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KR20220023887A - 배터리 장치 및 히터의 진단 방법 - Google Patents

배터리 장치 및 히터의 진단 방법 Download PDF

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KR20220023887A
KR20220023887A KR1020200105145A KR20200105145A KR20220023887A KR 20220023887 A KR20220023887 A KR 20220023887A KR 1020200105145 A KR1020200105145 A KR 1020200105145A KR 20200105145 A KR20200105145 A KR 20200105145A KR 20220023887 A KR20220023887 A KR 20220023887A
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KR
South Korea
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voltage
terminal
heater
driver
processor
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KR1020200105145A
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English (en)
Inventor
김동현
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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Publication date
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Priority to JP2022506641A priority patent/JP7294733B2/ja
Priority to PCT/KR2021/008398 priority patent/WO2022039382A1/ko
Priority to CN202180005066.8A priority patent/CN114402206A/zh
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Abstract

배터리 장치의 프로세서는 히터를 구동하기 위해서 릴레이를 닫기 전에, 릴레이에 포함되는 릴레이 코일의 제1 단자와 제2 단자의 전압을 감지하고, 제1 단자의 전압과 제2 단자의 전압이 릴레이의 구동을 위한 고전압과 저전압 및 진단을 위한 전압 중 어느 전압에 대응하는지에 기초해서 히터를 진단한다.

Description

배터리 장치 및 히터의 진단 방법{BATTERY APPARATUS AND DIAGNOSING METHOD OF HEATER}
본 발명은 배터리 장치 및 히터의 진단 방법에 관한 것이다.
전기 자동차 또는 하이브리드 자동차는 주로 배터리를 전원으로 이용하여 모터를 구동함으로써 동력을 얻는 차량으로서, 내연 자동차의 공해 및 에너지 문제를 해결할 수 있는 대안이라는 점에서 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 충전이 가능한 배터리는 전기 자동차 이외에 다양한 외부 장치에서 사용되고 있다.
전기 자동차 등의 차량에서 모터를 구동하기 위해 인버터가 사용되는데, 인버터는 배터리의 직류 전원을 교류 전원(예를 들면, 3상 전원)으로 변환하여서 모터를 구동한다. 인버터는 여러 개의 스위치의 턴온/턴오프를 반복하여 직류 전원을 교류 전원으로 변환한다. 이때, 모터를 빠르게 구동하기 위해서 스위치의 턴온/턴오프 변동이 빠르고 전류 소모도 증가하면, 전자파 간섭(electro-magnetic interference, EMI) 신호가 발생할 수 있다. 이러한 EMI 신호는 배터리에 장착되는 히터(heater)의 구동을 위한 히터 릴레이의 컨택터를 통해 유기되어 히터 릴레이의 코일에 교류 잡음을 인가한다. 교류 잡음은 코일에 영향을 주어 히터의 오진단이 발생할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 히터의 오진단을 방지할 수 있는 배터리 장치 및 히터의 진단 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 배터리 팩, 상기 배터리 팩의 양극 단자와 음극 단자 사이에 연결되어 있는 히터, 그리고 상기 히터를 제어하는 프로세서를 포함하는 배터리 장치가 제공된다. 상기 히터는 릴레이, 발열 저항, 제1 드라이버 및 제2 드라이버를 포함한다. 상기 릴레이는 릴레이 스위치와 상기 릴레이 스위치를 구동하는 릴레이 코일을 포함하며, 상기 릴레이 스위치와 상기 발열 저항은 상기 양극 단자와 상기 음극 단자 사이에 직렬로 연결되어 있다. 상기 제1 드라이버는 제1 전압을 공급하는 전원과 상기 릴레이 코일의 제1 단자 사이에 연결되어 있으며, 상기 제1 전압의 전달을 제어한다. 상기 제2 드라이버는 상기 릴레이 코일의 제2 단자와 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 가지는 단자 사이에 연결되어 있으며, 상기 제2 전압의 전달을 제어한다. 상기 릴레이 코일의 제2 단자로 진단을 위한 제3 전압이 전달되고, 상기 프로세서는 상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버를 제어하며, 상기 릴레이 코일의 제1 단자의 전압과 상기 릴레이 코일의 제2 단자의 전압에 기초해서 상기 히터를 진단한다.
상기 배터리 장치는 상기 제3 전압을 공급하는 전원과 상기 릴레이 코일의 제2 단자 사이에 연결되어 있는 다이오드를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제3 전압은 상기 제1 전압보다 낮고 상기 제2 전압보다 높을 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버를 인에이블하여서 상기 히터를 구동하기 전에 상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압을 감지하고, 상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압에 기초해서 상기 히터를 진단할 수 있다.
상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제3 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버를 인에이블하여서 상기 히터를 구동할 수 있다.
상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제1 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제2 드라이버를 인에이블하고, 상기 제2 드라이버를 인에이블한 상태에서 감지한 상기 제1 단자의 전압에 기초해서 상기 히터를 진단할 수 있다.
상기 제2 드라이버를 인에이블한 상태에서 상기 제1 단자의 전압이 상기 제2 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버를 인에이블하여서 상기 히터를 구동할 수 있다.
상기 제2 드라이버를 인에이블한 상태에서 상기 제1 단자의 전압이 상기 제1 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 드라이버의 오류로 진단할 수 있다.
