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KR20220023202A - 콘택터 관리 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템 - Google Patents

콘택터 관리 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템 Download PDF

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KR20220023202A
KR20220023202A KR1020200104789A KR20200104789A KR20220023202A KR 20220023202 A KR20220023202 A KR 20220023202A KR 1020200104789 A KR1020200104789 A KR 1020200104789A KR 20200104789 A KR20200104789 A KR 20200104789A KR 20220023202 A KR20220023202 A KR 20220023202A
Authority
KR
South Korea
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main contactor
contactor
level
operating voltage
driving signal
Prior art date
Application number
KR1020200104789A
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English (en)
Inventor
김수권
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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
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Priority to EP21858496.9A priority patent/EP4029721A4/en
Priority to PCT/KR2021/010007 priority patent/WO2022039409A1/ko
Priority to JP2022518906A priority patent/JP7401132B2/ja
Priority to US17/768,889 priority patent/US11999264B2/en
Priority to CN202180005991.0A priority patent/CN114585534B/zh
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Abstract

본 발명은, 배터리와 외부장치를 전기적으로 연결하는 메인 콘택터를 제어하는 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 배터리 시스템은, 배터리 팩과 외부 장치 사이에 연결되는 메인 콘택터, 상기 메인 콘택터와 병렬 연결되는 프리차지 콘택터, 상기 메인 콘택터에 공급되는 작동전압을 측정하는 전압 측정부, 그리고 상기 전압 측정부에서 측정된 작동전압의 변화에 기초하여 상기 메인 콘택터의 개방 이벤트를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 개방 이벤트가 발생하면, 차량이 운행 중인 주행모드에서 상기 작동전압이 상기 메인 콘택터에 인가되도록 제어하는 구동신호의 레벨을 판단하고, 상기 구동신호의 레벨이 인에이블(enable) 레벨이면, 상기 프리차지 콘택터를 닫은 후 상기 메인 콘택터를 닫고, 상기 메인 콘택터가 닫힘 상태에서 소정 시간 경과 후 상기 프리차지 콘택터를 개방시킨다.

Description

콘택터 관리 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템{CONTACTOR MANAGEMENT METHOD AND BATTERY SYSTEM PROVIDING THE SAME}
본 발명은, 배터리와 외부장치를 전기적으로 연결하는 메인 콘택터를 관리하는 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템에 관한 것이다.
최근, 환경보호의 일환으로 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 또는 EV(Electric Vehicle) 등과 같은 전기 자동차에 대한 연구 및 관심이 증가하고 있다. 전기 자동차는 배터리와 부하를 전기적으로 연결 또는 차단하는 콘택터(contactor)를 포함할 수 있다. 콘택터가 닫히(close)면, 배터리에서 부하로 전력이 공급된다.
한편, 콘택터는 구동전압을 공급받으면 닫히(close)고, 구동전압을 공급받지 못하면 개방(open)된다. 어떤 원인에 의해 의도하지 않은 상황에서 일시적으로 구동전압이 변동하면, 콘택터가 순간적으로 개방(open)될 수 있다. 의도하지 않은 콘택터의 개방이므로, 제어부는 콘택터가 다시 닫히(close)도록 자동으로 제어할 수 있다. 이때, DC-link load가 클 경우, 콘택터는 과전류(high inrush current)에 의해 손상되고, 손상이 클 경우 닫힌 상태(close) 또는 열린 상태(open)로 융착(welding)될 수 있다. 융착된 콘택터는 제어부의 제어에 따라 개방(open) 또는 닫힘(close) 동작을 수행하지 못하므로, 교체가 필요하게 된다.
따라서, 일시적으로 콘택터가 개방(open)되는 경우, 콘택터의 손상을 줄이면서 제어하는 로직이 필요하다.
본 발명은, 메인 콘택터가 개방(open) 되는 경우, 차량의 운행 상태 및 메인 콘택터에 공급되는 작동전압을 제어하는 구동신호에 기초하여, 메인 콘택터에 대한 개방(open) 상태 유지 또는 재 닫힘(re-close) 여부를 결정하는 콘택터 관리 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템을 제공한다.
본 발명은, 메인 콘택터를 다시 닫아(re-close)야 하는 경우, 프리차지 콘택터를 이용하여 프리-차지(Pre-Charge)를 수행하는 콘택터 관리 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템은, 배터리 팩과 외부 장치 사이에 연결되는 메인 콘택터, 상기 메인 콘택터와 병렬 연결되는 프리차지 콘택터, 상기 메인 콘택터에 공급되는 작동전압을 측정하는 전압 측정부, 그리고 상기 전압 측정부에서 측정된 작동전압의 변화에 기초하여 상기 메인 콘택터의 개방 이벤트를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 개방 이벤트가 발생하면, 차량이 운행 중인 주행모드에서 상기 작동전압이 상기 메인 콘택터에 인가되도록 제어하는 구동신호의 레벨을 판단하고, 상기 구동신호의 레벨이 인에이블(enable) 레벨이면, 상기 프리차지 콘택터를 닫은 후 상기 메인 콘택터를 닫고, 상기 메인 콘택터가 닫힘 상태에서 소정 시간 경과 후 상기 프리차지 콘택터를 개방시킨다.
