WO2017179869A2 - 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 보호 방법 - Google Patents

검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 보호 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017179869A2
WO2017179869A2 PCT/KR2017/003869 KR2017003869W WO2017179869A2 WO 2017179869 A2 WO2017179869 A2 WO 2017179869A2 KR 2017003869 W KR2017003869 W KR 2017003869W WO 2017179869 A2 WO2017179869 A2 WO 2017179869A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage value
mosfet relay
fuse
detector
current
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/003869
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2017179869A3 (ko
Inventor
송현진
이창복
최양림
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to JP2018543175A priority Critical patent/JP6732297B2/ja
Priority to US16/079,487 priority patent/US10862296B2/en
Priority to EP17782624.5A priority patent/EP3413420B1/en
Priority to ES17782624T priority patent/ES2959270T3/es
Priority to PL17782624.5T priority patent/PL3413420T3/pl
Priority to CN201780015371.9A priority patent/CN108780992A/zh
Publication of WO2017179869A2 publication Critical patent/WO2017179869A2/ko
Publication of WO2017179869A3 publication Critical patent/WO2017179869A3/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
    • H02H7/205—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment for controlled semi-conductors which are not included in a specific circuit arrangement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/22—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed with sequential operation of interdependent switches, e.g. relays, contactors, programme drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • 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
    • 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
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • 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
    • G01R19/0023—Measuring currents or voltages from sources with high internal resistance by means of measuring circuits with high input impedance, e.g. OP-amplifiers
    • 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
    • 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
    • G01R19/16576—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 DC or AC voltage with one threshold
    • 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)
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
    • H02H3/202—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage for dc systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a MOSFET protection device and method using a detector and a signal fuse, and calculates and calculates a detected voltage value through a voltage detector of a current carrying voltage of a MOSFET relay provided in a vehicle battery main circuit.
  • MOSFET relay protection device using a detector and a signal fuse that can protect the MOSFET relay from burn-out by operating the signal fuse in advance when the rated voltage exceeds the preset threshold. And to a method.
  • PHEV plug-in hybrid electric vehicle
  • a device called a relay is used to enable or disconnect electricity.
  • relays especially mechanical relays in electric vehicles have problems such as frequent noise generation and frequent maintenance due to welding, in order to solve this problem, conventionally, instead of mechanical relay, MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor) ; (MOSFET) to implement and apply the relay.
  • MOSFET Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor
  • the MOSFET relay may be burned out and destroyed when an overcurrent (for example, a current of 1000 A or more) is applied due to the characteristics of a device, a separate blocking device is required to block it in advance. Since there is no separate blocking device that can protect the burnout, there was a problem that the damaged MOSFET relay must be replaced with a new MOSFET relay each time.
  • an overcurrent for example, a current of 1000 A or more
  • the present inventors calculate the detected voltage value through a detector to check the energizing current value of the MOSFET relay provided in the vehicle battery main circuit in order to solve the problem that the circuit implemented through the conventional MOSFET relay described above, Inventing a MOSFET relay protection device and method using a detector and a signal fuse that can protect the MOSFET relay from damage by pre-blocking the current applied to the MOSFET relay by operating the signal fuse when the voltage value exceeds a predetermined threshold value Reached.
  • the present invention is derived to solve the above-described problems, the present invention calculates the detected voltage value through a voltage detector the current value of the MOSFET (MOSFET) relay provided in the vehicle battery main circuit, MOSFET relay protection device using a detector and a signal fuse that can protect the MOSFET relay from burn-out by operating a signal fuse in advance when the voltage value exceeds a preset threshold value, and To provide a method.
  • MOSFET MOSFET
  • the MOSFET relay protection device calculates a voltage value of a current that is energized by a resistor, and determines a voltage detector and a determination result of the detector that determine whether the voltage value exceeds a threshold value.
  • it may include a short circuit that shorts the fuse on the circuit.
  • a current flowing through a MOSFET relay connected to the resistor may be cut off.
  • the detector may include an operational amplifier (OP Amp) for amplifying the voltage value and outputting an amplified voltage value, and a comparator for determining whether the amplified voltage value exceeds a predetermined threshold amplified voltage value ( Comparator).
  • OP Amp operational amplifier
  • Comparator a comparator for determining whether the amplified voltage value exceeds a predetermined threshold amplified voltage value
  • the short circuit may be connected to a controller receiving a heating control signal from the detector and the fuse, and may include a heating element that generates heat by a heating signal applied from the controller, and the heating element generates heat.
  • the fuse may be shorted.
  • the detector when the amplification voltage value exceeds the threshold amplification voltage value, applies a heating control signal to the controller, and the controller generates the heating element by the heating control signal. Can generate heat.
  • the controller is a Field Effect Transistor (FET), and the heating element may be a heat generating resistor including PTC.
  • FET Field Effect Transistor
  • the resistor may be a shunt resistor.
  • the short circuit may be a signal fuse.
  • a MOSFET relay protection method includes calculating a voltage value of a current flowing through a resistor through a voltage detector, determining whether the voltage value exceeds a threshold value, and detecting the voltage value. According to the determination result of the short circuit may include the step of shorting the fuse on the circuit.
  • the determining of the excess may include measuring a current value of a current flowing through the resistor, calculating a voltage value of the current based on the current value and a resistance value of the resistor, and calculating Amplifying the voltage value to the amplified voltage value through an operational amplifier (OP Amp) and determining whether the amplified voltage value exceeds a predetermined threshold amplified voltage value through a comparator; It may include.
  • OP Amp operational amplifier
  • the shorting of the fuse may include applying a heating control signal to the short circuit unit in the detector, generating a heat generating element by a controller included in the shorting unit, and generating the heating element. May include the step of shorting.
  • determining whether the predetermined threshold amplification voltage value is exceeded may include setting a threshold amplification voltage value based on a threshold current range corresponding to a current value of 500 amps to 1000 amps. have.
  • the MOSFET relay protection device and the protection method according to an embodiment of the present invention prevent the current exceeding the current carrying capacity (1000 ampere, etc.) of the MOSFET relay before being applied to the MOSFET relay, thereby protecting the MOSFET relay element from overcurrent. Has the advantage.
  • the present invention has an advantage that the threshold amplification voltage value can be more easily set by amplifying the voltage difference across the resistor that is minutely output to 0.5v or less through the operational amplifier OP Amp.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a MOSFET relay protection device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart schematically illustrating a procedure of protecting a MOSFET relay through the MOSFET relay protection device 100 shown in FIG. 1.
