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KR20180007024A - 차량의 배터리 관리 시스템 - Google Patents

차량의 배터리 관리 시스템 Download PDF

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KR20180007024A
KR20180007024A KR1020160087361A KR20160087361A KR20180007024A KR 20180007024 A KR20180007024 A KR 20180007024A KR 1020160087361 A KR1020160087361 A KR 1020160087361A KR 20160087361 A KR20160087361 A KR 20160087361A KR 20180007024 A KR20180007024 A KR 20180007024A
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battery
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constant power
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김미옥
민경인
황도성
최제훈
김경호
김범규
양희태
김유석
문효식
김석형
권범주
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현대자동차주식회사
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Abstract

복수의 상시전원을 사용하는 컨트롤러를 통해 저전압 배터리의 과충전 및 과방전을 방지하면서 차량의 고장을 예방하고 다양한 상황에서 외부 전원을 통한 차량의 점프 스타트를 가능하게 하는 차량의 배터리 관리 시스템이 개시된다. 상기 차량의 배터리 관리 시스템은, 배터리에서 부하로 공급되는 전원을 전기적으로 연결 및 차단하는 릴레이; 및 상기 배터리와 상기 릴레이의 연결라인에서 제1 상시전원을 제공받고, 상기 릴레이와 상기 부하 사이의 연결라인에서 제2 상시전원을 제공받아 동작하며, 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

차량의 배터리 관리 시스템{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 배터리 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 상시전원을 사용하는 컨트롤러를 통해 저전압 배터리의 과충전 및 과방전을 방지하면서 차량의 고장을 예방하고 다양한 상황에서 외부 전원을 통한 차량의 점프 스타트를 가능하게 하는 차량의 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.
친환경 차량인 전기 차량 또는 연료전지 차량은 차량의 시동에 필요한 전원을 제공하고 저전압으로 동작하는 전장 부하들에 전원을 제공하기 위해 저전압 배터리('보조 배터리'라고도 함)를 구비한다. 또한, 화석연료를 사용하여 엔진을 구동하는 일반적인 내연기관 차량에서도 차량의 시동이나 전장 부하들의 전원을 제공하기 위해 충전이 가능한 배터리를 구비한다.
이러한 배터리는 주로 저가로 제작 가능한 납산 배터리가 지금까지 사용되었으나, 추후에는 수명이 길고 전기적 특성이 우수한 리튬 배터리로 대체될 전망이다.
리튬 배터리는 그 특성 상 완전한 방전을 차단하여야 하므로 보조 배터리의 충전 상태가 사전 설정된 임계 전압(방전 하한 전압) 보다 낮아지면 릴레이를 이용하여 차량 시스템과의 전기적 연결을 차단하도록 설치된다. 이러한 리튬 배터리와 릴레이 등을 구비하는 보조 배터리 시스템은 여러 상황에 따른 적절한 제어가 요구되므로 차량의 배터리 관리 시스템(Battery Management System)과 같은 별도의 컨트롤러를 이용하여 관리될 필요가 있다.
한편, 배터리 관리 시스템을 구현하는 컨트롤러는 통상적으로 작동을 위한 전원을 배터리로부터 직접 제공받는 형태로 구현되고 있다. 즉, 컨트롤러는 보조 배터리와 릴레이를 연결하는 연결라인에서 전원을 제공받는 형태로 구현되고 있다.