상기 제어부는, 상기 판단결과 상기 구동신호의 레벨이 디스에이블(disable) 레벨이면, 상기 메인 콘택터가 개방 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 메인 콘택터에 공급되던 작동전압이 공급되지 않으면 상기 개방 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 차량의 속도가 기 설정된 기준속도를 초과하거나, 상기 차량의 기어 변속이 후진기어, 중립기어, 또는 드라이브 기어이면 상기 주행모드로 판단할 수 있다.
상기 제어부로부터 상기 구동신호를 수신하고, 상기 구동신호에 따라 상기 작동전압을 상기 메인 콘택터에 공급하는 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 구동신호를 상기 구동부에 전달하여 상기 메인 콘택터의 개방 또는 닫힘 동작의 수행을 제어하는 BMS(Battery Management System)일 수 있다.
상기 전압 측정부는, 상기 작동전압을 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부에 전달하는 ADC(Analog-to-digital converter)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 콘택터 관리 방법은, 제어부가 배터리 팩과 외부 장치 사이에 연결되는 메인 콘택터와, 상기 메인 콘택터와 병렬 연결되는 프리차지 콘택터를 제어하여 상기 메인 콘택터를 관리하는 방법으로서, 상기 메인 콘택터가 개방되는 개방 이벤트가 발생하는 단계, 상기 개방 이벤트가 발생하면, 차량이 운행 중인 주행모드인지 판단하는 단계, 상기 주행모드이면, 상기 작동전압이 상기 메인 콘택터에 인가되도록 제어하는 구동신호의 레벨을 판단하는 단계, 그리고 상기 판단결과 구동신호의 레벨이 인에이블(enable) 레벨이면, 상기 프리차지 콘택터를 닫은 후 상기 메인 콘택터를 닫고, 상기 메인 콘택터가 닫힘 상태에서 소정 시간 경과 후 상기 프리차지 콘택터를 개방시키는 단계를 포함한다.
상기 차량이 운행 중인 주행모드인지 판단하는 단계는, 상기 차량의 속도가 기 설정된 기준속도를 초과하거나, 상기 차량의 기어 변속이 후진기어, 중립기어, 또는 드라이브 기어이면 상기 주행모드로 판단할 수 있다.
상기 메인 콘택터가 개방되는 개방 이벤트가 발생하는 단계는, 상기 메인 콘택터에 공급되는 작동전압을 측정하는 전압 측정부에서 측정된 작동전압의 변화에 기초하여 상기 개방 이벤트의 발생을 판단할 수 있다.
상기 콘택터 관리 방법은, 상기 판단결과 구동신호의 레벨이 디스에이블(disable) 레벨이면, 상기 메인 콘택터가 개방 상태를 유지하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 차량의 운행이 중단된 주차모드이거나 또는 구동신호가 디스에이블 레벨이면, 과전류(high inrush current)가 발생하지 않도록 메인 콘택터를 개방 상태로 유지시켜 메인 콘택터를 보호할 수 있다.
본 발명은, 차량이 운행중인 주행모드이고 구동신호가 인에이블 레벨이면, 메인 콘택터를 닫을 때 프리차지 콘택터를 이용하여 프리-차지(Pre-Charge)를 수행함으로써 과전류에 의해 메인 콘택터가 손상되지 않도록 보호할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 콘택터의 구동 전후를 설명하는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 콘택터 관리 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및/또는 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참고하면, 배터리 시스템(1)은, 배터리 팩(10), 콘택터(20), 구동부(30), 전압 측정부(Analog-Digital Converter; ADC)(40), 및 제어부(50)를 포함한다.
배터리 팩(10)은 전기적으로 연결되어 있는 복수의 배터리 셀을 포함한다. 어떤 실시예에서, 배터리 셀은 충전 가능한 2차 전지일 수 있다. 소정 개수의 배터리 셀이 직렬 연결되어 배터리 모듈을 구성하고, 소정 개수의 배터리 모듈이 직렬 및 병렬 연결되어 배터리 팩(10)을 구성하여 원하는 전력을 공급할 수 있다. 복수의 배터리 셀 각각은 배선을 통해 제어부(50), 예를 들어, BMS(battery Management System)에 전기적으로 연결되어 있다.