  • the battery module 1 illustrated in the drawings of the present specification may mean a secondary battery applicable to a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) or an electric vehicle (EV). 2) may mean a plug-in hybrid electric vehicle or an electric vehicle as described above.
  • PHEV plug-in hybrid electric vehicle
  • EV electric vehicle
  • the MOSFET relay 3 may refer to a device in which a relay (switching device) is implemented using a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), and in this case, the MOSFET relay Since (3) uses a conventionally known technique, detailed description of the MOSFET relay 3 element itself will be omitted.
  • a relay switching device
  • MOSFET metal oxide semiconductor field effect transistor
  • the fuse 4 may generally mean an element provided on a circuit to melt a current in the circuit by melting by an overcurrent, and likewise, the fuse 4 may be known in the art. The detailed description of the fuse 4 element itself will be omitted since the disclosed technology is used.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a MOSFET relay protection device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the MOSFET relay protection device 100 may include a resistor 110, a detector 120, and a short circuit 130 connected to the MOSFET relay 3. .
  • the resistor 110 is positioned between the MOSFET relay 3 and the fuse 4, and may serve as a means for measuring a current value transmitted from the fuse 4 to the MOSFET relay 3.
  • the resistor 110 may be applied with a very low resistance value (for example, 0.001 ohm), a shunt resistance (or a classification resistance), and an overcurrent value of 500 amperes (A) or more.
  • a very low resistance value for example, 0.001 ohm
  • a shunt resistance or a classification resistance
  • an overcurrent value 500 amperes (A) or more.
  • the current value may be calculated inversely using the resistor 110 such as a shunt resistor.
  • the resistor 110 such as a shunt resistor as follows.
  • V is the voltage value v
  • I is the current value A
  • R is the resistance value ⁇ .
  • the resistor 110 when the current value of the current output from the battery module 1 corresponds to a very large overcurrent, the resistor 110 according to the present invention may be used to calculate the reverse.
  • the resistor 110 described herein uses a conventionally known shunt resistor, a more detailed description thereof will be omitted.
  • the detector 120 may calculate a voltage value of the current flowing through the resistor 110 and determine whether the corresponding voltage value exceeds a threshold value.
  • the voltage detector 120 calculates an energized voltage value of the resistor 110 by using a current value of current flowing along both ends of the resistor 110 and a resistance value of the resistor 110. Amplifying the corresponding voltage value by a predetermined multiple, and comparing the amplified amplification voltage value with a predetermined threshold amplification voltage value may determine whether the excess value, the role of the detector 120 is the operational amplifier 121 And a comparator 122.
  • the operational amplifier 121 (OP Amp) amplifies the calculated voltage value by a predetermined multiple (for example, 10 times or 20 times) to facilitate the voltage comparison of the comparator 122 described later.
  • the initial voltage value calculated through the detector 120 is calculated as a minute minute voltage such as 0.5v, 0.6v, 0.7v, etc. due to the excessive current value (for example, 500A or more) of the current flowing through the resistor 110. do. Therefore, by amplifying such a minute voltage by 20 times or more, the comparators 122 described later can compare the voltage values more easily.
  • the operational amplifier 121 when the initial voltage value calculated through the detector 122 is 0.5v, the operational amplifier 121 amplifies the initial voltage value by 20 times, and thus an amplified voltage value corresponding to 10v is output.
  • the amplified voltage value thus output may be used to determine the overcurrent of the conduction current in the comparator 122 to be described later.
  • the operational amplifier 121 may also amplify a threshold voltage range preset by a user.
  • the threshold voltage range preset by the user may mean a voltage protection region that is arbitrarily set by the user in order to protect the MOSFET relay 3 from burnout, for example, 0.5v to 1.0v, and the like. As described above, it may mean a voltage range between the maximum voltage value at which the MOSFET relay 3 operates and the time point at which the MOSFET relay 3 is burned out.
  • the reason why the threshold voltage range is minute, such as 0.5v to 1.0v, is because of the excessive current value (for example, 500 A or more) of the current flowing through the resistor 110 as described above, and the operational amplifier 121 Amplifies this small threshold voltage range by a predetermined multiple (for example, 20 times, etc.), and thus a threshold amplification voltage range corresponding to 10v to 20v is output.
  • the threshold amplified voltage range thus output may serve as an overcurrent determination reference range of the comparator 122 to be described later.
  • the comparator 122 may perform a role of determining whether the amplified voltage value exceeds the threshold amplified voltage value by comparing the amplified voltage value output from the operational amplifier 121 and the threshold amplified voltage value. .
  • the threshold amplification voltage value may mean a threshold value (for example, 13v, etc.) set by the user within the threshold amplification voltage range 10v to 20v output from the operational amplifier 121 described above. In this case, it is noted that the value of the threshold amplification voltage value can be changed as much as the user's setting.
  • the comparator 122 does not judge the amplification voltage value exceeding 10v but less than 13v but exceeding 13v.
  • the amplification voltage value is determined to be excessive, and the heating control signal is applied to the short circuit unit 130 described later.
  • the current value 650A corresponding to 13v is not an overcurrent to the extent that the MOSFET relay 3 is burned out, but since the current value 520A has already exceeded the maximum current value 520A at which the MOSFET relay 3 operates, The MOSFET relay 3 may be dangerous, especially if the amplification voltage value exceeds 13v and approaches 20v (the current value 1000A at which the MOSFET relay 3 burns out).
  • the comparator 122 may make an excess determination on the amplification voltage value exceeding 13v, and cause the short circuit 130 to be described later to short the fuse 4.
  • the short circuit 130 may perform a role of shorting the fuse 4 according to a result of determining whether the comparator 122 has been exceeded. It may also be referred to as (Signal Fuse).
  • the short circuit 130 may be configured to include a controller 131 and the heating element 132, the role is as follows.
  • the controller 131 may apply the heating signal to the heating element 132, which will be described later, to generate the heating element 132.
  • the controller 131 may be applied with a switching element such as a field effect transistor (FET), and any element capable of performing a role of a switching element in addition to the field effect transistor is not limited as an object of the controller 131. Note that no.
  • FET field effect transistor
  • the heating element 132 may be directly or indirectly adjacent to the fuse 4 of the circuit, and may generate a high temperature by receiving a heating signal from the controller 131 to blow off the fuse 4.
  • the heating element 132 may be a heating element for dissipating high-temperature heat by rapidly increasing the resistance value by a current flowing for a very short time, such as a PTC (PTC, static characteristic thermistor), etc. Note that any device capable of performing the role of the device is not limited to the object of the heating element 132.
  • the voltage value of the current flowing through the resistor 110 is calculated and amplified by the detector 120 connected to both ends of the resistor 110, and the amplified voltage value is output. It is determined whether or not the voltage value is exceeded (S201).
  • the comparator 122 applies the heating control signal to the controller 131 (S202), and thus the controller 131 generates the heating element 132.
  • the heating element 132 is generated by applying a heating signal to the heating element.
  • the fuse 4 is blown off by the heat generation of the heat generating element 132, and the MOSFET relay 3 is protected from overcurrent (S204).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

