KR102075531B1 - 과전압 위치 검출 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 과전압 위치 검출 장치는, 복수의 배터리 모듈들의 각각에 연결되어 과전압을 검출하는 복수의 과전압 검출부들, 제 1 전원에 의해 구동되고, 상기 복수의 과전압 검출부들의 각각으로부터 검출 신호를 수신하고, 상기 수신된 검출 신호를 통하여 상기 복수의 배터리 모듈들 중에서 과충전이 발생한 위치를 판별하는 과전압 위치 판단부, 및 상기 제 1 전원에 의해 구동되고, 상기 과전압 위치 판단부로부터 출력에 대응하는 폴트 신호를 발생하는 폴트 통합부, 및 상기 제 1 전원에 의해 구동되고, 상기 폴트 통합부의 폴트 신호를 유지하고, 상기 폴트 신호에 응답하여 메인 릴레이를 차단시키는 폴트 유지부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 과전압 위치 검출 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
저전압 배터리로 저전압 시스템의 메인 레귤레이터 고장 시, 고전압 시스템의 고전압 배터리에서 과충전이 발생되더라고 메인 릴레이가 차단 될 수 없었다. 마이컴(MICOM)이나 BMS(battery management system) 셀 센싱 IC(integrated circuit)의 기능을 이용하여 과충전을 방지하고자 하였으나, 해당 IC가 파손되었을 때 메인 릴레이가 차단될 수 없었다. 과충전으로 인해 메인 레귤레이터 차단 코드 기록 시, BMS 센싱 IC가 오동작하였을 때, 어떤 배터리 모듈에서 과충전 되었는지 파악이 불가하여 전체 배터리를 교체하는 문제점이 있었다. IG OFF(점화 스위치 오프) 시에도 파워 래치 구간에 과충전 발생 시, 회로가 OFF 되어 있어서 제어기 및 배터리 보호가 불가능했다.
본 발명의 목적은 배터리의 과전압 위치 검출 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치는, 복수의 배터리 모듈들의 각각에 연결되어 과전압을 검출하는 복수의 과전압 검출부들; 제 1 전원에 의해 구동되고, 상기 복수의 과전압 검출부들의 각각으로부터 검출 신호를 수신하고, 상기 수신된 검출 신호를 통하여 상기 복수의 배터리 모듈들 중에서 과충전이 발생한 위치를 판별하는 과전압 위치 판단부; 및 상기 제 1 전원에 의해 구동되고, 상기 과전압 위치 판단부로부터 출력에 대응하는 폴트 신호를 발생하는 폴트 통합부; 및 상기 제 1 전원에 의해 구동되고, 상기 폴트 통합부의 폴트 신호를 유지하고, 상기 폴트 신호에 응답하여 메인 릴레이를 차단시키는 폴트 유지부를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 1 전원과 다른 제 2 전원에 의해 구동되는 마이컴으로 과전압 위치에 대응하는 위치 전압이 전송되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 복수의 과전압 검출부들의 각각은, 대응하는 배터리 모듈의 적어도 하나의 배터리 셀의 전압을 모니터링 하고, 과전압 발생시 구동 신호를 출력하는 복수의 집적 회로들; 상기 복수의 집적 회로들의 출력들에 응답하여 턴온 되는 복수의 트랜지스터들; 및 상기 대응하는 배터리 모듈의 양전압단과 상기 복수의 트랜지스터들의 일단들에 연결되고, 상기 복수의 트랜지스터들 중에서 어느 하나가 턴온 될 때 상기 제 1 전원에 대응하는 감지 신호를 출력하는 과전압 발생 포토모스 릴레이를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 복수의 트랜지스터들의 각각의 일단과 상기 포토모스 릴레이의 일단 사이에 직렬 연결된 저항 및 다이오드를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 복수의 집적 회로들의 각각은 고전압 전원을 사용하는 셀 센싱 IC(integrated circuit)를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 복수의 집적 회로들의 각각은 상기 제 1 전원에 의해 구동되는 절연 OPAMP(operational amplifier)를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 과전압 위치 판단부는, 상기 복수의 과전압 검출부들의 각각의 포토모스 릴레이의 감지 신호를 저항을 통하여 전압 분배함으로써, 과전압이 발생한 배터리 모듈에 대응하는 위치 전압을 발생하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 폴트 통합부는, 상기 과전압 위치 판단부의 출력 신호를 수신하고, 상기 수신된 출력 신호를 기준 전압과 비교함으로써 상기 폴트 신호를 발생하는 비교기를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 폴트 유지부는 이그니션 스위치가 오프 상태에서 상기 메인 릴레이를 차단시키는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 이그니션 스위치가 오프 되거나, 파워 래치가 오프 될 때, 상기 폴트 유지부를 리셋 시키는 폴트 상황 해지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치의 동작 방법은: 제 1 전원을 이용하여 배터리 모듈들 중에서 과전압이 발생한 배터리 모듈의 위치를 검출하는 단계; 상기 과전압이 발생한 배터리 모듈의 위치가 검출될 때, 상기 제 1 전원과 독립적인 제 2 전원에 의해 구동되는 마이컴으로 상기 과전압 위치에 대응하는 위치 전압을 전송하는 단계; 및 상기 과전압이 발생한 배터리 모듈의 위치가 검출될 때, 상기 제 1 전원에 의해 상기 배터리 모듈들에 