WO2020106042A1 - 배터리 관리 시스템, 배터리 팩 및 전기 차량 - Google Patents

배터리 관리 시스템, 배터리 팩 및 전기 차량

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WO2020106042A1
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level signal
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battery
high level
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최호득
김기훈
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for protecting a main contactor that opens and closes a charge / discharge path connected between a battery and an electric load from inrush current.
  • lithium batteries have little memory effect compared to nickel-based batteries, so they are free to charge and discharge and have a very high self-discharge rate. It is spotlighted for its low energy density and high strength.
  • a main contactor installed between the battery and the electrical load.
  • the battery management system controls the main contactor on and off.
  • the main contactor is closed while the voltage difference between the battery and the electric load is large, an instantaneous high current may flow and the main contactor may be damaged.
  • a precharge process is required to charge the capacitor on the electric load side before closing the main contactor.
  • An object of the present invention is to provide a system, a battery pack including the battery management system, and an electric vehicle including the battery pack.
  • a battery management system includes a first voltage sensor configured to detect a first voltage between a first terminal and a second terminal of a first battery; A second voltage sensor configured to detect a second voltage between the first end and the second end of the capacitor provided on the electric load side; A high side driver connected to the first terminal of the contactor coil included in the main contactor installed between the first terminal of the first battery and the first terminal of the capacitor; A low side driver connected to the second end of the contactor coil; A malfunction prevention circuit including a safety switch installed between the first end of the contactor coil and the high side driver or between the second end of the contactor coil and the low side driver; And a control circuit operatively coupled to the high side driver, the low side driver, the first voltage sensor, the second voltage sensor, and the malfunction preventing circuit.
  • the control circuit is configured to determine a first threshold voltage based on the first voltage. When the second voltage is equal to or greater than the first threshold voltage, the first high level signal is output.
  • the malfunction preventing circuit outputs a second high level signal to the safety switch in response to the first high level signal when the third voltage between the first terminal and the second terminal of the main contactor is less than a second threshold voltage. It is configured to.
  • the safety switch is turned on by the second high level signal.
  • the control circuit may be configured to determine the first threshold voltage by multiplying the first voltage by a first scaling value.
  • the first scaling value may be greater than 0 and less than 1.
  • the control circuit may be configured to subtract a predetermined reference voltage from the first voltage to determine the first threshold voltage.
  • the control circuit may be configured to output a first low level signal when the second voltage is less than the first threshold voltage.
  • the malfunction preventing circuit may be configured to output a second low level signal to the safety switch in response to the first low level signal.
  • the safety switch is turned off by the second low level signal.
  • the malfunction preventing circuit includes a first input pin connected to a first common node between a first terminal of the first battery and a first terminal of the main contactor, a first terminal of the capacitor and a second terminal of the main contactor
  • a voltage comparator having a second input pin and a first output pin connected to a second common node between the terminals; And a third input pin connected to the first output pin, a fourth input pin connected to the control circuit, and a second output pin connected to the safety switch.
  • the voltage comparator may be configured to output a third high level signal from the first output pin when the third voltage applied between the first input pin and the second input pin is less than the second threshold voltage. have.
  • the verification circuit outputs the second high level signal from the second output pin when the third high level signal and the first high level signal are respectively input to the third input pin and the fourth input pin. It can be configured to.
  • the voltage comparator may be configured to output a third low level signal from the first output pin when the third voltage is greater than or equal to the second threshold voltage.
  • the verification circuit receives the second low level signal from the second output pin. It can be configured to output.
  • a battery management system includes a first voltage sensor configured to detect a first voltage between a first terminal and a second terminal of a first battery; A second voltage sensor configured to detect a second voltage between the first end and the second end of the capacitor provided on the electric load side; A high side driver connected to the first terminal of the contactor coil included in the main contactor installed between the first terminal of the first battery and the first terminal of the capacitor; A low side driver connected to the second end of the contactor coil; A malfunction prevention circuit including a safety switch installed between the first end of the contactor coil and the high side driver or between the second end of the contactor coil and the low side driver; And a control circuit operatively coupled to the high side driver, the low side driver, the first voltage sensor, the second voltage sensor, and the malfunction preventing circuit.
  • the control circuit is configured to determine a first threshold voltage based on the first voltage.
  • the control circuit is configured to output a first high level signal when the second voltage is equal to or greater than the first threshold voltage.
  • the malfunction preventing circuit may respond to the first high level signal when the third voltage between the first and second terminals of the resistance element of the precharge circuit connected in parallel to the main contactor is less than the second threshold voltage. And output a second high level signal to the switch.
  • the safety switch is turned on by the second high level signal.
  • the malfunction preventing circuit includes: a voltage comparator having a first input pin connected to a first end of the resistance element, a second input pin connected to a second end of the resistance element, and a first output pin; And a third input pin connected to the first output pin, a fourth input pin connected to the control circuit, and a second output pin connected to the safety switch.
  • the voltage comparator may be configured to output a third high level signal from the first output pin when the third voltage applied between the first input pin and the second input pin is less than the second threshold voltage. have.
  • the verification circuit outputs the second high level signal from the second output pin when the third high level signal and the first high level signal are respectively input to the third input pin and the fourth input pin. It can be configured to.
  • a battery pack according to another aspect of the present invention includes the battery management system.
  • An electric vehicle includes the battery pack.
  • the electric vehicle includes a second battery; And a converter configured to boost the voltage of the second battery and then apply the boosted voltage between the first and second terminals of the capacitor in response to a fourth high level signal from the control circuit.
  • the control circuit may be configured to output the fourth high level signal to the converter when the second voltage is less than the first threshold voltage.
  • the present invention it is double checked whether the pre-charge of the capacitor provided on the electric load side is completed. Accordingly, the possibility that the main contactor is damaged due to the inrush current can be reduced.
  • FIG. 1 is a view exemplarily showing a configuration of an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view exemplarily showing the configuration of an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram exemplarily showing a configuration of an electric vehicle according to a third embodiment of the present invention.
  • control unit> described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • FIG. 1 is a view exemplarily showing a configuration of an electric vehicle 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • the electric vehicle 10 includes a battery pack 20, an inverter 40, a capacitor 50, and an electric load 60.
  • the inverter 40 converts DC power from the battery pack 20 into AC power and then supplies it to the electric load 60, or converts AC power from the charger into DC power and then supplies it to the battery pack 20. It is configured to.
  • the inverter 40 includes a capacitor 50 for smoothing voltage fluctuations between two terminals of the inverter 40.
  • the battery pack 20 includes a battery 30, a main contactor 110, a main contactor 120, a precharge circuit 150, and a battery management system 200.
  • the battery 30 includes at least one unit cell.
  • the unit cell is not particularly limited as long as it is rechargeable, such as a lithium ion cell.
  • each unit cell may be electrically connected to another unit cell in series or parallel.
  • the terminal 31 of the battery 30 is shown as a positive terminal, and the terminal 32 of the battery 30 is shown as a negative terminal, but vice versa.
  • the main contactor 110 is provided between the terminal 31 of the battery 30 and the terminal 51 of the capacitor 50.
  • the main contactor 110 includes a contactor coil 111 and a contact 112.
  • the contact 112 moves to a closed operating position by the magnetic force generated by the contactor coil 111.
  • the contact 112 moves to an open operating position.
  • power is supplied to the contactor coil 111, it means that the contactor coil 111 is in a conducting state.
  • the main contactor 120 is provided between the terminal 32 of the battery 30 and the terminal 52 of the capacitor 50.
  • the main contactor 120 includes a contactor coil 121 and a contact 122.
  • the contact 122 When power is supplied to the contactor coil 121, the contact 122 is moved to a closed operation position by the magnetic force generated by the contactor coil 121.
  • the contact 122 When power is cut off to the contactor coil 121, the contact 122 moves to an open operating position.
  • power is supplied to the contactor coil 121, it means that the contactor coil 121 is in a conducting state.
  • the pre-charge circuit 150 is connected in parallel to the main contactor 110.
  • the precharge circuit 150 includes a precharge contactor 130 and a resistance element 140 connected in series with each other.
  • the precharge contactor 130 includes a contactor coil 131 and a contact 132.
  • the contact 132 moves to a closed operating position by the magnetic force generated by the contactor coil 131.
  • the contact 132 moves to an open operating position.
