WO2020004774A1 - 배터리 관리 시스템에 포함된 회로 기판을 테스트하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 관리 시스템에 포함된 회로 기판을 테스트하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2020004774A1
WO2020004774A1 PCT/KR2019/003262 KR2019003262W WO2020004774A1 WO 2020004774 A1 WO2020004774 A1 WO 2020004774A1 KR 2019003262 W KR2019003262 W KR 2019003262W WO 2020004774 A1 WO2020004774 A1 WO 2020004774A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
capacitor
voltage
test
diagnostic
period
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/003262
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이원재
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 JP2020522925A priority Critical patent/JP7020638B2/ja
Priority to EP19825696.8A priority patent/EP3702794A4/en
Priority to US16/771,734 priority patent/US11262417B2/en
Priority to CN201980005698.7A priority patent/CN111344580B/zh
Publication of WO2020004774A1 publication Critical patent/WO2020004774A1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/64Testing of capacitors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/281Specific types of tests or tests for a specific type of fault, e.g. thermal mapping, shorts testing
    • G01R31/2812Checking for open circuits or shorts, e.g. solder bridges; Testing conductivity, resistivity or impedance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/2803Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP] by means of functional tests, e.g. logic-circuit-simulation or algorithms therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/2806Apparatus therefor, e.g. test stations, drivers, analysers, conveyors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/281Specific types of tests or tests for a specific type of fault, e.g. thermal mapping, shorts testing
    • G01R31/2813Checking the presence, location, orientation or value, e.g. resistance, of components or conductors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285Testing apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/66Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
    • G01R31/70Testing of connections between components and printed circuit boards
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/66Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
    • G01R31/70Testing of connections between components and printed circuit boards
    • G01R31/71Testing of solder joints
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for testing whether a capacitor mounted on a circuit board included in a battery management system is open defective.
  • lithium batteries have almost no memory effect compared to nickel-based batteries, and thus are free of charge and discharge, and have a very high self discharge rate. Its low and high energy density has attracted much attention.
  • Battery management systems include circuit boards on which a number of components, such as passive or active components, are needed to control and protect the battery.
  • passive devices resistors and capacitors are typical.
  • the resistive element is mainly used to cut off the overcurrent to the battery or the peripheral element according to Ohm's law, and the capacitor is mainly used to smooth the voltage applied to the battery or the peripheral element.
  • AOI Automated optical inspection
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and method for testing an open defect of a capacitor mounted on a circuit board included in a battery management system.
  • An apparatus is for testing a circuit board of a battery management system.
  • the circuit board includes a first resistance element; A first capacitor; A second resistance element; A second capacitor; A first test point commonly connected to one end of the first resistive element, one end of the first capacitor and one end of the second resistive element; A second test point commonly connected to the other end of the second resistance element and one end of the second capacitor; A third test point connected to the other end of the first resistance element; And a fourth test point commonly connected to the other end of the first capacitor and the other end of the second capacitor.
  • the apparatus includes a voltage source configured to selectively generate a test voltage; A first voltage sensor configured to detect a first diagnostic voltage generated between the first test point and the fourth test point; A second voltage sensor configured to detect a second diagnostic voltage generated between the second test point and the fourth test point; And a controller operatively coupled to the voltage source, the first voltage sensor, and the second voltage sensor.
  • the control unit is configured to instruct the voltage source to apply the test voltage on the third test point.
  • the controller is configured to determine whether an open failure of at least one of the first capacitor and the second capacitor has occurred, based on at least one of the first diagnostic voltage and the second diagnostic voltage.
  • the controller may be configured to record a first time point at which the first diagnostic voltage reaches a predetermined threshold voltage lower than the test voltage.
  • the control unit may include the first capacitor and the second capacitor when a first elapsed period from an initial time point at which the test voltage starts to be applied to the third test point to the first time point is equal to or greater than a first predetermined threshold time period. And to determine that an open failure of the capacitor has not occurred.
  • the control unit may be configured to determine that only the second capacitor of the first capacitor and the second capacitor is an open failure when the first elapsed period is shorter than the first threshold period and is equal to or greater than a predetermined first monitoring period. Can be.
  • the controller may be configured to determine that only the first capacitor of the first capacitor and the second capacitor is an open failure when the first elapsed period is shorter than the first monitoring period and equal to or greater than a second predetermined monitoring period. Can be.
  • the control unit may be configured to determine that both the first capacitor and the second capacitor are open defective when the first elapsed period is shorter than the second monitoring period.
  • the controller may record a second time point at which the second diagnostic voltage reaches the threshold voltage.
  • the controller may be configured to determine that at least the second capacitor of the first capacitor and the second capacitor is an open failure when the first time point and the second time point are the same.
  • the controller may record a second time point at which the second diagnostic voltage reaches the threshold voltage.
  • the controller may be further configured to determine that an open failure of both the first capacitor and the second capacitor occurs when the second elapsed period from the initial time point to the second time point is longer than or equal to a predetermined second time period. Can be configured to determine that it has not occurred.
  • the control unit may be configured to output a diagnostic message indicating a result of the determination.
  • a method according to another aspect of the present invention is for testing a circuit board of a battery management system.
  • the circuit board includes a first resistance element; A first capacitor; A second resistance element; A second capacitor; A first test point commonly connected to one end of the first resistive element, one end of the first capacitor and one end of the second resistive element; A second test point commonly connected to the other end of the second resistance element and one end of the second capacitor; A third test point connected to the other end of the first resistance element; And a fourth test point commonly connected to the other end of the first capacitor and the other end of the second capacitor.
  • the method includes instructing a voltage source to apply a test voltage on the third test point; Recording a time point at which a first diagnostic voltage generated between the first test point and the fourth test point reaches a predetermined threshold voltage lower than the test voltage; And an open failure of the first capacitor and the second capacitor when the elapsed period from an initial time point at which the test voltage starts to be applied to the third test point to the recorded time point is greater than or equal to a predetermined first threshold period. Outputting a diagnostic message indicating that no occurrence has occurred.
  • the method may include outputting a diagnostic message indicating that only the second capacitor of the first capacitor and the second capacitor is open defective when the elapsed period is shorter than the first threshold period and is equal to or greater than a first predetermined monitoring period. It may further include.
  • the method may include outputting a diagnostic message indicating that only the first capacitor of the first capacitor and the second capacitor is open defective when the elapsed period is shorter than the first monitoring period and is equal to or greater than a second predetermined monitoring period. It may further include.
  • the method may further include outputting a diagnostic message indicating that the first capacitor and the second capacitor are both open failures when the elapsed period is less than the second monitoring period.
  • the open failure of the capacitor mounted on the circuit board can be tested without the process of photographing and analyzing the image of the circuit board included in the battery management system.
  • a single test signal may be applied to detect an open failure of at least one of two capacitors included in the second-order RC filter.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit board included in a battery management system and a configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention for testing the circuit board.
  • FIG. 2 is a graph illustrating a change in time between the first diagnostic voltage and the second diagnostic voltage when no open failure occurs in the first capacitor and the second capacitor included in the circuit board of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a graph illustrating a change over time of the first diagnostic voltage V1 and the second diagnostic voltage when an open failure of only the second capacitor of the first capacitor and the second capacitor included in the circuit board of FIG. 1 occurs. to be.
  • FIG. 4 is a graph illustrating a change in time between the first diagnostic voltage and the second diagnostic voltage when an open failure of only the first capacitor occurs among the first capacitor and the second capacitor included in the circuit board of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a graph illustrating a change over time of the first diagnostic voltage and the second diagnostic voltage when an open failure of both the first capacitor and the second capacitor included in the circuit board of FIG. 1 occurs.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of testing a circuit board included in a battery management system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of testing a circuit board included in a battery management system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of testing a circuit board included in a battery management system according to another embodiment of the present invention.
  • control unit> means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit board 10 included in a battery management system and a configuration of an apparatus 100 according to an embodiment of the present invention for testing the circuit board 10.
  • the circuit board 10 may include a first resistor element 21, a second resistor element 22, a first capacitor 31, a second capacitor 32, and a first test point 41. , A second test point 42, a third test point 43, and a fourth test point 44.
  • Each of the 43 and the fourth test points 44 is mounted on the circuit board 10 by soldering or the like.
  • the first test point 41 is formed between the first resistor element 21, the first capacitor 31, and the second resistor element 22. Specifically, one end of the first resistance element 21, one end of the first capacitor 31, and one end of the second resistance element 22 are commonly connected to the first test point 41.
  • the second test point 42 is formed between the second resistance element 22 and the second capacitor 32. Specifically, the other end of the second resistance element 22 and one end of the second capacitor 32 are commonly connected to the second test point 42.
  • the third test point 43 is connected to the other end of the first resistance element 21.
  • the third test point 43 is a designated position on the circuit board 10 to which a test voltage as a test signal used to detect an open failure of the first capacitor 31 and the second capacitor 32 is applied. .
  • the fourth test point 44 is formed between the other end of the first capacitor 31 and the other end of the second capacitor 32. Specifically, the other end of the first capacitor 31 and the other end of the second capacitor 32 are commonly connected to the fourth test point 44.
  • the fourth test point 44 may be connected to the ground terminal of the circuit board 10.
  • the first resistive element 21, the second resistive element 22, the first capacitor 31, and the second capacitor 32 have a first test point 41 and a second test point 42.
  • the second test point 43 may function as a secondary RC filter circuit. That is, the first resistor element 21 and the first capacitor 31 serve as a first RC filter, the second resistor element 22 and the second capacitor 32 function as different primary RC filters,
  • the secondary RC filter can be implemented by connecting the secondary RC filter through the first test point 41.
  • the apparatus 100 includes a voltage source 110, a first voltage sensor 121, a second voltage sensor 122, a controller 130, and an information output unit 140.
  • the device 100 may further include a first test pin 101, a second test pin 102, a third test pin 103, and a fourth test pin 104.
  • the first test pin 101, the second test pin 102, the third test pin 103, and the fourth test pin 104 may include a first test point 41, a second test point 42, and a first test pin 104.
  • the three test points 43 and the fourth test points 44 are arranged to be in contact with each other at the same time.
  • the voltage source 110 is configured to selectively generate a test voltage according to a command from the controller 130.
  • the test voltage may be, for example, a pulse voltage.
  • the voltage source 110 outputs a test voltage (eg, 2 V) in response to an on command from the controller 130, and stops outputting the test voltage in response to an off command from the controller 130.
  • the third test pin 103 may be connected to the high potential terminal of the voltage source 110, and the fourth test pin 104 may be connected to the low potential terminal of the voltage source 110.
  • the first voltage sensor 121 detects the first diagnostic voltage V 1 generated between the first test point 41 and the fourth test point 44, and detects the detected first diagnostic voltage V 1 . It is configured to output a voltage signal indicating the control unit 130.
  • One end of the second voltage sensor 122 contacts the second test point 42 directly or through the second test pin 102, and the other end of the second voltage sensor 122 is directly or the fourth test pin 104. ) May be in contact with the fourth test point 44.
  • the other end of the first voltage sensor 121 and the other end of the second voltage sensor 122 may be commonly connected to the fourth test pin 104.
  • the second voltage sensor 122 detects the second diagnostic voltage V 2 generated between the second test point 42 and the fourth test point 44, and detects the detected second diagnostic voltage V 2 . It is configured to output a voltage signal indicating the control unit 130.
  • the controller 130 is operatively coupled to the voltage source 110, the first voltage sensor 121, the second voltage sensor 122, and the information output unit 140.
  • the controller 130 may include a voltage source 110, a first voltage sensor 121, a second voltage sensor 122, and an information output unit 140, a local area network (LAN), a controller area network (CAN), and a daisy. It can communicate via a wired network such as a chain or a short-range wireless network such as Bluetooth, Zigbee, or Wi-Fi.
  • the controller 130 may be configured to include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), and microprocessors. microprocessors) and electrical units for performing other functions.