상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제2 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 드라이버를 인에이블하고, 상기 제1 드라이버를 인에이블한 상태에서 감지한 상기 제2 단자의 전압에 기초해서 상기 히터를 진단할 수 있다.
상기 제1 드라이버를 인에이블한 상태에서 상기 제2 단자의 전압이 상기 제1 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버를 인에이블하여서 상기 히터를 구동할 수 있다.
상기 제1 드라이버를 인에이블한 상태에서 상기 제2 단자의 전압이 상기 제2 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제2 드라이버의 오류로 진단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배터리 팩과 상기 배터리 팩의 가열을 위한 히터를 포함하는 배터리 장치의 진단 방법이 제공된다. 상기 진단 방법은, 상기 히터의 발열 저항으로 흐르는 전류를 제어하기 위한 릴레이를 닫기 전에, 상기 릴레이에 포함되는 릴레이 코일의 제1 단자와 제2 단자의 전압을 감지하는 단계, 그리고 상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 제1 전압, 제2 전압 및 제3 전압 중 어느 전압에 대응하는지에 기초해서 상기 히터를 진단하는 단계를 포함한다. 이 경우, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압은 상기 릴레이의 구동을 위해 제공되며, 상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 높으며, 상기 제3 전압은 상기 제1 전압과 상기 제2 전압 사이의 전압이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 배터리 팩, 히터 및 프로세서를 포함하는 배터리 장치가 제공된다. 상기 히터는 발열 저항 및 상기 발열 저항으로 흐르는 전류를 제어하는 릴레이를 포함한다. 상기 프로세서는 상기 릴레이를 닫기 전에, 상기 릴레이에 포함되는 릴레이 코일의 제1 단자와 제2 단자의 전압을 감지하고, 상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 제1 전압, 제2 전압 및 제3 전압 중 어느 전압에 대응하는지에 기초해서 상기 히터를 진단한다. 이 경우, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압은 상기 릴레이의 구동을 위해 제공되며, 상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 높으며, 상기 제3 전압은 상기 제1 전압과 상기 제2 전압 사이의 전압이다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 릴레이 코일의 전압의 기초해서 히터를 진단할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 릴레이 코일의 전압이 정상적인 값으로 감지되지 않는 경우, 그 원인이 드라이버의 오류인지 EMI 신호인지를 진단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 히터 진단을 위한 배터리 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치에서 릴레이 코일의 전압이 정상적으로 감지되는 경우의 제어 신호를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리 장치에서 릴레이 코일의 전압이 정상적으로 감지되지 않는 경우의 제어 신호를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 히터 진단 방법을 나타내는 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
아래 설명에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다.
도면을 참고하여 설명한 흐름도에서, 동작 순서는 변경될 수 있고, 여러 동작들이 병합되거나, 어느 동작이 분할될 수 있고, 특정 동작은 수행되지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 배터리 장치(100)는 양극 연결 단자(DC(+))와 음극 연결 단자(DC(-))를 통해 외부 장치에 전기적으로 연결될 수 있는 구조를 가진다. 어떤 실시예에서, 배터리 장치(100)는 양극 연결 단자(DC(+))와 음극 연결 단자(DC(-))를 통해 외부 장치의 인버터(10)에 연결될 수 있다. 외부 장치가 부하인 경우, 배터리 장치(100)는 부하로 전력을 공급하는 전원으로 동작하여 방전된다. 부하로 동작하는 외부 장치는 예를 들면 전자 장치, 이동 수단 또는 에너지 저장 시스템(energy storage system, ESS)일 수 있으며, 이동 수단은 예를 들면 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 스마트 모빌리티(smart mobility) 등의 차량일 수 있다.
배터리 장치(100)는 배터리 팩(110), 메인 양극 스위치(121), 메인 음극 스위치(122), 히터(heater)(130) 및 프로세서(140)를 포함한다.
배터리 팩(110)은 복수의 배터리 셀(도시하지 않음)을 포함하며, 양극 단자(PV(+))와 음극 단자(PV(-))를 가진다. 어떤 실시예에서, 배터리 셀은 충전 가능한 2차 전지일 수 있다. 한 실시예에서, 배터리 팩(110)에서 소정 개수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 배터리 모듈을 구성하여 원하는 전력을 공급할 수 있다. 다른 실시예에서, 배터리 팩(110)에서 소정 개수의 배터리 모듈이 직렬 또는 병렬 연결되어 원하는 전력을 공급할 수 있다.
메인 양극 스위치(121)는 배터리 팩(110)의 양극 단자(PV(+))와 배터리 장치(100)의 양극 연결 단자(DC(+)) 사이에 연결되어 있다. 메인 음극 스위치(122)는 배터리 팩(110)의 음극 단자(PV(-))와 배터리 장치(100)의 음극 연결 단자(DC(-)) 사이에 연결되어 있다. 스위치(121, 122)는 프로세서(140)에 의해 제어되어서 배터리 팩(110)과 외부 장치 사이의 전기적 연결을 제어할 수 있다. 한 실시예에서, 스위치(121, 122)는 각각 릴레이로 형성되는 컨택터(contactor)일 수 있다. 다른 실시예에서, 스위치(121, 122)는 각각 트랜지스터 등의 전기적 스위치일 수 있다. 어떤 실시예에서, 배터리 장치(100)는 스위치(121, 122)를 각각 제어하는 구동 회로(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
히터(130)는 배터리 팩(110)의 가열을 통해 온도를 제어한다.