연결된 메인 릴레이를 차단시키는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 과전압이 발생한 배터리 모듈의 위치를 검출하는 단계는, 대응하는 배터리 모듈의 배터리 셀들의 전압들을 모니터링 하는 단계; 상기 모니터링 된 결과에 따른 트랜지스터들을 온/오프 시키는 단계; 및 감지 신호를 출력하기 위하여 상기 트랜지스터들의 온/오프에 따라 하나의 포토모스 릴레이를 구동시키는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 과전압 발생한 배터리 모듈의 위치를 검출하는 단계는, 상기 배터리 모듈들에 대응하는 포토모스 릴레이들로부터 감지 신호들을 수신하는 단계; 및 상기 위치 전압을 발생하기 위하여 상기 수신된 감지 신호들을 저항 분배하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 메인 릴레이를 차단시키는 단계는, 상기 과전압이 발생한 배터리 모듈의 위치가 검출될 때, 폴트 신호를 발생하는 단계; 상기 폴트 신호를 유지시키는 단계; 및 상기 유지된 폴트 신호에 응답하여 상기 메인 릴레이를 차단시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치 및 그것의 동작 방법은 어떤 모듈에서 과충전이 발생하였는 지에 대한 위치 센싱을 함으로써 빠르게 고장 파악을 하고, 해당 모듈만 교체하는 등의 방법을 통해 빠르고 가격경쟁력 있는 AS를 가능하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치 및 그것의 동작 방법은 단가가 높고, 면적을 많이 차지하는 포토 커플러의 사용 개수를 줄이는 회로로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치 및 그것의 동작 방법은 파워 래치 구간에 별도의 시스템에 전원을 공급하는 구성을 통하여, 이그니션(ignition)이 꺼진 파워 래치 구간에서도 제어기를 동작시켜 메인 릴레이를 제어할 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치(100)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 검출부(111)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 판단부(120)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 과전압 위치 판단부(120)에서 분배 전압에 따른 출력 파형을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 폴트 통합부(130)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 실시 예에 있어서 따른 폴트 통합부(130)의 비교기(131)와 대체 가능한 OR Gate나 Diode 를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치(100)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 검출부(111)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 판단부(120)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 과전압 위치 판단부(120)에서 분배 전압에 따른 출력 파형을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 폴트 통합부(130)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 실시 예에 있어서 따른 폴트 통합부(130)의 비교기(131)와 대체 가능한 OR Gate나 Diode 를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 혹은 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치는, 마이컴, 메인 레귤레이터, BMS 셀 센싱 IC와는 독립적으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치는 어떤 모듈에서 과충전이 발생하였는 지에 대한 위치 센싱을 함으로써 빠르게 고장 파악을 하고, 해당 모듈만 교체하는 등의 방법을 통해 빠르고 가격경쟁력 있는 AS를 가능하게 할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치는 단가가 높고, 면적을 많이 차지하는 포토 커플러의 사용 개수를 줄이는 회로로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치는 파워 래치 구간에 별도의 시스템에 전원을 공급하는 구성을 통하여, 이그니션(ignition)이 꺼진 파워 래치 구간에서도 제어기를 동작시켜 메인 릴레이를 제어하도록 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치(100)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 과전압 위치 검출 장치(100)는 배터리 모듈들의 각각에 대응하는 과전압 검출부들(111, 112, 113), 과전압 위치 판단부(120), 폴트 통합부(130), 폴트 유지부(140), 폴트 상황 해지부(150), 과전압 검출용 전원(160)를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 배터리 모듈들의 각각은 직렬 연결된 복수의 배터리 셀들을 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 배터리 모듈들은 서로 직렬 연결될 수 있다.