  • the controller 130 may include a memory device. For example, a RAM, a ROM, a register, a hard disk, an optical recording medium, or a magnetic recording medium may be used as the memory device.
  • the memory device may store, update, and / or erase a program including various control logics executed by the controller 130 and / or data generated when the control logic is executed.
  • the controller 130 outputs an on command to the voltage source 110 so that the voltage source 110 outputs the test voltage, and the time point at which the voltage source 110 starts outputting the test voltage in response to the on command (hereinafter, referred to as “initial stage”). Time point '), and the voltage signal from the first voltage sensor 121 and the voltage signal from the second voltage sensor 122 are separately collected.
  • the control unit 130 is selected from the first diagnostic voltage V 1 indicated by the voltage signal from the first voltage sensor 121 and the second diagnostic voltage V 2 indicated by the voltage signal from the second voltage sensor 122. Based on at least one, it is determined whether at least one open failure of the first capacitor 31 and the second capacitor 32 has occurred, and then transmits a diagnostic message indicating the result of the determination to the information output unit 140. do.
  • the diagnostic message indicates that an open failure of both the first capacitor 31 and the second capacitor 32 has occurred, an open failure of only the first capacitor 31 has occurred, or the second capacitor has occurred. An open failure of only 32 occurs, or an open failure of both the first capacitor 31 and the second capacitor 32 has not occurred.
  • the information output unit 140 may be implemented by using a known device that visually or audibly outputs information such as a display or a speaker.
  • the information output unit 140 is configured to output at least one of visual information and audio information corresponding to the diagnostic message transmitted by the control unit 130.
  • the controller 130 measures the time elapsed from the initial time point, so that each of the first diagnostic voltage V 1 and the second diagnostic voltage V 2 is applied while the test voltage is applied to the third test point 43. Monitor changes over time in real time.
  • FIG. 2 illustrates a first diagnostic voltage V1 and a second diagnostic voltage V2 when no open failure occurs in the first capacitor 31 and the second capacitor 32 included in the circuit board 10 of FIG. 1. ) Is a graph showing the change over time.
  • the curve 201 indicated by the solid line indicates the change of the first diagnostic voltage V 1
  • the curve 202 indicated by the dotted line indicates the change of the second diagnostic voltage V 2 .
  • each of the first diagnostic voltage V 1 and the second diagnostic voltage V 2 is at an initial time point when the voltage source 110 starts to apply the test voltage V TEST on the third test point 43.
  • the controller 130 records a time point T 1 at which the first diagnostic voltage V 1 reaches the threshold voltage V TH , and optionally, the second diagnostic voltage V 2 .
  • the time point T 2 at which the threshold voltage V TH is reached can be recorded.
  • the threshold voltage V TH is predetermined above 0 V and below the test voltage V TEST . For example, when the test voltage V TEST is 2 V, the threshold voltage V TH may be 1.8 V, which is 90% of the test voltage V TEST .
  • the control unit 130 can be compared to a first threshold period of time period determined by ⁇ T 1 from the start of the advance time T 0 to time T 1.
  • the control unit 130 can be compared to a second threshold period of time a predetermined period ⁇ T 2 in advance of the time T 0 from the start to the time point T 2.
  • the second threshold period is predetermined longer than the first threshold period.
  • the control unit 130 may include the first capacitor 31 and the second capacitor when the elapsed period ⁇ T 1 is greater than or equal to the first threshold period, or when the elapsed period ⁇ T 2 is greater than or equal to the second threshold period. It is determined that the open failure of 32) has not occurred, and the first diagnostic message can be output. The first diagnostic message indicates that neither of the first capacitor 31 nor the second capacitor 32 has an open failure.
  • the resistance of the first resistance element 21 is R1
  • the resistance of the second resistance element 22 is R2
  • the capacitance of the first capacitor 31 is C1
  • the capacitance of the second capacitor 32 is C2.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a first diagnosis voltage V1 and a first case in which an open failure of only the second capacitor 32 of the first capacitor 31 and the second capacitor 32 included in the circuit board 10 of FIG. 1 occurs.
  • V2 is a graph showing the change over time of the diagnostic voltage (V2).
  • the curve 301 represents a change in the first diagnostic voltage V 1 .
  • the curve 301 may also indicate the change of the second diagnostic voltage V 2 . That is, the first diagnostic voltage V 1 and the second diagnostic voltage V 2 increase from the initial time point T 0 according to Equation 1 below.
  • ⁇ 1 is a time constant of a first-order RC filter including the first resistor element 21 and the first capacitor 31, and is equal to R1 ⁇ C1.
  • the controller 130 may compare the elapsed period ⁇ T 3 from the initial time point T 0 to the time point T 3 with the first critical period and the first monitoring period, respectively.
  • the first monitoring period may be shorter than the first threshold period.
  • the controller 130 when the elapsed period DELTA T 3 is shorter than the first threshold period and is equal to or greater than the first monitoring period, the controller 130 includes a second capacitor among the first capacitor 31 and the second capacitor 32. It is determined that the open failure of only 32 occurs, and the second diagnostic message can be output. The second diagnostic message indicates that an open failure of the second capacitor 32 has occurred.
  • the controller 130 thresholds when the elapsed period ⁇ T 3 is shorter than the first threshold period and the first diagnostic voltage V 1 and the second diagnostic voltage V 2 are the same.
  • the voltage V TH it may be determined that an open failure of at least the second capacitor 32 of the first capacitor 31 and the second capacitor 32 has occurred.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a first diagnosis voltage V1 and a first case in which an open failure of only the first capacitor 31 of the first capacitor 31 and the second capacitor 32 included in the circuit board 10 of FIG. 1 occurs.
  • 2 is a graph showing the change over time of the diagnostic voltage (V2).
  • the curve 401 indicated by the solid line indicates the change of the first diagnostic voltage V 1
  • the curve 402 indicated by the dotted line indicates the change of the second diagnostic voltage V 2 .
  • the first capacitor 31 is open-poor
  • the current I 1 is 0 A
  • the current I 2 becomes equal to the current I 0 . That is, the first resistor element 21, the second resistor element 22, the first capacitor 31 and the second capacitor 32 shown in FIG. 1 no longer function as a secondary RC filter, It functions as a primary RC filter including only the resistor element 21, the second resistor element 22, and the second capacitor 32. Therefore, the first diagnostic voltage V 1 changes according to Equation 2 below, and the second diagnostic voltage V 2 changes according to Equation 3 below.
  • Equations 2 and 3 ⁇ 2 is a time constant of the first RC filter composed of the first resistive element 21, the second resistive element 22, and the second capacitor 32, and (R1 + R2) ⁇ C2 and same. If ⁇ 2 is less than ⁇ 1 , the first diagnostic voltage V 1 and the second diagnostic voltage V 2 are FIG. 4 as compared to the case in which only the second capacitor 32 is open defective (see FIG. 3). As will be appreciated by those skilled in the art, it will be rapidly increasing toward the test voltage V TEST as shown in FIG.
  • the controller 130 may compare the elapsed period ⁇ T 4 from the initial time point T 0 to the time point T 4 with the first monitoring period and the second monitoring period, respectively.
  • the second monitoring period may be shorter than the first monitoring period.
  • the controller 130 When the elapsed period DELTA T 4 is shorter than the first monitoring period and is equal to or greater than the second monitoring period, the controller 130 generates an open failure of only the first capacitor 31 of the first capacitor 31 and the second capacitor 32. And a third diagnostic message can be output. The third diagnostic message indicates that an open failure of the first capacitor 31 has occurred.
  • FIG. 5 illustrates a first diagnostic voltage V1 and a second diagnostic voltage V2 when an open failure of both the first capacitor 31 and the second capacitor 32 included in the circuit board 10 of FIG. 1 occurs. ) Is a graph showing the change over time.
  • the curve 501 represents a change in the first diagnostic voltage V 1 and the second diagnostic voltage V 2 .
  • the controller 130 passes from an initial time point to a time point when at least one of the first diagnostic voltage V 1 and the second diagnostic voltage V 2 reaches the threshold voltage V TH or the test voltage V TEST . If the period is shorter than the second monitoring period, it may be determined that an open failure of both the first capacitor 31 and the second capacitor 32 has occurred, and a fourth diagnostic message may be output. The fourth diagnostic message indicates that an open failure of both the first capacitor 31 and the second capacitor 32 has occurred.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of testing a circuit board 10 included in a battery management system according to another embodiment of the present invention.
  • step 600 the controller 130 transmits an on command to the voltage source 110.
  • the voltage source 110 applies the test voltage V TEST to the third test point 43 from an initial time point in response to the on command.
  • the controller 130 determines the first diagnostic voltage V 1 based on the voltage signal from the first voltage sensor 121.
  • the controller 130 determines the second diagnostic voltage V 2 based on the voltage signal from the second voltage sensor 122.
  • step 630 the controller 130 determines whether the first diagnostic voltage V 1 reaches the threshold voltage V TH . If the value of step 630 is "YES”, the controller 130 records the time point when the first diagnostic voltage V 1 reaches the threshold voltage V TH , and then step 640 may be performed. If the value of step 630 is "NO”, the flow may return to step 610.
  • step 640 the controller 130 determines whether an elapsed period from the initial time point to the time when the first diagnostic voltage V 1 reaches the threshold voltage V TH is equal to or greater than the first threshold time period. If the value of step 640 is "YES”, step 670 may proceed. If the value of step 640 is "NO”, step 680 may proceed.
  • step 650 the controller 130 determines whether the second diagnostic voltage V 2 has reached the threshold voltage V TH .
  • the controller 130 records the time point when the second diagnostic voltage V 2 reaches the threshold voltage V TH and then proceeds to step 660. If the value of step 650 is "NO”, the flow may return to step 610.
  • step 660 the controller 130 determines whether an elapsed period from the initial time point to the time when the second diagnostic voltage V 2 reaches the threshold voltage V TH is equal to or greater than the second threshold time period. If the value of step 660 is "YES”, step 670 may proceed. If the value of step 660 is "NO”, step 680 may proceed.
  • the controller 130 outputs a diagnostic message indicating that an open failure of both the first capacitor 31 and the second capacitor 32 has not occurred.
  • the controller 130 outputs a diagnostic message indicating that at least one of the first capacitor 31 and the second capacitor 32 is an open failure.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of testing a circuit board 10 included in a battery management system according to another embodiment of the present invention.
  • step 700 the controller 130 transmits an on command to the voltage source 110.
  • the voltage source 110 applies the test voltage V TEST to the third test point 43 from an initial time point in response to the on command.
  • the controller 130 determines the first diagnostic voltage V 1 based on the voltage signal from the first voltage sensor 121.
  • step 720 the controller 130 determines whether the first diagnostic voltage V 1 reaches the threshold voltage V TH .
  • the controller 130 records the time point when the first diagnostic voltage V 1 reaches the threshold voltage V TH , and then step 730 may be performed. If the value of step 720 is "NO”, the flow may return to step 710.
  • the controller 130 determines whether an elapsed period from the initial time point to the time when the first diagnostic voltage V 1 reaches the threshold voltage VTH is shorter than the first threshold period and is equal to or greater than the first monitoring period. Determine. If the value of step 730 is "YES”, step 740 may proceed. If the value of step 730 is "NO”, step 750 may proceed.
  • the controller 130 outputs a diagnostic message indicating that only the second capacitor 32 of the first capacitor 31 and the second capacitor 32 is an open failure.
  • step 750 the controller 130 determines whether an elapsed period from an initial time point to a time when the first diagnostic voltage V 1 reaches the threshold voltage V TH is shorter than the first monitoring period and is equal to or greater than the second monitoring period. Determine. If the value of step 750 is "YES”, step 760 may proceed. If the value of step 750 is "NO”, step 770 may proceed.
  • the controller 130 outputs a diagnostic message indicating that only the first capacitor 31 of the first capacitor 31 and the second capacitor 32 is an open failure.
  • step 770 the controller 130 determines whether the elapsed period from the initial time point to the time when the second diagnostic voltage V 2 reaches the threshold voltage VTH is shorter than the second monitoring period. If the value of step 770 is "YES", step 780 may proceed.
  • the controller 130 outputs a diagnostic message indicating that both the first capacitor 31 and the second capacitor 32 are open faults.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of testing a circuit board 10 included in a battery management system according to another embodiment of the present invention.
  • step 800 the controller 130 transmits an on command to the voltage source 110.
  • the voltage source 110 applies the test voltage V TEST to the third test point 43 from an initial time point in response to the on command.
  • the controller 130 determines the first diagnostic voltage V 1 based on the voltage signal from the first voltage sensor 121.
  • the controller 130 determines the second diagnostic voltage V 2 based on the voltage signal from the second voltage sensor 122.
  • step 830 the controller 130 determines whether the first diagnostic voltage V 1 reaches the threshold voltage V TH .
  • the controller 130 may record the time point when the first diagnostic voltage V 1 reaches the threshold voltage V TH , and then step 850 may proceed. If the value of step 830 is "NO”, the flow returns to step 810.
  • step 840 the controller 130 determines whether the second diagnostic voltage V 2 reaches the threshold voltage V TH . If the value of step 840 is "YES”, the controller 130 records the time point when the second diagnostic voltage V 2 reaches the threshold voltage V TH , and then step 850 may proceed. If the value of step 840 is "NO”, the flow may return to step 810.
  • the controller 130 may include a time point when the first diagnostic voltage V 1 reaches the threshold voltage V TH and a time point when the second diagnostic voltage V 2 reaches the threshold voltage V TH . It is determined whether or not it is the same. If the value of step 850 is "YES", step 860 may proceed.
  • the controller 130 outputs a diagnostic message indicating that at least the second capacitor 32 of the first capacitor 31 and the second capacitor 32 is an open failure.
  • the open failure of each of the two capacitors 31 and 32 mounted on the circuit board 10 without the process of photographing and analyzing the image of the circuit board 10 included in the battery management system. You can test it.
  • a single test signal (that is, a test voltage) may be applied to detect an open failure of at least one of the two capacitors 31 and 32 included in the secondary RC filter.
  • control unit 130 control unit