  • power is supplied to the contactor coil 131, it means that the contactor coil 131 is in a conducting state.
  • the battery management system 200 includes a voltage sensor 210, a voltage sensor 220, a high side driver 231, a low side driver 232, a high side driver 233, a low side driver 234, and a high side It includes a driver 235, a low-side driver 236, a control circuit 240 and a malfunction prevention circuit 300.
  • the voltage sensor 210 is configured to detect a voltage across both ends of the battery 30 (hereinafter, also referred to as “battery voltage”) and generate a voltage signal V1 indicating the battery voltage.
  • the voltage sensor 210 may be connected in parallel to the battery 30.
  • the voltage sensor 220 is configured to detect a voltage across both ends of the capacitor 50 (hereinafter also referred to as a 'capacitor voltage') and generate a voltage signal V2 representing the capacitor voltage.
  • the voltage sensor 220 may be connected to the capacitor 50 in parallel.
  • the high side driver 231 is connected between the first end of the contactor coil 111 and the control pin CT1 of the control circuit 240.
  • the high-side driver 231 is configured to supply a predetermined operating voltage (eg, 12V) to the first end of the contactor coil 111 in response to the control signal S1 from the control pin CT1.
  • a predetermined operating voltage eg, 12V
  • the low side driver 232 is connected between the second end of the contactor coil 111 and the control pin CT2 of the control circuit 240.
  • the low-side driver 232 is configured to supply a ground voltage (eg, 0V) to the second end of the contactor coil 111 in response to the control signal S2 from the control pin CT2.
  • the high-side driver 233 is connected between the first end of the contactor coil 121 and the control pin CT3 of the control circuit 240.
  • the high-side driver 233 is configured to supply a predetermined operating voltage to the first end of the contactor coil 121 in response to the control signal S3 from the control pin CT3.
  • the low-side driver 234 is connected between the second end of the contactor coil 121 and the control pin CT4 of the control circuit 240.
  • the low-side driver 234 is configured to supply a ground voltage to the second end of the contactor coil 121 in response to the control signal S4 from the control pin CT4.
  • the high-side driver 235 is connected between the first end of the contactor coil 131 and the control pin CT5 of the control circuit 240.
  • the high-side driver 235 is configured to supply a predetermined operating voltage to the first stage of the contactor coil 131 in response to the control signal S5 from the control pin CT5.
  • the low side driver 236 is connected between the second end of the contactor coil 131 and the control pin CT6 of the control circuit 240.
  • the low-side driver 236 is configured to supply a ground voltage to the second end of the contactor coil 131 in response to the control signal S6 from the control pin CT6.
  • the control circuit 240 includes hardware-specific 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), may be implemented to include at least one of electrical units for performing other functions. Further, a memory device may be built in the control circuit 240, and a RAM, ROM, register, hard disk, optical recording medium, or magnetic recording medium may be used as the memory device. The memory device may store, update, and / or erase programs including various control logics executed by the control circuit 240 and / or data generated when the control logics are executed.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • microprocessors may be implemented to include at least one of electrical units for performing other functions.
  • a memory device may be built
  • the control circuit 240 includes a voltage sensor 210, a voltage sensor 220, a high side driver 231, a low side driver 232, a high side driver 233, a low side driver 234, and a high side driver 235, the low-side driver 236 and is operatively coupled to the malfunction prevention circuit 300.
  • the control circuit 240 includes a control pin CT1, a control pin CT2, a control pin CT3, a control pin CT4, a control pin CT5, a control pin CT6, a sensing pin SS1 and sensing A pin SS2 is provided.
  • the sensing pin SS1 is connected to the voltage sensor 210 to receive the voltage signal V1.
  • the sensing pin SS2 is connected to the voltage sensor 220 to receive the voltage signal V2.
  • the control circuit 240 is configured to selectively output the control signal S1 to the control pin CT1.
  • the control circuit 240 is configured to selectively output the control signal S2 to the control pin CT2.
  • the control circuit 240 is configured to selectively output the control signal S3 to the control pin CT3.
  • the control circuit 240 is configured to selectively output the control signal S4 to the control pin CT4.
  • the control circuit 240 is configured to selectively output the control signal S5 to the control pin CT5.
  • the control circuit 240 is configured to selectively output the control signal S6 to the control pin CT6.
  • Each of the control signals S1 to S6 may be a high level (eg, 5V or higher) voltage signal.
  • control circuit 240 While the control circuit 240 outputs the control signal S1 and the control signal S2, the contact 112 moves to the closed operating position, and accordingly, the terminal 31 of the battery 30 through the contact 112 ) And the terminal 51 of the capacitor 50 are electrically connected to each other. While control circuit 240 stops outputting at least one of control signal S1 and control signal S2, contact 112 moves to an open operating position.
  • control circuit 240 While the control circuit 240 outputs the control signal S3 and the control signal S4, the contact 122 moves to the closed operating position, and accordingly, the terminal 32 of the battery 30 through the contact 122 ) And the terminal 52 of the capacitor 50 are electrically connected to each other. While the control circuit 240 stops outputting at least one of the control signal S3 and the control signal S4, the contact 122 moves to the open operating position, and accordingly the terminal 32 of the battery 30 And the terminals 52 of the capacitor 50 are electrically separated from each other.
  • control circuit 240 While the control circuit 240 outputs the control signal S5 and the control signal S6, the contact 132 moves to the closed operation position, and thus the battery (via the contact 132 and the resistance element 140) The terminal 31 of 30) and the terminal 51 of the capacitor 50 are electrically connected to each other. While the control circuit 240 stops outputting at least one of the control signal S5 and the control signal S6, the contact 132 moves to the open operating position.
  • the terminal 31 of the battery 30 and the terminal 51 of the capacitor 50 are electrically connected to each other. While both the contact 112 and the contact 132 are in the open operating position, the terminal 31 of the battery 30 and the terminal 51 of the capacitor 50 are electrically separated from each other.
  • control circuit 240 When the control circuit 240 stops outputting the control signal S1, it may mean that the low level (eg, 0V) signal is output from the control pin CT1 instead of the high level (eg, 5V).
  • the control circuit 240 stops outputting the control signal S2 it may mean that it outputs a low level signal from the control pin CT2 instead of a high level.
  • the control circuit 240 stops outputting the control signal S3 it may mean that it outputs a low level signal from the control pin CT3 instead of a high level.
  • the control circuit 240 stops outputting the control signal S4 it may mean that the low level signal is output from the control pin CT4 instead of the high level.
  • control circuit 240 stops outputting the control signal S5, it may mean that the low level signal is output from the control pin CT5 instead of the high level.
  • control circuit 240 stops outputting the control signal S6 it may mean that the low level signal is output from the control pin CT6 instead of the high level.
  • the control circuit 240 may control the main contactor 110, the main contactor 120, and the precharge contactor 130 in the following order.
  • the control circuit 240 outputs a control signal S3 and a control signal S4 to move the contact 122 to a closed operating position.
  • the control circuit 240 then outputs a control signal S5 and a control signal S6 to move the contact 132 to a closed operating position when the capacitor voltage is less than the first threshold voltage.
  • the control circuit 240 determines whether precharging of the capacitor 50 is completed based on the capacitor voltage. When the capacitor voltage is equal to or greater than the first threshold voltage, the control circuit 240 determines that precharging of the capacitor 50 is completed. When the capacitor voltage is less than the first threshold voltage, the control circuit 240 determines that the precharging of the capacitor 50 is not yet completed, and outputs at least one of the control signal S1 and the control signal S2.
  • control circuit 240 When it is determined that precharging of the capacitor 50 is completed, the control circuit 240 outputs a control signal S1 and a control signal S2 to move the contact 112 to a closed operating position. Then, the control circuit 240 stops output of at least one of the control signal S5 and the control signal S6 in order to move the contact 132 to the open operating position.
  • the first threshold voltage may be predetermined in consideration of the voltage range of the battery 30, and may be, for example, 95V.
  • the control circuit 240 may determine the first threshold voltage equal to the first threshold voltage multiplied by the first scaling value of the battery voltage.
  • the first scaling value may be greater than 0 and less than 1. For example, if the battery voltage is 100V and the first scaling value is 0.95, 95V is determined by the control circuit 240 as the first threshold voltage.
  • the control circuit 240 may determine the first threshold voltage by subtracting a predetermined reference voltage (eg, 5V) from the battery voltage.