과전압 검출부들(111, 112, 113)의 각각은 고전압 배터리 셀을 과전압 검출부의 전원으로 사용하고, 고전압 배터리 셀의 과전압 상황을 검출하여 저전압 시스템으로 폴트 상황을 전송하도록 구현될 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 과전압 검출부의 개수는 3이지만, 본 발명의 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.
과전압 위치 판단부(120)는 과전압 검출부들(111, 112, 113)에서 출력된 신호를 입력 받아 어느 위치에서 과전압 상황이 발생했는지 확인하고, 해당 위치를 마이컴(MCU; 200)에 해당 위치 전압으로 전송하도록 구현될 수 있다. 마이컴(200)은 폴트 유지부(140)의 신호도 함께 센싱 하여 정말 폴트 상황인지 래치에 의해 발생된 폴트가 유지되는지 판단할 수 있다.
폴트 통합부(130)는 어떤 위치에서 폴트가 발생 하여도 메인 릴레이(101)를 차단하기 위하여 폴트 신호를 통합하도록 구현될 수 있다.
폴트 유지부(140)는 고장 상황 발생 시, 고장 상황이 해제 되어도 해지 신호가 입력되기 전까지 메인 릴레이(101)를 차단하기 위한 폴트 유지 래치 회로를 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 폴트 유지부(140)는 이그니션 스위치가 오프 상태에서 상기 메인 릴레이를 차단시킬 수 있다.
폴트 상황 해지부(150)는 유지되고 있는 폴트를 해지 하기 위해 IG OFF(점화 스위치 오프)나 그 이후 파워 래치(PWR LATCH)가 OFF 되었을 경우 폴트 상황 해지하도록 구현될 수 있다.
과전압 검출용 전원(160, 제 1 전원, 12 V)은 저전압 배터리로 저전압 시스템에 있는 모듈에 전원을 공급할 수 있다. 기존 저전압에 사용하던 전압원 고장 발생시 고전압 CELL 과충전이 발생하여도 메인 릴레이가 차단되지 못하였다. 과전압 검출용 전원(160)은 과충전 발생 시 기존 저전압 시스템과는 독립적으로 MCU(200)나 저전압 메인 전원(제 2 전원)과 무관하게 동작 하기 위한 별로 전원부를 포함할 수 있다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 검출부(111)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 과전압 검출부(111)는 복수의 과전압 검출 유닛들을 포함할 수 있다. 과전압 검출 유닛들의 각각은 적어도 하나의 배터리 셀의 과전압을 모니터링 하고, 복수의 집적 회로들(IC1 ~ IC3)의 출력들에 응답하여 턴온 되는 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)을 구동하는 집적 회로들(IC1, IC2, IC3), 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3) 및 하나의 포모토스 릴레이(111-1)를 포함할 수 있다. 한편, 직접 회로들의 개수 및 트랜지스터들의 개수는 도 2에 도시된 것에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.
실시 예에 있어서, 포토모스 릴레이는 대응하는 배터리 모듈의 양전압단과 복수의 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)의 일단들에 연결되고, 복수의 트랜지스터들 중(FET1, FET2, FET3)에서 어느 하나가 턴온 될 때 제 1 전원에 대응하는 감지 신호를 출력할 수 있다.
실시 예에 있어서, 집적 회로들(IC1, IC2, IC3)은 배터리 센싱 IC(과전압 발생시 폴트 발생), 차동 증폭기 및 비교기로 구성된 회로, 및 절연 OPAMP(operational amplifier) 및 비교기로 구성된 회로 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
실시 예에 있어서, 고전압 검출부(111)는 전압 센싱 후 과전압 발생 시 FET 구동할 때, 기존에는 각 모니터링 CELL 마다 포토모스 릴레이가 있었으나 원가 절감 및 부품 수 축소를 위해 포토모스 릴레이 하나로 구현될 수 있다. 한편, 본 발명이 포토모스 릴레이에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.