Abstract

배터리 관리 시스템에 포함된 회로 기판을 테스트하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 상기 회로 기판은, 제1 저항 소자의 일단, 제1 커패시터의 일단 및 제2 저항 소자의 일단에 공통적으로 연결된 제1 테스트 포인트; 상기 제2 저항 소자의 타단 및 제2 커패시터의 일단에 공통적으로 연결된 제2 테스트 포인트; 상기 제1 저항 소자의 타단에 연결된 제3 테스트 포인트; 및 상기 제1 커패시터의 타단 및 상기 제2 커패시터의 타단에 공통적으로 연결된 제4 테스트 포인트를 포함한다. 상기 장치는, 상기 제1 및 제4 테스트 포인트 사이의 제1 진단 전압 및 상기 제2 및 제4 테스트 포인트 사이의 제2 진단 전압을 기초로, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 적어도 하나의 오픈 불량을 판정한다.

Description

배터리 관리 시스템에 포함된 회로 기판을 테스트하기 위한 장치 및 방법
본 발명은 배터리 관리 시스템에 포함된 회로 기판 상에 실장되어 있는 커패시터가 오픈 불량인지 여부를 테스트하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 출원은 2018년 6월 29일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2018-0075764호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
배터리 관리 시스템은, 배터리를 제어 및 보호하기 위해 필요한 수동 소자나 능동 소자와 같은 다수의 부품이 실장되어 있는 회로 기판을 포함한다. 수동 소자로는, 저항 소자(resistor)와 커패시터(capacitor)가 대표적이다. 저항 소자는 옴의 법칙에 따라 배터리나 주변 소자로의 과전류를 차단하기 위한 용도로 주로 이용되고, 커패시터는 배터리나 주변 소자에 인가되는 전압을 평활화하기 위한 용도로 주로 이용된다.
자동 광학 검사(AOI: automated optical inspection)는 2차원 또는 3차원적으로 수집된 회로 기판의 이미지를 이용하여 회로 기판 상에 실장되어 있는 다수의 부품의 장착 상태를 단시간 내에 검사할 수 있다는 장점 때문에 널리 이용되고 있으나, 커패시터의 오픈 불량을 완벽하게 검출해내지는 못한다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리 관리 시스템에 포함된 회로 기판 상에 실장되어 있는 커패시터의 오픈 불량을 테스트하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 장치는, 배터리 관리 시스템의 회로 기판을 테스트하기 위한 것이다. 상기 회로 기판은, 제1 저항 소자; 제1 커패시터; 제2 저항 소자; 제2 커패시터; 상기 제1 저항 소자의 일단, 상기 제1 커패시터의 일단 및 상기 제2 저항 소자의 일단에 공통적으로 연결된 제1 테스트 포인트; 상기 제2 저항 소자의 타단 및 상기 제2 커패시터의 일단에 공통적으로 연결된 제2 테스트 포인트; 상기 제1 저항 소자의 타단에 연결된 제3 테스트 포인트; 및 상기 제1 커패시터의 타단 및 상기 제2 커패시터의 타단에 공통적으로 연결된 제4 테스트 포인트를 포함한다. 상기 장치는, 테스트 전압을 선택적으로 생성하도록 구성된 전압원; 상기 제1 테스트 포인트와 상기 제4 테스트 포인트 사이에 발생한 제1 진단 전압을 검출하도록 구성된 제1 전압 센서; 상기 제2 테스트 포인트와 상기 제4 테스트 포인트 사이에 발생한 제2 진단 전압을 검출하도록 구성된 제2 전압 센서; 및 상기 전압원, 상기 제1 전압 센서 및 상기 제2 전압 센서에 동작 가능하게 결합된 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 전압원에게 상기 제3 테스트 포인트 상에 상기 테스트 전압을 인가하도록 명령하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 제1 진단 전압 및 상기 제2 진단 전압 중 적어도 하나를 기초로, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 적어도 하나의 오픈 불량이 발생하였는지 여부를 판정하도록 구성된다.
상기 제어부는, 상기 제1 진단 전압이 상기 테스트 전압보다 낮게 미리 정해진 임계 전압에 도달하는 제1 시점을 기록하다록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제3 테스트 포인트 상에 상기 테스트 전압이 인가되기 시작하는 초기 시점으로부터 상기 제1 시점까지의 제1 경과 기간이 미리 정해진 제1 임계 기간 이상 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터의 오픈 불량이 발생하지 않은 것으로 판정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 경과 기간이 상기 제1 임계 기간보다 짧고 미리 정해진 제1 감시 기간 이상인 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 상기 제2 커패시터만이 오픈 불량인 것으로 판정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 경과 기간이 상기 제1 감시 기간보다 짧고 미리 정해진 제2 감시 기간 이상인 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 상기 제1 커패시터만이 오픈 불량인 것으로 판정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 경과 기간이 상기 제2 감시 기간보다 짧은 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 둘 다 오픈 불량인 것으로 판정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2 진단 전압이 상기 임계 전압에 도달하는 제2 시점을 기록할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 시점과 상기 제2 시점이 서로 동일한 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 적어도 상기 제2 커패시터가 오픈 불량인 것으로 판정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2 진단 전압이 상기 임계 전압에 도달하는 제2 시점을 기록할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 초기 시점으로부터 상기 제2 시점까지의 제2 경과 기간이 상기 제1 임계 기간보다 길게 미리 정해진 제2 임계 기간 이상 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 둘 다의 오픈 불량이 발생하지 않은 것으로 판정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 판정의 결과를 나타내는 진단 메시지를 출력하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 방법은, 배터리 관리 시스템의 회로 기판을 테스트하기 위한 것이다. 상기 회로 기판은, 제1 저항 소자; 제1 커패시터; 제2 저항 소자; 제2 커패시터; 상기 제1 저항 소자의 일단, 상기 제1 커패시터의 일단 및 상기 제2 저항 소자의 일단에 공통적으로 연결된 제1 테스트 포인트; 상기 제2 저항 소자의 타단 및 상기 제2 커패시터의 일단에 공통적으로 연결된 제2 테스트 포인트; 상기 제1 저항 소자의 타단에 연결된 제3 테스트 포인트; 및 상기 제1 커패시터의 타단 및 상기 제2 커패시터의 타단에 공통적으로 연결된 제4 테스트 포인트를 포함한다. 상기 방법은, 전압원에게 상기 제3 테스트 포인트 상에 테스트 전압을 인가하도록 명령하는 단계; 상기 제1 테스트 포인트와 상기 제4 테스트 포인트 사이에 발생한 제1 진단 전압이 상기 테스트 전압보다 낮게 미리 정해진 임계 전압에 도달하는 시점을 기록하는 단계; 및 상기 제3 테스트 포인트 상에 상기 테스트 전압이 인가되기 시작하는 초기 시점부터 상기 기록된 시점까지의 경과 기간이 미리 정해진 제1 임계 기간 이상 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터의 오픈 불량이 발생하지 않았음을 나타내는 진단 메시지를 출력하는 단계를 포함한다.
상기 방법은, 상기 경과 기간이 상기 제1 임계 기간보다 짧고 미리 정해진 제1 감시 기간 이상인 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 상기 제2 커패시터만이 오픈 불량임을 나타내는 진단 메시지를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 경과 기간이 상기 제1 감시 기간보다 짧고 미리 정해진 제2 감시 기간 이상인 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 상기 제1 커패시터만이 오픈 불량임을 나타내는 진단 메시지를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 경과 기간이 상기 제2 감시 기간 미만 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 둘 다 오픈 불량임을 나타내는 진단 메시지를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 관리 시스템에 포함된 회로 기판의 이미지를 촬영 및 분석하는 과정없이도 회로 기판 상에 실장되어 있는 커패시터의 오픈 불량을 테스트할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 단일의 테스트용 신호를 인가하여 2차 RC 필터에 포함된 2개의 커패시터 중 적어도 하나의 오픈 불량을 검출할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 배터리 관리 시스템에 포함되는 회로 기판 및 상기 회로 기판을 테스트하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 회로 기판에 포함된 제1 커패시터 및 제2 커패시터에 오픈 불량이 발생하지 않은 경우의 제1 진단 전압 및 제2 진단 전압의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.