프로세서(140)는 스위치(121, 122) 및 히터(130)를 제어하며, 예를 들면 마이크로 제어 장치(micro controller unit, MCU)일 수 있다.
어떤 실시예에서, 배터리 장치(100)는 다양한 감시 회로(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 다양한 감시 회로는 배터리 팩(110)의 전압, 온도, 전류 등을 감시할 수 있다. 프로세서(140)는 다양한 감시 회로에서 감시한 정보에 기초해서 배터리 팩(110)의 상태를 판단할 수 있다. 어떤 실시예에서, 프로세서(140)는 배터리 팩(110)의 온도에 기초해서 히터(130)의 동작을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 히터 진단을 위한 배터리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참고하면, 배터리 장치는 배터리 팩(210), 메인 양극 스위치(221), 메인 음극 스위치(222), 히터 및 프로세서(240)를 포함한다. 히터는 발열 저항(231), 릴레이(232) 및 드라이버(233, 234)를 포함한다.
발열 저항(231)은 전류가 흐를 때 열을 발생시켜서 배터리 팩(210)을 가열하여 온도를 올릴 수 있다. 릴레이(232)는 릴레이 스위치(232a)와 릴레이 스위치(232a)의 구동을 위한 릴레이 코일(232b)을 포함한다. 릴레이 스위치(232a)와 발열 저항(231)은 배터리 팩(210)의 양극 단자(PV(+))와 배터리 팩(210)의 음극 단자(PV(-)) 사이에 직렬로 연결되어 있다. 릴레이 스위치(232a)가 턴온될 때, 배터리 팩(210)으로부터 발열 저항(231)으로 전류가 흘러서 배터리 팩(210)이 가열될 수 있다.
어떤 실시예에서, 배터리 팩(210)의 양극 단자(PV(+))에 메인 양극 스위치(221)의 제1 단자가 연결되고, 배터리 팩(210)의 음극 단자(PV(-))에 메인 음극 스위치(222)의 제1 단자가 연결될 수 있다. 이 경우, 릴레이 스위치(232a)와 발열 저항(231)은 메인 양극 스위치(221)의 제2 단자와 메인 음극 스위치(222)의 제2 단자 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 한 실시예에서, 도 2에 도시한 것처럼, 릴레이 스위치(232a)의 제1 단자가 메인 양극 스위치(221)의 제2 단자에 연결되고, 릴레이 스위치(232a)의 제2 단자가 발열 저항(231)의 제1 단자에 연결되고, 발열 저항(231)의 제2 단자가 메인 음극 스위치(222)의 제2 단자에 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 발열 저항(231)의 제1 단자가 메인 양극 스위치(221)의 제2 단자에 연결되고, 발열 저항(231)의 제2 단자가 릴레이 스위치(232a)의 제1 단자에 연결되고, 릴레이 스위치(232a)의 제2 단자가 메인 음극 스위치(222)의 제2 단자에 연결될 수 있다.
드라이버(233)는 프로세서(240)로부터의 인에이블 신호에 응답하여서 소정의 전원으로부터의 공급 전압(Vh)을 릴레이 코일(232b)의 제1 단자로 전달하고, 드라이버(234)는 프로세서(240)로부터의 인에이블 신호에 응답하여서 릴레이 코일(232b)의 제2 단자를 공급 전압(Vh)보다 낮은 전위를 가지는 단자에 연결한다. 이에 따라 릴레이 코일(232b)을 통해 전류가 흐를 수 있다. 이 경우, 릴레이 코일(232b)의 제1 단자를 고전압측 단자, 릴레이 코일(232b)의 제2 단자를 저전압측 단자라 할 수 있다. 또한, 드라이버(233)를 고전압측 드라이버(high side driver, HSD), 드라이버(234)를 저전압측 드라이버(low side driver, LSD)라 할 수 있다.
어떤 실시예에서, 공급 전압(Vh)보다 낮은 전위를 가지는 단자는 접지단일 수 있으며, 공급 전압(Vh)보다 낮은 전위를 가지는 단자를 접지단으로 설명한다. 어떤 실시예에서, 인에이블 신호는 프로세서(240)로부터의 제어 신호가 인에이블 레벨을 가지는 신호일 수 있으며, 드라이버(233, 234)를 디스에이블하는 경우 제어 신호는 디스에이블 레벨을 가질 수 있다.
어떤 실시예에서, 드라이버(233)의 제1 단자는 공급 전압(Vh)을 공급하는 소정의 전원에 연결되고, 드라이버(233)의 제2 단자는 릴레이 코일(232b)의 제1 단자에 연결될 수 있다. 드라이버(234)의 제1 단자는 릴레이 코일(232b)의 제2 단자에 연결되고, 드라이버(234)의 제2 단자는 접지단에 연결될 수 있다. 어떤 실시예에서, 소정의 전압을 공급하는 전원(Vh)은 배터리 팩(210)과는 다른 배터리일 수 있다. 어떤 실시예에서, 드라이버(233)는 프로세서(240)로부터의 인에이블 신호에 응답하여서 턴온되는 스위치를 포함할 수 있으며, 드라이버(234)도 프로세서(240)로부터의 인에이블 신호에 응답하여서 턴온되는 스위치를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 프로세서(240)는 배터리 팩(210)의 온도가 기준 온도보다 낮은 경우에 릴레이(232)를 닫으라는 인에이블 신호를 히터의 드라이버(233, 234)로 전달할 수 있다. 프로세서(240)는 배터리 팩(210)의 온도가 높아서 배터리 팩(210)의 가열이 필요 없는 경우, 릴레이(232)를 열라는 디스에이블 신호를 히터의 드라이버(233, 234)로 전달할 수 있다. 릴레이(232)의 닫힘은 릴레이의 온(on)이라 할 수 있고, 릴레이(232)의 열림은 릴레이의 오프(off)라 할 수 있다.