도 1에서, 배터리 팩(10)은 직렬 연결되어 있는 복수의 배터리 셀을 포함하고, 배터리 시스템(1)의 두 출력단(OUT1, OUT2) 사이에 연결되어 있다. 배터리 팩(10)의 양극과 출력단(OUT1) 사이에 콘택터(20)가 연결되어 있다. 도 1에 도시된 구성들 및 구성들 간의 연결 관계는 일 예로 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
콘택터(20)는, 배터리 팩(10)과 외부 장치 사이에 연결되며, 메인 콘택터(21) 그리고 메인 콘택터(21)와 병렬 연결되는 프리차지 콘택터(22)를 포함할 수 있다.
메인 콘택터(21)는 인에이블(enable) 레벨의 제1 구동신호(SC1)에 따라 닫히(close) 되고, 디스에이블(disable) 레벨의 제1 구동신호(SC1)에 따라 개방(open) 될 수 있다. 메인 콘택터(21)가 닫히(close)면, 배터리 시스템(1)과 외부 장치가 전기적으로 연결되어 충전 또는 방전이 수행된다. 예를 들어, 외부 장치가 부하인 경우 배터리 팩(10)으로부터 부하로 전력이 공급되는 방전 동작이 수행되고, 외부 장치가 충전기인 경우 배터리 팩(10)이 충전기에 의해 충전되는 충전 동작이 될 수 있다. 메인 콘택터(21)가 개방(open)되면, 배터리 시스템(1)과 외부 장치가 전기적으로 분리, 즉, 차단된다.
프리차지 콘택터(22)는 프리차지 저항(R)과 직렬 연결되며, 인에이블(enable) 레벨의 제2 구동신호(SC2)에 따라 닫히(close)고, 디스에이블(disable) 레벨의 제2 구동신호(SC2)에 따라 개방(open) 될 수 있다.
예를 들어, 메인 콘택터(21)가 닫히(close)되면, 고전압 배터리 팩(10)으로부터 인버터로 전력이 고급되고, 모터(부하)가 구동된다. 고전압 배터리 팩(10)과 인버터의 커패시터가 메인 콘택터(21)에 의해 연결되기 이전에, 프리차지 콘택터(22)는, 인버터의 커패시터가 프리-차지(Pre-Charge) 되도록 한다. 그러면, 메인 콘택터(21)와 부하가 연결될 때 발생하는 서지 전류가 감소된다. 실시예에 따라, 프리차지 콘택터(22)는 메인 콘택터(21)가 닫히(close)기 전에 먼저 닫히(close)고, 메인 콘택터(21)가 닫힘(close) 상태에서 소정시간 경과하면, 프리차지 콘택터(22)는 다시 개방(open)되어 서지 전류를 감소시킬 수 있다.
콘택터(20)는 릴레이(relay)와 구별이 명확하지 않으며, 혼용하여 사용하기도 한다. 경우에 따라 대전력(예를 들어, 5KW 이상) 회로를 개폐하는 경우 콘택터(20), 대전력 이하(예를 들어, 5KW 미만)의 회로를 개폐하는 경우는 릴레이로 불릴 수 있다. 콘택터(20)는 독립된 회로와 연동될 수 있고, 5V와 같은 저전압계로 구성된 회로의 동작으로 인해 대전류의 회로를 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 콘택터(20) 내의 코일부분과 접점부분이 절연 및 분리되어 있기 때문에 외부의 기기와도 전기적으로 절연할 수 있다는 장점이 있다. 이하, 실시예에 따른 콘택터(20)는 릴레이를 포함할 수 있다.
구동부(30)는, 보조 배터리(31), 제1 스위치(32), 및 제2 스위치(33)를 포함할 수 있다.
보조 배터리(31)는, 메인 콘택터(21) 및 프리차지 콘택터(22)에 전력을 공급할 수 있다. 보조 배터리(31)는, 메인 콘택터(21) 및 프리차지 콘택터(22) 각각에 12V의 작동전압을 공급할 수 있다. 예를 들어, 보조 배터리(31)는, 충전 가능한 2차 전지일 수 있다. 보조 배터리(31)는, 배터리 팩(10)에서 방전되는 고전압 전력을 작동전압 레벨로 낮추어 보조 배터리(31)를 충전하는 DC/DC 컨버터(미도시)를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 보조 배터리(31)는, 메인 콘택터(21) 및 프리차지 콘택터(22) 각각에 작동전압을 공급할 수 있는 1차 전지일 수 있다.
제1 스위치(32)는 메인 콘택터(21)와 보조 배터리(31) 사이에 연결되며, 인에이블(enable) 레벨의 제1 구동신호(SC1)에 따라 스위칭 될 수 있다. 제1 스위치(32)는 메인 콘택터(21)와 보조 배터리(31) 사이의 전기적 연결을 제어한다.