도 3은 도 1의 회로 기판에 포함된 제1 커패시터 및 제2 커패시터 중 제2 커패시터만의 오픈 불량이 발생한 경우의 제1 진단 전압(V1) 및 제2 진단 전압의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.
도 4는 도 1의 회로 기판에 포함된 제1 커패시터 및 제2 커패시터 중 제1 커패시터만의 오픈 불량이 발생한 경우의 제1 진단 전압 및 제2 진단 전압의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 1의 회로 기판에 포함된 제1 커패시터 및 제2 커패시터 둘 다의 오픈 불량이 발생한 경우의 제1 진단 전압 및 제2 진단 전압의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 배터리 관리 시스템에 포함되는 회로 기판을 테스트하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배터리 관리 시스템에 포함되는 회로 기판을 테스트하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배터리 관리 시스템에 포함되는 회로 기판을 테스트하는 방법을 보여주는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 배터리 관리 시스템에 포함되는 회로 기판(10) 및 상기 회로 기판(10)을 테스트하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치(100)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 회로 기판(10)은, 제1 저항 소자(21), 제2 저항 소자(22), 제1 커패시터(31), 제2 커패시터(32), 제1 테스트 포인트(41), 제2 테스트 포인트(42), 제3 테스트 포인트(43) 및 제4 테스트 포인트(44)를 포함한다. 제1 저항 소자(21), 제2 저항 소자(22), 제1 커패시터(31), 제2 커패시터(32), 제1 테스트 포인트(41), 제2 테스트 포인트(42), 제3 테스트 포인트(43) 및 제4 테스트 포인트(44) 각각은, 납땜 등에 의해 회로 기판(10) 상에 실장되어 있다.
제1 테스트 포인트(41)는, 제1 저항 소자(21), 제1 커패시터(31) 및 제2 저항 소자(22)의 사이에 형성된다. 구체적으로, 제1 저항 소자(21)의 일단, 제1 커패시터(31)의 일단 및 제2 저항 소자(22)의 일단은, 제1 테스트 포인트(41)에 공통적으로 연결된다.
제2 테스트 포인트(42)는, 제2 저항 소자(22) 및 제2 커패시터(32)의 사이에 형성된다. 구체적으로, 제2 저항 소자(22)의 타단 및 상기 제2 커패시터(32)의 일단은, 제2 테스트 포인트(42)에 공통적으로 연결된다.
제3 테스트 포인트(43)는, 제1 저항 소자(21)의 타단에 연결된다. 제3 테스트 포인트(43)는, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32)의 오픈 불량을 검출하는 데에 이용되는 테스트용 신호로서의 테스트 전압이 인가되는 회로 기판(10) 상의 지정된 위치이다.
제4 테스트 포인트(44)는, 제1 커패시터(31)의 타단 및 제2 커패시터(32)의 타단 사이에 형성된다. 구체적으로, 제1 커패시터(31)의 타단 및 제2 커패시터(32)의 타단은, 제4 테스트 포인트(44)에 공통적으로 연결된다. 제4 테스트 포인트(44)는, 회로 기판(10)의 접지 단자에 연결되어 있는 것일 수 있다.
제1 저항 소자(21), 제2 저항 소자(22), 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32)는, 전술한바와 같이 제1 테스트 포인트(41), 제2 테스트 포인트(42), 제3 테스트 포인트(43) 및 제4 테스트 포인트(44)를 통해 상호 전기적으로 연결됨으로써, 2차 RC 필터 회로로서 기능할 수 있다. 즉, 제1 저항 소자(21)와 제1 커패시터(31)가 1차 RC 필터로서, 제2 저항 소자(22)와 제2 커패시터(32)가 다른 1차 RC 필터로서 기능하고, 2개의 1차 RC 필터가 제1 테스트 포인트(41)를 통해 연결됨으로써 2차 RC 필터가 구현될 수 있다.
장치(100)는, 전압원(110), 제1 전압 센서(121), 제2 전압 센서(122), 제어부(130) 및 정보 출력부(140)를 포함한다. 선택적으로, 장치(100)는, 제1 테스트 핀(101), 제2 테스트 핀(102), 제3 테스트 핀(103) 및 제4 테스트 핀(104)을 더 포함할 수 있다. 제1 테스트 핀(101), 제2 테스트 핀(102), 제3 테스트 핀(103) 및 제4 테스트 핀(104)은, 제1 테스트 포인트(41), 제2 테스트 포인트(42), 제3 테스트 포인트(43) 및 제4 테스트 포인트(44)에 동시에 접촉 가능하도록 배치된다.
전압원(110)은, 제어부(130)로부터의 명령에 따라 테스트 전압을 선택적으로 생성하도록 구성된다. 테스트 전압은, 예컨대 펄스 전압일 수 있다. 전압원(110)은, 제어부(130)로부터의 온 명령에 응답하여 테스트 전압(예, 2 V)을 출력하고, 제어부(130)로부터의 오프 명령에 응답하여 테스트 전압의 출력을 중단한다. 전압원(110)의 고전위 단자에는 제3 테스트 핀(103)이 연결되고, 전압원(110)의 저전위 단자에는 제4 테스트 핀(104)이 연결될 수 있다. 전압원(110)에 의해 제3 테스트 포인트(43)에 테스트 전압이 인가되는 경우, 제3 테스트 포인트(43)로부터 제1 테스트 포인트(41)로 흐르는 전류 I 0는 제1 테스트 포인트(41)에서 I 1과 I 2로 분기된다. 즉, 전류 I 0는, 전류 I 1 및 전류 I 2보다 크며, 전류 I 1과 전류 I 2의 합과 동일하다.
제1 전압 센서(121)의 일단은 직접 또는 제1 테스트 핀(101)을 통해 제1 테스트 포인트(41)에 접촉하고, 제1 전압 센서(121)의 타단은 직접 또는 제4 테스트 핀(104)을 통해 제4 테스트 포인트(44)에 접촉할 수 있다. 제1 전압 센서(121)는, 제1 테스트 포인트(41)와 제4 테스트 포인트(44) 사이에 발생하는 제1 진단 전압(V 1)을 검출하고, 검출된 제1 진단 전압(V 1)을 나타내는 전압 신호를 제어부(130)에게 출력하도록 구성된다.
제2 전압 센서(122)의 일단은 직접 또는 제2 테스트 핀(102)을 통해 제2 테스트 포인트(42)에 접촉하고, 제2 전압 센서(122)의 타단은 직접 또는 제4 테스트 핀(104)을 통해 제4 테스트 포인트(44)에 접촉할 수 있다. 제1 전압 센서(121)의 타단과 제2 전압 센서(122)의 타단은 제4 테스트 핀(104)에 공통적으로 연결될 수 있다. 제2 전압 센서(122)는, 제2 테스트 포인트(42)와 제4 테스트 포인트(44) 사이에 발생하는 제2 진단 전압(V 2)을 검출하고, 검출된 제2 진단 전압(V 2)을 나타내는 전압 신호를 제어부(130)에게 출력하도록 구성된다.
제어부(130)는, 전압원(110), 제1 전압 센서(121), 제2 전압 센서(122) 및 정보 출력부(140)에 동작 가능하게 결합된다. 제어부(130)는, 전압원(110), 제1 전압 센서(121), 제2 전압 센서(122) 및 정보 출력부(140) 각각과 LAN(local area network), CAN(controller area network), 데이지 체인과 같은 유선 네트워크 또는 블루투스, 지그비, 와이파이 등의 근거리 무선 네트워크를 통해 통신할 수 있다.
제어부(130)는, 하드웨어적으로 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 포함하도록 구현될 수 있다. 제어부(130)에는 메모리 디바이스가 내장될 수 있으며, 메모리 디바이스로는 예컨대 RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체가 이용될 수 있다. 메모리 디바이스는, 제어부(130)에 의해 실행되는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 상기 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장, 갱신 및/또는 소거할 수 있다.
제어부(130)는, 전압원(110)이 테스트 전압을 출력하도록 전압원(110)에게 온 명령을 출력하고, 전압원(110)이 온 명령에 응답하여 테스트 전압을 출력하기 시작하는 시점(이하, '초기 시점'이라고 칭함)부터 제1 전압 센서(121)로부터의 전압 신호 및 제2 전압 센서(122)로부터의 전압 신호를 개별적으로 수집하도록 구성된다. 제어부(130)는, 제1 전압 센서(121)로부터의 전압 신호가 나타내는 제1 진단 전압(V 1) 및 제2 전압 센서(122)로부터의 전압 신호가 나타내는 제2 진단 전압(V 2) 중 적어도 하나를 기초로, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 중 적어도 하나의 오픈 불량이 발생하였는지 여부를 판정한 다음, 판정의 결과를 나타내는 진단 메시지를 정보 출력부(140)에게 전송한다. 즉, 진단 메시지는, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 둘 다의 오픈 불량이 발생하였음을 나타내거나, 제1 커패시터(31)만의 오픈 불량이 발생하였음을 나타내거나, 제2 커패시터(32)만의오픈 불량이 발생하였음을 나타내거나 또는 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 둘 다의 오픈 불량이 발생하지 않았음을 나타낸다.
정보 출력부(140)는, 예컨대 디스플레이, 스피커 등과 같이 정보를 시각적 또는 청각적으로 출력하는 공지의 기기를 이용하여 구현될 수 있다. 정보 출력부(140)는, 제어부(130)에 의해 전송된 진단 메시지에 대응하는 시각적 정보 및 청각적 정보 중 적어도 하나를 출력하도록 구성된다.