본 발명은 차량용 배터리 메인 회로에 구비된 모스펫(MOSFET) 릴레이의 통전 전류값을 검전기(voltage detector)를 통해 검출 전압값을 산출하고, 산출된 전압값이 기 설정된 임계값을 초과하는 경우 시그널 퓨즈(signal fuse)를 동작시킴으로써 모스펫 릴레이로 인가되는 전류를 사전 차단하여 모스펫 릴레이를 소손으로부터 보호할 수 있는 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 보호 방법
본 명세서는 2016년 4월 11일 한국 특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2016-0044285호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 보호 장치 및 방법에 관한 것으로서, 차량용 배터리 메인 회로에 구비된 모스펫(MOSFET) 릴레이의 통전 전류값을 검전기(voltage detector)를 통해 검출 전압값을 산출하고, 산출된 전압값이 기 설정된 임계값을 초과하는 경우 시그널 퓨즈(signal fuse)를 동작시킴으로써 모스펫 릴레이로 인가되는 전류를 사전 차단하여 모스펫 릴레이를 소손으로부터 보호할 수 있는 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 배터리에서 출력되는 에너지를 동력원으로 하여 주행하는 전기 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle; PHEV)의 경우 차량 모터 구동에 따른 내장 배터리의 충전을 요하게 되는데, 이때 충전원과 배터리 간에 흐르는 전류를 통전되도록 하거나 또는 차단되도록 하기 위하여 릴레이(Relay)라는 소자가 이용되고 있다.
뿐만 아니라, 상술한 전기 자동차 내부 회로 상에서도 임계값을 초과하는 과전류가 흐르는 상황에서 각종 소자들을 보호해야 할 경우, 이러한 릴레이의 상태가 온(On) 상태에서 오프(Off) 상태로 변경됨에 따라 회로 상의 전류가 차단됨으로써 각종 소자들이 보호될 수 있다.
한편, 전기 자동차에 있어서 릴레이, 특히 기계식 릴레이의 경우 잦은 소음 발생 및 용착에 의한 잦은 유지보수 등의 문제점을 가지고 있기에, 종래에는 이를 해결하기 위하여 기계식 릴레이 대신 반도체 소자인 모스펫(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor; MOSFET)을 이용하여 릴레이를 구현 및 적용하고 있는 실정이다.
이때, 모스펫 릴레이는 소자 특성 상 과전류(예를 들어, 1000A 이상의 전류)가 인가되는 경우 소손 및 파괴될 우려가 있기 때문에 이를 사전에 차단할 수 있는 별도의 차단장치가 필요하지만, 종래에는 이러한 모스펫 릴레이 자체를 소손으로부터 보호할 수 있는 별도의 차단장치가 부재함에 따라, 소손된 모스펫 릴레이를 매번 새로운 모스펫 릴레이로 교환하여야 한다는 문제점을 가지고 있었다.
이에, 본 발명자는 상술된 종래의 모스펫 릴레이를 통해 구현된 회로가 가지는 문제점을 해결하기 위해, 차량용 배터리 메인 회로에 구비된 모스펫 릴레이의 통전 전류값을 검전기를 통해 검출 전압값을 산출하고, 산출된 전압값이 기 설정된 임계값을 초과하는 경우 시그널 퓨즈를 동작시킴으로써 모스펫 릴레이로 인가되는 전류를 사전 차단하여 모스펫 릴레이를 소손으로부터 보호할 수 있는 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 방법을 발명하기에 이르렀다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명은 차량용 배터리 메인 회로에 구비된 모스펫(MOSFET) 릴레이의 통전 전류값을 검전기(voltage detector)를 통해 검출 전압값을 산출하고, 산출된 전압값이 기 설정된 임계값을 초과하는 경우 시그널 퓨즈(signal fuse)를 동작시킴으로써 모스펫 릴레이로 인가되는 전류를 사전 차단하여 모스펫 릴레이를 소손으로부터 보호할 수 있는 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 실시예들 중에서, 모스펫 릴레이 보호 장치는 저항체에 통전되는 전류의 전압값을 산출하고, 상기 전압값이 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 검전기(voltage detector) 및 상기 검전기의 판단 결과에 따라, 회로 상의 퓨즈를 단락시키는 단락부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 퓨즈가 단락됨에 따라 상기 저항체와 연결된 모스펫(MOSFET) 릴레이에 통전되는 전류가 차단될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검전기는 상기 전압값을 증폭하여 증폭 전압값을 출력하는 연산증폭기(Operational Amplifier; OP Amp) 및 상기 증폭 전압값이 기 설정된 임계 증폭 전압값을 초과하는지 여부를 판단하는 비교기(Comparator)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단락부는 상기 검전기로부터 발열 제어 신호를 인가 받는 제어기 및 상기 퓨즈와 연결되며, 상기 제어기로부터 인가되는 발열 신호에 의해 발열하는 발열체를 포함할 수 있으며, 상기 발열체가 발열함에 따라 상기 퓨즈가 단락될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비교기의 판단 결과, 상기 증폭 전압값이 상기 임계 증폭 전압값을 초과하는 경우, 상기 검전기는 상기 제어기에 발열 제어 신호를 인가하며, 상기 발열 제어 신호에 의해 상기 제어기는 상기 발열체를 발열시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor; FET)이고, 그리고 상기 발열체는 피티씨(PTC)를 포함하는 발열 저항일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 저항체는 션트(Shunt) 저항일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단락부는 시그널 퓨즈(Signal Fuse)일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 모스펫 릴레이 보호 방법은 검전기(voltage detector)를 통해, 저항체에 통전되는 전류의 전압값을 