 진단 방법.
  24. 청구항 21에 있어서,
    상기 션트 저항의 고장 여부를 진단하는 단계는,
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값을 비교하는 단계; 및
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값이 상이한 경우, 상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계;를 포함하는, 고장 진단 방법.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계는,
    상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계를 포함하는, 고장 진단 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계는,
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제1 임계 값을 초과하거나, 또는 제1 전류 값이 기정의된 제2 임계값 미만인 경우, 상기 션트 저항에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계를 포함하는, 고장 진단 방법.
  27. 청구항 24에 있어서,
    상기 션트 저항에 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계는,
    상기 제1 전류 값이 상기 제2 전류값을 초과하며,
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류값의 차이가 기정의된 제3 임계 값을 초과하거나, 또는 상기 제1 전류 값이 기정의된 제4 임계값을 초과하는 경우, 상기 션트 저항에 개방(open) 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계를 포함하는, 고장 진단 방법.
  28. 청구항 21에 있어서,
    상기 제1 전류 값과 상기 제2 전류 값의 차이 값을 산출하고, 상기 차이 값을 기초로, 상기 전류 측정 장치의 측정 정확도를 진단하는 단계를 더 포함하는, 고장 진단 방법.
  29. 청구항 21에 있어서,
    상기 배터리의 출력단에 구비되는 릴레이가 오픈된 상태에서, 상기 테스트 회로가 상기 회로와 연결되도록 제어하는 단계; 및
    상기 제 1전류 값을 확인하고, 상기 제1 전류 값이 기정의된 제5 임계값을 초과하는 경우, 상기 릴레이에 단락(short) 고장이 발생된 것으로 결정하는 단계;를 더 포함하는, 고장 진단 방법.
KR1020220109742A 2022-08-31 2022-08-31 회로 부품의 고장 진단 시스템 및 고장 진단 방법 KR20240030552A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220109742A KR20240030552A (ko) 2022-08-31 2022-08-31 회로 부품의 고장 진단 시스템 및 고장 진단 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220109742A KR20240030552A (ko) 2022-08-31 2022-08-31 회로 부품의 고장 진단 시스템 및 고장 진단 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240030552A true KR20240030552A (ko) 2024-03-07

Family

ID=90272370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220109742A KR20240030552A (ko) 2022-08-31 2022-08-31 회로 부품의 고장 진단 시스템 및 고장 진단 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240030552A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102432892B1 (ko) 2018-03-14 2022-08-12 주식회사 엘지에너지솔루션 릴레이의 고장을 진단하기 위한 장치 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102432892B1 (ko) 2018-03-14 2022-08-12 주식회사 엘지에너지솔루션 릴레이의 고장을 진단하기 위한 장치 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9716520B2 (en) Integrated standard-compliant data acquisition device
CN110133536B (zh) 确定电池组实体内部泄漏电流的指标的系统、方法及设备
JP7302765B2 (ja) バッテリー診断装置及び方法
US11340297B2 (en) Relay examination device and battery management system
CN103262332A (zh) 具有单元电压获取单元的蓄电池系统
KR20210011236A (ko) 배터리 저항 진단 장치 및 방법
US11130406B2 (en) Integrated standard-compliant data acquisition device
KR102324968B1 (ko) 퓨즈 연결성 진단 시스템 및 진단 방법, 퓨즈 연결성 진단 시스템을 포함하는 배터리 관리 시스템
CN113608125B (zh) 一种电池故障的识别方法及装置
KR20210145024A (ko) 결함 있는 배터리 셀의 검출 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 관리 시스템
KR20240030552A (ko) 회로 부품의 고장 진단 시스템 및 고장 진단 방법
KR20210050396A (ko) 배터리 이상 검출 장치 및 방법
US11531044B2 (en) Battery pack, battery management system, and method therefor
CN114035026B (zh) 用于电池管理系统的微控制单元芯片及芯片异常检测方法
KR20210011235A (ko) 배터리 셀 진단 장치 및 방법
CN113071315B (zh) 电动汽车高压电气系统连接完整性检测方法及系统
CN116981950A (zh) 电池监测单元
KR20230084925A (ko) 배터리 상태 모니터링 장치 및 방법, 그리고 배터리 보호 장치
KR20220168907A (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
CN114981673A (zh) 故障单元诊断方法和使用该方法的电池系统
CN113646648A (zh) 检测并联电池单元的连接故障的方法和系统
EP3812784A1 (en) Systems and methods involving measurement of battery cells
EP3985826A1 (en) Battery protection and verification system
EP3524987B1 (en) System for determining an indicator of an internal leakage current of a battery entity
KR20240050576A (ko) 전압 강하값을 이용한 이상 배터리 검출 장치 및 방법