인에이블(enable) 레벨의 제1 구동신호(SC1)에 따라 제1 스위치(32)가 온 되면, 메인 콘택터(21)와 보조 배터리(31)가 전기적으로 연결된다. 그러면, 보조 배터리(31)에서 메인 콘택터(21)로 제1 작동전압이 공급되고, 메인 콘택터(21)는 닫힌(close)다. 디에이블(disable) 레벨의 제1 구동신호(SC1)에 따라 제1 스위치(32)가 오프 되면, 메인 콘택터(21)와 보조 배터리(31)가 전기적으로 분리된다. 그러면, 메인 콘택터(21)에 제1 작동전압이 공급되지 않고, 메인 콘택터(21)는 개방(open)된다.
제2 스위치(33)는 프리차지 콘택터(22)와 보조 배터리(31) 사이에 연결되며, 인에이블(enable) 레벨의 제2 구동신호(SC2)에 따라 스위칭 될 수 있다. 제2 스위치(33)는 프리차지 콘택터(22)와 보조 배터리(31) 사이의 전기적 연결을 제어한다.
인에이블(enable) 레벨의 제2 구동신호(SC2)에 따라 제2 스위치(33)가 온 되면, 프리차지 콘택터(22)와 보조 배터리(31)가 전기적으로 연결된다. 그러면, 보조 배터리(31)에서 프리차지 콘택터(22)로 제2 작동전압이 공급되고, 프리차지 콘택터(22)는 닫힌(close)다. 디에이블(disable) 레벨의 제2 구동신호(SC2)에 따라 제2 스위치(33)가 오프 되면, 프리차지 콘택터(22)와 보조 배터리(31)가 전기적으로 분리된다. 그러면, 프리차지 콘택터(22)에 제2 작동전압이 공급되지 않고, 프리차지 콘택터(22)는 개방(open)된다.
메인 콘택터(21) 및 프리차지 콘택터(22)가 동일 종류의 콘택터인 경우, 제1 작동전압 및 제2 작동전압은 동일한 레벨의 전압일 수 있다. 실시예에 따라, 제1 작동전압 및 제2 작동전압은 12V에 대응하는 전압 레벨일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 전압의 레벨이 작동전압으로 설정될 수 있다.
전압 측정부(ADC)(40)는, 메인 콘택터(21) 및 프리차지 콘택터(22) 각각에 공급되는 제1 및 제2 작동전압을 측정하고, 측정된 제1 및 제2 작동전압을 제1 및 제2 디지털 신호(CV1/CV2)로 변환할 수 있다. 구체적으로, 전압 측정부(ADC)(40)는, 메인 콘택터(21) 및 프리차지 콘택터(22) 각각에 공급되는 제1 및 제2 작동전압의 아날로그 값을 제1 및 제2 디지털 신호(CV1/CV2)로 변환하여 제어부(50)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 메인 콘택터(21)에 12V의 제1 작동전압이 공급되면, 전압 측정부(ADC)(40)는 12V의 전압 레벨을 지시하는 제1 디지털 신호(CV1)를 제어부(50)에 전달할 수 있다. 메인 콘택터(21)에 제1 작동전압이 공급되지 않으면, 전압 측정부(ADC)(40)는 0V의 전압 레벨을 지시하는 제1 디지털 신호(CV1)를 제어부(50)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 프리차지 콘택터(22)에 12V의 제2 작동전압이 공급되면, 전압 측정부(ADC)(40)는 12V의 전압 레벨을 지시하는 제2 디지털 신호(CV2)를 제어부(50)에 전달할 수 있다. 프리차지 콘택터(22)에 제2 작동전압이 공급되지 않으면, 전압 측정부(ADC)(40)는 0V의 전압 레벨을 지시하는 제2 디지털 신호(CV2)를 제어부(50)에 전달할 수 있다.
제어부(50)는 제1 구동신호(SC1) 및 제2 구동신호(SC2)를 구동부(30)에 전달하여, 메인 콘택터(21) 및 프리차지 콘택터(22)의 스위칭을 제어할 수 있다. 제어부(50)는 전압 측정부(ADC)(40)에서 측정된 제1 작동전압의 변화에 기초하여 메인 콘택터(21)의 물리적인 개방(open) 또는 닫힘(close)를 판단할 수 있다. 실시예에 따라, 제어부(50)는 배터리 시스템(1)을 전반적으로 제어 및 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)으로 구현될 수 있다.
예를 들어, 제어부(50)가 인에이블(enable) 레벨의 제1 구동신호(SC1)를 구동부(30)에 전달하여도, 여러 영향으로 제1 작동전압이 실제 공급되지 않아 메인 콘택터(21)가 물리적으로 개방(open)될 수 있다. 실시예에 따라, 제어부(50)는 제1 작동전압의 변화에 기초하여 메인 콘택터(21)의 물리적인 개방(open) 또는 닫힘(close) 상태를 착오 없이 판단할 수 있다.