이러한 통상적인 컨트롤러의 전원 구조에 의하면, 보조 배터리가 과방전 되어 보조 배터리의 전압이 컨트롤러가 동작할 수 있는 크기의 전원 전압 이하로 저하된 경우, 컨트롤러가 동작하지 못하게 되는 문제를 갖는다. 특히, 릴레이가 오프된 상태에서 배터리 과방전으로 인해 컨트롤러가 전원 전압을 제공받지 못하게 되면, 릴레이를 다시 온시킬 수 없을 뿐만 아니라 컨트롤러가 동작하지 못하게 되므로 외부의 전원으로부터 점프 시동조차 불가능한 상태가 된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
JP 2014-187731 A JP 2008-309041 A
이에 본 발명은, 복수의 상시전원을 사용하는 컨트롤러를 통해 저전압 배터리의 과충전 및 과방전을 방지하면서 차량의 고장을 예방하고 다양한 상황에서 외부 전원을 통한 차량의 점프 스타트를 가능하게 하는 차량의 배터리 관리 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
배터리에서 부하로 공급되는 전원을 전기적으로 연결 및 차단하는 릴레이; 및
상기 배터리와 상기 릴레이의 연결라인에서 제1 상시전원을 제공받고, 상기 릴레이와 상기 부하 사이의 연결라인에서 제2 상시전원을 제공받아 동작하며, 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 컨트롤러;
를 포함하는 차량의 배터리 관리 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 상시전원과 상기 제2 상시전원을 공통의 공급라인을 통해 제공받을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 상시전원과 상기 제2 상시전원을 각각 별도의 공급라인을 통해 제공받을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 릴레이가 오프된 상태에서 상기 배터리의 전압이 사전 설정된 레벨 이하인 경우, 상기 릴레이와 상기 부하의 연결라인에 인가되는 외부 전원을 상기 제2 상시전원으로 제공받아 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 사용자의 조작에 의해 접속 상태가 결정되며, 상기 접속 상태에 따라 상기 릴레이의 온/오프를 제어하기 위한 신호를 생성하는 재접속 스위치를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 재접속 스위치의 접속 상태에 따라 상기 릴레이의 온/오프를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 재접속 스위치의 접속 신호 또는 차량의 키입력에 따른 액세서리 온 또는 이그니션 온 신호를 입력 받거나, 상기 릴레이와 상기 부하의 연결 라인에 과전압이 인가된 경우 웨이크업 될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 재접속 스위치의 접속 상태에 따라 상기 릴레이로 펄스파형의 제어신호를 제공하여 상기 릴레이의 온/오프를 제어할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
배터리에서 부하로 공급되는 전원을 전기적으로 연결 및 차단하는 릴레이;
상기 배터리와 상기 릴레이의 연결라인에서 제1 상시전원을 제공받고, 상기 릴레이와 상기 부하 사이의 연결라인에서 제2 상시전원을 제공받아 동작하며, 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 컨트롤러; 및
사용자의 조작에 의해 접속 상태가 결정되며, 상기 접속 상태에 따라 상기 릴레이의 온/오프를 제어하기 위한 신호를 생성하여 컨트롤러로 제공하는 재접속 스위치;를 포함하며,
상기 제1 상시전원은 상기 재접속 스위치를 통해 상기 컨트롤러로 제공되는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 재접속 스위치가 접속되는 경우에 상기 제1 상시전원을 제공받으며, 상기 재접속 스위치가 접속 차단된 경우에는 상기 제2 상시전원을 제공받을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 재접속 스위치의 접속 신호 또는 차량의 키입력에 따른 액세서리 온 또는 이그니션 온 신호를 입력 받거나, 상기 릴레이와 상기 부하의 연결 라인에 과전압이 인가된 경우 웨이크업 될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 릴레이가 오프되고 상기 배터리의 전압이 사전 설정된 레벨 이상인 상태에서 상기 재접속 스위치가 접속되면, 상기 재접속 스위치를 통해 상기 배터리의 전압을 입력 받아 웨이크업 된 이후 상기 재접속 스위치가 접속 상태를 유지하는 동안 상기 배터리의 전압을 상기 제1 상시전원으로 제공받아 상기 릴레이를 온시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 릴레이가 온되고 상기 재접속 스위치가 접속 차단 상태가 되면, 상기 제2 상시전원을 제공받아 동작할 수 있다.
상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 갖는 차량의 배터리 관리 시스템에 따르면, 컨트롤러가 릴레이 전단 및 릴레이 후단에서 각각의 상시전원을 제공받음으로써 배터리가 과방전 되어 컨트롤러를 작동시킬 수 없는 전압을 갖더라도, 차량의 점프 시동을 위해 릴레이 후단에 연결되는 외부 전원을 통해 컨트롤러가 상시전원을 제공받아 동작할 수 있다.