어떤 실시예에서, 배터리 장치는 프로세서(240)의 전압 감지를 위해 전압 감지 회로(250, 260)를 더 포함할 수 있다.
전압 감지 회로(250)는 릴레이 코일(232b)과 드라이버(233)의 접점, 즉 릴레이 코일(232b)의 제1 단자(또는 드라이버(233)의 제2 단자)의 전압(V1)을 측정한다. 전압 감지 회로(260)는 릴레이 코일(232b)과 드라이버(234)의 접점, 즉 릴레이 코일(232b)의 제2 단자(또는 드라이버(234)의 제1 단자)의 전압(V2)을 측정한다.
어떤 실시예에서, 도 2에 도시한 것처럼, 전압 감지 회로(250)는 릴레이 코일(232b)의 제1 단자와 접지단 사이에 직렬로 연결되어 있는 복수의 저항(251, 252)을 포함할 수 있다. 이 경우, 프로세서(240)는 저항(251, 252)의 접점의 전압에 기초해서 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압을 감지할 수 있다. 한 실시예에서, 저항(251, 252)의 접점의 전압을 디지털로 변환해서 프로세서(240)로 전달하기 위한 아날로그 디지털 변환기가 더 제공될 수 있다.
어떤 실시예에서, 도 2에 도시한 것처럼, 전압 감지 회로(260)는 릴레이 코일(232b)의 제2 단자와 접지단 사이에 직렬로 연결되어 있는 복수의 저항(261, 262)을 포함할 수 있다. 이 경우, 프로세서(240)는 저항(261, 262)의 접점의 전압에 기초해서 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압을 감지할 수 있다. 한 실시예에서, 저항(261, 262)의 접점의 전압을 디지털로 변환해서 프로세서(240)로 전달하기 위한 아날로그 디지털 변환기가 더 제공될 수 있다.
어떤 실시예에서, 배터리 장치는 히터의 진단을 위해 진단 전압(Vs)을 공급하는 전원과 릴레이 코일(232b)의 제2 단자와 저항(261)의 접점 사이에 연결되어 있는 다이오드(271)를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 진단 전압(Vs)은 공급 전압(Vh)보다 낮은 전압일 수 있다. 공급 전압(Vh)이 진단 전압(Vs)보다 높으므로, 다이오드(271)는 릴레이 코일(232b)에서 진단 전압(Vs)을 공급하는 전원으로 형성되는 전류 경로를 차단할 수 있다. 어떤 실시예에서, 전압 감지 회로(260)는 다이오드(271)와 접점 사이에 연결되는 저항(272)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 다이오드(271)의 애노드가 전원(Vs)에 연결되고, 저항(272)은 다이오드(271)의 캐소드와 접점 사이에 연결될 수 있다. 예를 들면, 공급 전원(Vh)이 12V이고, 진단 전압(Vs)은 5V일 수 있다.
배터리 장치에 연결되는 인버터(20)에서 발생하는 EMI 신호가 릴레이 코일(232b)로 유입되어 히터의 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)이 정상적인 전압과는 다른 값으로 감지될 수 있다. 또는 드라이버(233, 234)의 오류로 인해 릴레이 코일(232b)에 Vh 전압 또는 0V가 전달되어 히터의 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)이 정상적인 전압과는 다른 값으로 감지될 수 있다.
다음, 도 3 내지 도 5를 참고로 하여 히터의 진단 방법에 대해서 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치에서 릴레이 코일의 전압이 정상적으로 감지되는 경우의 제어 신호를 나타내는 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리 장치에서 릴레이 코일의 전압이 정상적으로 감지되지 않는 경우의 제어 신호를 나타내는 도면이다. 도 3, 도 4 및 도 5에는 제어 신호가 고레벨인 경우에 드라이버가 인에이블되고, 제어 신호가 저레벨인 경우에 드라이버가 디스에이블되는 것으로 도시되어 있지만, 제어 신호가 고레벨 경우에 드라이버가 디스에이블되고, 제어 신호가 저레벨인 경우에 드라이버가 인에이블될 수도 있다. 도 3, 도 4 및 도 5에는 릴레이 코일의 고전압측 단자에 연결되는 드라이버가 HSD로, 릴레이 코일의 저전압측 단자에 연결되는 드라이버가 LSD로 도시되어 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 프로세서(240)는 히터 릴레이(232)를 닫기 전에 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압을 감지한다. 즉, 프로세서(240)는 두 드라이버(233, 234)로 각각 인에이블 신호를 인가하기 전에 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압을 감지한다. 이 경우, 두 드라이버(233, 234)로는 디스에이블 신호가 인가된 상태일 수 있다.