제어부(130)는, 초기 시점으로부터 경과되는 시간을 계측함으로써, 제3 테스트 포인트(43) 상에 테스트 전압이 인가되는 동안 제1 진단 전압(V 1) 및 제2 진단 전압(V 2) 각각의 시간에 따른 변화를 실시간으로 모니터링한다.
도 2는 도 1의 회로 기판(10)에 포함된 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32)에 오픈 불량이 발생하지 않은 경우의 제1 진단 전압(V1) 및 제2 진단 전압(V2)의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실선으로 표시된 커브(201)는 제1 진단 전압(V 1)의 변화를 나타내고, 점선으로 표시된 커브(202)는 제2 진단 전압(V 2)의 변화를 나타낸다. 전압원(110)이 제3 테스트 포인트(43) 상에 테스트 전압(V TEST)을 인가하는 동안, 전류 I 1에 의해 제1 커패시터(31)가 점차적으로 충전되고, 전류 I 2에 의해 제2 커패시터(32)가 점차적으로 충전된다.
따라서, 제1 진단 전압(V 1)과 제2 진단 전압(V 2) 각각은, 전압원(110)이 제3 테스트 포인트(43) 상에 테스트 전압(V TEST)을 인가하기 시작하는 초기 시점부터 점차적으로 증가한다. 제1 진단 전압(V 1)은, 제2 저항 소자(22)의 양단에 발생하는 전압과 제2 진단 전압(V 2)의 합과 동일하다. 따라서, 초기 시점 T 0부터 제2 진단 전압(V 2)이 제1 진단 전압(V 1)과 동일해지기 전까지는(즉, I 2 = 0 A가 되기 전까지는), 제1 진단 전압(V 1)은 제2 진단 전압(V 2)보다 항상 높고, 제2 진단 전압(V 2)은 제1 진단 전압(V 1)을 추종하면서 증가하게 된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제어부(130)는, 제1 진단 전압(V 1)이 임계 전압(V TH)에 도달하는 시점 T 1을 기록하고, 선택적으로 제2 진단 전압(V 2)이 임계 전압(V TH)에 도달하는 시점 T 2을 기록할 수 있다. 임계 전압(V TH)은, 0 V보다 높고 테스트 전압(V TEST)보다는 낮게 미리 정해진다. 예컨대 테스트 전압(V TEST)이 2 V인 경우, 임계 전압(V TH)은 테스트 전압(V TEST)의 90%인 1.8 V일 수 있다.
제어부(130)는, 초기 시점 T 0부터 시점 T 1까지의 경과 기간 △T 1을 미리 정해진 제1 임계 기간과 비교할 수 있다. 선택적으로, 제어부(130)는, 초기 시점 T 0부터 시점 T 2까지의 경과 기간 △T 2을 미리 정해진 제2 임계 기간과 비교할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 진단 전압(V 2)은 제1 진단 전압(V 1)보다 느리게 증가하므로, 제2 임계 기간은 제1 임계 기간보다 길게 미리 정해진다.
제어부(130)는, 도 2에 도시된 바와 같이 경과 기간 △T 1이 제1 임계 기간 이상인 경우 또는 경과 기간 △T 2이 제2 임계 기간 이상인 경우, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32)의 오픈 불량이 발생하지 않은 것으로 판정하고, 제1 진단 메시지를 출력할 수 있다. 제1 진단 메시지는, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 중 어느 것도 오픈 불량이 발생하지 않았음을 나타내는 것이다.
이하에서는, 제1 저항 소자(21)의 저항은 R1, 제2 저항 소자(22)의 저항은 R2, 제1 커패시터(31)의 커패시턴스는 C1, 제2 커패시터(32)의 커패시턴스는 C2인 것으로 정의하기로 한다.
도 3은 도 1의 회로 기판(10)에 포함된 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 중 제2 커패시터(32)만의 오픈 불량이 발생한 경우의 제1 진단 전압(V1) 및 제2 진단 전압(V2)의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 커브(301)는 제1 진단 전압(V 1)의 변화를 나타낸다. 제2 커패시터(32)가 오픈 불량인 경우, 제2 저항 소자(22) 및 제2 커패시터(32)에는 전류가 흐를 수 없게 되므로(즉, I 2 = 0 A), 제2 저항 소자(22)의 양단에는 전압이 발생하지 않는다. 즉, 도 1에 도시된 제1 저항 소자(21), 제2 저항 소자(22), 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32)는 더 이상 2차 RC 필터로서 기능하지 못하고, 제1 저항 소자(21) 및 제1 커패시터(31)로 구성된 1차 RC 필터로서 기능하게 된다. 이 경우, 제1 테스트 포인트(41)의 전위와 제2 테스트 포인트(42)의 전위는 서로 동일하게 유지되므로, 커브(301)는 제2 진단 전압(V 2)의 변화를 나타내는 것이기도 하다. 즉, 제1 진단 전압(V 1)과 제2 진단 전압(V 2)은 초기 시점 T 0부터 아래의 수학식 1에 따라 증가하게 된다.
<수학식 1>
Figure PCTKR2019003262-appb-img-000001
수학식 1에서, τ 1는 제1 저항 소자(21) 및 제1 커패시터(31)로 이루어진 1차 RC 필터의 시상수로서, R1 × C1와 동일하다.
한편, 전류 I 2가 0 A이라는 것은, 전류 I 1이 전류 I 0와 동일하다는 것을 뜻한다. 따라서, 제2 커패시터(32)가 오픈 불량인 경우, 그렇지 않은 경우(도 2 참조)에 비하여 제1 커패시터(31)가 빠르게 충전되므로, 제1 진단 전압(V 1) 및 제2 진단 전압(V 2)은 테스트 전압(V TEST)을 향하여 빠르게 증가한다. 결과적으로, 제1 진단 전압(V 1) 및 제2 진단 전압(V 2)은, 시점 T 1에 앞서는 시점 T 3에서 임계 전압(V TH)에 동시에 도달하게 된다.
제어부(130)는, 초기 시점 T 0부터 시점 T 3까지의 경과 기간 △T 3을 제1 임계 기간 및 제1 감시 기간 각각과 비교할 수 있다. 제1 감시 기간은, 제1 임계 기간보다 짧게 미리 정해진 것일 수 있다.
제어부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이 경과 기간 △T 3이 제1 임계 기간보다 짧고, 제1 감시 기간 이상인 경우, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 중 제2 커패시터(32)만의 오픈 불량이 발생한 것으로 판정하고, 제2 진단 메시지를 출력할 수 있다. 제2 진단 메시지는, 제2 커패시터(32)의 오픈 불량이 발생하였음을 나타내는 것이다.
또한, 제어부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이 경과 기간 △T 3이 제1 임계 기간보다 짧고, 제1 진단 전압(V 1)과 제2 진단 전압(V 2)이 동일 시점에 임계 전압(V TH)에 도달하는 경우, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 중 적어도 제2 커패시터(32)의 오픈 불량이 발생한 것으로 판정할 수 있다.
도 4는 도 1의 회로 기판(10)에 포함된 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 중 제1 커패시터(31)만의 오픈 불량이 발생한 경우의 제1 진단 전압(V1) 및 제2 진단 전압(V2)의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 실선으로 표시된 커브(401)는 제1 진단 전압(V 1)의 변화를 나타내고, 점선으로 표시된 커브(402)는 제2 진단 전압(V 2)의 변화를 나타낸다. 제1 커패시터(31)가 오픈 불량인 경우, 전류 I 1는 0 A이므로 전류 I 2는 전류 I 0와 동일해진다. 즉, 도 1에 도시된 제1 저항 소자(21), 제2 저항 소자(22), 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32)는 더 이상 2차 RC 필터로서 기능하지 못하고, 제1 저항 소자(21), 제2 저항 소자(22) 및 제2 커패시터(32)만을 포함하는 1차 RC 필터로서 기능하게 된다. 따라서, 제1 진단 전압(V 1)은 아래의 수학식 2에 따라 변화하고, 제2 진단 전압(V 2)은 아래의 수학식 3에 따라 변화한다.
<수학식 2>
Figure PCTKR2019003262-appb-img-000002
<수학식 3>
Figure PCTKR2019003262-appb-img-000003
수학식 2 및 3에서, τ 2는 제1 저항 소자(21), 제2 저항 소자(22) 및 제2 커패시터(32)로 이루어진 1차 RC 필터의 시상수로서, (R1 + R2) × C2과 동일하다. 만약, τ 2가 τ 1 보다 작은 경우, 제2 커패시터(32)만이 오픈 불량인 경우(도 3 참조)에 비하여, 제1 진단 전압(V 1)과 제2 진단 전압(V 2)이 도 4에 도시된 바와 같이 빠르게 테스트 전압(V TEST)을 향하여 증가하게 될 것임을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있다. 즉, 제1 진단 전압(V 1)이 임계 전압(V TH)에 도달하는 시점 T 4는 제2 진단 전압(V 2)이 임계 전압(V TH)에 도달하는 시점 T 5에 앞서고, 시점 T 5는 도 2의 시점 T 3에 앞서게 된다.
제어부(130)는, 초기 시점 T 0부터 시점 T 4까지의 경과 기간 △T 4을 제1 감시 기간 및 제2 감시 기간 각각과 비교할 수 있다. 제2 감시 기간은, 제1 감시 기간보다 짧게 미리 정해진 것일 수 있다.
제어부(130)는, 경과 기간 △T 4이 제1 감시 기간보다 짧고 제2 감시 기간 이상인 경우, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 중 제1 커패시터(31)만의 오픈 불량이 발생한 것으로 판정하고, 제3 진단 메시지를 출력할 수 있다. 제3 진단 메시지는, 제1 커패시터(31)의 오픈 불량이 발생하였음을 나타내는 것이다.