이에 따라, 상기 배터리 관리 시스템은, 기본적으로 릴레이 제어를 통해 배터리의 과방전 및 과충전을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리가 과방전 되더라도 외부 전원을 통해 차량이 항시 점프 스타트가 가능하게 함으로써 차량의 상품성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 배터리 관리 시스템의 블록 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 배터리 관리 시스템에서 제1 상시전원과 제2 상시전원이 공급되는 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 차량의 배터리 관리 시스템의 블록 구성도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 차량의 배터리 관리 시스템에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 배터리 관리 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 배터리 관리 시스템은, 배터리(10)와, 배터리(10)에 연결된 전단 및 제어신호에 따라 전단과 전기적으로 연결 및 차단되는 후단을 갖는 릴레이(20)와, 릴레이(20)의 온/오프를 제어하는 컨트롤러(100)를 포함하여 구성될 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 배터리 관리 시스템은, 배터리(10)에 연결된 일단 및 외부 입력에 따라 상기 일단과 전기적으로 연결 또는 차단되는 타단을 갖는 재접속 스위치(30)를 더 포함할 수 있다.
배터리(10)는 저전압(예를 들어, 12V 내외)의 전력을 출력하기 위해 전기 에너지를 저장하는 요소이다. 배터리(10)는 차량의 시동 시 동작이 요구되는 각종 부하로 전원 전력을 제공할 수 있으며, 경우에 따라 차량 운행 시 저전압 부하에 필요한 전원 전력을 제공하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 여러 실시형태에서, 배터리(10)는 고전압 전력으로 모터를 구동하는 친환경 차량에 적용되는 경우 모터 구동을 위한 고전압 배터리와 구별하기 위해 저전압 배터리 또는 보조 배터리로 명명될 수 있으며, 일반적인 내연 기관 차량에서는 단순히 배터리라고 명명될 수 있다.
배터리(10)로서 납산 배터리나 리튬 배터리가 적용될 수 있다. 현재까지는 비교적 저렴한 납산 배터리가 주로 적용되고 있으나, 신뢰도가 높고 수명이 긴 특징을 갖는 리튬 배터리가 납산 배터리를 대체하고 있는 추세이다. 리튬 배터리는 일정 전압 이하로 방전되면 성능이 급격히 열화되는 특징을 가지므로 일정 전압 수준 이하로 전압이 감소되는 경우 차량 시스템과의 연결을 차단하기 위한 릴레이(20)가 반드시 요구되는 것이다. 본 발명의 여러 실시형태는 배터리(10)로서 리튬 배터리가 사용되는 차량에 적용될 필요성이 더욱 높지만, 배터리(10)가 반드시 리튬 배터리로 한정되는 것은 아니며, 배터리(10)로서 납산 배터리가 사용되는 경우에도 물론 적용될 수 있다.
릴레이(20)는 배터리(10)(특히, 리튬 배터리)와 차량 시스템과의 전기적 연결을 형성하거나 차단하는 요소이다. 릴레이(20)는 배터리(10)와 전기적으로 연결되는 전단과 차량의 시스템 측에 연결되는 후단을 가지며, 전단과 후단을 전기적으로 연결 및 차단하는 동작을 통해 배터리(10)와 차량 시스템과의 전기적 연결 상태를 결정할 수 있다.
릴레이(20)는 외부에서 입력되는 제어신호에 의해 온/오프 상태가 결정된다. 예를 들어, 온 상태가 되도록 릴레이(20) 내부의 코일(21)의 일단(22)으로 특정 전압을 갖는 제어신호가 인가되는 경우 릴레이(20)의 전단과 후단이 전기적으로 연결되도록 동작하며, 오프 상태가 되도록 릴레이(20) 내부의 코일(21)의 타단(23)으로 특정 전압을 갖는 제어신호가 인가되는 경우 릴레이(20)의 전단과 후단이 전기적으로 차단되도록 동작할 수 있다. 이를 위해, 릴레이(20)는 온을 위한 제어신호 및 오프를 위한 제어신호를 각각 입력 받기 위한 두 개의 제어신호 입력단자(22, 23)를 가질 수 있다.