메인 콘택터(21)가 개방(open)되는 경우, 제어부(50)는 차량의 운행 상태 및 제1 구동신호(SC1)에 기초하여, 메인 콘택터(21)에 대한 개방(open) 상태의 유지 또는 재 닫힘(re-close)를 결정할 수 있다. 그러면, 과전류(high inrush current)에 의해 메인 콘택터(21)가 손상되는 것을 예방할 수 있다.
또한, 제어부(50)는 메인 콘택터(21)에 대한 재 닫힘(re-close)를 결정한 경우, 프리차지 콘택터(22)를 이용하여 프리-차지(Pre-Charge)를 수행하고 메인 콘택터(21)를 닫(close)을 수 있다. 그러면, 과전류에 의해 메인 콘택터(21)가 손상되는 것을 예방할 수 있다.
도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 콘택터의 구동 전후를 설명하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 콘택터(20)는 전력라인(L) 상에 끊어져있는 제1 지점과 제2 지점을 연결 또는 분리하여 배터리 팩(10)과 외부 장치 사이의 전류의 흐름을 제어할 수 있다.
제어부(50)가 인에이블(enable) 레벨의 제1 제어신호(SC1)를 구동부(30)에 전달하면, 제1 스위치(32)가 온 된다. 그러면, 보조 배터리(31)에서 방전된 전력이 메인 콘택터(21)에 공급될 수 있다. 이때, 메인 콘택터(21)에 공급되는 전력의 레벨은 메인 콘택터(21)가 정상 작동하도록 하는 정격 작동전압의 범위(예를 들어, 9V 내지 16V)에 속할 수 있다. 전압 측정부(ADC)(40)는, 메인 콘택터(21)에 공급되는 작동전압을 측정하고, 측정된 작동전압의 레벨을 지시하는 정보를 제어부(50)에 전달할 수 있다. 정격 작동전압의 범위는, 메인 콘택터(21)의 종류에 따라 달라질 수 있다.
제어부(50)가 디스에이블(disable) 레벨의 제1 제어신호(SC1)를 구동부(30)에 전달하면, 제1 스위치(32)가 오프 된다. 그러면, 보조 배터리(31)에서 방전된 전력이 메인 콘택터(21)에 공급되지 않는다. 전압 측정부(ADC)(40)는, 그라운드(GND) 전압의 레벨을 지시하는 정보를 제어부(50)에 전달할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 예를 들어, 콘택터(20)는 접점부(210), 코일부(220), 플런저 유닛(214), 및 하우징(230)을 포함하는 플런저형으로 구성될 수 있다. 그러나, 콘택터(20)는 플런저형에 한정되는 것은 아니며, 힌지형 전자기 릴레이 타입 등, 전자적인 스위치로서 코일에 전류가 흘러 전자석이 되었을 때 철편을 끌어당겨 그 철편에 붙어있는 접점을 열거나 닫는 형식으로 작동하는 형태의 스위치를 포함할 수 있다.
접점부(210)는, 제1 픽스 접점유닛(211), 제2 픽스 접점유닛(212), 그리고 무빙 접점유닛(213)을 포함할 수 있다. 제1 픽스 접점유닛(211) 및 제2 픽스 접점유닛(212)은 전력라인(L) 상에 서로 끊어져 있는 제1 지점 및 제2 지점에 각각 연결되고, 무빙 접점유닛(213)은 제1 및 제2 픽스 접점유닛(211, 212)에 대향하는 위치에 소정 간격 이격되게 배치된다. 무빙 접점유닛(213)은 금속 판형으로 구성될 수 있다. 무빙 접점유닛(213)이 제1 및 제2 픽스 접점유닛(211, 212)에 접촉 또는 분리되어 전력라인(L) 상 대전류의 흐름이 제어될 수 있다. 무빙 접점유닛(213)과 제1 및 제2 픽스 접점유닛(211, 212) 간의 접촉 또는 접촉 해제는 플런저 유닛(214)의 직선 왕복 운동에 따른다.
예를 들어, 콘택터(20)의 스위칭 동작이 반복되면 피로도(fatigue degree)가 누적되고, 콘택터(20)는 피로도 누적으로 노화되어 닫힌(close) 상태 또는 개방(open) 상태로 융착(welding)될 수 있다. 융착 상태에 빠지면, 콘택터(20)는 구동신호(SC)에 따라 동작하지 못한다. 구체적으로, 도 2 및 도 3을 참고하면, 무빙 접점유닛(213)이 제1 및 제2 픽스 접점유닛(211, 212) 중 적어도 하나에 융착될 수 있다.