산출하고, 상기 전압값이 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 검전기의 판단 결과에 따라, 단락부에서 회로 상의 퓨즈를 단락시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 초과하는지 여부를 판단하는 단계는 상기 저항체에 통전되는 전류의 전류값을 측정하는 단계, 상기 전류값 및 상기 저항체의 저항값을 기반으로 전류의 전압값을 산출하는 단계, 연산증폭기(Operational Amplifier; OP Amp)를 통해, 상기 전압값을 상기 증폭 전압값으로 증폭하는 단계 및 비교기(Comparator)를 통해, 상기 증폭 전압값이 기 설정된 임계 증폭 전압값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 퓨즈를 단락시키는 단계는 상기 검전기에서 상기 단락부에 발열 제어 신호를 인가하는 단계, 상기 단락부 내에 포함된 제어기가 발열체를 발열시키는 단계 및 상기 발열체가 발열함에 따라, 상기 퓨즈가 단락되는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기 설정된 임계 증폭 전압값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계는 500 암페어 내지 1000 암페어의 전류값에 해당하는 임계 전류 범위를 기반으로 임계 증폭 전압값을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 릴레이 보호 장치 및 보호 방법은 모스펫 릴레이의 통전 능력(1000 암페어 등)을 초과하는 전류가 모스펫 릴레이에 인가되기 전에 사전 차단함으로써, 과전류로부터 모스펫 릴레이 소자 자체를 보호할 수 있는 이점을 가진다.
또한, 본 발명은 0.5v 이하로 미세하게 출력되는 저항체 양단 전압차를 연산증폭기(OP Amp)를 통해 증폭함으로써, 임계 증폭 전압값을 보다 용이하게 설정할 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 릴레이 보호 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 모스펫 릴레이 보호 장치(100)를 통해 모스펫 릴레이를 보호하는 순서를 개략적으로 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서의 도면에 도시된 배터리 모듈(1)은 플러그 인 하이브리드 전기차(Plug in Hybrid Electric Vehicle; PHEV), 또는 전기차(Electric Vehicle; EV) 등에 적용 가능한 2차전지를 의미할 수 있으며, 차량(2)은 상기와 같이 플러그 인 하이브리드 전기차 혹은 전기차 등을 의미할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 모스펫 릴레이(3)라 함은 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor; MOSFET)를 이용하여 릴레이(스위칭 소자)를 구현한 소자를 의미할 수 있으며, 이때 모스펫 릴레이(3)는 종래의 공지된 기술을 이용하기 때문에 모스펫 릴레이(3) 소자 자체에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에서 퓨즈(4)라 함은 일반적으로 회로 상에 구비되어 과전류에 의해 용단됨으로써 회로 내의 전류를 차단하는 역할을 수행하는 소자를 의미할 수 있으며, 마찬가지로 퓨즈(4)는 종래의 공지된 기술을 이용하기 때문에 퓨즈(4) 소자 자체에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 릴레이 보호 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모스펫 릴레이 보호 장치(100)는 모스펫 릴레이(3)와 연결된 저항체(110), 검전기(120) 및 단락부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 저항체(110)는 모스펫 릴레이(3)와 퓨즈(4) 사이에 위치되며, 퓨즈(4)로부터 모스펫 릴레이(3)에 전달되는 전류값을 측정하기 위한 수단의 역할을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 저항체(110)는 저항값이 매우 낮은(예를 들어, 0.001 옴 등) 션트(Shunt) 저항(혹은 분류저항)이 적용될 수 있으며, 통전 전류값이 500암페어(A) 이상의 과전류에 해당하여 전압측정기(미도시)를 직렬로 연결하기 어려운 경우, 이러한 션트 저항과 같은 저항체(110)를 이용하여 전류값을 역으로 산출할 수 있다.
이러한 션트 저항과 같은 저항체(110)를 이용하여 전류값을 역으로 산출하는 과정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
Figure PCTKR2017003869-appb-M000001
여기에서, V는 전압값(v)이고, I는 전류값(A)이며, R은 저항값(Ω)이다.
예를 들어, 배터리 모듈(1)로부터 출력되는 전류의 전압값 V가 5v 이고 저항값 R이 0.001 Ω인 경우, 상기의 수학식에 의해 전류값은 5/0.001= 500A 가 산출됨을 알 수 있다.
다른 예를 들어, 배터리 모듈(1)로부터 출력되는 전류의 전압값 V가 10v 이고 저항값 R이 0.001 Ω인 경우, 상기의 수학식에 의해 전류값은 10/0.001= 1000A 가 산출됨을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 저항체(110)는 배터리 모듈(1)로부터 출력되는 전류의 전류값이 매우 큰 과전류에 해당하는 경우, 이를 역으로 산출하기 위해 이용될 수 있다. 한편, 본 명세서에 기재된 저항체(110)는 기존에 공지된 션트 저항을 이용하기 때문에 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 검전기(120)는 상술한 저항체(110)에 통전되는 전류의 전압값을 산출하고, 해당 전압값이 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 역할을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 검전기(120, voltage detector)는 저항체(110)의 양단을 따라 통전되는 전류의 전류값과, 저항체(110)가 가지는 저항값을 이용하여 저항체(110)의 통전 전압값을 산출하여 해당 전압값을 소정의 배수로 증폭하고, 증폭된 증폭 전압값을 기 설정된 임계 증폭 전압값과 비교함으로써 초과 여부를 판단하는 역할을 수행할 수 있으며, 이러한 검전기(120)의 역할은 연산증폭기(121) 및 비교기(122)를 통해 구현될 수 있다.