실시 예에 있어서, 복수의 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)의 각각의 일단과 포토모스 릴레이(111-1)의 일단 사이에 직렬 연결된 저항 및 다이오드가 더 포함될 수 있다.
실시 예에 있어서, 저항을 통해서 포토모스 릴레이(111-1)의 IF 조정이 수행될 수 있다.
실시 예에 있어서, 다이오드를 통해 역전압 방지 및 다른 모니터링 회로부 영향성 감소 및 전류 패스가 형성될 수 있다.
실시 예에 있어서, 전압 센싱 및 과전압 발생시 FET 구동하는 방식은 IC나 절연 OPAMP를 통한 센싱으로 구현 가능하다. 실시 예에 있어서, IC 사용 시 과전압 시스템의 셀은 IC의 고전압측 전원으로 사용될 수 있다. 실시 예에 있어서, 절연 OPAMP 사용하여 전압 센싱 시 별도 전원은 집적 회로(IC1, IC2, IC3)의 전원으로 사용될 수 있다.
실시 예에 있어서, 포토모스 릴레이(111-1) 하나 사용을 위해 과전압 검출부(111)의 회로 구성 시 2개 이상의 셀 전압 센싱 회로의 통합이 가능하다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 판단부(120)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 복수의 과전압 검출부의 포토모스 릴레이를 통해 출력된 전압을 저항 분배함으로써 폴트 발생 위치가 파악될 수 있다.
실시 예에 있어서, 저항을 통해 분압된 전압을 아날로그로 센싱 함으로써 과전압이 발생된 폴트 발생 위치가 파악될 수 있다.
실시 예에 있어서, 4 모듈 기준으로 보면, 1~4 모듈 중 1번 모듈이 상위 비트, 4번 모듈을 하위 비트를 둠으로써, 다양한 전압 센싱이 표가 구성될 수 있다.
도 4는 과전압 위치 판단부(120)에서 분배 전압에 따른 출력 파형을 예시적으로 보여주는 도면이다. 출력이 여러 가지 일 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 구성을 반복 하거나 채널 수를 줄여서 구성이 가능하다.
각 과전압 검출부 포토모스 릴레이 출력을 FLT1~4로 두고, 도 4에 도시된 파형처럼 인가 된다고 가정 할 경우 발생 가능 Case 별로 오른쪽 파형과 같이 아날로그로 센싱 함으로써 과전압 위치가 판단될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 폴트 통합부(130)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 과전압이 발생하지 않았을 때 과전압 위치 판단부(120)의 출력은 0이나 한곳이라도 발생시 1/case * 모듈 별도 전압 이상의 전압이 발생될 수 있다.
실시 예에 있어서, 폴트 통합부(130)는, 과전압 위치 판단부(120)의 출력 신호를 수신하고, 수신된 출력 신호를 기준 전압과 비교함으로써 폴트 신호를 발생하는 비교기(131)를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 비교기(131)의 -단에 1/Case* 모듈 별도 전압을 비교 전압으로 두고 과전압 위치 판단부(130)의 출력을 +단에 결선을 하면, 하나 이상의 과충전 발생 시 폴트 통합부(130)의 출력이 하이 레벨(H)일 수 있다.
도 6은 본 실시 예에 있어서 따른 폴트 통합부(130)의 비교기(131)와 대체 가능한 OR Gate나 Diode 를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 7를 참조하면, 과전압 위치 검출 장치의 동작 방법은 다음과 같이 진행될 수 있다.