  • a predetermined reference voltage eg, 5V
  • the malfunction preventing circuit 300 is due to a malfunction of the control circuit 240, an error in the voltage signal V1, or an error in the voltage signal V2, even before the precharging of the capacitor 50 is actually completed. It is provided to prevent the problem of the contact 112 moving to the closed operating position.
  • the malfunction prevention circuit 300 includes a safety switch 310, a voltage comparator 320, and a verification circuit 330.
  • the safety switch 310 is provided between the first end of the contactor coil 111 and the high side driver 231 or the second end of the contactor coil 111 and the low side driver 232.
  • FIG. 1 shows that the safety switch 310 is connected between the second end of the contactor coil 111 and the low side driver 232.
  • the contactor coil 111 is maintained in a non-conductive state, so that the contact ( 112) remains in the open operating position.
  • the safety switch 310 a semiconductor switch such as a MOSFET can be used.
  • the control terminal of the safety switch 310 eg, the gate of the MOSFET
  • the safety switch 310 is turned on in response to the signal from the output pin OUT2 being at a high level.
  • the safety switch 310 is turned off in response to the signal from the output pin OUT2 being at a low level.
  • the voltage comparator 320 includes an input pin IN1, an input pin IN2, and an output pin OUT1.
  • the input pin IN1 is connected to the node N1.
  • the node N1 is a specific point or region in the charge / discharge path connecting the terminal 31 of the battery 30 and the first terminal of the main contactor 110.
  • the input pin IN2 is connected to the node N2.
  • the node N2 is a specific point or region in the charge / discharge path connecting the terminal 51 of the capacitor 50 and the second terminal of the main contactor 110.
  • the output pin OUT1 is connected to the input pin IN3 of the verification circuit 330.
  • the voltage comparator 320 compares the voltage between the input pin IN1 and the input pin IN2 (hereinafter, referred to as a 'first verification voltage') to a second threshold voltage.
  • the first verification voltage represents a voltage difference between the battery voltage and the capacitor voltage.
  • the second threshold voltage may be predetermined smaller than the first threshold voltage, such as 3V.
  • the control circuit 240 may determine the second threshold voltage equal to the value of the battery voltage multiplied by the second scaling value.
  • the second scaling value may be smaller than the first scaling value. For example, if the battery voltage is 100V and the second scaling value is 0.05, 5V is determined by the control circuit 240 as the second threshold voltage.
  • the control circuit 240 may determine the second scaling value by subtracting the first scaling value from 1.
  • the voltage comparator 320 is configured to output a high level signal to the output pin OUT1 when the first verification voltage is less than the second threshold voltage. That is, independently of the control signal S1 and the control signal S2, a high level signal indicating that precharging of the capacitor 50 is completed may be output from the output pin OUT1.
  • the voltage comparator 320 is configured to output a low level signal to the output pin OUT1 when the first verification voltage is greater than or equal to the second threshold voltage. The low level signal output from the output pin OUT1 indicates that the pre-charging of the capacitor 50 has not yet been completed.
  • the verification circuit 330 includes an input pin IN3, an input pin IN4, and an output pin OUT2.
  • the input pin IN3 is connected to the output pin OUT1 of the voltage comparator 320.
  • the input pin IN4 may be connected to at least one of the control pin CT1 and the control pin CT2. Accordingly, when at least one of the high side driver 231 and the low side driver 232 receives a high level signal from the control circuit 240, the input pin IN4 also receives a high level signal.
  • the input pin IN4 may be connected to a separate control pin (not shown) provided in the control circuit 240 to receive a high level signal from the control pin.
  • FIG. 1 shows that the input pin IN4 is connected to the control pin CT2.
  • the verification circuit 330 may be implemented to include an AND gate in hardware.
  • the detection circuit may be configured to output a low level signal from the output pin OUT2 when at least one of a signal received by the input pin IN3 and a signal received by the input pin IN4 is at a low level.
  • the verification circuit 330 is configured to output a high level signal from the output pin OUT2 when both the signal received by the input pin IN3 and the signal received by the input pin IN4 are at a high level. Can be. That is, the malfunction prevention circuit 300 double-checks whether precharging is completed based on the first verification voltage together with the capacitor voltage. Accordingly, only when both the capacitor voltage and the first verification voltage indicate precharging is completed, the verification circuit 330 outputs a high level signal for turning on the safety switch 310 from the output pin OUT2, thereby making the contactor The coil 111 is allowed to conduct.
  • FIG. 2 is a view exemplarily showing the configuration of the electric vehicle 10 according to the second embodiment of the present invention.
  • the difference between the electric vehicle 10 of the second embodiment and the electric vehicle 10 of the first embodiment is that the input pin IN1 and the input pin IN2 of the voltage comparator 320 are the first of the main contactor 110. It is connected to the first end and the second end of the resistor element 140 instead of being connected to the end and the second end, respectively. That is, the input pin IN1 is connected to the first end of the resistance element 140 and the input pin IN2 is connected to the second end of the resistance element 140. Accordingly, unlike the first embodiment, instead of the first verification voltage, the voltage across both ends of the resistor element 140 (hereinafter, referred to as a “second verification voltage”) is the third value by the voltage comparator 320. Compared to the threshold voltage.
  • the voltage comparator 320 is configured to output a high level signal from the output pin OUT1 when the second verification voltage is less than the third threshold voltage. On the other hand, the voltage comparator 320 is configured to output a low level signal to the output pin OUT1 when the second verification voltage is greater than or equal to the third threshold voltage.
  • the third threshold voltage may be the same as the second threshold voltage in the first embodiment.
  • FIG 3 is a view exemplarily showing the configuration of the electric vehicle 10 according to the third embodiment of the present invention.
  • the difference between the electric vehicle 10 of the third embodiment and the electric vehicle 10 of the first embodiment is (i) the precharge circuit 150, the high side driver 235, and the low side driver from the battery pack 20 ( 236) is removed, (ii) battery 160 and converter 170 are added, (iii) control pin CT5 and control pin CT6 are removed from control circuit 240, and (iv) control The control pin CT7 is added to the circuit 240.
  • the battery 160 and the converter 170 are for precharging the capacitor 50 in place of the precharge circuit 150.
  • the rated voltage of the battery 160 may be lower than the rated voltage of the battery 30.
  • the control circuit 240 is operatively coupled to the converter 170 through a control pin CT7.
  • the pair of voltage input terminals provided in the converter 170 are connected to the both ends 161 and 162 of the battery 160 one by one to receive the voltage of the battery 160.
  • the pair of voltage output terminals provided on the converter 170 are connected to the both ends 51 and 52 of the capacitor 50 one by one.
  • the converter 170 is configured to boost the voltage of the battery 160 and then apply the boosted voltage to both ends of the capacitor 50 in response to the control signal S7 from the control pin CT7.
  • the control signal S7 may be a high level signal.
  • the converter 170 stops boosting the voltage of the battery 160 in response to the low level signal from the control pin CT7.
  • the capacitor 50 is precharged with the voltage boosted by the converter 170 while the control signal S7 is output by the control circuit 240.
  • the control circuit 240 may control the main contactor 110, the main contactor 120, and the converter 170 as follows.
  • the control circuit 240 outputs a control signal S3 and a control signal S4 to move the contact 122 to a closed operating position. Then, when the capacitor voltage is less than the first threshold voltage, the control circuit 240 outputs a control signal S7 from the control pin CT7 to precharge the capacitor 50. Then, the control circuit 240 determines whether the precharging of the capacitor 50 has been completed. When the capacitor voltage is equal to or greater than the first threshold voltage, the control circuit 240 determines that precharging of the capacitor 50 is completed. When the capacitor voltage is less than the first threshold voltage, the control circuit 240 determines that the precharging of the capacitor 50 has not yet been completed.
  • control circuit 240 When it is determined that precharging of the capacitor 50 is completed, the control circuit 240 outputs a control signal S1 and a control signal S2 to move the contact 112 to a closed operating position. Then, the control circuit 240 stops the output of the control signal S7 to stop the operation of the converter 170.
  • the main contactor 120 is also removed from the electric vehicle 10, the terminal 32 of the battery 30 and the capacitor
  • the terminals 52 of 50 may be directly connected to each other or may be connected through a conductor (eg, an electric cable).