연산증폭기(121, Operational Amplifier; OP Amp)는 산출된 전압값을 소정의 배수(예를 들어, 10배 혹은 20배 등)로 증폭함으로써 후술되는 비교기(122)의 전압 비교를 용이하게 하도록 한다.
검전기(120)를 통해 산출된 초기 전압값은 저항체(110)에 통전되는 전류의 과도한 전류값(예를 들어, 500A 이상)으로 인해, 0.5v, 0.6v, 0.7v 등과 같이 미세한 미소 전압으로서 산출된다. 따라서, 이러한 미소 전압을 20배 등으로 증폭시킴으로써 후술되는 비교기(122)에서는 보다 용이하게 전압값을 비교할 수 있게 된다.
예를 들어, 검전기(122)를 통해 산출된 초기 전압값이 0.5v인 경우, 연산증폭기(121)는 초기 전압값을 20배로 증폭시키게 되고 그에 따라 10v에 해당하는 증폭 전압값이 출력된다. 이렇게 출력된 증폭 전압값은 후술되는 비교기(122)에서 통전 전류의 과전류 판단에 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 연산증폭기(121)는 사용자가 기 설정한 임계 전압 범위를 증폭시키는 역할도 수행할 수 있다.
여기에서, 사용자가 기 설정한 임계 전압 범위라 함은, 모스펫 릴레이(3)를 소손으로부터 보호하기 위하여 사용자가 임의로 설정하는 전압 보호 영역을 의미할 수 있으며, 예를 들어, 0.5v 내지 1.0v 등과 같이 모스펫 릴레이(3)가 동작하는 최대 전압값 내지 모스펫 릴레이(3)가 소손되는 시점의 전압값 구간을 의미할 수 있다.
이때, 임계 전압 범위가 0.5v 내지 1.0v 등과 같이 미세한 이유는, 상술한 바와 같이 저항체(110)에 통전되는 전류의 과도한 전류값(예를 들어, 500A 이상)으로 인함이며, 연산증폭기(121)는 이러한 미소 임계 전압 범위를 소정의 배수(예를 들어, 20배 등)로 증폭시키게 되고 그에 따라 10v 내지 20v에 해당하는 임계 증폭 전압 범위가 출력된다. 이렇게 출력된 임계 증폭 전압 범위는 후술되는 비교기(122)의 과전류 판단 기준 범위로서의 역할을 수행할 수 있다.
비교기(122, Comparator)는 상술한 연산증폭기(121)로부터 출력되는 증폭 전압값과 임계 증폭 전압값을 비교함으로써, 증폭 전압값이 임계 증폭 전압값을 초과하는지 여부를 판단하는 역할을 수행할 수 있다.
여기에서, 임계 증폭 전압값이라 함은, 상술한 연산증폭기(121)로부터 출력된 임계 증폭 전압 범위(10v 내지 20v) 내에서 사용자가 설정하는 임계값(예를 들어, 13v 등)을 의미할 수 있으며, 이때 임계 증폭 전압값의 수치는 사용자의 설정에 따라 얼마든지 변경될 수 있음을 유의한다.
예를 들어, 사용자가 설장한 임계 증폭 전압값이 13v라 가정한다면, 비교기(122)는 10v를 초과하되 13v 미만에 해당하는 증폭 전압값에 대해서는 초과로 판단하지 않게 되기만, 13v를 초과에 해당하는 증폭 전압값에 대해서는 초과로 판단하여 후술되는 단락부(130)에 발열 제어 신호를 인가하게 된다.
이때, 13v에 해당하는 전류값(650A)는 모스펫 릴레이(3)가 소손될 정도의 과전류는 아니지만, 이미 모스펫 릴레이(3)가 동작되는 최대 전류값(520A)을 초과하였기 때문에 그 이상의 전류값은 무의미해질 수 있고, 특히 증폭 전압값이 13v를 초과하여 20v(모스펫 릴레이(3)가 소손되는 전류값(1000A))에 근접하는 경우에는 모스펫 릴레이(3)가 위험해질 수 있다.
따라서, 비교기(122)는 13v를 초과하는 증폭 전압값에 대해서는 초과 판단을 하고, 후술되는 단락부(130)로 하여금 퓨즈(4)가 단락되도록 할 수 있다.
다음으로, 단락부(130)는 상술한 비교기(122)의 초과 여부 판단 결과에 따라, 퓨즈(4)를 단락시키는 역할을 수행할 수 있으며, 발열 제어 신호를 통해 퓨즈를 용단시킬 수 있으므로 시그널 퓨즈(Signal Fuse)라고도 지칭될 수 있다.
이러한 단락부(130)는 제어기(131) 및 발열체(132)를 포함하여 구성될 수 있으며, 그 역할은 다음과 같다.
제어기(131)는 비교기(122)로부터 발열 제어 신호를 인가 받은 후, 후술되는 발열체(132)에 발열 신호를 인가하여 발열체(132)를 발열시키는 역할을 수행할 수 있다.
이러한 제어기(131)는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor; FET)와 같이 스위칭 소자가 적용될 수 있으며, 전계 효과 트랜지스터 외에도 스위칭 소자의 역할을 수행할 수 있는 소자라면 제어기(131)의 적용대상으로서 제한되지 않음을 유의한다.
발열체(132)는 회로의 퓨즈(4)와 직접적 혹은 간접적으로 인접하게 연결될 수 있으며, 제어기(131)로부터 발열 신호를 인가받아 고온으로 발열함으로써 퓨즈(4)를 용단시키는 역할을 수행할 수 있다.
이러한 발열체(132)는 피티씨(PTC, 정특성 서미스터) 등과 같이 극히 단시간 동안 흐르는 전류에 의해 저항값이 급격하게 상승함으로써 고온의 열을 발산하는 발열 소자가 적용될 수 있으며, 상술한 피티씨 외에도 발열 소자의 역할을 수행할 수 있는 소자라면 발열체(132)의 적용대상으로서 제한되지 않음을 유의한다.
다음으로는, 도 2를 통해 상술한 모스펫 릴레이 보호 장치(100)가 동작되는 순서를 개략적으로 살펴보기로 한다.
도 2를 살펴보면, 먼저 저항체(110)의 양단과 연결된 검전기(120)를 통해 저항체(110)에 통전되는 전류의 전압값을 산출 및 증폭하여 증폭 전압값을 출력하게 되고, 증폭 전압값이 임계 증폭 전압값을 초과하는지 여부를 판단하게 된다(S201).
다음으로, 증폭 전압값이 임계 증폭 전압값을 초과하는 것으로 판단되는 경우, 비교기(122)는 제어기(131)에 발열 제어 신호를 인가하게 되고(S202), 그에 따라 제어기(131)는 발열체(132)에 발열 신호를 인가함으로써 발열체(132)를 발열시키게 된다(S203).
그에 따라, 퓨즈(4)는 발열체(132)의 발열에 의해 용단되고, 모스펫 릴레이(3)는 과전류로부터 보호된다(S204).
상기에서는 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.