도 5는 도 1의 회로 기판(10)에 포함된 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 둘 다의 오픈 불량이 발생한 경우의 제1 진단 전압(V1) 및 제2 진단 전압(V2)의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 커브(501)는 제1 진단 전압(V 1) 및 제2 진단 전압(V 2)의 변화를 나타낸다. 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32)가 모두 오픈 불량인 경우, 제1 저항 소자(21), 제2 저항 소자(22), 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 중 어느 것에도 전류가 흐를 수 없게 되므로(즉, I 1 = I 2 = 0 A), 제1 저항 소자(21)와 제2 저항 소자(22)의 양단에는 전압이 발생하지 않는다. 따라서, 제1 진단 전압(V 1)과 제2 진단 전압(V 2)은, 초기 시점 직후에 테스트 전압(V TEST)에 동시에 도달하게 된다.
제어부(130)는, 초기 시점부터 제1 진단 전압(V 1) 및 제2 진단 전압(V 2) 중 적어도 하나가 임계 전압(V TH) 또는 테스트 전압(V TEST)에 도달하는 시점까지의 경과 기간이 제2 감시 기간보다 짧은 경우, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 둘 다의 오픈 불량이 발생한 것으로 판정하고, 제4 진단 메시지를 출력할 수 있다. 제4 진단 메시지는, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 둘 다의 오픈 불량이 발생하였음을 나타내는 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 배터리 관리 시스템에 포함되는 회로 기판(10)을 테스트하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 단계 600에서, 제어부(130)는, 전압원(110)에게 온 명령을 전송한다. 전압원(110)은, 온 명령에 응답하여, 초기 시점부터 제3 테스트 포인트(43) 상에 테스트 전압(V TEST)을 인가한다.
단계 610에서, 제어부(130)는, 제1 전압 센서(121)로부터의 전압 신호를 기초로, 제1 진단 전압(V 1)을 결정한다.
단계 620에서, 제어부(130)는, 제2 전압 센서(122)로부터의 전압 신호를 기초로, 제2 진단 전압(V 2)을 결정한다.
단계 630에서, 제어부(130)는, 제1 진단 전압(V 1)이 임계 전압(V TH)에 도달하였는지 여부를 판정한다. 단계 630의 값이 "YES"인 경우, 제어부(130)는 제1 진단 전압(V 1)이 임계 전압(V TH)에 도달한 시점을 기록한 다음 단계 640이 진행될 수 있다. 단계 630의 값이 "NO"인 경우, 단계 610으로 돌아갈 수 있다.
단계 640에서, 제어부(130)는, 초기 시점부터 제1 진단 전압(V 1)이 임계 전압(V TH)에 도달한 시점까지의 경과 기간이 제1 임계 기간 이상인지 여부를 판정한다. 단계 640의 값이 "YES"인 경우, 단계 670이 진행될 수 있다. 단계 640의 값이 "NO"인 경우, 단계 680이 진행될 수 있다.
단계 650에서, 제어부(130)는, 제2 진단 전압(V 2)이 임계 전압(V TH)에 도달하였는지 여부를 판정한다. 단계 650의 값이 "YES"인 경우, 제어부(130)는 제2 진단 전압(V 2)이 임계 전압(V TH)에 도달한 시점을 기록한 다음 단계 660이 진행될 수 있다. 단계 650의 값이 "NO"인 경우, 단계 610으로 돌아갈 수 있다.
단계 660에서, 제어부(130)는, 초기 시점부터 제2 진단 전압(V 2)이 임계 전압(V TH)에 도달한 시점까지의 경과 기간이 제2 임계 기간 이상인지 여부를 판정한다. 단계 660의 값이 "YES"인 경우, 단계 670이 진행될 수 있다. 단계 660의 값이 "NO"인 경우, 단계 680이 진행될 수 있다.
단계 670에서, 제어부(130)는, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 둘 다의 오픈 고장이 발생하지 않았음을 나타내는 진단 메시지를 출력한다.
단계 680에서, 제어부(130)는, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 중 적어도 하나가 오픈 고장임을 나타내는 진단 메시지를 출력한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배터리 관리 시스템에 포함되는 회로 기판(10)을 테스트하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 1 내지 도 5 및 도 7을 참조하면, 단계 700에서, 제어부(130)는, 전압원(110)에게 온 명령을 전송한다. 전압원(110)은, 온 명령에 응답하여, 초기 시점부터 제3 테스트 포인트(43) 상에 테스트 전압(V TEST)을 인가한다.
단계 710에서, 제어부(130)는, 제1 전압 센서(121)로부터의 전압 신호를 기초로, 제1 진단 전압(V 1)을 결정한다.
단계 720에서, 제어부(130)는, 제1 진단 전압(V 1)이 임계 전압(V TH)에 도달하였는지 여부를 판정한다. 단계 720의 값이 "YES"인 경우, 제어부(130)는 제1 진단 전압(V 1)이 임계 전압(V TH)에 도달한 시점을 기록한 다음 단계 730이 진행될 수 있다. 단계 720의 값이 "NO"인 경우, 단계 710으로 돌아갈 수 있다.
단계 730에서, 제어부(130)는, 초기 시점부터 제1 진단 전압(V 1)이 임계 전압(VTH)에 도달한 시점까지의 경과 기간이 제1 임계 기간보다 짧고 제1 감시 기간 이상인지 여부를 판정한다. 단계 730의 값이 "YES"인 경우, 단계 740이 진행될 수 있다. 단계 730의 값이 "NO"인 경우, 단계 750이 진행될 수 있다.
단계 740에서, 제어부(130)는, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 중 제2 커패시터(32)만이 오픈 고장임을 나타내는 진단 메시지를 출력한다.
단계 750에서, 제어부(130)는, 초기 시점부터 제1 진단 전압(V 1)이 임계 전압(V TH)에 도달한 시점까지의 경과 기간이 제1 감시 기간보다 짧고 제2 감시 기간 이상인지 여부를 판정한다. 단계 750의 값이 "YES"인 경우, 단계 760이 진행될 수 있다. 단계 750의 값이 "NO"인 경우, 단계 770이 진행될 수 있다.
단계 760에서, 제어부(130)는, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 중 제1 커패시터(31)만이 오픈 고장임을 나타내는 진단 메시지를 출력한다.
단계 770에서, 제어부(130)는, 초기 시점부터 제2 진단 전압(V 2)이 임계 전압(VTH)에 도달한 시점까지의 경과 기간이 제2 감시 기간보다 짧은지 여부를 판정한다. 단계 770의 값이 "YES"인 경우, 단계 780이 진행될 수 있다.
단계 780에서, 제어부(130)는, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 둘 다 오픈 고장임을 나타내는 진단 메시지를 출력한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배터리 관리 시스템에 포함되는 회로 기판(10)을 테스트하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 1 내지 도 5 및 도 8을 참조하면, 단계 800에서, 제어부(130)는, 전압원(110)에게 온 명령을 전송한다. 전압원(110)은, 온 명령에 응답하여, 초기 시점부터 제3 테스트 포인트(43) 상에 테스트 전압(V TEST)을 인가한다.
단계 810에서, 제어부(130)는, 제1 전압 센서(121)로부터의 전압 신호를 기초로, 제1 진단 전압(V 1)을 결정한다.
단계 820에서, 제어부(130)는, 제2 전압 센서(122)로부터의 전압 신호를 기초로, 제2 진단 전압(V 2)을 결정한다.
단계 830에서, 제어부(130)는, 제1 진단 전압(V 1)이 임계 전압(V TH)에 도달하였는지 여부를 판정한다. 단계 830의 값이 "YES"인 경우, 제어부(130)는 제1 진단 전압(V 1)이 임계 전압(V TH)에 도달한 시점을 기록한 다음 단계 850이 진행될 수 있다. 단계 830의 값이 "NO"인 경우, 단계 810으로 돌아갈 수 있다.
단계 840에서, 제어부(130)는, 제2 진단 전압(V 2)이 임계 전압(V TH)에 도달하였는지 여부를 판정한다. 단계 840의 값이 "YES"인 경우, 제어부(130)는 제2 진단 전압(V 2)이 임계 전압(V TH)에 도달한 시점을 기록한 다음 단계 850이 진행될 수 있다. 단계 840의 값이 "NO"인 경우, 단계 810으로 돌아갈 수 있다.
단계 850에서, 제어부(130)는, 제1 진단 전압(V 1)이 임계 전압(V TH)에 도달한 시점이 제2 진단 전압(V 2)이 임계 전압(V TH)에 도달한 시점과 동일한지 여부를 판정한다. 단계 850의 값이 "YES"인 경우, 단계 860이 진행될 수 있다.
단계 860에서, 제어부(130)는, 제1 커패시터(31) 및 제2 커패시터(32) 중 적어도 제2 커패시터(32)가 오픈 고장임을 나타내는 진단 메시지를 출력한다.
전술한 본 발명에 의하면, 배터리 관리 시스템에 포함된 회로 기판(10)의 이미지를 촬영 및 분석하는 과정없이도 회로 기판(10) 상에 실장되어 있는 2개의 커패시터(31, 32) 각각의 오픈 불량을 테스트할 수 있다. 또한, 단일의 테스트용 신호(즉, 테스트 전압)를 인가하여 2차 RC 필터에 포함된 2개의 커패시터(31, 32) 중 적어도 하나의 오픈 불량을 검출할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
<부호의 설명>
10: 회로 기판
21: 제1 저항
22: 제2 저항
31: 제1 커패시터
32: 제2 커패시터
100: 장치
110: 전압원
121: 제1 전압 센서
122: 제2 전압 센서
130: 제어부
140: 정보 출력부