예를 들어, 배터리(10)가 정상적인 동작을 수행할 수 있는 조건으로 동작할 때(예를 들어, 배터리(10)의 전압이 사전 설정된 상한 전압과 하한 전압 사이의 값을 가질 때), 릴레이(20)는 접속상태, 즉 온(on) 상태를 유지하도록 제어되고 배터리(10)가 사전 설정된 임계값(하한 전압) 이하의 전압이 되는 경우 릴레이(20)는 차단상태, 즉 오프(off) 상태가 되도록 제어될 수 있다. 이와 같이, 릴레이(20)의 온/오프 상태를 결정하기 위한 제어신호는 컨트롤러(100)에서 제공된다.
재접속 스위치(30)는 릴레이(20)가 오프인 상태에서 릴레이(10)를 재접속(턴온)시키기 위해 외부로부터 입력을 제공받기 위한 요소이다. 재접속 스위치(30)는 외부에서 제공되는 입력에 따라 상호 전기적으로 연결되거나 차단되는 양단을 가질 수 있다. 재접속 스위치(30)의 일단은 배터리(10)에 연결되고 타단은 컨트롤러(100)에 연결될 수 있다. 본 발명의 여러 실시형태에서는 재접속 스위치(30)가 외부 입력에 의해 온되면, 재접속 스위치(30)의 타단과 연결된 컨트롤러(100)가 이를 인지하고 릴레이(20)를 온 시키기 위한 제어신호를 릴레이(20)로 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 컨트롤러(100)는 배터리(10)와 릴레이(20)의 연결라인에서 제1 상시전원을 제공받고, 릴레이(20)와 부하 사이의 연결라인에서 제2 상시전원을 제공받아 동작할 수 있다. 도 1에서, 제1 상시전원은 배터리(10)와 릴레이(20)의 연결라인에서 컨트롤러(100)의 전원부(120)로 제공되는 전원으로 도시되고 있으며, 제2 상시전원은 릴레이(20)의 후단에 연결된 정션박스(50)로부터 컨트롤러(100)의 전원부(120)로 제공되는 전원으로 도시되고 있다.
본 발명의 여러 실시형태에서, 컨트롤러(100)는 차량에 적용되는 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System) 제어기로 구현될 수 있다. 특히, 친환경 차량에서 고전압 배터리와 저전압 배터리(보조 배터리)를 통합 패키징하는 추세를 반영하여, 고전압 배터리와 저전압 배터리를 동시에 관리하는 하나의 배터리 관리 시스템 제어기에 의해 컨트롤러(100)가 구현될 수 있다. 본 명세서나 첨부된 도면에서는 '컨트롤러'라는 용어 대신 BMS라는 용어로 컨트롤러를 칭하기도 한다.
더욱 상세하게, 컨트롤러(100)는 웨이크업 입력부(110), 전원부(120) 및 릴레이 제어부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
웨이크업 입력부(110)는 컨트롤러(100)를 웨이크업 시키기 위한 신호를 입력받기 위한 요소이다. 웨이크업 입력부(110)에 웨이크업을 위한 입력이 발생하는 경우, 컨트롤러(100)는 그를 구성하는 각 요소에 전원을 공급하여 정상적인 동작을 개시하게 된다. 즉, 컨트롤러(100)는 차량의 시동이 오프된 상태에서 최소한의 동작만 수행할 수 있는 슬립 상태가 된다. 이 슬립 상태에서는 컨트롤러(100)가 정상적인 제어 동작을 수행할 수 없다. 예를 들어, 슬립 상태에서는 컨트롤러(100)는 릴레이(20)를 온/오프하는 동작을 수행할 수 없다. 웨이크업 입력부(110)가 웨이크업을 위한 입력을 제공받으면, 컨트롤러(100)는 상시전원을 각 요소에 제공하여 동작을 개시하게 된다.
