(57)【要約】  電源システムのための診断装置を開示する。前記電源システムは、バッテリーアセンブリ及び少なくとも１つのコンタクトを含む。前記コンタクトは、それぞれ、前記バッテリーアセンブリと負荷との間の電力供給経路を選択的に開閉するように構成される。前記診断装置は、前記バッテリーアセンブリの漏電如何を判定する第１診断機能、及び前記少なくとも１つのコンタクトの短絡如何を判定する第２診断機能のいずれか一方が実行される間にも他方を実行できるように構成される。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源システムのための診断装置であって、
前記電源システムは、バッテリーアセンブリ、第１コンタクト、第２コンタクト、第１保護キャパシタ、及び第２保護キャパシタを備えてなり、
前記バッテリーアセンブリの正極と前記第１コンタクトの一端とが共通して接続される第１ノードと前記電源システムの接地との間に連結され、前記第１ノードと前記接地との間に印加された電圧を分配して第１検出電圧を生成するように構成された第１電圧分配部；
前記バッテリーアセンブリの負極と前記第２コンタクトの一端とが共通して接続される第２ノードと前記接地との間に連結され、前記第２ノードと前記接地との間に印加された電圧を分配して第２検出電圧を生成するように構成された第２電圧分配部；
前記第１保護キャパシタの一端と前記第１コンタクトの他端とが共通して接続される第３ノードと前記第２ノードとの間に連結され、前記第３ノードと前記第２ノードとの間の電圧を分配して第３検出電圧を生成するように構成された第３電圧分配部；及び
前記第１コンタクト、前記第２コンタクト及び前記第１電圧分配部〜第３電圧分配部を制御するように構成された制御部；を備えてなり、
前記制御部は、前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトが開状態に制御される非活性区間中に第１診断機能及び第２診断機能を実行し、
前記第１診断機能は、前記第１検出電圧及び前記第２検出電圧に基づいて前記バッテリーアセンブリの漏電如何を判定する機能であり、
前記第２診断機能は、前記第３検出電圧に基づいて前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトのうち少なくとも１つの短絡如何を判定する機能である、診断装置。
【請求項２】
前記第１電圧分配部は、
前記第１ノードと前記接地との間に印加された電圧を分配する第１保護抵抗及び第１検出抵抗から構成された第１電圧分配器；及び
前記制御部から出力される信号に応じて、前記第１ノードと前記接地との間に印加された電圧を前記第１電圧分配器に選択的に印加する第１スイッチ；を備えてなり、
前記第２電圧分配部は、
前記第２ノードと前記接地との間に印加された電圧を分配する第２保護抵抗及び第２検出抵抗から構成された第２電圧分配器；及び
前記制御部から出力される信号に応じて、前記第２ノードと前記接地との間に印加された電圧を前記第２電圧分配器に選択的に印加する第２スイッチ；を備えてなり、
前記第１検出抵抗は、前記第１スイッチが閉状態である場合、前記第１検出電圧を生成し、
前記第２検出抵抗は、前記第２スイッチが閉状態である場合、前記第２検出電圧を生成する、請求項１に記載の診断装置。
【請求項３】
前記第３電圧分配部は、
前記第３ノードと前記第２ノードとの間に印加された電圧を分配する第３保護抵抗及び第３検出抵抗から構成された第３電圧分配器；及び
前記制御部から出力される信号に応じて、前記第３ノードと前記第２ノードとの間に印加された電圧を前記第３電圧分配器に選択的に印加する第３スイッチ；を備えてなり、
前記第３検出抵抗は、前記第３スイッチが閉状態である場合、前記第３検出電圧を生成する、請求項２に記載の診断装置。
【請求項４】
前記非活性区間は、前記第１スイッチと前記第３スイッチは閉状態に制御され、前記第２スイッチは開状態に制御される第１スイッチング周期を備えてなり、
前記制御部は、前記第１スイッチング周期の間、時間別に複数回測定された前記第３検出電圧の値を含む第１パターンを記録し、前記第１パターンに基づいて、前記第１コンタクトの短絡如何を判定する、請求項３に記載の診断装置。
【請求項５】
前記非活性区間は、前記第１スイッチは開状態に制御され、前記第２スイッチと前記第３スイッチは閉状態に制御される第２スイッチング周期を備えてなり、
前記制御部は、前記第２スイッチング周期の間、時間別に複数回測定された前記第３検出電圧の値を含む第２パターンを記録し、前記第２パターンに基づいて、前記第２コンタクトの短絡如何を判定する、請求項３に記載の診断装置。