  • the high side driver 233, the low side driver 234, the control pin CT3 and the control pin CT4 may be removed from the battery management system 200.
  • the embodiment of the present invention described above is not implemented only through an apparatus and a method, and may be implemented through a program that realizes a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded.
  • the implementation can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments.

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은, 전기 부하측에 마련된 커패시터에 대한 프리차징이 완료되기 전에 제1 배터리와 전기 부하 간에 연결된 충방전 경로를 개폐하는 메인 컨택터를 돌입 전류로부터 보호한다. 상기 배터리 관리 시스템은, 상기 커패시터의 양단에 걸친 전압과 상기 메인 컨택터의 양단에 걸친 전압을 기초로, 상기 커패시터의 프리차지가 완료되었는지 여부를 2중으로 체크한다. 상기 배터리 관리 시스템은, 상기 커패시터의 양단에 걸친 전압이 제1 임계 전압 미만이거나, 상기 메인 컨택터의 양단에 걸친 전압이 제2 임계 전압 이상인 경우, 상기 메인 컨택터의 컨택트를 열린 동작 위치로 유지한다.

Description

배터리 관리 시스템, 배터리 팩 및 전기 차량
본 발명은, 배터리와 전기 부하 간에 연결된 충방전 경로를 개폐하는 메인 컨택터를 돌입 전류로부터 보호하기 위한 기술에 관한 것이다.
본 출원은 2018년 11월 20일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2018-0143780호에 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.
전원 시스템에 있어서, 배터리와 전기 부하 사이에는 메인 컨택터가 설치되는 것이 일반적이다. 배터리와 전기 부하 간의 전력 전달을 위해, 배터리 관리 시스템은 메인 컨택터를 온오프 제어한다. 배터리와 전기 부하 간의 전압 차이가 큰 상태에서 메인 컨택터가 닫히는 경우, 순간적인 고전류가 흘러 메인 컨택터가 손상될 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해서는, 메인 컨택터를 닫기 전에 전기 부하 측의 커패시터를 충전시키는 프리차지 과정이 요구된다.
그런데, 실제로 커패시터의 프리차지가 완료되기 전임에도, 커패시터의 프리차지가 완료된 것으로 잘못 처리될 가능성이 있으며, 이 경우 메인 컨택터를 통해 돌입 전류가 흘러 메인 컨택터가 손상을 입을 수 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전기 부하측에 마련된 커패시터의 프리차지가 완료되었는지 여부를 2중으로 체크함으로써, 돌입 전류로 인한 메인 컨택터의 손상을 방지할 수 있는 배터리 관리 시스템와, 상기 배터리 관리 시스템를 포함하는 배터리 팩 및 상기 배터리 팩을 포함하는 전기 차량을 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 배터리 관리 시스템은, 제1 배터리의 제1 단자와 제2 단자 간의 제1 전압을 검출하도록 구성된 제1 전압 센서; 전기 부하측에 마련된 커패시터의 제1 단과 제2 단 간의 제2 전압을 검출하도록 구성된 제2 전압 센서; 상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 커패시터의 제1 단 사이에 설치된 메인 컨택터에 포함된 컨택터 코일의 제1 단에 연결되는 하이 사이드 드라이버; 상기 컨택터 코일의 제2 단에 연결되는 로우 사이드 드라이버; 상기 컨택터 코일의 제1 단과 상기 하이 사이드 드라이버의 사이 또는 상기 컨택터 코일의 제2 단과 상기 로우 사이드 드라이버의 사이에 설치되는 안전 스위치를 포함하는 오동작 방지 회로; 및 상기 하이 사이드 드라이버, 상기 로우 사이드 드라이버, 상기 제1 전압 센서, 상기 제2 전압 센서 및 상기 오동작 방지 회로에 동작 가능하게 결합되는 제어 회로를 포함한다. 상기 제어 회로는, 상기 제1 전압을 기초로 제1 임계 전압을 결정하도록 구성된다. 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 이상인 경우, 제1 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 오동작 방지 회로는, 상기 메인 컨택터의 제1 단과 제2 단 간의 제3 전압이 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 하이 레벨 신호에 응답하여, 상기 안전 스위치에게 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 안전 스위치는, 상기 제2 하이 레벨 신호에 의해 턴온된다.
상기 제어 회로는, 상기 제1 전압에 제1 스케일링 값을 곱하여 상기 제1 임계 전압을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제1 스케일링 값은, 0보다 크고 1보다 작을 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 제1 전압에서 소정의 기준 전압을 차감하여 상기 제1 임계 전압을 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 미만인 경우, 제1 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 오동작 방지 회로는, 상기 제1 로우 레벨 신호에 응답하여, 상기 안전 스위치에게 제2 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 안전 스위치는, 상기 제2 로우 레벨 신호에 의해 턴오프된다.
상기 오동작 방지 회로는, 상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 메인 컨택터의 제1 단 사이의 제1 공통 노드에 연결되는 제1 입력핀, 상기 커패시터의 제1 단과 상기 메인 컨택터의 제2 단 사이의 제2 공통 노드에 연결되는 제2 입력핀 및 제1 출력핀을 구비하는 전압 비교기; 및 상기 제1 출력핀에 연결되는 제3 입력핀, 상기 제어 회로에 연결되는 제4 입력핀 및 상기 안전 스위치에 연결된 제2 출력핀을 구비하는 검증 회로를 더 포함할 수 있다. 상기 전압 비교기는, 상기 제1 입력핀과 상기 제2 입력핀 사이에 인가되는 상기 제3 전압이 상기 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 출력핀으로부터 제3 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 검증 회로는, 상기 제3 입력핀 및 상기 제4 입력핀에 상기 제3 하이 레벨 신호와 상기 제1 하이 레벨 신호가 각각 입력되는 경우, 상기 제2 출력핀으로부터 상기 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 전압 비교기는, 상기 제3 전압이 상기 제2 임계 전압 이상인 경우, 상기 제1 출력핀으로부터 제3 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 검증 회로는, 상기 제3 입력핀에 상기 제3 로우 레벨 신호가 입력되거나 상기 제4 입력핀에 상기 제1 로우 레벨 신호가 입력되는 경우, 상기 제2 출력핀으로부터 상기 제2 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 관리 시스템은, 제1 배터리의 제1 단자와 제2 단자 간의 제1 전압을 검출되도록 구성된 제1 전압 센서; 전기 부하측에 마련된 커패시터의 제1 단과 제2 단 간의 제2 전압을 검출하도록 구성된 제2 전압 센서; 상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 커패시터의 제1 단 사이에 설치된 메인 컨택터에 포함된 컨택터 코일의 제1 단에 연결되는 하이 사이드 드라이버; 상기 컨택터 코일의 제2 단에 연결되는 로우 사이드 드라이버; 상기 컨택터 코일의 제1 단과 상기 하이 사이드 드라이버의 사이 또는 상기 컨택터 코일의 제2 단과 상기 로우 사이드 드라이버의 사이에 설치되는 안전 스위치를 포함하는 오동작 방지 회로; 및 상기 하이 사이드 드라이버, 상기 로우 사이드 드라이버, 상기 제1 전압 센서, 상기 제2 전압 센서 및 상기 오동작 방지 회로에 동작 가능하게 결합되는 제어 회로를 포함한다. 상기 제어 회로는, 상기 제1 전압을 기초로 제1 임계 전압을 결정하도록 구성된다. 상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 이상인 경우, 제1 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 오동작 방지 회로는, 상기 메인 컨택터에 병렬 연결된 프리차지 회로의 저항 소자의 제1 단과 제2 단 간의 제3 전압이 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 하이 레벨 신호에 응답하여, 상기 안전 스위치에게 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 안전 스위치는, 상기 제2 하이 레벨 신호에 의해 턴온된다.
상기 오동작 방지 회로는, 상기 저항 소자의 제1 단에 연결되는 제1 입력핀, 상기 저항 소자의 제2 단에 연결되는 제2 입력핀 및 제1 출력핀을 구비하는 전압 비교기; 및 상기 제1 출력핀에 연결되는 제3 입력핀, 상기 제어 회로에 연결되는 제4 입력핀 및 상기 안전 스위치에 연결된 제2 출력핀을 구비하는 검증 회로를 더 포함할 수 있다. 상기 전압 비교기는, 상기 제1 입력핀과 상기 제2 입력핀 사이에 인가되는 상기 제3 전압이 상기 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 출력핀으로부터 제3 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 검증 회로는, 상기 제3 입력핀 및 상기 제4 입력핀에 상기 제3 하이 레벨 신호와 상기 제1 하이 레벨 신호가 각각 입력되는 경우, 상기 제2 출력핀으로부터 상기 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 관리 시스템을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전기 차량은, 상기 배터리 팩을 포함한다.