이 경우, 두 드라이버(233, 234)로 각각 인에이블 신호가 인가되기 전이므로, 오류가 없다면 두 드라이버(233, 234)는 디스에이블 상태이다. 두 드라이버(233, 234)가 디스에이블 상태인 경우, 진단 전압(Vs)이 릴레이 코일(232b)로 인가되므로, 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1)과 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)은 진단 전압(Vs)에 의해 대략 Vs 전압으로 된다. 어떤 실시예에서, 프로세서(240)는 Vs 전압이 저항(251, 252)에 의해 분압된 전압을 감지해서 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1)이 Vs 전압인 것을 감지할 수 있다. 또한 프로세서(240)는 Vs 전압이 저항(272, 261, 262)에 의해 분압된 전압을 감지해서 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)이 Vs 전압인 것을 감지할 수 있다.
이와 같이, 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)이 모두 Vs 전압인 경우, 드라이버(233, 234)가 정상적으로 동작하고, 또한 EMI 신호가 릴레이 코일(232b)에도 영향을 미치지 않은 상태이므로, 히터는 정상적으로 동작하는 상태이다. 따라서, 프로세서(240)는 두 드라이버(233, 234)로 각각 인에이블 신호를 인가하여 히터를 구동한다. 즉, 드라이버(233, 234)가 인에이블되어서 공급 전압(Vh)에 의해 릴레이 코일(232b)로 전류가 흐르고, 이에 따라 릴레이 스위치(232a)가 턴온될 수 있다.
이와는 달리, 두 드라이버(233, 234)로 각각 인에이블 신호가 인가되기 전에, 프로세서(240)가 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1)과 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)을 Vs 전압이 아닌 다른 전압으로 감지할 수 있다. 이 경우, 프로세서(240)는 드라이버(233) 또는 드라이버(234)로 인에이블 신호를 인가하여서 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1) 또는 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)을 감지하여서 히터의 상태를 진단할 수 있다.
어떤 실시예에서, 프로세서(240)는 드라이버(233)로 인에이블 신호를 인가하여서 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1) 또는 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)을 감지하여서 히터의 상태를 진단할 수 있다. 아래에서는 이러한 실시예에 대해서 도 2 및 도 4를 참고로 하여 설명한다.
두 드라이버(233, 234)로 각각 인에이블 신호가 인가되기 전에 프로세서(240)가 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1)과 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)을 대략 Vh 전압으로 감지할 수 있다. 어떤 실시예에서, 프로세서(240)는 Vh 전압이 저항(251, 252)에 의해 분압된 전압을 감지해서 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1)이 Vh 전압인 것을 감지할 수 있다. 또한 프로세서(240)는 Vh 전압이 저항(261, 262)에 의해 분압된 전압을 감지해서 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)이 Vh 전압인 것을 감지할 수 있다.
이 경우, 드라이버(233)에 단락 오류(short failure)가 발생하여서 공급 전압(Vh)이 릴레이 코일(232b)로 전달되어서 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)이 대략 Vh 전압으로 될 수 있다. 또는 드라이버(233)는 정상이지만 EMI 신호가 릴레이 코일(232b)에 인가되어 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)이 대략 Vh 전압으로 될 수도 있다.
도 4를 참고하면, 프로세서(240)는 드라이버(233)의 단락 오류인지 EMI 신호에 의한 영향인지를 확인하기 위해서 드라이버(233)로는 계속 디스에이블 신호를 인가한 상태에서 드라이버(234)로 인에이블 신호를 인가할 수 있다. 이와 같이 제어 신호를 인가하면서, 프로세서(240)는 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)을 감지할 수 있다.
드라이버(234)의 인에이블에 의해 릴레이 코일(232b)의 제2 단자에는 0V가 인가되고, 드라이버(233)의 단락 오류인 경우에 릴레이 코일(232b)의 제1 단자에는 Vh 전압이 인가된다. 프로세서(240)는 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1)을 대략 Vh 전압으로, 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)을 대략 0V로 감지할 수 있다. 따라서, 프로세서(240)가 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1)을 대략 Vh 전압으로 감지한 경우에는 드라이버(233)의 단락 오류로 진단하고, 드라이버(233)의 단락 오류를 알리는 경고를 외부 장치, 예를 들면 차량으로 발송한다.
한편, 드라이버(233)의 단락 오류가 아니고 정상인 경우, 드라이버(233)의 디스에이블과 드라이버(234)의 인에이블에 의해 릴레이 코일(232b)의 양 단자에는 0V가 인가된다. 프로세서(240)는 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)을 대략 0V로 감지할 수 있다. 따라서, 프로세서(240)가 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1)을 대략 0V로 감지한 경우에는 EMI 신호에 의해 릴레이 코일(232b)의 전압을 잘못 감지한 경우로 판단하고, 히터를 정상적으로 구동한다. 이에 따라, 프로세서(240)는 두 드라이버(233, 234)로 인에이블 신호를 인가할 수 있다.
어떤 실시예에서, 프로세서(240)는 드라이버(234)로 인에이블 신호를 인가하여서 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1) 또는 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)을 감지하여서 히터의 상태를 진단할 수 있다. 아래에서는 이러한 실시예에 대해서 도 2 및 도 5를 참고로 하여 설명한다.
두 드라이버(233, 234)로 각각 인에이블 신호가 인가되기 전에 프로세서(240)가 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1)과 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)을 대략 OV로 감지할 수 있다. 어떤 실시예에서, 프로세서(240)는 0V가 저항(251, 252)에 의해 분압된 전압을 감지해서 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1)이 0V인 것을 감지할 수 있다. 또한 프로세서(240)는 0V가 저항(261, 262)에 의해 분압된 전압을 감지해서 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)이 0V인 것을 감지할 수 있다.