Claims (11)

  1. 저항체에 통전되는 전류의 전압값을 산출하고, 상기 전압값이 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 검전기(voltage detector); 및
    상기 검전기의 판단 결과에 따라, 회로 상의 퓨즈를 단락시키는 단락부;를 포함하고, 그리고
    상기 퓨즈가 단락됨에 따라, 상기 저항체와 연결된 모스펫(MOSFET) 릴레이에 통전되는 전류가 차단되는 것을 특징으로 하는,
    모스펫 릴레이 보호 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검전기는,
    상기 전압값을 증폭하여 증폭 전압값을 출력하는 연산증폭기(Operational Amplifier; OP Amp); 및
    상기 증폭 전압값이 기 설정된 임계 증폭 전압값을 초과하는지 여부를 판단하는 비교기(Comparator);를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    모스펫 릴레이 보호 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단락부는,
    상기 검전기로부터 발열 제어 신호를 인가 받는 제어기; 및
    상기 퓨즈와 연결되며, 상기 제어기로부터 인가되는 발열 신호에 의해 발열하는 발열체;를 포함하고, 그리고
    상기 발열체가 발열함에 따라, 상기 퓨즈가 단락되는 것을 특징으로 하는,
    모스펫 릴레이 보호 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 비교기의 판단 결과, 상기 증폭 전압값이 상기 임계 증폭 전압값을 초과하는 경우,
    상기 검전기는 상기 제어기에 발열 제어 신호를 인가하며, 상기 발열 제어 신호에 의해 상기 제어기는 상기 발열체를 발열시키는 것을 특징으로 하는,
    모스펫 릴레이 보호 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor; FET)이고, 그리고
    상기 발열체는 피티씨(PTC)를 포함하는 발열 저항인 것을 특징으로 하는,
    모스펫 릴레이 보호 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 저항체는 션트(Shunt) 저항인 것을 특징으로 하는,
    모스펫 릴레이 보호 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단락부는,
    시그널 퓨즈(Signal Fuse) 인 것을 특징으로 하는,
    모스펫 릴레이 보호 장치.
  8. 검전기(voltage detector)를 통해, 저항체에 통전되는 전류의 전압값을 산출하고, 상기 전압값이 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 검전기의 판단 결과에 따라, 단락부에서 회로 상의 퓨즈를 단락시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    모스펫 릴레이 보호 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 초과하는지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 저항체에 통전되는 전류의 전류값을 측정하는 단계;
    상기 전류값 및 상기 저항체의 저항값을 기반으로 전류의 전압값을 산출하는 단계;
    연산증폭기(Operational Amplifier; OP Amp)를 통해, 상기 전압값을 상기 증폭 전압값으로 증폭하는 단계; 및
    비교기(Comparator)를 통해, 상기 증폭 전압값이 기 설정된 임계 증폭 전압값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    모스펫 릴레이 보호 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 퓨즈를 단락시키는 단계는,
    상기 검전기에서 상기 단락부에 발열 제어 신호를 인가하는 단계;
    상기 단락부 내에 포함된 제어기가 발열체를 발열시키는 단계; 및
    상기 발열체가 발열함에 따라, 상기 퓨즈가 단락되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    모스펫 릴레이 보호 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기 설정된 임계 증폭 전압값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계는,
    500 암페어 내지 1000 암페어의 전류값에 해당하는 임계 전류 범위를 기반으로 임계 증폭 전압값을 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    모스펫 릴레이 보호 방법.
PCT/KR2017/003869 2016-04-11 2017-04-10 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 보호 방법 WO2017179869A2 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018543175A JP6732297B2 (ja) 2016-04-11 2017-04-10 検電器及びシグナルヒューズを用いたｍｏｓｆｅｔリレー保護装置及び保護方法
US16/079,487 US10862296B2 (en) 2016-04-11 2017-04-10 Apparatus and method for protecting MOSFET relay by using voltage detector and signal fuse
EP17782624.5A EP3413420B1 (en) 2016-04-11 2017-04-10 Apparatus and method for protecting mosfet relay by using voltage detector and signal fuse
ES17782624T ES2959270T3 (es) 2016-04-11 2017-04-10 Aparato y método para proteger un relé MOSFET usando un detector de voltaje y un fusible de señal
PL17782624.5T PL3413420T3 (pl) 2016-04-11 2017-04-10 Urządzenie i sposób zabezpieczenia przekaźnika mosfet za pomocą detektora napięcia i bezpiecznika sygnałowego
CN201780015371.9A CN108780992A (zh) 2016-04-11 2017-04-10 通过使用电压检测器和信号熔丝保护mosfet继电器的装置和方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0044285 2016-04-11
KR1020160044285A KR20170116472A (ko) 2016-04-11 2016-04-11 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 보호 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2017179869A2 true WO2017179869A2 (ko) 2017-10-19
WO2017179869A3 WO2017179869A3 (ko) 2018-08-02

