KR101234059B1 - 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치에 대한 회로 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀 밸런싱부의 고장 진단 방법을 설명하기 위해 도시한 절차 흐름도이다.
30A, 30B : 셀 밸런싱부 40 : 제어부
41 : A/D 변환 모듈 42 : 중앙 연산 모듈
43 : 스위치 제어 모듈 50 : 고장 경보기
Claims (24)
- 배터리 셀의 전압을 충전하는 부동 캐패시터;
상기 부동 캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 셀 밸런싱부;
상기 부동 캐패시터에 충전된 배터리 셀 전압과 방전된 부동 캐패시터의 충전 전압을 측정하는 셀 전압 측정부; 및
상기 방전된 부동 캐패시터의 충전 전압 레벨에 따라 상기 셀 밸런싱부의 고장 여부를 판별하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제1항에 있어서,
상기 부동 캐패시터와 상기 배터리 셀을 연결 또는 해제하는 제1스위치; 및
상기 부동 캐패시터와 상기 셀 전압 측정부를 연결 또는 해제하는 제2스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제2스위치가 턴오프된 상태에서 상기 제1스위치를 턴온시켜 상기 배터리 셀 전압을 부동 캐패시터에 충전시키고,
상기 제1스위치가 턴오프된 상태에서 상기 제2스위치를 턴온시켜 상기 부동 캐패시터에 충전된 배터리 셀 전압 또는 방전된 부동 캐패시터의 충전 전압을 상기 셀 전압 측정부로 인가하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제2항에 있어서,
상기 배터리 셀은 복수이고,
상기 부동 캐패시터, 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치는 각 배터리 셀마다 구비되는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
각 배터리 셀의 전압을 대응하는 부동 캐패시터에 충전할 때 각 배터리 셀에 대응하는 제1스위치를 동시에 또는 이시적으로 턴온시키는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
부동 캐패시터에 충전된 배터리 셀 전압 또는 방전된 부동 캐패시터의 충전 전압을 상기 셀 전압 측정부로 인가할 때 각 배터리 셀에 대응하는 제2스위치를 동시에 또는 이시적으로 턴온시키는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제1항에 있어서, 상기 셀 밸런싱부는,
상기 부동 캐패시터의 양 단자와 연결되고 상기 부동 캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 방전저항; 및
상기 부동 캐패시터와 상기 방전저항을 연결하는 제3스위치를 포함하고,
상기 제어부는 상기 제3스위치의 동작을 제어하여 부동 캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제7항에 있어서,
상기 배터리 셀은 복수이고,
상기 셀 밸런싱부는 각 배터리 셀마다 구비되는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
각 부동 캐패시터에 충전된 배터리 셀 전압을 방전할 때 각 배터리 셀에 대응하는 셀 밸런싱부에 포함된 제3스위치를 동시에 또는 이시적으로 턴온시키는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제1항에 있어서,
상기 배터리 셀과 상기 부동 캐패시터를 연결 또는 해제시키는 제1스위치;
상기 부동 캐패시터와 상기 셀 전압 측정부를 연결 또는 해제시키는 제2스위치; 및
상기 셀 밸런싱부의 동작을 시작 또는 종료시키는 제3스위치를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 내지 제3스위치의 동작을 제어하는 스위치 제어 모듈;
상기 셀 전압 측정부로부터 출력되는 아날로그 전압 신호를 디지털 전압 신호로 변환하는 A/D 변환 모듈; 및
상기 A/D 변환 모듈로부터 디지털 전압 신호를 입력 받아 상기 방전된 부동 캐패시터의 충전 전압 레벨에 따라 셀 밸런싱부의 고장 여부를 판별하는 중앙 연산 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 방전된 부동 캐패시터의 충전 전압 레벨이 임계 레벨을 초과할 경우 셀 밸런싱부에 고장이 있는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 부동 캐패시터에 충전된 배터리 셀 전압과 상기 방전된 부동 캐패시터의 충전 전압의 차이가 임계 레벨 미만일 경우 셀 밸런싱부에 고장이 있는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 셀 밸런싱부의 고장 발생 사실을 시청각 또는 청각적으로 출력하는 고장 경보기를 더 포함하고,
상기 제어부는 셀 밸런싱부의 고장이 발생된 경우 상기 고장 경보기를 통해 셀 밸런싱부의 고장 발생 사실을 시각적 또는 청각적으로 경보하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 배터리 셀의 전압을 충전하는 부동 캐패시터;
상기 배터리 셀과 연결되어 배터리 셀의 전압 레벨을 밸런싱하고, 상기 부동 캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 셀 밸런싱부;
상기 방전된 부동 캐패시터의 충전 전압을 측정하는 셀 전압 측정부; 및
상기 방전된 부동 캐패시터의 충전 전압 레벨에 따라 상기 셀 밸런싱부의 고장 여부를 판별하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제14항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 방전된 부동 캐패시터의 충전 전압 레벨이 임계 레벨을 초과할 경우 셀 밸런싱부에 고장이 있는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제14항에 있어서,
상기 셀 전압 측정부는 상기 부동 캐패시터에 충전된 배터리 셀의 전압을 더 측정하고,
상기 제어부는 상기 배터리 셀 전압과 상기 방전된 부동 캐패시터의 충전 전압의 차이가 임계 레벨 미만일 경우 셀 밸런싱부에 고장이 있는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치. - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치를 포함하는 배터리 관리 시스템.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치를 포함하는 배터리 구동 장치.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치를 포함하는 배터리 팩.
- (a) 배터리 셀의 전압을 부동 캐패시터에 충전시키는 단계;
(b) 셀 전압 측정부를 통해 상기 부동 캐패시터에 충전된 배터리 셀 전압을 측정하는 단계;
(c) 셀 밸런싱부를 이용하여 상기 부동 캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 단계;
(d) 상기 셀 전압 측정부를 통해 방전된 부동 캐패시터의 충전 전압을 측정하는 단계; 및
(e) 상기 부동 캐패시터의 방전 후 측정된 상기 충전 전압 레벨에 따라 상기 셀 밸런싱부의 고장 여부를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 방법. - 제20항에 있어서, 상기 셀 밸런싱부의 고장 여부를 판별하는 단계는,
상기 부동 캐패시터의 방전 후 측정된 상기 충전 전압 레벨이 임계 레벨을 초과할 경우 셀 밸런싱부에 고장이 있는 것으로 판별하는 단계임을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 방법. - 제20항에 있어서, 상기 셀 밸런싱부의 고장 여부를 판별하는 단계는,
상기 부동 캐패시터에 충전된 배터리 셀 전압과 상기 부동 캐패시터의 방전 후 측정된 상기 충전 전압의 차이가 임계 레벨 미만일 경우 셀 밸런싱부에 고장이 있는 것으로 판별하는 단계임을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 방법. - 제20항에 있어서,
상기 (a) 단계 내지 상기 (d) 단계는 복수의 배터리 셀에 대해 동시에 또는 이시적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 방법. - 제20항에 있어서,
상기 셀 밸런싱부의 고장이 발생된 것으로 판별되면, 셀 밸런싱부의 고장 발생 사실을 시각적 또는 청각적으로 경보하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 밸런싱부의 고장 진단 방법.
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