이 경우, 드라이버(234)에 단락 오류가 발생하여서 0V가 릴레이 코일(232b)로 전달되어서 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)이 대략 0V로 될 수 있다. 또는 드라이버(234)는 정상이지만 EMI 신호가 릴레이 코일(232b)에 인가되어 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)이 대략 0V로 될 수도 있다.
도 5를 참고하면, 프로세서(240)는 드라이버(234)의 단락 오류인지 EMI 신호에 의한 영향인지를 확인하기 위해서 드라이버(234)로는 계속 디스에이블 신호를 인가한 상태에서 드라이버(233)로 인에이블 신호를 인가할 수 있다. 이와 같이 제어 신호를 인가하면서, 프로세서(240)는 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)을 감지할 수 있다.
드라이버(233)의 인에이블에 의해 릴레이 코일(232b)의 제1 단자에는 Vh 전압이 인가된다. 이때, 드라이버(234)의 단락 오류인 경우에는 릴레이 코일(232b)의 제2 단자에는 0V가 인가된다. 프로세서(240)는 릴레이 코일(232b)의 제1 단자의 전압(V1)을 대략 Vh 전압으로, 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)을 대략 0V로 감지할 수 있다. 따라서, 프로세서(240)가 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)을 대략 0V로 감지한 경우에는 드라이버(234)의 단락 오류로 진단하고, 드라이버(234)의 단락 오류를 알리는 경고를 외부 장치, 예를 들면 차량으로 발송한다.
한편, 드라이버(234)의 단락 오류가 아니고 정상인 경우, 드라이버(233)의 인에이블과 드라이버(234)의 디스에이블에 의해 릴레이 코일(232b)의 양 단자에는 Vh 전압이 인가된다. 프로세서(240)는 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)을 대략 Vh 전압으로 감지할 수 있다. 따라서, 프로세서(240)가 릴레이 코일(232b)의 제2 단자의 전압(V2)을 대략 Vh 전압으로 감지한 경우에는 EMI 신호에 의해 릴레이 코일(232b)의 전압을 잘못 감지한 경우로 판단하고, 히터를 정상적으로 구동한다. 이에 따라, 프로세서(240)는 두 드라이버(233, 234)로 인에이블 신호를 인가할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예에 따르면, 릴레이 코일의 전압이 정상적인 값으로 감지되는지 진단할 수 있다. 또한, 릴레이 코일의 전압이 정상적인 값으로 감지되지 않는 원인이 드라이버의 오류인지 EMI 신호인지를 진단할 수 있다. 이에 따라, 드라이버의 오류인 경우 알림을 발생함으로써 드라이버의 수리 또는 교체를 요구할 수 있으며, EMI 신호에 의해 전압이 잘못 측정된 경우에는 드라이버의 오류가 아니므로 히터를 정상적으로 작동할 수 있다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 장치의 히터 진단 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 배터리 장치의 프로세서는 히터의 릴레이 코일(예를 들면, 도 2의 232b)의 양 단자에 릴레이의 구동을 위한 전압을 전달하기 전에, 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)을 감지한다(S610). 어떤 실시예에서, 프로세서는 릴레이 코일의 양 단자에 각각 연결된 두 드라이버(예를 들면, 도 2의 233, 234)로 인에이블 신호를 인가하기 전에, 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)을 감지할 수 있다(S610).
릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)이 각각 진단 전압(예를 들면, 도 2의 Vs)에 대응하는 전압으로 감지되는 경우(S620), 프로세서는 히터를 정상으로 진단하고 히터를 구동한다(S630). 어떤 실시예에서, 프로세서는 히터의 구동을 위해 두 드라이버(233, 234)로 인에이블 신호를 인가할 수 있다(S630).
릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)이 각각 진단 전압(Vs)에 대응하는 전압이 아닌 다른 전압으로 감지되는 경우(S620), 프로세서는 릴레이 코일의 한 단자에 히터의 공급 전압(예를 들면, 도 2의 Vh)이나 공급 전압보다 낮은 전압(예를 들면, 도 2의 0V)을 전달하면서 릴레이 코일(232b)의 전압을 감지할 수 있다.
어떤 실시예에서, 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)이 각각 히터의 Vh 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우(S640), 프로세서는 릴레이 코일(232b)의 저전압측 단자에 0V 전압을 전달할 수 있다(S651). 어떤 실시예에서, 프로세서는 릴레이 코일(232b)의 저전압측 단자에 연결된 드라이버(234)로 인에이블 신호를 인가할 수 있다(S651). 릴레이 코일(232b)의 저전압측 단자에 0V가 전달되는 동안, 프로세서는 릴레이 코일(232b)의 고전압측 단자의 전압(V1)을 감지한다. 어떤 실시예에서, 프로세서는 릴레이 코일(232b)의 저전압측 단자의 전압(V2)도 감지할 수 있다. 릴레이 코일(232b)의 고전압측 단자의 전압(V1)이 0V에 대응하는 전압으로 감지되는 경우(S652), 프로세서는 히터가 정상이므로 히터를 구동할 수 있다(S630). 어떤 실시예에서, 프로세서는 히터의 드라이버(233, 234)가 정상이므로 드라이버(233, 234)로 인에이블 신호를 인가할 수 있다(S630). 릴레이 코일(232b)의 고전압측 단자의 전압(V1)이 Vh 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우(S652), 프로세서는 히터의 오류로 진단할 수 있다(S653). 어떤 실시예에서, 프로세서는 드라이버(233)의 단락 오류로 진단할 수 있다(S653).