Claims (12)

  1. 제1 저항 소자; 제1 커패시터; 제2 저항 소자; 제2 커패시터; 상기 제1 저항 소자의 일단, 상기 제1 커패시터의 일단 및 상기 제2 저항 소자의 일단에 공통적으로 연결된 제1 테스트 포인트; 상기 제2 저항 소자의 타단 및 상기 제2 커패시터의 일단에 공통적으로 연결된 제2 테스트 포인트; 상기 제1 저항 소자의 타단에 연결된 제3 테스트 포인트; 및 상기 제1 커패시터의 타단 및 상기 제2 커패시터의 타단에 공통적으로 연결된 제4 테스트 포인트를 포함하는 배터리 관리 시스템의 회로 기판을 테스트하기 위한 장치에 있어서,
    테스트 전압을 선택적으로 생성하도록 구성된 전압원;
    상기 제1 테스트 포인트와 상기 제4 테스트 포인트 사이에 발생한 제1 진단 전압을 검출하도록 구성된 제1 전압 센서;
    상기 제2 테스트 포인트와 상기 제4 테스트 포인트 사이에 발생한 제2 진단 전압을 검출하도록 구성된 제2 전압 센서; 및
    상기 전압원, 상기 제1 전압 센서 및 상기 제2 전압 센서에 동작 가능하게 결합된 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 전압원에게 상기 제3 테스트 포인트 상에 상기 테스트 전압을 인가하도록 명령하고,
    상기 제1 진단 전압 및 상기 제2 진단 전압 중 적어도 하나를 기초로, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 적어도 하나의 오픈 불량이 발생하였는지 여부를 판정하도록 구성된, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 진단 전압이 상기 테스트 전압보다 낮게 미리 정해진 임계 전압에 도달하는 제1 시점을 기록하고,
    상기 제3 테스트 포인트 상에 상기 테스트 전압이 인가되기 시작하는 초기 시점으로부터 상기 제1 시점까지의 제1 경과 기간이 미리 정해진 제1 임계 기간 이상 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터의 오픈 불량이 발생하지 않은 것으로 판정하도록 구성된, 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 경과 기간이 상기 제1 임계 기간보다 짧고 미리 정해진 제1 감시 기간 이상인 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 상기 제2 커패시터만이 오픈 불량인 것으로 판정하도록 구성된, 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 경과 기간이 상기 제1 감시 기간보다 짧고 미리 정해진 제2 감시 기간 이상인 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 상기 제1 커패시터만이 오픈 불량인 것으로 판정하도록 구성된, 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 경과 기간이 상기 제2 감시 기간보다 짧은 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 둘 다 오픈 불량인 것으로 판정하도록 구성된, 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 진단 전압이 상기 임계 전압에 도달하는 제2 시점을 기록하고,
    상기 제1 시점과 상기 제2 시점이 서로 동일한 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 적어도 상기 제2 커패시터가 오픈 불량인 것으로 판정하도록 구성된, 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 진단 전압이 상기 임계 전압에 도달하는 제2 시점을 기록하고,
    상기 초기 시점으로부터 상기 제2 시점까지의 제2 경과 기간이 상기 제1 임계 기간보다 길게 미리 정해진 제2 임계 기간 이상 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 둘 다의 오픈 불량이 발생하지 않은 것으로 판정하도록 구성된, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판정의 결과를 나타내는 진단 메시지를 출력하도록 구성된, 장치.
  9. 제1 저항 소자; 제1 커패시터; 제2 저항 소자; 제2 커패시터; 상기 제1 저항 소자의 일단, 상기 제1 커패시터의 일단 및 상기 제2 저항 소자의 일단에 공통적으로 연결된 제1 테스트 포인트; 상기 제2 저항 소자의 타단 및 상기 제2 커패시터의 일단에 공통적으로 연결된 제2 테스트 포인트; 상기 제1 저항 소자의 타단에 연결된 제3 테스트 포인트; 및 상기 제1 커패시터의 타단 및 상기 제2 커패시터의 타단에 공통적으로 연결된 제4 테스트 포인트를 포함하는 배터리 관리 시스템의 회로 기판을 테스트하기 위한 방법에 있어서,
    전압원에게 상기 제3 테스트 포인트 상에 테스트 전압을 인가하도록 명령하는 단계;
    상기 제1 테스트 포인트와 상기 제4 테스트 포인트 사이에 발생한 제1 진단 전압이 상기 테스트 전압보다 낮게 미리 정해진 임계 전압에 도달하는 시점을 기록하는 단계; 및
    상기 제3 테스트 포인트 상에 상기 테스트 전압이 인가되기 시작하는 초기 시점부터 상기 기록된 시점까지의 경과 기간이 미리 정해진 제1 임계 기간 이상 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터의 오픈 불량이 발생하지 않았음을 나타내는 진단 메시지를 출력하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 경과 기간이 상기 제1 임계 기간보다 짧고 미리 정해진 제1 감시 기간 이상인 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 상기 제2 커패시터만이 오픈 불량임을 나타내는 진단 메시지를 출력하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 경과 기간이 상기 제1 감시 기간보다 짧고 미리 정해진 제2 감시 기간 이상인 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 상기 제1 커패시터만이 오픈 불량임을 나타내는 진단 메시지를 출력하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 경과 기간이 상기 제2 감시 기간 미만 경우, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 둘 다 오픈 불량임을 나타내는 진단 메시지를 출력하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
PCT/KR2019/003262 2018-06-29 2019-03-20 배터리 관리 시스템에 포함된 회로 기판을 테스트하기 위한 장치 및 방법 WO2020004774A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020522925A JP7020638B2 (ja) 2018-06-29 2019-03-20 バッテリー管理システムに含まれた回路基板をテストするための装置及び方法
EP19825696.8A EP3702794A4 (en) 2018-06-29 2019-03-20 APPARATUS AND METHOD FOR TESTING A PRINTED CIRCUIT BOARD OF A BATTERY MANAGEMENT SYSTEM
US16/771,734 US11262417B2 (en) 2018-06-29 2019-03-20 Apparatus and method for testing circuit board included in battery management system
CN201980005698.7A CN111344580B (zh) 2018-06-29 2019-03-20 用于测试电池管理系统中包括的电路板的设备和方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0075764 2018-06-29
KR1020180075764A KR102407454B1 (ko) 2018-06-29 2018-06-29 배터리 관리 시스템에 포함된 회로 기판을 테스트하기 위한 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020004774A1 true WO2020004774A1 (ko) 2020-01-02