웨이크업 입력부(110)로 입력되는 웨이크업 신호는 차량의 키입력 또는 재접속 스위치(30)로부터의 입력 또는 릴레이(20) 후단의 과전압 입력 등이 될 수 있다. 예를 들어, 차량의 시동키(61)로부터 액세서리(ACC) 온이거나 이그니션(IG1) 온의 키입력을 웨이크업 입력부(110)가 제공받는 경우, 웨이크업 입력부(110)는 컨트롤러(100)를 웨이크업 시킬 수 있다. 또한, 재접속 스위치(30)가 접속되어 재접속 스위치(30)에 의한 전압이 웨이크업 입력부(110)에 인가되는 경우, 웨이크업 입력부(110)는 컨트롤러(100)를 웨이크업 시킬 수 있다.
전원부(120)는 배터리(10)와 직접 연결되어 배터리(10)와 릴레이(20)의 연결라인으로부터 제1 상시전원을 입력 받고, 릴레이(20)와 부하 사이의 연결라인으로부터 제2 상시전원을 입력 받는 요소이다. 전원부(120)는 슬립 상태에서 동작을 중단하며, 웨이크업 입력부(110)에 특정 신호가 입력되어 웨이크업 지시를 받는 경우 동작을 개시하여 컨트롤러(100)를 구성하는 전체 요소로 전원을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태는 배터리(10)로부터 직접 상시전원을 제공받으므로, 릴레이(20)가 오프된 상태에서도 웨이크업이 가능하게 된다.
릴레이 제어부(130)는 릴레이(20)의 전기적 접속상태를 제어하기 위한 제어신호를 릴레이(20)로 제공한다. 전술한 것과 같이, 예를 들어, 배터리(10)에 설치된 전압 센서(미도시)에서 검출되는 배터리 전압이 사전 설정된 임계값 이하가 되는 경우, 릴레이 제어부(130)는 릴레이(20)를 오프 시키기 위한 제어신호를 릴레이(20)로 제공할 수 있다. 또한, 재접속 스위치(30)가 온되어 배터리 전압이 컨트롤러(100)로 입력되는 경우, 릴레이 제어부(130)는 릴레이(20)를 온 시키기 위한 제어신호를 릴레이(20)로 제공할 수 있다.
특히, 릴레이 제어부(120)는 릴레이(20)를 제어하기 위한 제어신호로서 펄스파형을 제공한다. 즉, 릴레이 제어부(120)는 펄스 파형의 제어를 통해 상기 릴레이 온/오프를 제어한다. 이에 따라, 재접속 스위치(30)가 장시간 온 되는 경우에도 재접속 스위치(30) 내부 코일이 소손되는 것을 방지할 수 있다.
도 1에서, 참조부호 '50'은 릴레이(20)와 부하들에 대한 상호 전기적 연결을 형성하기 위한 정션박스를 나타내는 것이고, '62'는 저전압 DC-DC 변환기(LDC: Low voltage DC-DC Converter)를 나타내며, '63'은 배터리(10) 또는 LDC(62)로부터 저전압의 전원을 제공받아 동작하는 각종 전장부하를 나타내는 것이다.
전술한 것과 같은 구성을 갖는 본 발명의 배터리 관리 시스템은, 컨트롤러(100)의 동작을 위한 전원이 복수로 제공되는 특징을 갖는다. 즉, 도 1에 도시되고 설명된 바와 같이, 컨트롤러(100)는 컨트롤러(100)는 배터리(10)와 릴레이(20)의 연결라인에서 제1 상시전원을 제공받고, 릴레이(20)와 부하 사이의 연결라인에서 제2 상시전원을 제공받는다. 특히, 제1 상시전원과 제2 상시전원은 컨트롤러(100)의 전원부(120)로 제공된다.
도 1에서 제1 상시전원과 제2 상시전원은 별도의 공급라인을 통해 컨트롤러(100) 또는 전원부(120)로 제공되는 것으로 도시되고 있으나 이는 단지 설명의 편의를 위한 것으로, 제1 상시전원과 제2 상시전원이 제공되는 형태는 다양하게 결정될 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 배터리 관리 시스템에서 제1 상시전원과 제2 상시전원이 공급되는 예시를 도시한 도면이다.