제 1 전원(시스템 별도 전원)을 이용하여 배터리 모듈들 중에서 과전압 위치가 검출될 수 있다(S110). 과전압 위치 검출 시, 제 1 전원과 다른 제 2 전원에 의해 구동되는 마이컴(MCU)에 해당하는 위치 전압이 전송될 수 있다(S120). 실시 예에 있어서, 과전압 발생한 배터리 모듈의 위치를 검출하는 단계는, 배터리 모듈들에 대응하는 포토모스 릴레이들로부터 감지 신호들을 수신하는 단계 및 상기 위치 전압을 발생하기 위하여 상기 수신된 감지 신호들을 저항 분배하는 단계를 포함할 수 있다.과전압 위치 검출 시, 배터리에 연결된 메인 릴레이가 차단될 수 있다(S130). 실시 예에 있어서, 메인 릴레이를 차단시키는 단계는, 상기 과전압이 발생한 배터리 모듈의 위치가 검출될 때, 폴트 신호를 발생하는 단계, 상기 폴트 신호를 유지시키는 단계, 및 유지된 폴트 신호에 응답하여 상기 메인 릴레이를 차단시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예들의 하나 이상의 동작들/단계들/모듈들을 구현/수행하기 위한 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 수단들은 ASICs(application-specific integrated circuits), 표준 집적 회로들, 마이크로 컨트롤러를 포함하는, 적절한 명령들을 수행하는 컨트롤러, 및/또는 임베디드 컨트롤러, FPGAs(field-programmable gate arrays), CPLDs(complex programmable logic devices), 및 그와 같은 것들을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지는 않는다.
본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치 및 그것의 동작 방법은, 기능 안정적으로 강화되고, 리던던시를 확보할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 위치 검출 장치 및 그것의 동작 방법은, 포토 커플러 구동에 IF 만 조율하면 되기 때문에 포토 커플러의 입력 다이오드에 흐르는 전류를 설정함으로써 다수의 포토 커플러를 하나로 축소시키고, 저항 만으로 위치 센싱을 할 수 있는 회로를 구비할 수 있다. 이로써 아날로그 센싱한 전압 값으로부터 배터리 모듈 중에서 어느 위치에서 과충전이 발생하였는 지 확인 가능하다.
본 발명의 실시 예에 따른 과충전 위치 검출 장치 및 그것의 동작 방법은 IG가 OFF 되어도 동작하는 시스템에서, 메인 레귤레이터, MCU, BMS CELL SENSING IC와 독립적으로 과충전 발생시 메인 릴레이를 차단함으로써 기능 안정성을 강화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 과충전 위치 검출 장치 및 그것의 동작 방법은, 저항으로 구성된 회로를 이용하여 어떤 배터리 모듈에서 과충전이 발생하였는 지를 확인 가능하고, 이에 따라 AS가 필요한 시점에 빠르게 고장 위치를 판단하고, 해당 배터리 모듈만 교체 가능하게 한다. 이로써, 고객도 빠르고 저렴하게 AS를 진행하고, OEM은 전체 배터리를 교체하지 않고 해당 모듈만 교체하게 함으로써, 합리적인 고객 대응이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 과충전 위치 검출 장치 및 그것의 동작 방법은, 가격이 상대적으로 비싼 포토 커플러 부품의 개수를 줄임으로써 제어기의 가격 경쟁력을 강화시킴으로써 최종적으로 OEM의 경쟁력을 높일 수 있다.
한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.
100: 과전압 위치 검출 장치
111, 112, 113: 과전압 검출부
120: 과전압 위치 판단부
130: 폴트 통합부
140: 폴트 유지부
150: 폴트 상황 해지부
200: 마이컴
101: 메인 릴레이
160: 과전압 검출용 전원
111, 112, 113: 과전압 검출부
120: 과전압 위치 판단부
130: 폴트 통합부
140: 폴트 유지부
150: 폴트 상황 해지부
200: 마이컴
101: 메인 릴레이
160: 과전압 검출용 전원
Claims (14)
- 복수의 배터리 모듈들의 각각에 연결되어 과전압을 검출하는 복수의 과전압 검출부들;
제 1 전원에 의해 구동되고, 상기 복수의 과전압 검출부들의 각각으로부터 검출 신호를 수신하고, 상기 수신된 검출 신호를 통하여 상기 복수의 배터리 모듈들 중에서 과충전이 발생한 위치를 판별하는 과전압 위치 판단부; 및
상기 제 1 전원에 의해 구동되고, 상기 과전압 위치 판단부로부터 출력에 대응하는 폴트 신호를 발생하는 폴트 통합부; 및
상기 제 1 전원에 의해 구동되고, 상기 폴트 통합부의 폴트 신호를 유지하고, 상기 폴트 신호에 응답하여 메인 릴레이를 차단시키는 폴트 유지부를 포함하고,
상기 제 1 전원과 다른 제 2 전원에 의해 구동되는 마이컴으로 과전압 위치에 대응하는 위치 전압이 전송되고,
상기 폴트 유지부는 이그니션 스위치가 오프 상태에서 상기 메인 릴레이를 차단시키는 것을 특징으로 하는 과전압 위치 검출 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 과전압 검출부들의 각각은,
대응하는 배터리 모듈의 적어도 하나의 배터리 셀의 전압을 모니터링 하고, 과전압 발생시 구동 신호를 출력하는 복수의 집적 회로들;
상기 복수의 집적 회로들의 출력들에 응답하여 턴온 되는 복수의 트랜지스터들; 및
상기 대응하는 배터리 모듈의 양전압단과 상기 복수의 트랜지스터들의 일단들에 연결되고, 상기 복수의 트랜지스터들 중에서 어느 하나가 턴온 될 때 상기 제 1 전원에 대응하는 감지 신호를 출력하는 과전압 발생 포토모스 릴레이를 포함하는 과전압 위치 검출 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 복수의 트랜지스터들의 각각의 일단과 상기 포토모스 릴레이의 일단 사이에 직렬 연결된 저항 및 다이오드를 더 포함하는 과전압 위치 검출 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 복수의 집적 회로들의 각각은 고전압 전원을 사용하는 셀 센싱 IC(integrated circuit)를 포함하는 과전압 위치 검출 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 복수의 집적 회로들의 각각은 상기 제 1 전원에 의해 구동되는 절연 OPAMP(operational amplifier)를 포함하는 과전압 위치 검출 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 과전압 위치 판단부는,
상기 복수의 과전압 검출부들의 각각의 포토모스 릴레이의 감지 신호를 저항을 통하여 전압 분배함으로써, 과전압이 발생한 배터리 모듈에 대응하는 위치 전압을 발생하는 것을 특징으로 하는 과전압 위치 검출 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 폴트 통합부는,
상기 과전압 위치 판단부의 출력 신호를 수신하고, 상기 수신된 출력 신호를 기준 전압과 비교함으로써 상기 폴트 신호를 발생하는 비교기를 포함하는 과전압 위치 검출 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
이그니션 스위치가 오프 되거나, 파워 래치가 오프 될 때, 상기 폴트 유지부를 리셋 시키는 폴트 상황 해지부를 더 포함하는 과전압 위치 검출 장치. - 과전압 위치 검출 장치의 동작 방법에 있어서:
제 1 전원을 이용하여 배터리 모듈들 중에서 과전압이 발생한 배터리 모듈의 위치를 검출하는 단계;
상기 과전압이 발생한 배터리 모듈의 위치가 검출될 때, 상기 제 1 전원과 독립적인 제 2 전원에 의해 구동되는 마이컴으로 상기 과전압 위치에 대응하는 위치 전압을 전송하는 단계; 및
상기 과전압이 발생한 배터리 모듈의 위치가 검출될 때, 상기 제 1 전원에 의해 상기 배터리 모듈들에 연결된 메인 릴레이를 차단시키는 단계를 포함하고,
상기 메인 릴레이를 차단시키는 단계는, 이그니션 스위치가 오프 상태에서 상기 메인 릴레이를 차단시키는 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 과전압이 발생한 배터리 모듈의 위치를 검출하는 단계는,
대응하는 배터리 모듈의 배터리 셀들의 전압들을 모니터링 하는 단계;
상기 모니터링 된 결과에 따른 트랜지스터들을 온/오프 시키는 단계; 및
감지 신호를 출력하기 위하여 상기 트랜지스터들의 온/오프에 따라 하나의 포토모스 릴레이를 구동시키는 단계를 포함하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 과전압 발생한 배터리 모듈의 위치를 검출하는 단계는,
상기 배터리 모듈들에 대응하는 포토모스 릴레이들로부터 감지 신호들을 수신하는 단계; 및
상기 위치 전압을 발생하기 위하여 상기 수신된 감지 신호들을 저항 분배하는 단계를 포함하는 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 메인 릴레이를 차단시키는 단계는,
상기 과전압이 발생한 배터리 모듈의 위치가 검출될 때, 폴트 신호를 발생하는 단계;
상기 폴트 신호를 유지시키는 단계; 및
상기 유지된 폴트 신호에 응답하여 상기 메인 릴레이를 차단시키는 단계를 포함하는 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180140480A KR102075531B1 (ko) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | 과전압 위치 검출 장치 및 그것의 동작 방법 |
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2018
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