어떤 실시예에서, 릴레이 코일(232b)의 양 단자의 전압(V1, V2)이 각각 0V에 대응하는 전압으로 감지되는 경우(S640), 프로세서는 릴레이 코일(232b)의 고전압측 단자에 Vh 전압을 전달할 수 있다(S661). 어떤 실시예에서, 프로세스는 릴레이 코일(232b)의 고전압측 단자에 연결된 드라이버(233)로 인에이블 신호를 인가할 수 있다(S661). 릴레이 코일(232b)의 고전압측 단자에 Vh 전압이 전달되는 동안, 프로세서는 릴레이 코일(232b)의 저전압측 단자의 전압(V2)을 감지한다. 어떤 실시예에서, 프로세서는 릴레이 코일(232b)의 고전압측 단자의 전압(V1)도 감지할 수 있다. 릴레이 코일(232b)의 저전압측 단자의 전압(V2)이 Vh 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우(S662), 프로세서는 히터가 정상이므로 히터를 구동할 수 있다(S630). 어떤 실시예에서, 프로세서는 히터의 드라이버(233, 234)가 정상이므로 드라이버(233, 234)로 인에이블 신호를 인가할 수 있다(S630). 릴레이 코일(232b)의 저전압측 단자의 전압(V2)이 0V에 대응하는 전압으로 감지되는 경우(S662), 프로세서는 히터의 오류로 진단할 수 있다(S663). 어떤 실시예에서, 드라이버(234)의 단락 오류로 진단할 수 있다(S663).
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 배터리 팩,
    상기 배터리 팩의 양극 단자와 음극 단자 사이에 연결되어 있는 히터, 그리고
    상기 히터를 제어하는 프로세서를 포함하며,
    상기 히터는,
    릴레이 스위치와 상기 릴레이 스위치를 구동하는 릴레이 코일을 포함하는 릴레이,
    상기 양극 단자와 상기 음극 단자 사이에 상기 릴레이 스위치와 함께 직렬로 연결되어 있는 발열 저항,
    제1 전압을 공급하는 전원과 상기 릴레이 코일의 제1 단자 사이에 연결되어 있으며, 상기 제1 전압의 전달을 제어하는 제1 드라이버, 그리고
    상기 릴레이 코일의 제2 단자와 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 가지는 단자 사이에 연결되어 있으며, 상기 제2 전압의 전달을 제어하는 제2 드라이버를 포함하고,
    상기 릴레이 코일의 제2 단자로 진단을 위한 제3 전압이 전달되고,
    상기 프로세서는 상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버를 제어하며, 상기 릴레이 코일의 제1 단자의 전압과 상기 릴레이 코일의 제2 단자의 전압에 기초해서 상기 히터를 진단하는
    배터리 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제3 전압을 공급하는 전원과 상기 릴레이 코일의 제2 단자 사이에 연결되어 있는 다이오드를 더 포함하며,
    상기 제3 전압은 상기 제1 전압보다 낮고 상기 제2 전압보다 높은
    배터리 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버를 인에이블하여서 상기 히터를 구동하기 전에 상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압을 감지하고,
    상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압에 기초해서 상기 히터를 진단하는
    배터리 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제3 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버를 인에이블하여서 상기 히터를 구동하는, 배터리 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제1 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제2 드라이버를 인에이블하고, 상기 제2 드라이버를 인에이블한 상태에서 감지한 상기 제1 단자의 전압에 기초해서 상기 히터를 진단하는, 배터리 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제2 드라이버를 인에이블한 상태에서 상기 제1 단자의 전압이 상기 제2 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버를 인에이블하여서 상기 히터를 구동하는, 배터리 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 제2 드라이버를 인에이블한 상태에서 상기 제1 단자의 전압이 상기 제1 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 드라이버의 오류로 진단하는, 배터리 장치.
  8. 제3항에서,
    상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제2 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 드라이버를 인에이블하고, 상기 제1 드라이버를 인에이블한 상태에서 감지한 상기 제2 단자의 전압에 기초해서 상기 히터를 진단하는
    배터리 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 드라이버를 인에이블한 상태에서 상기 제2 단자의 전압이 상기 제1 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버를 인에이블하여서 상기 히터를 구동하는, 배터리 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 제1 드라이버를 인에이블한 상태에서 상기 제2 단자의 전압이 상기 제2 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 프로세서는 상기 제2 드라이버의 오류로 진단하는, 배터리 장치.
  11. 배터리 팩과 상기 배터리 팩의 가열을 위한 히터를 포함하는 배터리 장치의 진단 방법으로서,
    상기 히터의 발열 저항으로 흐르는 전류를 제어하기 위한 릴레이를 닫기 전에, 상기 릴레이에 포함되는 릴레이 코일의 제1 단자와 제2 단자의 전압을 감지하는 단계, 그리고
    상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 제1 전압, 제2 전압 및 제3 전압 중 어느 전압에 대응하는지에 기초해서 상기 히터를 진단하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압은 상기 릴레이의 구동을 위해 제공되며,
    상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 높으며, 상기 제3 전압은 상기 제1 전압과 상기 제2 전압 사이의 전압인
    진단 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 히터를 진단하는 단계는, 상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제3 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 히터를 정상으로 진단하는 단계를 포함하는, 진단 방법.