Family

ID=68987109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/003262 WO2020004774A1 (ko) 2018-06-29 2019-03-20 배터리 관리 시스템에 포함된 회로 기판을 테스트하기 위한 장치 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11262417B2 (ko)
EP (1) EP3702794A4 (ko)
JP (1) JP7020638B2 (ko)
KR (1) KR102407454B1 (ko)
CN (1) CN111344580B (ko)
WO (1) WO2020004774A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11418041B2 (en) * 2019-03-15 2022-08-16 Lg Energy Solution, Ltd. Battery system
US11031948B1 (en) * 2020-09-28 2021-06-08 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Diagnostic system
CN113447858B (zh) * 2020-11-11 2022-11-11 重庆康佳光电技术研究院有限公司 电路背板检测装置及检测方法
WO2023214429A1 (en) * 2022-05-05 2023-11-09 Ultraviolette Automotive Private Limited An unique test method for effectively detecting faults in electrical interconnection in a battery pack

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994000322A1 (de) * 1992-06-27 1994-01-06 Itt Automotive Europe Gmbh Schaltungsanordnung zur überwachung einer induktiven schaltung
KR20070114279A (ko) * 2005-03-23 2007-11-30 로버트쇼 컨트롤즈 캄파니 진단 회로
KR100845252B1 (ko) * 2006-09-22 2008-07-10 엘지디스플레이 주식회사 표시장치의 테스트장치
KR20110100793A (ko) * 2010-03-05 2011-09-15 삼성전기주식회사 수동소자가 내장된 인쇄회로기판의 이상 유무 판단 방법
KR101295182B1 (ko) * 2012-05-16 2013-08-09 (주)미섬시스텍 배터리 보호 회로의 테스트 장치 및 그의 수동 소자 측정 방법
KR20180075764A (ko) 2016-12-26 2018-07-05 전성훈 오토바이용 안전슈트

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04151571A (ja) * 1990-10-15 1992-05-25 Toshiba Corp コンデンサ異常検出回路
US6737875B2 (en) 2000-05-22 2004-05-18 Damerco, Inc. Method and apparatus for in-circuit impedance measurement
US6624640B2 (en) * 2001-02-07 2003-09-23 Fluke Corporation Capacitance measurement
KR20060029268A (ko) 2006-03-15 2006-04-05 김진호 통합 회로검사장치
JP5242980B2 (ja) 2007-10-09 2013-07-24 ファナック株式会社 コンデンサ故障検出回路および電源装置
US8941394B2 (en) * 2008-06-25 2015-01-27 Silicon Laboratories Inc. Capacitive sensor system with noise reduction
KR101085752B1 (ko) 2010-05-10 2011-11-21 삼성전기주식회사 회로 기판 및 상기 회로 기판에 장착된 성분의 테스트 방법
KR101711014B1 (ko) 2010-12-10 2017-02-28 삼성전자주식회사 테스트 장치 및 이를 포함하는 테스트 시스템
JP5687484B2 (ja) 2010-12-20 2015-03-18 矢崎総業株式会社 絶縁状態検出ユニットのフライングキャパシタ故障検出装置
US8872522B2 (en) 2011-01-28 2014-10-28 Hamilton Sundstrand Corporation Frequency based fault detection
JP5736197B2 (ja) * 2011-03-09 2015-06-17 矢崎総業株式会社 絶縁状態検出ユニット
KR20120120706A (ko) 2011-04-25 2012-11-02 삼성전자주식회사 보조 전원 장치 및 보조 전원 장치를 포함하는 사용자 장치
DE102014200268A1 (de) * 2014-01-10 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erkennung der Funktionsfähigkeit eines Lastschalters einer Batterie sowie eine Batterie mit einer Vorrichtung zur Erkennung der Funktionsfähigkeit eines Lastschalters der Batterie
KR102210985B1 (ko) 2014-01-14 2021-02-03 삼성디스플레이 주식회사 구동집적회로, 이를 포함하는 표시장치 및 결합저항 측정 방법
US9442151B2 (en) * 2014-06-09 2016-09-13 Sandisk Technologies Llc Methods, systems, and computer readable media for detecting electrical disconnection between integrated circuit chip electrical connections and corresponding electrical contacts on a printed circuit board or chip socket during testing of the chip under environmental conditions
JP6015718B2 (ja) * 2014-07-14 2016-10-26 トヨタ自動車株式会社 情報出力装置
WO2016143679A1 (ja) * 2015-03-11 2016-09-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池管理装置、電池監視回路、制御システム
KR20170059741A (ko) 2015-11-23 2017-05-31 한국전기연구원 인버터 직류 입력단 커패시터 진단 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체
US9876369B2 (en) * 2016-03-15 2018-01-23 Lg Chem, Ltd. Battery system and method for determining an open circuit fault condition in a battery module

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994000322A1 (de) * 1992-06-27 1994-01-06 Itt Automotive Europe Gmbh Schaltungsanordnung zur überwachung einer induktiven schaltung
KR20070114279A (ko) * 2005-03-23 2007-11-30 로버트쇼 컨트롤즈 캄파니 진단 회로
KR100845252B1 (ko) * 2006-09-22 2008-07-10 엘지디스플레이 주식회사 표시장치의 테스트장치
KR20110100793A (ko) * 2010-03-05 2011-09-15 삼성전기주식회사 수동소자가 내장된 인쇄회로기판의 이상 유무 판단 방법
KR101295182B1 (ko) * 2012-05-16 2013-08-09 (주)미섬시스텍 배터리 보호 회로의 테스트 장치 및 그의 수동 소자 측정 방법
KR20180075764A (ko) 2016-12-26 2018-07-05 전성훈 오토바이용 안전슈트

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3702794A4

Also Published As

Publication number Publication date
US11262417B2 (en) 2022-03-01
CN111344580B (zh) 2022-06-10
CN111344580A (zh) 2020-06-26
JP2021500560A (ja) 2021-01-07
EP3702794A4 (en) 2021-03-31
JP7020638B2 (ja) 2022-02-16
KR20200002352A (ko) 2020-01-08
US20210156929A1 (en) 2021-05-27
EP3702794A1 (en) 2020-09-02
KR102407454B1 (ko) 2022-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020004774A1 (ko) 배터리 관리 시스템에 포함된 회로 기판을 테스트하기 위한 장치 및 방법
WO2019151779A1 (ko) 프리차지 저항 보호 장치
WO2020005020A1 (ko) 배터리 관리 시스템, 그것을 포함하는 배터리팩 및 전류 측정 회로의 고장 판정 방법
WO2018110943A1 (ko) 전기 퓨즈를 위한 진단 시스템을 포함하는 차량
WO2013151355A1 (ko) 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 자가 진단 방법
WO2019199058A1 (ko) 배터리 진단 장치 및 방법
WO2013147494A1 (ko) 배터리의 절연 저항 측정 장치 및 방법
WO2019156377A1 (ko) 배터리를 위한 등가 회로 모델의 파라미터를 추정하기 위한 방법 및 배터리 관리 시스템
WO2020055117A1 (ko) 배터리 관리 장치
WO2019151679A1 (ko) 배터리를 위한 등가 회로 모델의 파라미터 추정 방법 및 배터리 관리 시스템
WO2017222186A1 (ko) 전기 자동차용 구동 회로 및 그 제어 방법
WO2021085893A1 (ko) 누전 검출 장치, 누전 검출 방법 및 전기 차량
WO2020141772A1 (ko) 배터리 밸런싱 장치 및 그것을 포함하는 배터리 팩
WO2019107976A1 (ko) 배터리 팩
WO2020162675A1 (ko) 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법 및 배터리 팩
WO2021251653A1 (ko) 릴레이 진단 장치, 릴레이 진단 방법, 배터리 시스템 및 전기 차량
WO2019107979A1 (ko) 배터리 팩
WO2019107982A1 (ko) 배터리 팩
WO2019117555A1 (ko) 단락 방지 장치 및 방법
WO2017034144A1 (ko) 제어라인 진단 장치
WO2021091086A1 (ko) 배터리 진단 장치, 배터리 진단 방법 및 에너지 저장 시스템
WO2019107978A1 (ko) 배터리 팩
WO2022025725A1 (ko) 배터리 관리 장치, 배터리 팩, 배터리 시스템 및 배터리 관리 방법
WO2019160257A1 (ko) 배터리와 평활 커패시터 간의 에너지 전달을 위한 전원 회로, 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩
WO2020153625A1 (ko) 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법 및 배터리 팩

Legal Events

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

Ref document number: 19825696

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020522925

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019825696

Country of ref document: EP

Effective date: 20200525

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE