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KR20150003545A - 자동 파워릴레이어셈블리를 포함하는 배터리 시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

자동 파워릴레이어셈블리를 포함하는 배터리 시스템 및 그 동작방법 Download PDF

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KR20150003545A
KR20150003545A KR20130076560A KR20130076560A KR20150003545A KR 20150003545 A KR20150003545 A KR 20150003545A KR 20130076560 A KR20130076560 A KR 20130076560A KR 20130076560 A KR20130076560 A KR 20130076560A KR 20150003545 A KR20150003545 A KR 20150003545A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
relay
inverter
controller
battery
battery pack
Prior art date
Application number
KR20130076560A
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English (en)
Inventor
김종현
Original Assignee
현대모비스 주식회사
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.)
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Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR20130076560A priority Critical patent/KR20150003545A/ko
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    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
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Abstract

배터리 시스템이 개시된다. 본 발명의 배터리 시스템은 복수의 배터리 셀들을 포함하여 전원을 공급하는 고전압 배터리팩, 상기 고전압 배터리팩과 인버터 사이에 연결되어 상기 고전압 배터리팩에 대한 센싱정보 및 제어신호에 따라 각 릴레이의 온/오프에 대한 능동적인 제어프로세스를 가지는 파워 릴레이 어셈블리 및 상기 배터리 셀들의 충방전을 제어하는 상기 제어신호를 생성하는 배터리 제어기(BMS)를 포함한다. 상기 배터리 제어기(BMS)와 상기 파워 릴레이 어셈블리는 CAN(Controller Area Network) 통신으로 연결된다

Description

자동 파워릴레이어셈블리를 포함하는 배터리 시스템 및 그 동작방법{BATTERY SYSTEM INCLUDING AUTO POWER RELAY ASSEMBLY AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 배터리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파워 릴레이 어셈블리를 포함하는 배터리 시스템에 관한 것이다.
파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly: 이하 PRA)는 전기 수송 장치(Electric Vehicle : 이하 EV)에 사용되는 대용량 고전압 배터리와 모터 구동 장치 사이에 위치하여 그 연결을 담당하는 장치로, 릴레이(Relay), 대용량 저항등을 포함할 수 있다. 모터 구동 장치는 일반적으로 매우 큰 커패시터를 포함하는데, 배터리와 커패시터를 직접 연결하면 매우 큰 전류가 순간적으로 흐르기 때문에 PRA는 초기에 저항으로 전류의 크기를 제한하는 역할을 한다. 또한 PRA는 차량의 운전이 완료되었을 때 모터 구동 장치와 배터리 사이의 연결을 해제하는 역할도 한다.
PRA가 배터리 시스템 내부의 다른 구성요소들 각각과 개별 릴레이 신호선으로 연결되면 신호선으로 사용되는 와이어(Wire) 사용량에 따라 중량이 증가하고, 연결상 문제로 인한 결선이 발생할 경우 배터리 시스템 관리부(Battery System Manager)에서 PRA의 상태를 확인하기 어렵다. 또한 PRA는 자체 보호기능이 없어 릴레이 제어 신호 조건에 따라 프리차지된 저항의 소손이 발생할 수 있다. PRA는 측정된 전류센싱값이 아날로그 값으로 와이어를 통해 전달되므로 배터리 시스템 관리부와의 이격거리 또는 와이어 배선길이에 따라 센싱값에 오차가 생길 수 있다.
본 발명은 자체 상태 점검 및 제어 동작을 할 수 있는 파워 릴레이 어셈블리를 포함한 배터리 시스템을 제공한다.
본 발명은 SOC의 정확도를 향상시키는 배터리 시스템을 제공한다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템은 복수의 배터리 셀들을 포함하여 전원을 공급하는 고전압 배터리팩, 상기 고전압 배터리팩과 인버터 사이에 연결되어 상기 고전압 배터리팩에 대한 센싱정보 및 제어신호에 따라 각 릴레이의 온/오프에 대한 능동적인 제어프로세스를 가지는 파워 릴레이 어셈블리 및 상기 배터리 셀들의 충방전을 제어하는 상기 제어신호를 생성하는 배터리 제어기(BMS)를 포함한다.
상기 배터리 제어기(BMS)와 상기 파워 릴레이 어셈블리는 CAN(Controller Area Network) 통신으로 연결된다.
상기 파워 릴레이 어셈블리는 상기 고전압 배터리팩의 양극측과 상기 인버터의 양극측 사이에 연결되는 제1 메인 릴레이와 상기 고전압 배터리팩의 음극측에과 상기 인버터의 음극측 사이에 연결되는 제2 메인 릴레이, 상기 고전압 배터리팩의 양극측과 상기 인버터의 양극측 사이에 연결되는 프리차지 릴레이 및 프리차지 저항, 상기 제2 메인 릴레이와 상기 인버터의 음극측 사이에 연결되는 전류센서, 상기 BMS로부터 상기 제어신호를 수신하는 커넥터, 상기 전류센서 및 상기 프리차지 저항으로부터의 상기 센싱 신호 및 상기 커넥터로부터 상기 제어신호를 수신하여 상기 각 릴레이의 온/오프를 제어하는 제어기를 포함한다.
상기 제어기는 상기 고전압 배터리팩, 상기 BMS 및 상기 인버터가 정상 상태거나 경고상태면 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 프리차지 릴레이를 온(ON) 시키나, 상기 고전압 배터리팩, 상기 BMS 및 상기 인버터가 불량 상태이면 상기 제2 메인 릴레이를 오프(OFF) 시킬 수 있다.
상기 프리차지 릴레이가 온(ON) 되면, 상기 인버터의 프리차징값이 정상범위인지 확인하여 상기 제1 메인 릴레이를 온(ON) 시키고 상기 프리차지 릴레이를 오프(OFF) 시킬 수 있다.
상기 인버터의 프리차징값이 불량이면, 상기 프리차지 릴레이를 오프(OFF) 시킬 수 있다.
상기 불량은 전압, 프리차징 시간, 온도 또는 전류 중 적어도 하나에 기초하여 판단되는 상태이다.
상기 전류센서가 과전류 또는 충전불량을 센싱하거나 상기 프리차지 저항에서 온도상승을 센싱하면 상기 불량으로 판단할 수 있다.
상기 제어기는 상기 제1 메인 릴레이, 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 프리차지 릴레이를 온/오프 하기 위한 릴레이 출력 포트들, 상기 전류센서 및 상기 프리차지 저항의 온도센서 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터 포트 및 상기 커넥터로부터 상기 제어신호를 수신하기 위한 CAN 포트 및 12V 배터리로부터 전원을 공급받는 레귤레이터를 포함할 수 있다.
상기 배터리 제어기(BMS)는 상기 파워 릴레이 어셈블리로부터 상기 센싱 신호를 수신하여, 상기 제1 메인 릴레이, 상기 제2 메인 릴레이 또는 상기 프리차지 릴레이의 상태, 와이어의 오배선,쇼트 또는 오픈 등의 불량상태 여부를 체크하여 상기 고전압 배터리팩의 충방전을 제어할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 시스템은 복수의 배터리 셀들을 포함하여 전원공급을 하는 고전압 배터리팩, 상기 고전압 배터리팩의 충방전을 제어하는 배터리 제어기(BMS), 인버터, 상기 배터리 제어기와 상기 인버터 사이에 연결되어, 내부 부품의 전압, 전류 또는 온도 상태에 기초하여 불량여부를 판단하고, 상기 배터리 제어기의 제어 및 판단 결과에 기초하여 능동적으로 각 릴레이의 온오프를 제어하는 파워 릴레이 어셈블리 및 상기 배터리 제어기와 상기 파워 릴레이 어셈블리 간의 제어신호 및 상태신호를 송수신하는 CAN 통신라인을 포함한다.
본 발명의 배터리 시스템에 의하면 CAN 통신을 이용하여 파워 릴레이 어셈블리의 자체 상태를 점검 및 모니터링할 수 있어 내부 부품의 소손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 배터리 시스템에 의하면 파워 릴레이 어셈블리와 BMS 간 CAN 통신으로 신호를 송수신함으로써 분해능이 향상되고 SOC의 정확성이 향상될 수 있다.
도 1은 비교예의 파워 릴레이 어셈블리와 배터리 제어기 간의 제어 프로세스를 설명하기 위한 신호 타이밍도이다.
도 2는 본 발명의 배터리 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 배터리 시스템을 구체적으로 나타낸 블럭도이다.
도 4는 도 3에 도시된 파워 릴레이 어셈블리를 구체적으로 나타낸 블럭도이다.
도 5는 도 3의 파워 릴레이 어셈블리의 동작방법을 나타낸 플로우챠트이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 비교예의 파워 릴레이 어셈블리와 배터리 제어기 간의 제어 프로세스를 설명하기 위한 신호 타이밍도이다.
도 1을 참조하면, 파워 릴레이 어셈블리 내 각 릴레이는 배터리 제어기로부터 출력되는 제어신호에 의해 온/오프되며, 전류센싱값을 아날로그 신호로 하여 센싱한다. 보다 구체적으로 설명하면, 배터리 제어기는 전원이 인가되면 파워 릴레이 어셈블리 내에서 고전압 배터리팩의 음극측에 연결된 음극 메인 릴레이를 온(ON) 시킨다(①). 파워 릴레이 어셈블리는 주변 유닛 및 내부 부품이 정상 조건이면 프리차지 릴레이를 온(ON) 시킨다(②). 파워 릴레이 어셈블리는 인버터의 DC 링크 전압값을 확인한다. 만약 인버터의 DC 링크 전압값이 인가되는 전체 전압값의 80 프로 내지 90프로 수준이면(③), DC 링크 전압값이 상기 80 프로 내지 90프로의 전압값이 될 때의 시점(예를 들어 약 200msec)에 고전압 배터리팩의 양극측에 연결된 양극 메인 릴레이를 온(ON)시킨다(④). 파워 릴레이 어셈블리는 양극 메인 릴레이가 온 되면, 프리차지 릴레이를 오프(OFF)시킨다(⑤).
즉, 배터리 제어기는 인버터의 DC 링크의 전압값에 기초하여 정해진 타이밍에 의해 파워 릴레이 어셈블리 내의 메인 릴레이 및 프리차지 릴레이를 온/오프 시킨다. 또한 배터리 제어기는 프리차지(precharge)되는 순간에 센싱되는 전류값보다 인버터의 DC 링크의 전압값에 의해 고전압 배터리팩의 온/오프를 제어한다. 그 결과, 파워 어셈블리 내의 와이어 등의 신호선에 의한 오류(단선, 쇼트, 오배선 등)가 발생할 경우 이를 감지하지 못하고 오동작을 할 수 있다. 그리고 파워 릴레이 어셈블리와 배터리 제어기 사이의 거리가 멀어져 전류 센싱값이 전송되는 아날로그 신호선이 길어지는 경우 전류 센싱값에 왜곡이 발생하는 문제가 있다.
도 2는 본 발명의 배터리 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 배터리 시스템(10)은 파워 릴레이 어셈블리(100), 배터리 제어기(Battery Management System, 이하 BMS; 400), 고전압 배터리팩(200)을 포함할 수 있다.
배터리 시스템(10)은 상위 제어기 또는 주변 제어기(20), 예컨데 MCU, ECU 등과 통신하여 배터리 상태 정보 및 배터리 충방전에 관한 제어 정보를 송수신할 수 있다.
파워 릴레이 어셈블리(100)는 고전압 배터리팩(200)의 충방전 단속을 위한 구성으로, 고전압 배터리팩(100)에 대한 센싱정보 및 제어신호에 따라 내부 릴레이들에 대한 능동적인 제어프로세스를 가진다.
고전압 배터리팩(200)은 복수의 배터리 셀들을 포함한다. 각 배터리 셀들은 주변 유닛들에 전원을 공급한다.
BMS(400)는 배터리 셀들(100)의 충방전 및 파워 어셈블리 내의 릴레이들의 온/오프를 제어한다. BMS(400)는 상위 제어기 또는 주변 제어기(20)로부터 제어정보 또는 파워 릴레이 어셈블리로부터 수신한 센싱정보에 기초하여 제어신호를 생성할 수 있다.
BMS는 도시된 바와 같이 고전압 배터리팩으로부터 온도센싱 정보, 셀 전압센싱 정보 등의 아날로그 센싱정보를 수신하여 제어신호를 생성할 수 있다. 그러나 도시된 바에 한정되지 아니하고, 파워 릴레이 어셈블리는 아날로그 센싱정보를 수신하여 각 릴레이의 온/오프를 제어할 수 있다.
파워 릴레이 어셈블리(100)와 BMS(400)는 CAN(Contoller Area Network) 통신으로 연결된다. CAN 통신은 직렬통신 프로토콜로써 커넥터에 12V 전원 라인, 접지 라인, CAN 하이(High) 라인, 및 CAN 로우(Low) 라인에 기초하여 해당 유닛의 고장진단을 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 배터리 시스템을 구체적으로 나타낸 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 배터리 시스템(10)은 고전압 배터리팩(200), 파워 릴레이 어셈블리(100), 인버터(300), BMS(400) 및 12V 배터리(500)를 포함한다.
파워 릴레이 어셈블리(100)는 고전압 배터리팩(200)과 인버터(300) 사이에 연결되어 고전압 배터리팩(200)에 대한 센싱정보 및 BMS(400)로부터의 제어신호에 따라 내부 릴레이들에 대한 능동적인 제어프로세스를 가진다. 이때 BMS(400)와의 신호 송수신은 CAN 통신라인에 의한다.
12V 배터리(500)는 CAN 통신을 위해 BMS(400)와 파워 릴레이 어셈블리(100) 각각의 커넥터에 연결되어 전원을 공급한다.
도 4는 도 3에 도시된 파워 릴레이 어셈블리를 구체적으로 나타낸 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 파워 릴레이 어셈블리(100)는 제1 메인 어셈블리(110), 제2 메인 어셈블리(111), 프리차지 릴레이(120), 프리차지 저항(121), 제어부(150)를 포함한다.
제1 메인 릴레이(110)는 고전압 배터리팩(200)의 양극(+)측과 인버터(300)의 양극(+)측 사이에 연결된다. 제2 메인 릴레이(111)는 고전압 배터리팩(200)의 음극(-)측과 인버터(300)의 음극(-)측 사이에 연결된다.
프리차지 릴레이(120) 및 프리차지 저항(121)은 고전압 배터리팩(200)의 양극(+)측과 인버터(300)의 양극(+)측 사이에 연결된다. 프리차지 저항(121)은 프리차지 릴레이(121)가 온/오프에 따라 전압 및 온도를 센싱을 하여 전압센싱 신호 및 온도센서 신호를 제어기(150)로 전송한다.
전류센서(130)는 제2 메인 릴레이(111)와 인버터(300)의 음극(-)측 사이에 연결된다. 전류센서(130)는 제2 메인 릴레이(111)의 온/오프에 따라 전류를 센싱하여 전류센서 신호를 제어기(150)로 전송한다.
커넥터(140)는 BMS(400)로부터 제어신호를 수신하고, 12V 배터리(500)으로부터 전원을 공급받는다.
제어기(150)는 온도 센서 신호, 전류 센서 신호 및 전압 센싱 신호 등의 센싱 신호와 제어신호(CAN High, CAN Low)를 수신하여 메인 릴레이(110,111) 또는 파워 릴레이(120)의 온/오프을 제어한다. 제어 프로세스에 대한 자세한 설명은 도 5에서 하기로 한다.
도 5는 도 3의 파워 릴레이 어셈블리의 동작방법을 나타낸 플로우챠트이다.
파워 릴레이 어셈블리(100)는 내부상태(전압, 전류, 온도 등)를 자체적으로 확인하고, BMS(400)와의 CAN 통신으로 상기 내부상태를 공유하여 정해진 프로세스에 따라 동작을 한다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 전원이 공급되면(S10) 파워 릴레이 어셈블리(100)는 CAN 통신을 통해 주변 유닛의 상태를 확인한다(S20). 주변 유닛(예를 들어 BMS(400), 상위 제어기(20), 인버터(300) 등)의 고장유무 및 와이어(Wire)의 단선,쇼트,오배선 등을 판단한다.
만약 정상적인 신호선이 인가되지 않거나 주변 유닛이 불량으로 판단되면(예를 들면 릴레이 동작 불량), 제2 메인 릴레이(111)를 오프하고(S33), 상위 제어기(20)와 기설정된 동작을 수행하여 통신 가능여부를 판단함으로써 상위제어기(20)가 고장유무를 판단할 수 있다. 예컨대 파워 릴레이 어셈블리(100)는 CAN 통신을 이용한 자체 상태 점검을 통하여 어떤 릴레이의 동작 불량인지 검출하여 상위제어기(20)로 알려줄 수 있다.
만약 정상적인 신호선이 인가되거나(S30), 주변 유닛에 이상이 있으나 전체 동작에 무리는 없을 때(S32) 파워 릴레이 어셈블리(100)는 제2 메인 릴레이(111)를 온(ON) 시키고, 프리차지 릴레이(120)를 온(ON) 시킨다(S40).
프리차지 릴레이(120)가 온(ON)되면, 파워 릴레이 어셈블리(100)는 인버터(300)의 DC 링크로부터 프리차징값을 확인한다(S50). 이때 프리차징값은 프리차지 저항(121)으로부터 측정되는 전압 센서 신호 및 전류 센서 신호, 온도 센서로부터 측정되는 온도 센서 신호, 전압 센서 신호에 기초하여 측정되는 시간 정보일 수 있다.
파워 릴레이 어셈블리(100)는 상기 프리차징값이 정상범위(전체 전압값의 80 프로 내지 90프로)이면(S61), 제1 메인 릴레이 어셈블리(110)를 온(ON) 시킨다. 제1 메인 릴레이가 온 되면(S70), 프리차지 릴레이는 오프되고(S81), 정상 온(ON) 조건이 종료된다(S91).
또한 파워 릴레이 어셈블리(100)는 전원 인가 후 제2 메인 릴레이가 온(ON) 되고 제1 메인 릴레이(110)를 온(ON)하지 않았음에도 인버터(300)의 DC 링크 프리차징값이 측정되면 릴레이 융착으로 판단하여 경고 알림을 발생한다(S62). 그리고 제1 메인 릴레이(110)를 온 시킨 후(S70) 프리차지 릴레이를 오프시키고(S81), 정상 온(ON) 조건을 종료한다(S91).
만약 상기 프리차징값이 정상범위가 아닌 경우, 즉 프리차징 도중 과도한 전류 사용이 발생하면, 전류 센서(140)의 전류 센서 신호 및 프리차지 저항(121)의 온도 센서 신호에 기초하여 파워 릴레이 어셈블리 상태가 불량이라고 판단하고(S63) 프리차지 릴레이(120)를 오프시킨다(S82). 즉, 과전류 흐름 경로를 제1 메인 릴레이(110)로 변경할 수 있도록 하여 프리차지 저항(121)의 소손을 방지한다.
그 결과, 본 발명의 배터리 시스템에 의하면, 파워 릴레이 어셈블리의 자체 상태를 점검 및 모니터링할 수 있어 내부 부품의 소손을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 파워 릴레이 어셈블리와 BMS 간 CAN 통신으로 신호를 송수신함으로써 분해능이 향상되고 SOC의 정확성이 향상될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 배터리 시스템 20 : 상위 제어기 또는 주변 제어기
100 : 파워 릴레이 어셈블리 200 : 고전압 배터리팩
300 : 인버터 400 : 배터리 제어기(BMS)
110, 111 : 메인 릴레이 120 : 프리차지 릴레이
121 : 프리차지 저항 130 : 전류센서
140 : 커넥터 150 : 제어기

Claims (10)

  1. 복수의 배터리 셀들을 포함하여 전원을 공급하는 고전압 배터리팩(200);
    상기 고전압 배터리팩과 인버터 사이에 연결되어 상기 고전압 배터리팩에 대한 센싱정보 및 제어신호에 따라 내부 릴레이들에 대한 능동적인 제어프로세스를 가지는 파워 릴레이 어셈블리; 및
    상기 배터리 셀들 및 상기 내부 릴레이들의 충방전을 제어하는 상기 제어신호를 생성하는 배터리 제어기(BMS)를 포함하고,
    상기 배터리 제어기(BMS)와 상기 파워 릴레이 어셈블리는 CAN(Controller Area Network) 통신으로 연결되는 배터리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파워 릴레이 어셈블리는
    상기 고전압 배터리팩의 양극측과 상기 인버터의 양극측 사이에 연결되는 제1 메인 릴레이와 상기 고전압 배터리팩의 음극측에과 상기 인버터의 음극측 사이에 연결되는 제2 메인 릴레이;
    상기 고전압 배터리팩의 양극측과 상기 인버터의 양극측 사이에 연결되는 프리차지 릴레이 및 프리차지 저항;
    상기 제2 메인 릴레이와 상기 인버터의 음극측 사이에 연결되는 전류센서;
    상기 BMS로부터 상기 제어신호를 수신하는 커넥터;
    상기 전류센서 및 상기 프리차지 저항으로부터의 상기 센싱 신호 및 상기 커넥터로부터 상기 제어신호를 수신하여 상기 각 릴레이의 온/오프를 제어하는 제어기를 포함하는 배터리 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어기는
    상기 고전압 배터리팩, 상기 BMS 및 상기 인버터가 정상 상태거나 경고상태면 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 프리차지 릴레이를 온(ON) 시키나,
    상기 고전압 배터리팩, 상기 BMS 및 상기 인버터가 불량 상태이면 상기 제2 메인 릴레이를 오프(OFF) 시키는 배터리 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 프리차지 릴레이가 온(ON) 되면,
    상기 인버터의 프리차징값이 정상범위인지 확인하여 상기 제1 메인 릴레이를 온(ON) 시키고 상기 프리차지 릴레이를 오프(OFF) 시키는 배터리 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 인버터의 프리차징값이 불량이면,
    상기 프리차지 릴레이를 오프(OFF) 시키는 배터리 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 불량은
    전압, 프리차징 시간, 온도 또는 전류 중 적어도 하나에 기초하여 판단되는 상태인 배터리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전류센서가 과전류 또는 충전불량을 센싱하거나 상기 프리차지 저항에서 온도상승을 센싱하면 상기 불량으로 판단하는 배터리 시스템.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제어기는
    상기 제1 메인 릴레이, 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 프리차지 릴레이를 온/오프 하기 위한 릴레이 출력 포트들;
    상기 전류센서 및 상기 프리차지 저항의 온도센서 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터 포트;
    상기 커넥터로부터 상기 제어신호를 수신하기 위한 CAN 포트; 및
    12V 배터리로부터 전원을 공급받는 레귤레이터를 포함하는 배터리 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 배터리 제어기(BMS)는
    상기 파워 릴레이 어셈블리로부터 상기 센싱 신호를 수신하여, 상기 제1 메인 릴레이, 상기 제2 메인 릴레이 또는 상기 프리차지 릴레이의 상태, 와이어의 오배선,쇼트 또는 오픈 등의 불량상태 여부를 체크하여 상기 고전압 배터리팩의 충방전을 제어하는 배터리 시스템.
  10. 복수의 배터리 셀들을 포함하여 전원공급을 하는 고전압 배터리팩;
    상기 고전압 배터리팩의 충방전을 제어하는 배터리 제어기(BMS);
    인버터;
    상기 배터리 제어기와 상기 인버터 사이에 연결되어, 내부 부품의 전압, 전류 또는 온도 상태에 기초하여 불량여부를 판단하고, 상기 배터리 제어기의 제어 및 판단 결과에 기초하여 능동적으로 각 릴레이의 온오프를 제어하는 파워 릴레이 어셈블리; 및
    상기 배터리 제어기와 상기 파워 릴레이 어셈블리 간의 제어신호 및 상태신호를 송수신하는 CAN 통신라인을 포함하는 배터리 시스템.
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