  13. 제11항에서,
    상기 히터를 진단하는 단계는,
    상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제1 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 제2 단자에 상기 제2 전압을 전달하는 단계,
    상기 제2 단자에 상기 제2 전압을 전달한 상태에서, 상기 제1 단자의 전압이 상기 제2 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 히터를 정상으로 진단하는 단계
    를 포함하는 진단 방법.
  14. 제11항에서,
    상기 히터를 진단하는 단계는,
    상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제1 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 제2 단자에 상기 제2 전압을 전달하는 단계,
    상기 제2 단자에 상기 제2 전압을 전달한 상태에서, 상기 제1 단자의 전압이 상기 제1 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 히터의 오류로 진단하는 단계
    를 포함하는 진단 방법.
  15. 제11항에서,
    상기 히터를 진단하는 단계는,
    상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제2 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 제1 단자에 상기 제1 전압을 전달하는 단계,
    상기 제1 단자에 상기 제1 전압을 전달한 상태에서, 상기 제2 단자의 전압이 상기 제1 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 히터를 정상으로 진단하는 단계
    를 포함하는 진단 방법.
  16. 제11항에서,
    상기 히터를 진단하는 단계는,
    상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제2 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 제1 단자에 상기 제1 전압을 전달하는 단계,
    상기 제1 단자에 상기 제1 전압을 전달한 상태에서, 상기 제2 단자의 전압이 상기 제2 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 히터의 오류로 진단하는 단계
    를 포함하는 진단 방법.
  17. 배터리 팩,
    발열 저항 및 상기 발열 저항으로 흐르는 전류를 제어하는 릴레이를 포함하는 히터, 그리고
    상기 릴레이를 닫기 전에, 상기 릴레이에 포함되는 릴레이 코일의 제1 단자와 제2 단자의 전압을 감지하고, 상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 제1 전압, 제2 전압 및 제3 전압 중 어느 전압에 대응하는지에 기초해서 상기 히터를 진단하는 프로세서를 포함하며,
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압은 상기 릴레이의 구동을 위해 제공되며,
    상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 높으며, 상기 제3 전압은 상기 제1 전압과 상기 제2 전압 사이의 전압인
    배터리 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 프로세서는 상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제3 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 히터를 정상으로 진단하는, 배터리 장치.
  19. 제17항에서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제1 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 제2 단자에 상기 제2 전압을 전달하고,
    상기 제2 단자에 상기 제2 전압을 전달한 상태에서 감지한 상기 제1 단자의 전압에 기초해서 상기 히터를 진단하는
    배터리 장치.
  20. 제17항에서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 단자의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 각각 상기 제2 전압에 대응하는 전압으로 감지되는 경우, 상기 제1 단자에 상기 제1 전압을 전달하고,
    상기 제1 단자에 상기 제1 전압을 전달한 상태에서 감지한 상기 제2 단자의 전압에 기초해서 상기 히터를 진단하는
    배터리 장치.
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Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0672068A (ja) * 1992-05-29 1994-03-15 Hiroshi Komata 粘着式しおり、粘着部付表紙及びしおり付表紙
JP2599920Y2 (ja) * 1993-03-23 1999-09-27 株式会社不二越 断線短絡故障検出装置
KR100649570B1 (ko) * 2005-12-19 2006-11-27 삼성에스디아이 주식회사 전지 관리 시스템 및 방법과 전지 시스템
KR200442744Y1 (ko) * 2007-04-11 2008-12-08 김현욱 근적외선 히터 구동장치
JP2016152067A (ja) 2015-02-16 2016-08-22 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
KR101698908B1 (ko) * 2015-05-14 2017-02-01 주식회사 대화알로이테크 하이브리드 차량용 배터리 프리 히팅장치 및 그 제어 방법
JP2017143691A (ja) 2016-02-12 2017-08-17 トヨタ自動車株式会社 バッテリの昇温システム
KR102297930B1 (ko) * 2016-03-08 2021-09-06 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 과충전 방지 장치 및 이를 이용한 배터리 과충전 방지 방법
CN108701882A (zh) * 2016-05-02 2018-10-23 株式会社东芝 锂离子电池组
JP2017210936A (ja) 2016-05-27 2017-11-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁負荷駆動回路の故障診断装置
KR20180017265A (ko) * 2016-08-08 2018-02-21 주식회사 피노스 음파장치를 이용한 앱 연동 기반 비동기식 역방향 결제 방법
JP2018153074A (ja) * 2017-03-09 2018-09-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 充電装置、及び車載電源装置
JP6863843B2 (ja) * 2017-07-13 2021-04-21 株式会社Subaru 電池昇温システム
CN107825968A (zh) * 2017-09-18 2018-03-23 南京金龙新能源汽车研究院有限公司 一种电动车加热电池的控制系统
CN108099685B (zh) * 2018-02-06 2024-07-19 中创新航技术研究院(江苏)有限公司 电动车用锂离子电池系统和充电加热方法
JP2020061882A (ja) * 2018-10-11 2020-04-16 株式会社豊田自動織機 バッテリ昇温回路の異常検出装置
KR102609865B1 (ko) * 2018-12-24 2023-12-05 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 이를 포함하는 전자 장치

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