상기 전기 차량은, 제2 배터리; 및 상기 제어 회로로부터의 제4 하이 레벨 신호에 응답하여, 상기 제2 배터리의 전압을 승압한 다음 상기 승압된 전압을 상기 커패시터의 제1 단과 제2 단 간에 인가하도록 구성된 컨버터를 더 포함할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 미만인 경우, 상기 컨버터에게 상기 제4 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 전기 부하측에 마련된 커패시터의 프리차지가 완료되었는지 여부를 2중으로 체크한다. 이에 따라, 메인 컨택터가 돌입 전류로 인하여 손상될 가능성을 저감할 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 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 차량의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 차량의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 차량의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
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, 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 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 차량(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 전기 차량(10)은, 배터리 팩(20), 인버터(40), 커패시터(50) 및 전기 부하(60)를 포함한다.
인버터(40)는, 배터리 팩(20)으로부터의 DC 전력을 AC 전력으로 변환한 다음 전기 부하(60)에게 공급하거나, 충전기로부터의 AC 전력을 DC 전력으로 변환한 다음 배터리 팩(20)으로 공급하도록 구성된다. 인버터(40)는, 인버터(40)의 두 단자 사이에서의 전압 변동을 평활화시키기 위한 커패시터(50)를 포함한다.
배터리 팩(20)은, 배터리(30), 메인 컨택터(110), 메인 컨택터(120), 프리차지 회로(150) 및 배터리 관리 시스템(200)를 포함한다.
배터리(30)는, 적어도 하나의 단위 셀을 포함한다. 단위 셀은, 예컨대 리튬 이온 셀과 같이, 재충전 가능한 것이라면 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 배터리(30)가 복수의 단위 셀을 포함하는 경우, 각 단위 셀은 다른 단위 셀에 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 도 1에는, 배터리(30)의 단자(31)가 양극 단자이고 배터리(30)의 단자(32)가 음극 단자인 것으로 도시하였으나, 그 반대여도 무방하다.
메인 컨택터(110)는, 배터리(30)의 단자(31)와 커패시터(50)의 단자(51) 사이에 설치된다. 메인 컨택터(110)는, 컨택터 코일(111) 및 컨택트(112)를 포함한다. 컨택터 코일(111)에 전원이 공급되면, 컨택터 코일(111)에 의해 생성된 자기력에 의해 컨택트(112)는 닫힌 동작 위치로 이동한다. 컨택터 코일(111)에 전원이 차단되면, 컨택트(112)는 열린 동작 위치로 이동한다. 컨택터 코일(111)에 전원이 공급된다는 것은, 컨택터 코일(111)이 도통 상태가 된다는 것을 의미한다.
메인 컨택터(120)는, 배터리(30)의 단자(32)와 커패시터(50)의 단자(52) 사이에 설치된다. 메인 컨택터(120)는, 컨택터 코일(121) 및 컨택트(122)를 포함한다. 컨택터 코일(121)에 전원이 공급되면, 컨택터 코일(121)에 의해 생성된 자기력에 의해 컨택트(122)는 닫힌 동작 위치로 이동한다. 컨택터 코일(121)에 전원이 차단되면, 컨택트(122)는 열린 동작 위치로 이동한다. 컨택터 코일(121)에 전원이 공급된다는 것은, 컨택터 코일(121)이 도통 상태가 된다는 것을 의미한다.
프리차지 회로(150)는, 메인 컨택터(110)에 병렬 연결된다. 프리차지 회로(150)는, 서로 직렬 연결되는 프리차지 컨택터(130) 및 저항 소자(140)를 포함한다. 프리차지 컨택터(130)는, 컨택터 코일(131) 및 컨택트(132)를 포함한다. 컨택터 코일(131)에 전원이 공급되면, 컨택터 코일(131)에 의해 생성된 자기력에 의해 컨택트(132)는 닫힌 동작 위치로 이동한다. 컨택터 코일(131)에 전원이 차단되면, 컨택트(132)는 열린 동작 위치로 이동한다. 컨택터 코일(131)에 전원이 공급된다는 것은, 컨택터 코일(131)이 도통 상태가 된다는 것을 의미한다.
배터리 관리 시스템(200)는, 전압 센서(210), 전압 센서(220), 하이 사이드 드라이버(231), 로우 사이드 드라이버(232), 하이 사이드 드라이버(233), 로우 사이드 드라이버(234), 하이 사이드 드라이버(235), 로우 사이드 드라이버(236), 제어 회로(240) 및 오동작 방지 회로(300)를 포함한다.
전압 센서(210)는, 배터리(30)의 양단에 걸친 전압(이하, '배터리 전압'이라고도 칭함)을 검출하고, 배터리 전압을 나타내는 전압 신호(V1)를 생성하도록 구성된다. 전압 센서(210)는, 배터리(30)에 병렬 연결될 수 있다.
전압 센서(220)는, 커패시터(50)의 양단에 걸친 전압(이하, '커패시터 전압'이라고도 칭함)을 검출하고, 커패시터 전압을 나타내는 전압 신호(V2)를 생성하도록 구성된다. 전압 센서(220)는, 커패시터(50)에 병렬 연결될 수 있다.
하이 사이드 드라이버(231)는, 컨택터 코일(111)의 제1 단과 제어 회로(240)의 제어핀(CT1) 사이에 연결된다. 하이 사이드 드라이버(231)는, 제어핀(CT1)으로부터의 제어 신호(S1)에 응답하여, 컨택터 코일(111)의 제1 단에 소정의 동작 전압(예, 12V)을 공급하도록 구성된다.
로우 사이드 드라이버(232)는, 컨택터 코일(111)의 제2 단과 제어 회로(240)의 제어핀(CT2) 사이에 연결된다. 로우 사이드 드라이버(232)는, 제어핀(CT2)으로부터의 제어 신호(S2)에 응답하여, 컨택터 코일(111)의 제2 단에 접지 전압(예, 0V)을 공급하도록 구성된다.
하이 사이드 드라이버(233)는, 컨택터 코일(121)의 제1 단과 제어 회로(240)의 제어핀(CT3) 사이에 연결된다. 하이 사이드 드라이버(233)는, 제어핀(CT3)으로부터의 제어 신호(S3)에 응답하여, 컨택터 코일(121)의 제1 단에 소정의 동작 전압을 공급하도록 구성된다.
로우 사이드 드라이버(234)는, 컨택터 코일(121)의 제2 단과 제어 회로(240)의 제어핀(CT4) 사이에 연결된다. 로우 사이드 드라이버(234)는, 제어핀(CT4)으로부터의 제어 신호(S4)에 응답하여, 컨택터 코일(121)의 제2 단에 접지 전압을 공급하도록 구성된다.
하이 사이드 드라이버(235)는, 컨택터 코일(131)의 제1 단과 제어 회로(240)의 제어핀(CT5) 사이에 연결된다. 하이 사이드 드라이버(235)는, 제어핀(CT5)으로부터의 제어 신호(S5)에 응답하여, 컨택터 코일(131)의 제1 단에 소정의 동작 전압을 공급하도록 구성된다.
로우 사이드 드라이버(236)는, 컨택터 코일(131)의 제2 단과 제어 회로(240)의 제어핀(CT6) 사이에 연결된다. 로우 사이드 드라이버(236)는, 제어핀(CT6)으로부터의 제어 신호(S6)에 응답하여, 컨택터 코일(131)의 제2 단에 접지 전압을 공급하도록 구성된다.
제어 회로(240)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. 또한, 제어 회로(240)에는 메모리 디바이스가 내장될 수 있으며, 메모리 디바이스로는 예컨대 RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체가 이용될 수 있다. 메모리 디바이스는, 제어 회로(240)에 의해 실행되는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 상기 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장, 갱신 및/또는 소거할 수 있다.