먼저, 도 2에 도시한 것과 같이, 배터리(10)로부터 제공되는 제1 상시전원과 릴레이(20)의 후단에서 제공되는 제2 상시전원은 상호 공통의 공급라인을 통해 컨트롤러(100)의 전원부(120)로 제공될 수 있다. 예를 들어, 집적회로 칩의 형태로 구현되는 컨트롤러에 구비된 하나의 전원 입력 단자에 제1 상시전원과 제2 상시전원이 함께 제공되는 형태로 구현될 수 있다. 이러한 상시전원 공급 형태는 컨트롤러를 제작하는데 있어 하나의 전원 단자만 마련하면 되므로 회로를 단순화 할 수 있으며 그에 따라 사이즈, 중량, 재료비 등을 절감할 수 있다.
다른 예로, 도 3에 도시한 것과 같이, 배터리(10)로부터 제공되는 배터리(10)로부터 제공되는 제1 상시전원과 릴레이(20)의 후단에서 제공되는 제2 상시전원이 상호 분리되어 별도의 공급라인을 통해 컨트롤러(100)의 전원부(120)로 제공될 수 있다. 도 3의 예의 경우, 집적회로 칩의 형태로 구현되는 컨트롤러를 별도로 마련된 두 개의 전원 입력 단자가 필요하다. 도 3의 예는, 도 2의 예에 비해 컨트롤러 사이즈와 중량이 증대되고 제작 비용이 더 소요될 수 있으나, 릴레이(20) 전단과 후단의 전압차이가 큰 경우에도 강건하게 동작할 수 있는 장점이 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 다이오드는 역전류를 차단하기 위한 것이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시형태는 배터리 관리 시스템을 제어하는 컨트롤러가 두 개의 상시전원을 제공받아 동작하게 된다. 따라서, 릴레이(20)가 오프된 상태에서 배터리(10)의 전압이 사전 설정된 레벨 이하로 방전되어 제1 상시전원으로 컨트롤러(20)가 동작할 수 없는 상태인 경우, 릴레이(20)와 부하의 연결라인에 점프 스타트를 위한 외부 전원이 인가되면, 컨트롤러(100)는 이 외부 전원을 제2 상시전원으로 제공받아 동작할 수 있게 된다. 따라서, 컨트롤러(100)가 외부 전원을 통해 정상적으로 동작할 수 있게 되므로, 차량의 점프 스타트를 가능하게 할 뿐만 아니라 재접속 스위치(30)가 접속되는 경우에 이를 컨트롤러(100)가 인지하여 릴레이(20)를 온 시킬 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 차량의 배터리 관리 시스템의 블록 구성도이다.
도 4에 도시된 실시형태는, 제1 상시전원이 재접속 스위치(30)가 접속되는 경우에만 인가되는 실시형태이다. 이를 위해, 재접속 스위치(30)의 일단은 배터리(10)와 릴레이(20) 사이의 연결라인에 연결되고, 재접속 스위치(30)의 타단은 컨트롤러(100)의 웨이크업 입력부(110)와 전원부(120)에 동시에 연결되는 형태로 구현될 수 있다.
이 실시형태에서, 릴레이(20)가 오프되고 배터리(100)의 전압이 사전 설정된 레벨 이상인 상태에서 재접속 스위치(30)가 접속되면, 컨트롤러(100)의 웨이크업 입력부(110)는 재접속 스위치(30)를 통해 배터리(10)의 전압을 입력 받아 컨트롤러(100)를 웨이크업 시키고, 전원부(120)는 재접속 스위치(30)가 접속 상태를 유지하는 동안 배터리(10)의 전압을 제1 상시전원으로 제공받아 릴레이 제어부(130)를 동작 시킴으로써 릴레이(20)를 온시킬 수 있게 된다.
이어, 릴레이(20)가 온되고 재접속 스위치(30)의 접속이 차단되면 컨트롤러(100)는 릴레이(20) 후단, 즉 릴레이(20)와 부하의 연결라인으로부터 제2 상시전원을 제공받아 정상적인 동작을 유지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 배터리 관리 시스템은, 컨트롤러가 릴레이 전단 및 릴레이 후단에서 각각의 상시전원을 제공받음으로써 배터리가 과방전 되어 컨트롤러를 작동시킬 수 없는 전압을 갖더라도, 차량의 점프 시동을 위해 릴레이 후단에 연결되는 외부 전원을 통해 컨트롤러가 상시전원을 제공받아 동작할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 배터리 관리 시스템은, 기본적으로 릴레이 제어를 통해 배터리의 과방전 및 과충전을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리가 과방전 되더라도 외부 전원을 통해 차량이 항시 점프 스타트가 가능하게 함으로써 차량의 상품성을 향상시킬 수 있다.