코일부(220)는 솔레노이드 작용으로 플런저 유닛(214)을 직선 왕복 운동하게 한다. 코일부(220)는 코일을 길게 감아서 원통형, 즉 중공 형상으로 형성되고 이러한 코일부(220)의 내측에 마련되는 중앙 통로에 플런저 유닛(214)이 배치된다.
콘택터(20)는, 코일부(220)의 규격에 따라 정격 작동전압이 다를 수 있다. 예를 들어, 콘택터(20)는 소정 레벨의 작동전압(예를 들어, 12V)이 공급되면 닫힘(close) 동작을 수행하고, 작동전압이 공급되지 않으면 개방(open) 동작을 수행할 수 있다. 전기 자동차는, 고전압 배터리 팩(10) 이외 12V 전압의 보조 배터리(31)를 구비하여 콘택터(20)에 작동전압을 공급하는 전원으로 사용할 수 있다. 보조 배터리(31)는 시동을 걸거나, 차량의 전조 등 각종 전장품의 전원으로 사용될 수 있다.
플런저 유닛(214)은, 코일부(220)에 전류가 흐를 때 코일부(220)의 솔레노이드 작용으로 코일부(220)의 중앙 통로 밖으로 움직일 수 있다. 이때 무빙 접점유닛(213)과 제1 및 제2 픽스 접점유닛(211, 212)이 접촉한다. 그리고 코일부(220)에 전류를 차단하면 플런저 유닛(214)이 원위치로 되돌아가 무빙 접점유닛(213)과 제1 및 제2 픽스 접점유닛(211, 212)이 접촉 해제될 수 있다.
플런저 유닛(214)은, 무빙 코어(215), 플런저 샤프트(216) 그리고 픽스 코어(217)를 포함할 수 있다.
무빙 코어(215)는 금속 블록으로 상기 중앙 통로에서 구속되지 않은 상태로 코일부(220)의 전자기력에 의해 움직일 수 있게 마련된다. 플런저 샤프트(216)는 무빙 코어(215)에서 중앙 통로의 길이 방향으로 연장될 수 있고 그 끝단부는 중앙 통로 밖에서 무빙 접점유닛(213)과 결합한다. 무빙 코어(215)와 플런저 샤프트(216)는 코일부(220)에 전류가 인가되면 일체로 움직인다.
픽스 코어(217)는 무빙 코어(215)와 플런저 샤프트(216)의 이동 거리를 제한하는 역할을 한다. 픽스 코어(217)는 코일부(220)의 중앙 통로 속에 고정되며, 중공 형상으로 플런저 샤프트(216)는 통과할 수 있지만 무빙 코어(215)는 통과할 수 없는 내경을 갖는다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 코일부(220)에 전력이 인가될 때, 코일부(220)의 전자기력으로 무빙코어(215)가 픽스 코어(217)에 맞닿게 되는 위치까지 +Y축 방향으로 이동할 수 있다. 이때, 무빙 코어(215)가 이동하는 거리는 무빙 접점유닛(213)과 제1 및 제2 픽스 접점유닛(211, 212) 사이의 거리에 해당한다.
도 4는 일 실시예에 따른 콘택터 관리 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하 도 1 내지 도 4를 참고하여, 콘택터 관리 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템을 설명한다.
도 4를 참고하면, 제어부(50)는 메인 콘택터(21)가 개방(open)되는 개방 이벤트의 발생여부를 판단한다(S110).
메인 콘택터(21)는, 제1 작동전압이 공급되면 닫히(close)고, 1 작동전압이 공급되지 않으면 개방(open)된다. 전압 측정부(ADC)(40)는 메인 콘택터(21)에 공급되는 제1 작동전압을 측정하고, 측정된 제1 작동전압을 제1 디지털 신호(CV1)로 변환하여 제어부(50)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 메인 콘택터(21)에 12V의 제1 작동전압이 공급되면, 전압 측정부(ADC)(40)는 12V의 전압 레벨을 지시하는 제1 디지털 신호(CV1)를 제어부(50)에 전달할 수 있다. 메인 콘택터(21)에 제1 작동전압이 공급되지 않으면, 전압 측정부(ADC)(40)는 0V의 전압 레벨을 지시하는 제1 디지털 신호(CV1)를 제어부(50)에 전달할 수 있다.
제어부(50)는 전압 측정부(ADC)(40)에서 측정된 제1 작동전압의 변화에 기초하여 메인 콘택터(21)의 물리적인 개방 이벤트(open event)를 판단할 수 있다. 제어부(50)는 제1 작동전압이 메인 콘택터(21)에 공급되지 않으면, 메인 콘택터(21)의 개방 이벤트의 발생으로 판단할 수 있다.
다음으로, 메인 콘택터(21)의 개방 이벤트가 발생하면, 제어부(50)는 차량이 운행 중인 주행모드인지 또는 차량의 운행이 중단된 주차모드인지를 판단한다(S120).