제어 회로(240)는, 전압 센서(210), 전압 센서(220), 하이 사이드 드라이버(231), 로우 사이드 드라이버(232), 하이 사이드 드라이버(233), 로우 사이드 드라이버(234), 하이 사이드 드라이버(235), 로우 사이드 드라이버(236) 및 오동작 방지 회로(300)에 동작 가능하게 결합된다.
제어 회로(240)는, 제어핀(CT1), 제어핀(CT2), 제어핀(CT3), 제어핀(CT4), 제어핀(CT5), 제어핀(CT6), 센싱핀(SS1) 및 센싱핀(SS2)을 구비한다.
센싱핀(SS1)은, 전압 센서(210)에 연결되어, 전압 신호(V1)를 수신한다. 센싱핀(SS2)은, 전압 센서(220)에 연결되어, 전압 신호(V2)를 수신한다.
제어 회로(240)는, 제어 신호(S1)를 제어핀(CT1)에 선택적으로 출력하도록 구성된다. 제어 회로(240)는, 제어 신호(S2)를 제어핀(CT2)에 선택적으로 출력하도록 구성된다. 제어 회로(240)는, 제어 신호(S3)를 제어핀(CT3)에 선택적으로 출력하도록 구성된다. 제어 회로(240)는, 제어 신호(S4)를 제어핀(CT4)에 선택적으로 출력하도록 구성된다. 제어 회로(240)는, 제어 신호(S5)를 제어핀(CT5)에 선택적으로 출력하도록 구성된다. 제어 회로(240)는, 제어 신호(S6)를 제어핀(CT6)에 선택적으로 출력하도록 구성된다. 각각의 제어 신호(S1~S6)는, 하이 레벨(예, 5V 이상)의 전압 신호일 수 있다.
제어 회로(240)가 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2)를 출력하는 동안, 컨택트(112)가 닫힌 동작 위치로 이동하고, 이에 따라 컨택트(112)를 통해 배터리(30)의 단자(31)와 커패시터(50)의 단자(51)가 서로 전기적으로 연결된다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2) 중 적어도 하나의 출력을 중단하는 동안, 컨택트(112)는 열린 동작 위치로 이동한다.
제어 회로(240)가 제어 신호(S3) 및 제어 신호(S4)를 출력하는 동안, 컨택트(122)가 닫힌 동작 위치로 이동하고, 이에 따라 컨택트(122)를 통해 배터리(30)의 단자(32)와 커패시터(50)의 단자(52)가 서로 전기적으로 연결된다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S3) 및 제어 신호(S4) 중 적어도 하나의 출력을 중단하는 동안, 컨택트(122)가 열린 동작 위치로 이동하고, 이에 따라 배터리(30)의 단자(32)와 커패시터(50)의 단자(52)가 서로 전기적으로 분리된다.
제어 회로(240)가 제어 신호(S5) 및 제어 신호(S6)를 출력하는 동안, 컨택트(132)가 닫힌 동작 위치로 이동하고, 이에 따라 컨택트(132) 및 저항 소자(140)를 통해 배터리(30)의 단자(31)와 커패시터(50)의 단자(51)가 서로 전기적으로 연결된다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S5) 및 제어 신호(S6) 중 적어도 하나의 출력을 중단하는 동안, 컨택트(132)가 열린 동작 위치로 이동한다.
컨택트(112) 및 컨택트(132) 중 적어도 하나가 닫힌 동작 위치에 있는 동안, 배터리(30)의 단자(31)와 커패시터(50)의 단자(51)는 서로 전기적으로 연결된다. 컨택트(112) 및 컨택트(132)가 둘다 열린 동작 위치에 있는 동안, 배터리(30)의 단자(31)와 커패시터(50)의 단자(51)가 서로 전기적으로 분리된다.
제어 회로(240)가 제어 신호(S1)의 출력을 중단한다는 것은, 하이 레벨(예, 5V) 대신 로우 레벨(예, 0V)의 신호를 제어핀(CT1)으로부터 출력한다는 것을 의미할 수 있다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S2)의 출력을 중단한다는 것은, 하이 레벨 대신 로우 레벨의 신호를 제어핀(CT2)으로부터 출력한다는 것을 의미할 수 있다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S3)의 출력을 중단한다는 것은, 하이 레벨 대신 로우 레벨의 신호를 제어핀(CT3)으로부터 출력한다는 것을 의미할 수 있다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S4)의 출력을 중단한다는 것은, 하이 레벨 대신 로우 레벨의 신호를 제어핀(CT4)으로부터 출력한다는 것을 의미할 수 있다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S5)의 출력을 중단한다는 것은, 하이 레벨 대신 로우 레벨의 신호를 제어핀(CT5)으로부터 출력한다는 것을 의미할 수 있다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S6)의 출력을 중단한다는 것은, 하이 레벨 대신 로우 레벨의 신호를 제어핀(CT6)으로부터 출력한다는 것을 의미할 수 있다.
제어 회로(240)는, 메인 컨택터(110), 메인 컨택터(120) 및 프리차지 컨택터(130)를 다음과 같은 순서로 제어할 수 있다.
먼저, 제어 회로(240)는, 컨택트(122)를 닫힌 동작 위치로 이동시키기 위해 제어 신호(S3) 및 제어 신호(S4)를 출력한다. 그 다음, 제어 회로(240)는, 커패시터 전압이 제1 임계 전압 미만인 경우, 컨택트(132)를 닫힌 동작 위치로 이동시키기 위해 제어 신호(S5) 및 제어 신호(S6)를 출력한다. 그 다음, 제어 회로(240)는, 커패시터 전압을 기초로 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었는지 판정한다. 제어 회로(240)는, 커패시터 전압이 제1 임계 전압 이상인 경우, 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었다고 판정한다. 제어 회로(240)는, 커패시터 전압이 제1 임계 전압 미만인 경우, 커패시터(50)의 프리차징이 아직 완료되기 전이라고 판정하고, 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2) 중 적어도 하나의 출력을 보류하도록 구성된다. 반면, 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었다고 판정된 경우, 제어 회로(240)는 컨택트(112)를 닫힌 동작 위치로 이동시키기 위해 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2)를 출력한다. 그 다음, 제어 회로(240)는, 컨택트(132)를 열린 동작 위치로 이동시키기 위해 제어 신호(S5) 및 제어 신호(S6) 중 적어도 하나의 출력을 중단한다.
제1 임계 전압은, 배터리(30)의 전압 범위를 고려하여 미리 정해진 것일 수 있으며, 예컨대 95V일 수 있다. 대안적으로, 제어 회로(240)는, 제1 임계 전압은, 배터리 전압에 제1 스케일링 값을 곱한 값과 동일하게 제1 임계 전압을 결정할 수 있다. 제1 스케일링 값은, 0보다 크고 1보다 작을 수 있다. 예컨대, 배터리 전압이 100V이고, 제1 스케일링 값이 0.95이면, 95V가 제1 임계 전압으로서 제어 회로(240)에 의해 결정된다. 대안적으로, 제어 회로(240)는, 배터리 전압에서 소정의 기준 전압(예, 5V)을 차감하여 제1 임계 전압을 결정할 수도 있다.
오동작 방지 회로(300)는, 커패시터(50)의 프리차징이 실제로는 완료되기 전임에도, 제어 회로(240)의 오동작, 전압 신호(V1)의 에러 또는 전압 신호(V2)의 에러 등으로 인하여, 컨택트(112)가 닫힌 동작 위치로 이동하는 문제를 방지하도록 제공된다.
오동작 방지 회로(300)는, 안전 스위치(310), 전압 비교기(320) 및 검증 회로(330)를 포함한다.
안전 스위치(310)는, 컨택터 코일(111)의 제1 단과 하이 사이드 드라이버(231)의 사이 또는 컨택터 코일(111)의 제2 단과 로우 사이드 드라이버(232)에 설치된다. 이해를 돕기 위해, 도 1에서는 안전 스위치(310)가 컨택터 코일(111)의 제2 단과 로우 사이드 드라이버(232)의 사이에 연결된 것으로 도시하였다.
안전 스위치(310)가 턴오프되어 있는 동안에는, 제어 회로(240)에 의해 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2)가 출력되더라도, 컨택터 코일(111)은 비도통 상태로 유지되므로, 컨택트(112)는 열린 동작 위치로 유지된다.