10: 배터리 20: 릴레이
30: 재접속 스위치 50: 정션박스
61: 시동키 62: 저전압 직류 변환기
63: 저전압 전장 100: 컨트롤러
110: 웨이크업 입력부 120: 전원부
130: 릴레이 제어부

Claims (12)

  1. 배터리에서 부하로 공급되는 전원을 전기적으로 연결 및 차단하는 릴레이; 및
    상기 배터리와 상기 릴레이의 연결라인에서 제1 상시전원을 제공받고, 상기 릴레이와 상기 부하 사이의 연결라인에서 제2 상시전원을 제공받아 동작하며, 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 컨트롤러;
    를 포함하는 차량의 배터리 관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 제1 상시전원과 상기 제2 상시전원을 공통의 공급라인을 통해 제공받는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 제1 상시전원과 상기 제2 상시전원을 각각 별도의 공급라인을 통해 제공받는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 릴레이가 오프된 상태에서 상기 배터리의 전압이 사전 설정된 레벨 이하인 경우, 상기 릴레이와 상기 부하의 연결라인에 인가되는 외부 전원을 상기 제2 상시전원으로 제공받아 동작하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    사용자의 조작에 의해 접속 상태가 결정되며, 상기 접속 상태에 따라 상기 릴레이의 온/오프를 제어하기 위한 신호를 생성하는 재접속 스위치를 더 포함하며,
    상기 컨트롤러는, 상기 재접속 스위치의 접속 상태에 따라 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 재접속 스위치의 접속 신호 또는 차량의 키입력에 따른 액세서리 온 또는 이그니션 온 신호를 입력 받거나, 상기 릴레이와 상기 부하의 연결 라인에 과전압이 인가된 경우 웨이크업 되는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 재접속 스위치의 접속 상태에 따라 상기 릴레이로 펄스파형의 제어신호를 제공하여 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 시스템.
  8. 배터리에서 부하로 공급되는 전원을 전기적으로 연결 및 차단하는 릴레이;
    상기 배터리와 상기 릴레이의 연결라인에서 제1 상시전원을 제공받고, 상기 릴레이와 상기 부하 사이의 연결라인에서 제2 상시전원을 제공받아 동작하며, 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 컨트롤러; 및
    사용자의 조작에 의해 접속 상태가 결정되며, 상기 접속 상태에 따라 상기 릴레이의 온/오프를 제어하기 위한 신호를 생성하여 컨트롤러로 제공하는 재접속 스위치;를 포함하며,
    상기 제1 상시전원은 상기 재접속 스위치를 통해 상기 컨트롤러로 제공되는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 재접속 스위치가 접속되는 경우에 상기 제1 상시전원을 제공받으며, 상기 재접속 스위치가 접속 차단된 경우에는 상기 제2 상시전원을 제공받는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 재접속 스위치의 접속 신호 또는 차량의 키입력에 따른 액세서리 온 또는 이그니션 온 신호를 입력 받거나, 상기 릴레이와 상기 부하의 연결 라인에 과전압이 인가된 경우 웨이크업 되는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 릴레이가 오프되고 상기 배터리의 전압이 사전 설정된 레벨 이상인 상태에서 상기 재접속 스위치가 접속되면, 상기 재접속 스위치를 통해 상기 배터리의 전압을 입력 받아 웨이크업 된 이후 상기 재접속 스위치가 접속 상태를 유지하는 동안 상기 배터리의 전압을 상기 제1 상시전원으로 제공받아 상기 릴레이를 온시키는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 릴레이가 온되고 상기 재접속 스위치가 접속 차단 상태가 되면, 상기 제2 상시전원을 제공받아 동작하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 시스템.
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