Family

ID=60042622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/003869 WO2017179869A2 (ko) 2016-04-11 2017-04-10 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 보호 방법

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10862296B2 (ko)
EP (1) EP3413420B1 (ko)
JP (1) JP6732297B2 (ko)
KR (1) KR20170116472A (ko)
CN (1) CN108780992A (ko)
ES (1) ES2959270T3 (ko)
HU (1) HUE063459T2 (ko)
PL (1) PL3413420T3 (ko)
WO (1) WO2017179869A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109039313A (zh) * 2018-08-02 2018-12-18 上海沪工汽车电器有限公司 固态继电器

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102390002B1 (ko) 2018-08-31 2022-04-22 주식회사 엘지에너지솔루션 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템 및 방법
KR102181353B1 (ko) * 2019-05-17 2020-11-20 허정 부하검출 장치 및 방법
KR20210007245A (ko) * 2019-07-10 2021-01-20 주식회사 엘지화학 배터리 팩의 결함 검출 장치 및 방법
KR20210087813A (ko) * 2020-01-03 2021-07-13 주식회사 엘지에너지솔루션 릴레이 제어 장치
CN112462299A (zh) * 2020-10-20 2021-03-09 云南电网有限责任公司昆明供电局 一种便携式继电保护二次开出回路无线验证装置
CN112918326B (zh) * 2020-12-28 2023-02-28 中国第一汽车股份有限公司 一种电池管理系统、方法、车辆及介质
CN116191582A (zh) * 2022-09-02 2023-05-30 肇庆小鹏汽车有限公司 保护电路、电池包、车辆和控制方法