차량이 운행 중인 주행모드에서 갑자기 메인 콘택터(21)가 개방되면, 차량 안전에 문제(예를 들어, vehicle stuck)가 발생할 수 있으므로, 메인 콘택터(21)가 재 닫힘(re-close)되어야 할 필요가 있다.
제어부(50)는 차량의 속도 또는 기어변속에 기초하여 주행모드 또는 주차모드를 판단할 수 있다. 예를 들어, 차량의 속도가 기 설정된 기준속도(예를 들어, 4Km/h)를 초과하면, 제어부(50)는 주행모드로 판단할 수 있다. 차량의 속도가 기 설정된 기준속도 이하이면, 제어부(50)는 주차모드로 판단할 수 있다. 예를 들어, 기어 변속이 후진 기어(R), 중립기어(N), 또는 드라이브 기어(D)이면, 제어부(50)는 주행모드로 판단할 수 있다. 기어 변속이 주차기어(P)이면, 제어부(50)는 주차모드로 판단할 수 있다.
다음으로, 주행모드이면(S120, Yes), 제어부(50)는 제1 구동신호의 레벨이 인에이블 레벨인지를 판단한다(S130).
제1 구동신호의 레벨이 인에이블 레벨이면, 운전자가 메인 콘택터(21)를 닫(close)고자 하는 의지가 있는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 차량의 상태가 주행모드이고, 운전자가 메인 콘택터(21)를 닫(close)고자 하면, 제어부(50)는 메인 콘택터(21)가 재 닫힘(re- close)되도록 제어하여야 한다.
다음으로, 제1 구동신호의 레벨이 인에이블 레벨이면(S130, Yes), 제어부(50)는 프리차지 콘택터(22)를 닫(close)은 후 메인 콘택터(21)를 닫(close)고, 메인 콘택터(21)가 닫힘(close) 상태에서 소정 시간 경과 후 프리차지 콘택터(22)를 개방(open)시키는 프리차지 로직을 수행한다(S140).
일 실시예에 따라, 제어부(50)는 메인 콘택터(21)를 즉시 닫지 않고, 프리차지 로직을 수행하는 과정에서 메인 콘택터(21)를 닫(close)아, 과전류에 의해 메인 콘택터(21)가 손상되는 것을 예방할 수 있다.
다음으로, 주차모드이면(S120, No) 또는 제1 구동신호의 레벨이 디스에이블 레벨이면(S130, No), 제어부(50)는 메인 콘택터(21)를 개방된 상태로 유지시킨다(S150).
즉, 메인 콘택터(21)가 닫히는 것이 요구되지 않으면, 닫지 않고 개방 상태로 유지하여 과전류가 메인 콘택터(21)에 인가되지 않도록 제어할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 배터리 팩과 외부 장치 사이에 연결되는 메인 콘택터,
    상기 메인 콘택터와 병렬 연결되는 프리차지 콘택터,
    상기 메인 콘택터에 공급되는 작동전압을 측정하는 전압 측정부, 그리고
    상기 전압 측정부에서 측정된 작동전압의 변화에 기초하여 상기 메인 콘택터의 개방 이벤트를 판단하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 개방 이벤트가 발생하면, 차량이 운행 중인 주행모드에서 상기 작동전압이 상기 메인 콘택터에 인가되도록 제어하는 구동신호의 레벨을 판단하고,
    상기 구동신호의 레벨이 인에이블(enable) 레벨이면, 상기 프리차지 콘택터를 닫은 후 상기 메인 콘택터를 닫고, 상기 메인 콘택터가 닫힘 상태에서 소정 시간 경과 후 상기 프리차지 콘택터를 개방시키는, 배터리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단결과 상기 구동신호의 레벨이 디스에이블(disable) 레벨이면, 상기 메인 콘택터가 개방 상태를 유지하도록 제어하는, 배터리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 메인 콘택터에 공급되던 작동전압이 공급되지 않으면 상기 개방 이벤트가 발생한 것으로 판단하는, 배터리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 속도가 기 설정된 기준속도를 초과하거나,
    상기 차량의 기어 변속이 후진기어, 중립기어, 또는 드라이브 기어이면 상기 주행모드로 판단하는, 배터리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부로부터 상기 구동신호를 수신하고, 상기 구동신호에 따라 상기 작동전압을 상기 메인 콘택터에 공급하는 구동부를 더 포함하는, 배터리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 구동신호를 상기 구동부에 전달하여 상기 메인 콘택터의 개방 또는 닫힘을 제어하는 BMS(Battery Management System)인 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전압 측정부는,
    상기 작동전압을 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부에 전달하는 ADC(Analog-to-digital converter)인 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템.