안전 스위치(310)로는 예컨대 MOSFET과 같은 반도체 스위치를 이용할 수 있다. 안전 스위치(310)의 제어 단자(예, MOSFET의 게이트)는 검증 회로(330)의 출력핀(OUT2)에 연결될 수 있다. 안전 스위치(310)는, 출력핀(OUT2)으로부터의 신호가 하이 레벨인 것에 응답하여, 턴온된다. 안전 스위치(310)는, 출력핀(OUT2)으로부터의 신호가 로우 레벨인 것에 응답하여, 턴오프된다.
전압 비교기(320)는, 입력핀(IN1), 입력핀(IN2) 및 출력핀(OUT1)을 구비한다. 입력핀(IN1)은, 노드(N1)에 연결된다. 노드(N1)는, 배터리(30)의 단자(31)와 메인 컨택터(110)의 제1 단을 연결하는 충방전 경로 내의 특정 지점 또는 영역이다. 입력핀(IN2)은, 노드(N2)에 연결된다. 노드(N2)는, 커패시터(50)의 단자(51)와 메인 컨택터(110)의 제2 단을 연결하는 충방전 경로 내의 특정 지점 또는 영역이다. 출력핀(OUT1)은, 검증 회로(330)의 입력핀(IN3)에 연결된다.
전압 비교기(320)는, 입력핀(IN1)과 입력핀(IN2) 사이의 전압(이하, '제1 검증 전압'라고 칭할 수 있음)을 제2 임계 전압과 비교한다. 제1 검증 전압은, 배터리 전압과 커패시터 전압 간의 전압 차이를 나타낸다.
제2 임계 전압은, 3V와 같이 제1 임계 전압보다 작게 미리 정해진 것일 수 있다. 대안적으로, 제어 회로(240)는, 배터리 전압에 제2 스케일링 값을 곱한 값과 동일하게 제2 임계 전압을 결정할 수 있다. 제2 스케일링 값은, 제1 스케일링 값보다 작을 수 있다. 예컨대, 배터리 전압이 100V이고, 제2 스케일링 값이 0.05이면, 5V가 제2 임계 전압으로서 제어 회로(240)에 의해 결정된다. 대안적으로, 제어 회로(240)는, 1에서 제1 스케일링 값을 차감하여 제2 스케일링 값을 결정할 수 있다.
전압 비교기(320)는, 제1 검증 전압이 제2 임계 전압 미만인 경우, 출력핀(OUT1)에 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 즉, 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2)와는 독립적으로, 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었음을 나타내는 하이 레벨 신호가 출력핀(OUT1)으로부터 출력될 수 있다. 반면, 전압 비교기(320)는, 제1 검증 전압이 제2 임계 전압 이상인 경우, 출력핀(OUT1)에 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 출력핀(OUT1)에서 출력되는 로우 레벨 신호는, 커패시터(50)의 프리차징이 아직 완료되기 전임을 나타낸다.
검증 회로(330)는, 입력핀(IN3), 입력핀(IN4) 및 출력핀(OUT2)을 구비한다. 입력핀(IN3)은, 전압 비교기(320)의 출력핀(OUT1)에 연결된다. 입력핀(IN4)은, 제어핀(CT1) 및 제어핀(CT2) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 이에 따라, 하이 사이드 드라이버(231) 및 로우 사이드 드라이버(232) 중 적어도 하나가 제어 회로(240)로부터 하이 레벨의 신호를 입력받게 되면, 입력핀(IN4) 역시 하이 레벨의 신호를 입력받게 된다. 대안적으로, 입력핀(IN4)은, 제어 회로(240)에 구비된 별도의 제어핀(미도시)에 연결되어, 해당 제어핀으로부터의 하이 레벨 신호를 수신할 수도 있다. 이해를 돕기 위해, 도 1에서는 입력핀(IN4)이 제어핀(CT2)에 연결된 것으로 도시하였다.
검증 회로(330)는, 하드웨어적으로 AND 게이트를 포함하도록 구현될 수 있다. 검출 회로는, 입력핀(IN3)에 의해 수신되는 신호 및 입력핀(IN4)에 의해 수신되는 신호 중 적어도 하나가 로우 레벨인 경우, 출력핀(OUT2)으로부터 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 검증 회로(330)는, 입력핀(IN3)에 의해 수신되는 신호 및 입력핀(IN4)에 의해 수신되는 신호가 둘 다 하이 레벨인 경우, 출력핀(OUT2)으로부터 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 즉, 오동작 방지 회로(300)는, 커패시터 전압과 함께 제1 검증 전압을 기초로, 프리차징 완료 여부를 2중으로 체크한다. 이에 따라, 커패시터 전압 및 제1 검증 전압 둘 다 프리차징 완료를 나타내는 경우에만, 검증 회로(330)가 안전 스위치(310)를 턴온시키기 위한 하이 레벨 신호를 출력핀(OUT2)으로부터 출력함으로써, 컨택터 코일(111)의 도통이 가능한 상태가 된다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 차량(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 전기 차량(10)에 대하여는, 도 1을 참조하여 전술한 제1 실시예와 공통된 내용에 대한 반복 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
제2 실시예의 전기 차량(10)과 제1 실시예의 전기 차량(10)의 차이점은, 전압 비교기(320)의 입력핀(IN1)과 입력핀(IN2)이 메인 컨택터(110)의 제1 단과 제2 단에 각각 연결되는 대신 저항 소자(140)의 제1 단과 제2 단에 각각 연결된다는 점이다. 즉, 입력핀(IN1)은 저항 소자(140)의 제1 단에, 그리고 입력핀(IN2)은 저항 소자(140)의 제2 단에 연결된다. 이에 따라, 제1 실시예와는 달리, 제1 검증 전압 대신 저항 소자(140)의 양단에 걸친 전압(이하, '제2 검증 전압'라고 칭할 수 있음)이 전압 비교기(320)에 의해 제3 임계 전압과 비교된다.
전압 비교기(320)는, 제2 검증 전압이 제3 임계 전압 미만인 경우, 출력핀(OUT1)으로부터 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 반면, 전압 비교기(320)는, 제2 검증 전압이 제3 임계 전압 이상인 경우, 출력핀(OUT1)에 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 제3 임계 전압은, 제1 실시예에서의 제2 임계 전압과 동일할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 차량(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 전기 차량(10)에 대하여는, 도 1을 참조하여 전술한 제1 실시예와 공통된 내용에 대한 반복 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
제3 실시예의 전기 차량(10)과 제1 실시예의 전기 차량(10)의 차이점은, (i)배터리 팩(20)으로부터 프리차지 회로(150), 하이 사이드 드라이버(235) 및 로우 사이드 드라이버(236)가 제거되고, (ii)배터리(160) 및 컨버터(170)가 추가되며, (iii)제어 회로(240)로부터 제어핀(CT5)과 제어핀(CT6)이 제거되고, (iv)제어 회로(240)에 제어핀(CT7)이 추가된다는 점이다.
배터리(160) 및 컨버터(170)는, 프리차지 회로(150)를 대신하여 커패시터(50)를 프리차지하기 위한 것이다. 배터리(160)의 정격 전압은 배터리(30)의 정격 전압보다 낮을 수 있다.
제어 회로(240)는, 제어핀(CT7)을 통해 컨버터(170)에 동작 가능하게 결합된다. 컨버터(170)에 마련된 한 쌍의 전압 입력 단자는 배터리(160)의 양단(161, 162)에 하나씩 연결되어, 배터리(160)의 전압을 입력받는다. 컨버터(170)에 마련된 한 쌍의 전압 출력 단자는 커패시터(50)의 양단(51, 52)에 하나씩 연결된다.
컨버터(170)는, 제어핀(CT7)으로부터의 제어 신호(S7)에 응답하여, 배터리(160)의 전압을 승압한 다음, 승압된 전압을 커패시터(50)의 양단에 인가하도록 구성된다. 제어 신호(S7)는, 하이 레벨 신호일 수 있다. 컨버터(170)는, 제어핀(CT7)으로부터의 로우 레벨 신호에 응답하여, 배터리(160)의 전압의 승압을 중단한다. 커패시터(50)는, 제어 회로(240)에 의해 제어 신호(S7)가 출력되는 동안, 컨버터(170)에 의해 승압된 전압으로 프리차지된다.
제어 회로(240)는, 메인 컨택터(110), 메인 컨택터(120) 및 컨버터(170)를 다음과 같이 제어할 수 있다.