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4346424A (en) * 1980-02-22 1982-08-24 Eaton Corporation Electronic remote control D.C. power controller and circuit breaker
JP3322925B2 (ja) * 1992-12-28 2002-09-09 京セラ株式会社 蓄電池充電制御システム
FR2713372B1 (fr) * 1993-12-01 1996-03-01 Neopost Ind Dispositif de protection thermique pour appareil électronique sécurisé, notamment machine à affranchir.
JPH08116627A (ja) * 1994-10-14 1996-05-07 Sony Corp バッテリパックの保護回路
JPH09158717A (ja) 1995-12-08 1997-06-17 Toyota Motor Corp 電気加熱式触媒の電力供給制御装置
JP3416461B2 (ja) * 1997-05-30 2003-06-16 キヤノン株式会社 太陽電池充電制御装置
JP3363074B2 (ja) * 1997-08-08 2003-01-07 株式会社オートネットワーク技術研究所 過電流検知回路
US6288881B1 (en) * 1999-08-17 2001-09-11 John A. Melvin Battery voltage regulator protection circuits
US6286976B1 (en) * 2000-02-02 2001-09-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Dome light with removable emergency light module
US6349023B1 (en) * 2000-02-24 2002-02-19 Robotic Vision Systems, Inc. Power control system for illumination array
JP2002118258A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Sanyo Electric Co Ltd Ｍｏｓｆｅｔおよびそれを用いた保護回路装置
KR200222068Y1 (ko) * 2000-11-28 2001-05-02 낙원개발주식회사 방범 창호 시스템
US6813129B2 (en) * 2001-12-14 2004-11-02 Alcoa Fujikura Limited Self-diagnostic solid state relay for detection of open load circuit
JP4411897B2 (ja) * 2003-07-30 2010-02-10 株式会社ジェイテクト 直流昇圧回路の故障判定装置
US7304828B1 (en) * 2004-09-22 2007-12-04 Shvartsman Vladimir A Intelligent solid state relay/breaker
US7952330B2 (en) * 2005-04-20 2011-05-31 Panasonic Corporation Secondary battery protection circuit, battery pack and thermosensitive protection switch device
JP4509040B2 (ja) * 2006-02-08 2010-07-21 三洋電機株式会社 パック電池の制御方法
JP5076337B2 (ja) * 2006-03-13 2012-11-21 ソニー株式会社 電池パック装置及び電池パック装置の制御方法
KR20080015215A (ko) 2006-08-14 2008-02-19 주식회사 엘지화학 퓨즈 불량의 자체 모니터링이 가능한 2차 전지 보호회로,이를 이용한 배터리 팩 및 퓨즈 불량 모니터링 방법, 및불량 퓨즈가 포함된 전지 조립체 분류 방법
CN101281057B (zh) * 2007-04-02 2011-06-22 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 气流检测装置
KR100781131B1 (ko) 2007-07-10 2007-11-30 삼화디에스피주식회사 과전류/단락 계전기를 겸한 전자식무접점릴레이
JP5053337B2 (ja) * 2009-07-21 2012-10-17 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 蓄電池用保護素子および保護システム
US8890483B2 (en) * 2009-07-31 2014-11-18 Panasonic Corporation Protection circuit, battery pack and charging system
JP5669086B2 (ja) 2009-10-27 2015-02-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ハイブリッドリレー
CN102129037B (zh) * 2010-01-18 2014-10-22 光阳工业股份有限公司 电动车残电量显示系统及其残电量显示方法
US9450401B2 (en) * 2012-03-20 2016-09-20 Apple Inc. Controlling a thermally sensitive over-current protector
JP5954164B2 (ja) * 2012-12-25 2016-07-20 トヨタ自動車株式会社 過電流保護装置及び過電流保護方法
JP6417220B2 (ja) * 2013-01-11 2018-10-31 Ｌｉｔｔｅｌｆｕｓｅジャパン合同会社 保護素子
TWI484710B (zh) * 2013-03-19 2015-05-11 Delta Electronics Inc 電子保險絲裝置及其操作方法
JP6313301B2 (ja) 2013-07-02 2018-04-18 Ｌｉｔｔｅｌｆｕｓｅジャパン合同会社 保護デバイス
JP6347967B2 (ja) * 2013-11-29 2018-06-27 マクセルホールディングス株式会社 電池保護回路および電池パック
US20160099559A1 (en) * 2014-10-01 2016-04-07 Continental Automotive Systems, Inc. Overcurrent protection for an automotive instrument cluster
JP6314845B2 (ja) * 2015-01-08 2018-04-25 株式会社オートネットワーク技術研究所 電気接続箱
IL237775B (en) * 2015-03-16 2019-03-31 Redler Tech Ltd Automatic, highly reliable, fully redundant electornic circuit breaker that includes means for preventing short-circuit overcurrent
US20180069394A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-08 Monolithic Power Systems, Inc. Power-limit protection circuit with an efuse element
KR102051176B1 (ko) * 2016-10-05 2019-12-02 주식회사 엘지화학 전압 분배를 이용한 퓨즈 진단 장치 및 방법
US20190162787A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-30 Maxim Hurwicz Circuit breaker locator and tester

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None
See also references of EP3413420A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109039313A (zh) * 2018-08-02 2018-12-18 上海沪工汽车电器有限公司 固态继电器

Also Published As

Publication number Publication date
US10862296B2 (en) 2020-12-08
KR20170116472A (ko) 2017-10-19
ES2959270T3 (es) 2024-02-22
HUE063459T2 (hu) 2024-01-28
JP2019506834A (ja) 2019-03-07
JP6732297B2 (ja) 2020-07-29
US20190052257A1 (en) 2019-02-14
EP3413420A4 (en) 2019-03-13
EP3413420A2 (en) 2018-12-12
WO2017179869A3 (ko) 2018-08-02
EP3413420B1 (en) 2023-09-27
PL3413420T3 (pl) 2023-12-18
CN108780992A (zh) 2018-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017179869A2 (ko) 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 보호 방법
WO2014077522A1 (ko) 배터리 시스템의 릴레이 융착 검출 장치 및 방법
WO2017086687A1 (ko) 절연 저항 측정 시스템 및 장치
WO2015126036A1 (ko) 전류 측정을 통한 배터리 랙 파손 방지 장치, 시스템 및 방법
WO2018110943A1 (ko) 전기 퓨즈를 위한 진단 시스템을 포함하는 차량
US20220055483A1 (en) First series then parallel battery pack system
EP3820009B1 (en) Protection system
WO2015012587A1 (ko) 배터리 과충전 방지 장치
WO2014030914A1 (ko) 전기 자동차용 파워 릴레이 어셈블리 및 파워 릴레이 어셈블리가 구비된 전기자동차용 에너지 시스템의 작동 방법
WO2018117386A1 (ko) 배터리 팩
CN105128688A (zh) 一种电动汽车启动控制方法及控制系统
WO2019212125A1 (ko) 차단기 제어 모듈
JP2020527930A (ja) 統合型スイッチング装置、および統合型スイッチング装置を含むバッテリーモニタリングおよび保護システム
WO2017003168A1 (ko) 배터리 팩
WO2023236451A1 (zh) 短路保护系统及电动交通工具的动力电池系统
WO2019117555A1 (ko) 단락 방지 장치 및 방법
WO2019151631A1 (ko) 배터리 보호 회로 및 이를 포함하는 배터리 팩
WO2020190009A1 (ko) 배터리 안전성 시험 장치 및 방법
WO2020045842A1 (ko) 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템 및 방법
WO2018216850A1 (ko) 전력 변환 장치
CN110914643B (zh) 具有用于接地线和传感器的短路保护的电路的控制设备和用于接地线和传感器的短路保护的方法
US20190089173A1 (en) Protection circuit for a charging apparatus
KR20200129084A (ko) 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 보호 방법
FI82797C (fi) Foerfarande och anordning foer att skydda ett dataoeverfoeringsnaet.
EP3878697A1 (en) Current cutoff system

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018543175

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017782624

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017782624

Country of ref document: EP

Effective date: 20180907

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17782624

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2