  8. 제어부가 배터리 팩과 외부 장치 사이에 연결되는 메인 콘택터와, 상기 메인 콘택터와 병렬 연결되는 프리차지 콘택터를 제어하여 상기 메인 콘택터를 관리하는 방법으로서,
    상기 메인 콘택터가 개방되는 개방 이벤트가 발생하는 단계,
    상기 개방 이벤트가 발생하면, 차량이 운행 중인 주행모드인지 판단하는 단계,
    상기 주행모드이면, 상기 작동전압이 상기 메인 콘택터에 인가되도록 제어하는 구동신호의 레벨을 판단하는 단계, 그리고
    상기 판단결과 구동신호의 레벨이 인에이블(enable) 레벨이면, 상기 프리차지 콘택터를 닫은 후 상기 메인 콘택터를 닫고, 상기 메인 콘택터가 닫힘 상태에서 소정 시간 경과 후 상기 프리차지 콘택터를 개방시키는 단계를 포함하는, 콘택터 관리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차량이 운행 중인 주행모드인지 판단하는 단계는,
    상기 차량의 속도가 기 설정된 기준속도를 초과하거나, 상기 차량의 기어 변속이 후진기어, 중립기어, 또는 드라이브 기어이면 상기 주행모드로 판단하는, 콘택터 관리 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 메인 콘택터가 개방되는 개방 이벤트가 발생하는 단계는,
    상기 메인 콘택터에 공급되는 작동전압을 측정하는 전압 측정부에서 측정된 작동전압의 변화에 기초하여 상기 개방 이벤트의 발생을 판단하는, 콘택터 관리 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 판단결과 구동신호의 레벨이 디스에이블(disable) 레벨이면, 상기 메인 콘택터가 개방 상태를 유지하도록 제어하는 단계를 더 포함하는, 콘택터 관리 방법.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3736933B2 (ja) 1997-04-23 2006-01-18 本田技研工業株式会社 電気自動車の制御装置
JP4155094B2 (ja) 2003-05-12 2008-09-24 トヨタ自動車株式会社 電源制御装置
US7765043B2 (en) 2003-05-12 2010-07-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply control apparatus and method
JP4251973B2 (ja) 2003-12-09 2009-04-08 三洋電機株式会社 車両用の電源装置
JP2006280109A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 電気自動車用電圧変換回路
JP5252993B2 (ja) 2008-05-22 2013-07-31 三洋電機株式会社 車両用の電源装置
KR20100034102A (ko) 2008-09-23 2010-04-01 김영일 차량의 메인 릴레이 제어 회로
JP5688359B2 (ja) 2011-12-09 2015-03-25 本田技研工業株式会社 リレー制御装置
JP5835009B2 (ja) 2012-02-28 2015-12-24 トヨタ車体株式会社 電源装置
KR101776341B1 (ko) 2012-05-11 2017-09-07 현대자동차주식회사 친환경자동차의 메인릴레이 고장진단 방법
JP2013248971A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Honda Motor Co Ltd 電動車両における電力供給装置
KR101780396B1 (ko) 2015-06-29 2017-09-20 주식회사 코캄일렉트로닉스 배터리 보호 장치 및 방법
US10106042B2 (en) 2015-11-24 2018-10-23 GM Global Technology Operations LLC Methods of operating contactors in high voltage circuits of vehicles
KR102528423B1 (ko) 2015-12-09 2023-05-03 현대모비스 주식회사 소음 저감을 위한 차량용 배터리 제어 시스템 및 그 동작 방법
KR102065737B1 (ko) * 2016-02-18 2020-01-13 주식회사 엘지화학 컨택터의 상태를 진단하는 충방전 시스템 및 방법
KR102121639B1 (ko) 2016-07-15 2020-06-10 주식회사 엘지화학 실시간 동작 감지를 통한 컨텍터의 비정상 개방 방지 시스템 및 방법
JP6188905B1 (ja) * 2016-10-31 2017-08-30 三菱電機株式会社 エンジン制御装置、およびそのエンジン制御装置を搭載した船舶
US20180208079A1 (en) 2017-01-26 2018-07-26 Ford Global Technologies, Llc System and method for protecting high-voltage components
US10850725B2 (en) * 2017-12-08 2020-12-01 Ford Global Technologies, Llc Vehicles with modular parallel high voltage batteries
JP6448825B1 (ja) * 2018-01-11 2019-01-09 三菱電機株式会社 充電制御装置
KR102134825B1 (ko) 2018-05-08 2020-07-16 주식회사 경신 파워 릴레이 어셈블리 제어 장치 및 방법
JP7103199B2 (ja) * 2018-12-17 2022-07-20 株式会社デンソー プリチャージ制御装置
CN109918472A (zh) 2019-02-27 2019-06-21 北京百度网讯科技有限公司 存储和查询数据的方法、装置、设备和介质

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