먼저, 제어 회로(240)는, 컨택트(122)를 닫힌 동작 위치로 이동시키기 위해 제어 신호(S3) 및 제어 신호(S4)를 출력한다. 그 다음, 제어 회로(240)는, 커패시터 전압이 제1 임계 전압 미만인 경우, 커패시터(50)를 프리차지하기 위해 제어핀(CT7)에서 제어 신호(S7)를 출력한다. 그 다음, 제어 회로(240)는, 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었는지 판정한다. 제어 회로(240)는, 커패시터 전압이 제1 임계 전압 이상인 경우, 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었다고 판정한다. 제어 회로(240)는, 커패시터 전압이 제1 임계 전압 미만인 경우, 커패시터(50)의 프리차징이 아직 완료되기 전이라고 판정한다. 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었다고 판정된 경우, 제어 회로(240)는 컨택트(112)를 닫힌 동작 위치로 이동시키기 위해 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2)를 출력한다. 그 다음, 제어 회로(240)는, 컨버터(170)의 동작을 정지시키기 위해 제어 신호(S7)의 출력을 중단한다.
한편, 전술한 제1 실시예, 제2 실시예 및 제3 실시예에서, 메인 컨택터(120)가 전기 차량(10)으로부터 제거되는 것도 무방하며, 배터리(30)의 단자(32)와 커패시터(50)의 단자(52)는 서로 직접 연결되거나, 도전체(예, 전기 케이블)를 통해 연결될 수 있다. 이 경우, 하이 사이드 드라이버(233), 로우 사이드 드라이버(234), 제어핀(CT3) 및 제어핀(CT4)가 배터리 관리 시스템(200)로부터 제거될 수 있다.
전술한 실시예들에 의하면, 커패시터(50)의 프리차지가 완료되었는지 여부를 2중으로 체크함으로써, 고전류가 메인 컨택터(110)를 흐름으로 인한 메인 컨택터(110)의 손상을 방지할 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.

Claims (11)

  1. 제1 배터리의 제1 단자와 제2 단자 간의 제1 전압을 검출하도록 구성된 제1 전압 센서;
    전기 부하측에 마련된 커패시터의 제1 단과 제2 단 간의 제2 전압을 검출하도록 구성된 제2 전압 센서;
    상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 커패시터의 제1 단 사이에 설치된 메인 컨택터에 포함된 컨택터 코일의 제1 단에 연결되는 하이 사이드 드라이버;
    상기 컨택터 코일의 제2 단에 연결되는 로우 사이드 드라이버;
    상기 컨택터 코일의 제1 단과 상기 하이 사이드 드라이버의 사이 또는 상기 컨택터 코일의 제2 단과 상기 로우 사이드 드라이버의 사이에 설치되는 안전 스위치를 포함하는 오동작 방지 회로; 및
    상기 하이 사이드 드라이버, 상기 로우 사이드 드라이버, 상기 제1 전압 센서, 상기 제2 전압 센서 및 상기 오동작 방지 회로에 동작 가능하게 결합되는 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 제1 전압을 기초로 제1 임계 전압을 결정하고,
    상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 이상인 경우, 제1 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 오동작 방지 회로는,
    상기 메인 컨택터의 제1 단과 제2 단 간의 제3 전압이 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 하이 레벨 신호에 응답하여, 상기 안전 스위치에게 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 안전 스위치는,
    상기 제2 하이 레벨 신호에 의해 턴온되는 배터리 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 제1 전압에 제1 스케일링 값을 곱하여 상기 제1 임계 전압을 결정하되,
    상기 제1 스케일링 값은, 0보다 크고 1보다 작은 배터리 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 제1 전압에서 소정의 기준 전압을 차감하여 상기 제1 임계 전압을 결정하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 미만인 경우, 제1 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 오동작 방지 회로는,
    상기 제1 로우 레벨 신호에 응답하여, 상기 안전 스위치에게 제2 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 안전 스위치는, 상기 제2 로우 레벨 신호에 의해 턴오프되는 배터리 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 오동작 방지 회로는,
    상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 메인 컨택터의 제1 단 사이의 제1 공통 노드에 연결되는 제1 입력핀, 상기 커패시터의 제1 단과 상기 메인 컨택터의 제2 단 사이의 제2 공통 노드에 연결되는 제2 입력핀 및 제1 출력핀을 구비하는 전압 비교기; 및
    상기 제1 출력핀에 연결되는 제3 입력핀, 상기 제어 회로에 연결되는 제4 입력핀 및 상기 안전 스위치에 연결된 제2 출력핀을 구비하는 검증 회로를 더 포함하고,
    상기 전압 비교기는,
    상기 제1 입력핀과 상기 제2 입력핀 사이에 인가되는 상기 제3 전압이 상기 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 출력핀으로부터 제3 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 검증 회로는,
    상기 제3 입력핀 및 상기 제4 입력핀에 상기 제3 하이 레벨 신호와 상기 제1 하이 레벨 신호가 각각 입력되는 경우, 상기 제2 출력핀으로부터 상기 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전압 비교기는,
    상기 제3 전압이 상기 제2 임계 전압 이상인 경우, 상기 제1 출력핀으로부터 제3 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 검증 회로는,
    상기 제3 입력핀에 상기 제3 로우 레벨 신호가 입력되거나 상기 제4 입력핀에 상기 제1 로우 레벨 신호가 입력되는 경우, 상기 제2 출력핀으로부터 상기 제2 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  7. 제1 배터리의 제1 단자와 제2 단자 간의 제1 전압을 검출되도록 구성된 제1 전압 센서;
    전기 부하측에 마련된 커패시터의 제1 단과 제2 단 간의 제2 전압을 검출하도록 구성된 제2 전압 센서;
    상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 커패시터의 제1 단 사이에 설치된 메인 컨택터에 포함된 컨택터 코일의 제1 단에 연결되는 하이 사이드 드라이버;
    상기 컨택터 코일의 제2 단에 연결되는 로우 사이드 드라이버;
    상기 컨택터 코일의 제1 단과 상기 하이 사이드 드라이버의 사이 또는 상기 컨택터 코일의 제2 단과 상기 로우 사이드 드라이버의 사이에 설치되는 안전 스위치를 포함하는 오동작 방지 회로; 및
    상기 하이 사이드 드라이버, 상기 로우 사이드 드라이버, 상기 제1 전압 센서, 상기 제2 전압 센서 및 상기 오동작 방지 회로에 동작 가능하게 결합되는 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 제1 전압을 기초로 제1 임계 전압을 결정하고,
    상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 이상인 경우, 제1 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 오동작 방지 회로는,
    상기 메인 컨택터에 병렬 연결된 프리차지 회로의 저항 소자의 제1 단과 제2 단 간의 제3 전압이 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 하이 레벨 신호에 응답하여, 상기 안전 스위치에게 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 안전 스위치는, 상기 제2 하이 레벨 신호에 의해 턴온되는 배터리 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 오동작 방지 회로는,
    상기 저항 소자의 제1 단에 연결되는 제1 입력핀, 상기 저항 소자의 제2 단에 연결되는 제2 입력핀 및 제1 출력핀을 구비하는 전압 비교기; 및
    상기 제1 출력핀에 연결되는 제3 입력핀, 상기 제어 회로에 연결되는 제4 입력핀 및 상기 안전 스위치에 연결된 제2 출력핀을 구비하는 검증 회로를 더 포함하고,
    상기 전압 비교기는,
    상기 제1 입력핀과 상기 제2 입력핀 사이에 인가되는 상기 제3 전압이 상기 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 출력핀으로부터 제3 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 검증 회로는,
    상기 제3 입력핀 및 상기 제4 입력핀에 상기 제3 하이 레벨 신호와 상기 제1 하이 레벨 신호가 각각 입력되는 경우, 상기 제2 출력핀으로부터 상기 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 따른 상기 배터리 팩을 포함하는 전기 차량.
  11. 제10항에 있어서,
    제2 배터리; 및
    상기 제어 회로로부터의 제4 하이 레벨 신호에 응답하여, 상기 제2 배터리의 전압을 승압한 다음 상기 승압된 전압을 상기 커패시터의 제1 단과 제2 단 간에 인가하도록 구성된 컨버터를 더 포함하고,
    상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 미만인 경우, 상기 컨버터에게 상기 제4 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되는 전기 차량.
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