【請求項６】
前記非活性区間は、前記第１スイッチと前記第３スイッチは閉状態に制御され、前記第２スイッチは開状態に制御される第１スイッチング周期；及び前記第１スイッチは開状態に制御され、前記第２スイッチと前記第３スイッチは閉状態に制御される第２スイッチング周期；を備えてなり、
前記制御部は、前記第１スイッチング周期の間、前記第３検出電圧が正の値を有しながら漸次減少し、前記第２スイッチング周期の間、前記第３検出電圧が負の値を有しながら漸次増加する場合、前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトを正常状態であると判定する、請求項３に記載の診断装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１スイッチング周期または前記第２スイッチング周期の間、前記第３検出電圧の値が一定に維持される場合、前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトが故障によって短絡したと判定する、請求項６に記載の診断装置。
【請求項８】
前記制御部は、
マイクロプロセッサ；
前記マイクロプロセッサから提供される信号に応じて、前記第１〜第３検出電圧のうち少なくとも１つを選択するように構成されたマルチプレクサ；及び
前記マルチプレクサによって選択された検出電圧をデジタル信号に変換した後、前記マイクロプロセッサに伝送するＡＤＣ；を備えてなる、請求項１に記載の診断装置。
【請求項９】
前記第１保護キャパシタと前記第２保護キャパシタのそれぞれの他端は、前記接地に共通して接続される、請求項１に記載の診断装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第１診断機能の実行結果を通知する第１アラーム信号及び前記第２診断機能の実行結果を通知する第２アラーム信号を出力する、請求項１に記載の診断装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載の前記診断装置を備えてなる、電源システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の前記電源システムを備えてなる、電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、診断装置及びそれを含む電源システムに関し、より詳しくは、電源システムで発生した漏電事故及び短絡事故を診断する装置、及びその装置を含む電源システムに関する。
【０００２】
本出願は、２０１６年１０月１０日出願の韓国特許出願第１０−２０１６−０１３０７８１号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が活発に行われている。
【０００４】
現在、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などの二次電池が商用化しているが、中でもリチウム二次電池はニッケル系列の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
【０００５】
一方、電気自動車など電気エネルギーを必要とする多様な装置には電源システムが必須である。電源システムは少なくとも１つのコンタクトを選択的に開閉することで、バッテリーと負荷との間の安定的な電源供給を担当する。
【０００６】
電源システムの安全と関連して、大きく２つの類型の事故発生如何を診断することが必要である。１つはバッテリーの漏電事故であり、他の１つはコンタクトの短絡事故である。漏電事故が発生すれば、ユーザが感電する恐れなどがあり、短絡事故が発生すれば、急発進の危険などがある。
【０００７】
漏電事故を診断するための従来技術と短絡事故を診断するための従来技術がそれぞれ開示されているが、２つの類型の事故を同時に診断するための技術は未だ開示されていない。
【０００８】
漏電事故と短絡事故とを同時に診断できない場合は、重大な安全問題が生じ得る。例えば、漏電事故に対する診断が完了してから短絡事故に対する診断が開始される場合、短絡事故の発生如何をユーザに迅速に通知することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーモジュールの漏電如何を判定する第１診断機能の実行中にも少なくとも１つのコンタクトの短絡如何を判定する第２診断機能を実行するか、または、前記第２診断機能の実行中にも前記第１診断機能を実行可能な診断装置及びそれを含む電源システムを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を達成するための本発明の多様な実施例は、以下のようである。
【００１２】
本発明の一態様によれば、バッテリーアセンブリ、第１コンタクト、第２コンタクト、第１保護キャパシタ及び第２保護キャパシタを含む電源システムのための診断装置が提供される。前記診断装置は、前記バッテリーアセンブリの正極と前記第１コンタクトの一端とが共通して接続される第１ノードと前記電源システムの接地との間に連結され、前記第１ノードと前記接地との間に印加された電圧を分配して第１検出電圧を生成するように構成された第１電圧分配部；前記バッテリーアセンブリの負極と前記第２コンタクトの一端とが共通して接続される第２ノードと前記接地との間に連結され、前記第２ノードと前記接地との間に印加された電圧を分配して第２検出電圧を生成するように構成された第２電圧分配部；前記第１保護キャパシタの一端と前記第１コンタクトの他端とが共通して接続される第３ノードと前記第２ノードとの間に連結され、前記第３ノードと前記第２ノードとの間の電圧を分配して第３検出電圧を生成するように構成された第３電圧分配部；及び前記第１コンタクト、前記第２コンタクト及び前記第１〜第３電圧分配部を制御するように構成された制御部；を含む。前記制御部は、前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトが開状態に制御される非活性区間中に第１診断機能及び第２診断機能を実行する。前記第１診断機能は、前記第１検出電圧及び前記第２検出電圧に基づいて前記バッテリーアセンブリの漏電如何を判定する機能であり、前記第２診断機能は、前記第３検出電圧に基づいて前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトのうち少なくとも１つの短絡如何を判定する機能である。
【００１３】
前記第１電圧分配部は、前記第１ノードと前記接地との間に印加された電圧を分配する第１保護抵抗及び第１検出抵抗から構成された第１電圧分配器；及び前記制御部から出力される信号に応じて、前記第１ノードと前記接地との間に印加された電圧を前記第１電圧分配器に選択的に印加する第１スイッチ；を含むことができる。また、前記第２電圧分配部は、前記第２ノードと前記接地との間に印加された電圧を分配する第２保護抵抗及び第２検出抵抗から構成された第２電圧分配器；及び前記制御部から出力される信号に応じて、前記第２ノードと前記接地との間に印加された電圧を前記第２電圧分配器に選択的に印加する第２スイッチ；を含むことができる。この場合、前記第１検出抵抗は、前記第１スイッチが閉状態である場合、前記第１検出電圧を生成し、前記第２検出抵抗は、前記第２スイッチが閉状態である場合、前記第２検出電圧を生成することができる。
【００１４】
前記第３電圧分配部は、前記第３ノードと前記第２ノードとの間に印加された電圧を分配する第３保護抵抗及び第３検出抵抗から構成された第３電圧分配器；及び前記制御部から出力される信号に応じて、前記第３ノードと前記第２ノードとの間に印加された電圧を前記第３電圧分配器に選択的に印加する第３スイッチ；を含むことができる。この場合、前記第３検出抵抗は、前記第３スイッチが閉状態である場合、前記第３検出電圧を生成することができる。
【００１５】
これと共にまたは別に、前記非活性区間は、前記第１スイッチと前記第３スイッチは閉状態に制御され、前記第２スイッチは開状態に制御される第１スイッチング周期を含むことができる。前記制御部は、前記第１スイッチング周期の間、時間別に複数回測定された前記第３検出電圧の値を含む第１パターンを記録し、前記第１パターンに基づいて前記第１コンタクトの短絡如何を判定することができる。
【００１６】
これと共にまたは別に、前記非活性区間は、前記第１スイッチは開状態に制御され、前記第２スイッチと前記第３スイッチは閉状態に制御される第２スイッチング周期を含むことができる。前記制御部は、前記第２スイッチング周期の間、時間別に複数回測定された前記第３検出電圧の値を含む第２パターンを記録し、前記第２パターンに基づいて前記第２コンタクトの短絡如何を判定することができる。
【００１７】
具現例によって、前記非活性区間は、前記第１スイッチと前記第３スイッチは閉状態に制御され、前記第２スイッチは開状態に制御される第１スイッチング周期；及び前記第１スイッチは開状態に制御され、前記第２スイッチと前記第３スイッチは閉状態に制御される第２スイッチング周期；を含むことができる。前記制御部は、前記第１スイッチング周期の間、前記第３検出電圧が正の値を有しながら漸次減少し、前記第２スイッチング周期の間、前記第３検出電圧が負の値を有しながら漸次増加する場合、前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトを正常状態であると判定することができる。一方、前記制御部は、前記第１スイッチング周期または前記第２スイッチング周期の間、前記第３検出電圧の値が一定に維持される場合、前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトが故障によって短絡したと判定することができる。
【００１８】
これと共にまたは別に、前記制御部は、マイクロプロセッサ；前記マイクロプロセッサから提供される信号に応じて、前記第１〜第３検出電圧のうち少なくとも１つを選択するように構成されたマルチプレクサ；及び前記マルチプレクサによって選択された検出電圧をデジタル信号に変換した後、前記マイクロプロセッサに伝送するＡＤＣ（アナログデジタル変換器）；を含むことができる。
【００１９】
望ましくは、前記第１保護キャパシタと前記第２保護キャパシタのそれぞれの他端は、前記接地に共通して接続できる。
【００２０】
本発明の他の態様による電源システムは、前記診断装置を含む。
【００２１】
本発明のさらに他の態様による電気自動車は、前記電源システムを含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の実施例のうち少なくとも１つによれば、バッテリーモジュールの漏電如何を判定する第１診断機能の実行中にも少なくとも１つのコンタクトの短絡如何を判定する第２診断機能を実行するか、または、前記第２診断機能の実行中にも前記第１診断機能を実行することができる。それによって、ユーザに漏電事故及び短絡事故の発生如何についての情報をより迅速に通知することができる。
【００２３】
本発明の効果は上述した効果に制限されず、上述していない他の効果は請求範囲の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図１】本発明の一実施例による電源システム及び診断装置の機能的構成を概略的に示したブロック図である。
【図２】本発明の一実施例による電源システム及び診断装置の機能的構成を概略的に示したブロック図である。
【図３】図２に示された診断装置に含まれる多様な回路の構成を概略的に示した図である。
【図４】図２に示された診断装置に追加的に含まれる多様な回路の構成を概略的に示した図である。
【図５】診断装置の動作を制御する制御部の機能的構成を概略的に示したブロック図である。
【図６】本発明の一実施例による診断装置がバッテリーモジュールの漏電如何を判定する動作を説明する図である。
【図７】本発明の一実施例による診断装置がバッテリーモジュールの漏電如何を判定する動作を説明する図である。
【図８】本発明の一実施例による診断装置が少なくとも１つのコンタクトの故障如何を判定する動作を説明する図である。
【図９】本発明の一実施例による診断装置が少なくとも１つのコンタクトの故障如何を判定する動作を説明する図である。
【図１０】本発明の一実施例による診断装置によって形成される回路の例示図である。
【図１１】本発明の一実施例による診断装置によって形成される回路の例示図である。
【図１２】図１０及び図１１に示された回路に関連するグラフである。
【図１３】図１０及び図１１に示された回路に関連するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
【００２６】
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００２７】
また、本発明の説明において、関連公知構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合、その詳細な説明は省略する。
【００２８】
明細書の全体に亘って、ある部分がある構成要素を「含む」とは、特に言及しない限り、他の構成要素を排除するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載された「制御ユニット」のような用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せで具現され得る。
【００２９】
さらに、明細書の全体に亘って、ある部分が他の部分と「連結」されているとは、「直接的に連結」されている場合だけでなく、他の素子を介在して「間接的に連結」されている場合も含む。
【００３０】
図１及び図２は、本発明の一実施例による電源システム１０及び診断装置２００の機能的構成を概略的に示したブロック図である。
【００３１】
まず、図１を参照すれば、電源システム１０は、電気自動車１などのように電気エネルギーの貯蔵と供給が可能な装置に備えられる。勿論、電源システム１０は、電気自動車１の外にも、エネルギー貯蔵システムのような大規模電力貯蔵システムまたはスマートフォンのような小規模電力貯蔵システムにも備えられ得る。
【００３２】
電源システム１０は、基本的に、バッテリーモジュール１００、診断装置２００、ノイズ除去回路３００及び負荷４００を含むことができる。
【００３３】
バッテリーモジュール１００は、少なくとも１つのセルを含む。バッテリーモジュール１００に複数のセルが含まれる場合、これらのうち１つは他の１つと直列または並列で連結され得る。バッテリーモジュール１００に含まれるセルとしては、代表的に、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などが挙げられる。勿論、これらに限定されず、繰り返して充放電可能なものであれば、特に制限されない。
【００３４】
負荷４００は、バッテリーモジュール１００から提供される電気エネルギーを他の形態のエネルギーに変換する。例えば、負荷４００は、電気モーターであり得、この場合、負荷４００はバッテリーモジュール１００から提供される電気エネルギーを回転エネルギーに変換でき、それによって、電気自動車１に備えられたホイール及び／または冷却ファンなどが回転される。他の例として、負荷４００は抵抗を含み、この場合、負荷４００はバッテリーモジュール１００から提供される電気エネルギーを熱エネルギーに変換することができる。
【００３５】
ノイズ除去回路３００は、バッテリーモジュール１００と負荷４００との間に連結され、バッテリーモジュール１００と負荷４００のいずれか一方から他方に伝達されるノイズを除去するように構成される。
【００３６】
診断装置２００は、バッテリーモジュール１００と負荷４００との間に連結され、所定類型の事故の発生如何を診断するように構成される。診断装置２００は、少なくともバッテリーモジュール１００の漏電如何を判定するように構成される。また、診断装置２００は、バッテリーモジュール１００と負荷４００との間の電力供給経路上に設けられる少なくとも１つのコンタクトの故障如何を判定することができる。さらに、診断装置２００は、バッテリーモジュール１００と負荷４００との間の電力供給経路を制御することができる。このとき、前記少なくとも１つのコンタクトは診断装置２００に含まれる形態で提供され得る。
【００３７】
図２は、図１に示された電源システム１０をより詳しく示した図である。図２を参照すれば、バッテリーモジュール１００は少なくとも１つのセルを含むバッテリーアセンブリＢａｔｔを含む。また、バッテリーモジュール１００は、第１絶縁抵抗Ｒａ及び第２絶縁抵抗Ｒｂを追加的に含む形態で表現できる。第１絶縁抵抗Ｒａ及び第２絶縁抵抗Ｒｂは、バッテリーモジュール１００の製造時に意図的に設けられる物理的な抵抗ではなく、バッテリーアセンブリＢａｔｔの正極及び負極それぞれの絶縁状態を示す仮想的な抵抗を称することもあり得る。
【００３８】
電源システム１０が電気自動車１に備えられる場合、接地２はシャーシ（ｃｈａｓｓｉｓ）であり得る。第１絶縁抵抗Ｒａは、バッテリーアセンブリＢａｔｔの最高電位が形成される正極と接地２との間に連結される形態で提供される。第２絶縁抵抗Ｒｂは、バッテリーアセンブリＢａｔｔの最低電位が形成される負極と接地２との間に連結される形態で提供される。第１絶縁抵抗Ｒａ及び第２絶縁抵抗Ｒｂは、感電事故などを防止するためのものであって、それぞれの抵抗値が十分大きくなければ、漏電によってバッテリーアセンブリＢａｔｔから流れる漏れ電流（ｌｅａｋａｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ）を抑制することができない。
【００３９】
バッテリーアセンブリＢａｔｔに貯蔵された電気エネルギーは、第１端子ＰPと第２端子ＰNとに接続される負荷４００に供給される。バッテリーアセンブリＢａｔｔの正極は第１電力ラインＬ１を介して第１端子ＰPに電気的に連結される。バッテリーアセンブリＢａｔｔの負極は第２電力ラインＬ２を介して第２端子ＰNに電気的に連結される。
【００４０】
第１電力ラインＬ１及び第２電力ラインＬ２の少なくとも１つにはコンタクトＳＷＣ１、ＳＷＣ２が備えられる。例えば、図示されたように、第１電力ラインＬ１上に第１コンタクトＳＷＣ１が備えられ、第２電力ラインＬ２上に第２コンタクトＳＷＣ２が備えられる。この場合、第１コンタクトＳＷＣ１によって第１電力ラインＬ１を通じた電力供給経路を選択的に開閉し、第２コンタクトＳＷＣ２によって第２電力ラインＬ２を通じた電力供給経路を選択的に開閉することができる。第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２がすべて閉状態であるときのみ、バッテリーアセンブリＢａｔｔから負荷４００への電力供給が可能である。換言すれば、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２の少なくとも１つが開状態である間には、バッテリーアセンブリＢａｔｔから負荷４００への電力供給が遮断される。
【００４１】
場合によって、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２のいずれか１つは電源システム１０から省略されても良い。例えば、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２のうち第１コンタクトＳＷＣ１のみが電源システム１０に含まれる形態で具現されても良い。この場合、第１コンタクトＳＷＣ１が開状態である間はバッテリーアセンブリＢａｔｔと負荷４００との間の電力供給が遮断され、第１コンタクトＳＷＣ１が閉状態である場合に限ってバッテリーアセンブリＢａｔｔと負荷４００との間の電力の供給が行われる。第１電力ラインＬ１と第２電力ラインＬ２の少なくとも１つに備えられるコンタクトは、後述される診断装置２００に含まれても良い。以下では、電源システム１０が第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２を共に含むと仮定する。
【００４２】
ノイズ除去回路３００は、第１保護キャパシタＣ１及び第２保護キャパシタＣ２を含むことができる。第１保護キャパシタＣ１及び第２保護キャパシタＣ２は、第１端子ＰPと第２端子ＰNとの間に直列で連結され、それぞれの両端のうち１つは接地２に共通して接続される。第１保護キャパシタＣ１及び第２保護キャパシタＣ２は「Ｙ−ＣＡＰ」とも称し得る。第１保護キャパシタＣ１及び第２保護キャパシタＣ２のそれぞれのキャパシタンスによって、バッテリーアセンブリＢａｔｔと負荷４００のいずれか一方から他方に向かって伝達される電磁気波などのノイズを緩和するように構成される。以下では、第１保護キャパシタＣ１及び第２保護キャパシタＣ２のキャパシタンスが同一であると仮定する。
【００４３】
診断装置２００は、第１ノードＮ１、第２ノードＮ２、第３ノードＮ３、第４ノードＮ４及び接地２のうち少なくとも１つに選択的に連結可能に構成される。
【００４４】
第１ノードＮ１は、バッテリーアセンブリＢａｔｔの正極と第１コンタクトＳＷＣ１の一端との間に位置する。すなわち、第１ノードＮ１は、バッテリーモジュール１００の正極と第１コンタクトＳＷＣ１の一端とが共通して接続されるノードである。
【００４５】
第２ノードＮ２は、バッテリーアセンブリＢａｔｔの負極と第２コンタクトＳＷＣ２の一端との間に位置する。すなわち、第２ノードＮ２は、バッテリーモジュール１００の負極と第２コンタクトＳＷＣ２の一端とが共通して接続されるノードである。
【００４６】
第３ノードＮ３は、第１保護キャパシタＣ１の両端のうち接地２に接続されない一端と第１コンタクトＳＷＣ１の他端との間に位置する。すなわち、第３ノードＮ３は、第１保護キャパシタＣ１の一端と第１コンタクトＳＷＣ１の他端とが共通して接続されるノードである。
【００４７】
第４ノードＮ４は、第２保護キャパシタＣ２の両端のうち接地２に接続されない一端と第２コンタクトＳＷＣ２の他端との間に位置する。すなわち、第４ノードＮ４は、第２保護キャパシタＣ２の一端と第２コンタクトＳＷＣ２の他端とが共通して接続されるノードである。
【００４８】
診断装置２００は、第１ノードＮ１、第２ノードＮ２、第３ノードＮ３、第４ノードＮ４及び接地２から組合せ可能な２つの地点を選択し、選択された２つの地点の間に印加された電圧を測定することができる。例えば、診断装置２００は、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間の電圧を測定することができる。他の例として、診断装置２００は、第１ノードＮ１と接地２との間の電圧を測定することができる。
【００４９】
診断装置２００は、第１ノードＮ１、第２ノードＮ２、第３ノードＮ３及び第４ノードＮ４のうち少なくとも１つに関連する電圧に基づいて、バッテリーモジュール１００の漏電如何及びコンタクトＳＷＣ１、ＳＷＣ２の故障如何を順次または同時に判定することができる。これについて、図３〜図１３を参照して詳しく説明する。
【００５０】
図３は、図２に示された診断装置２００に含まれる多様な回路の構成を概略的に示した図である。
【００５１】
図３を参照すれば、診断装置２００は、多数の電圧分配部２１０、２２０、２３０、２４０を含むことができる。
【００５２】
第１電圧分配部２１０は、第１ノードＮ１と接地２との間に連結可能に提供される。第１電圧分配部２１０は、第１ノードＮ１と接地２との間に印加された電圧に対応する第１検出電圧Ｖ１を生成するように構成される。具体的に、第１電圧分配部２１０は、互いに直列で連結可能に構成された第１電圧分配器及び第１スイッチＳＷ１を含むことができる。第１電圧分配器は第１保護抵抗Ｒ１１及び第１検出抵抗Ｒ１２を含むことができる。第１スイッチＳＷ１は、後述される制御部２７０から出力される信号に応じて、正極と接地２との間に印加された電圧を第１電圧分配器に選択的に印加するように構成される。第１ノードＮ１と接地２との間に印加された電圧は、第１スイッチＳＷ１が閉状態であるとき、第１電圧分配器によって分配される。前記第１検出電圧Ｖ１は第１検出抵抗Ｒ１２の両端に印加される電圧を意味する。図３では、第１スイッチＳＷ１が第１保護抵抗Ｒ１１と第１検出抵抗Ｒ１２との間に連結されているが、これらの間の連結順番は限定されない。
【００５３】
第２電圧分配部２２０は、第２ノードＮ２と接地２との間に連結可能に提供される。第２電圧分配部２２０は、第２ノードＮ２と接地２との間に印加された電圧に対応する第２検出電圧Ｖ２を生成するように構成される。具体的に、第２電圧分配部２２０は、互いに直列で連結可能に構成された第２電圧分配器及び第２スイッチＳＷ２を含むことができる。第２電圧分配器は第２保護抵抗Ｒ２１及び第２検出抵抗Ｒ２２を含むことができる。第２スイッチＳＷ２は、後述される制御部２７０から出力される信号に応じて、負極と接地２との間に印加された電圧を第２電圧分配器に選択的に印加するように構成される。第２ノードＮ２と接地２との間に印加された電圧は、第２スイッチＳＷ２が閉状態であるとき、第２電圧分配器によって分配される。前記第２検出電圧Ｖ２は第２検出抵抗Ｒ２２の両端に印加される電圧を意味する。図３では、第２スイッチＳＷ２が第２保護抵抗Ｒ２１と第２検出抵抗Ｒ２２との間に連結されているが、これらの間の連結順番は限定されない。
【００５４】
第１保護抵抗Ｒ１１の抵抗値と第１検出抵抗Ｒ１２の抵抗値との間の比率は、第２保護抵抗Ｒ２１の抵抗値と第２検出抵抗Ｒ２２の抵抗値との間の比率と同一に設計できる。例えば、第１保護抵抗Ｒ１１の抵抗値と第２保護抵抗Ｒ２１の抵抗値とが同一であり、第１検出抵抗Ｒ１２の抵抗値と第２検出抵抗Ｒ２２の抵抗値とが同一であり得る。このとき、高電圧から第１検出抵抗Ｒ１２と第２検出抵抗Ｒ２２を保護するため、第１保護抵抗Ｒ１１と第２保護抵抗Ｒ２１それぞれの抵抗値は、第１検出抵抗Ｒ１２と第２検出抵抗Ｒ２２それぞれの抵抗値より十分大きく設計され得る。一例として、第１保護抵抗Ｒ１１の抵抗値は第１検出抵抗Ｒ１２の抵抗値の９９倍であり得、この場合、第１検出電圧Ｖ１は第１ノードＮ１と接地２との間に印加される電圧の１／１００に該当する。
【００５５】
第１電圧分配部２１０及び第２電圧分配部２２０は、バッテリーモジュール１００の漏電如何を判定するのに使用できる。
【００５６】
制御部２７０は、第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２に基づいて、バッテリーアセンブリＢａｔｔの正極と負極との間の電圧ＶＢを演算することができる。
【００５７】
第３電圧分配部２３０は、第３ノードＮ３と第２ノードＮ２との間に連結可能に提供される。第３電圧分配部２３０は、第３ノードＮ３と第２ノードＮ２との間に印加された電圧に対応する第３検出電圧Ｖ３を生成するように構成される。具体的に、第３電圧分配部２３０は、第３電圧分配器及び第３スイッチＳＷ３を含むことができる。第３電圧分配器は互いに直列で連結可能に構成された第３保護抵抗Ｒ３１及び第３検出抵抗Ｒ３２を含むことができる。第３スイッチＳＷ３は、後述される制御部２７０から出力される信号に応じて、第３ノードＮ３と第２ノードＮ２との間に印加された電圧を第３電圧分配器に選択的に印加するように構成される。第３ノードＮ３と第２ノードＮ２との間に印加された電圧は、第３スイッチＳＷ３が閉状態であるとき、第３電圧分配器によって分配される。前記第３検出電圧Ｖ３は第３検出抵抗Ｒ３２の両端に印加される電圧を意味する。図３では、第３スイッチＳＷ３が第３保護抵抗Ｒ３１と第３検出抵抗Ｒ３２との間に連結されているが、これらの間の連結順番は限定されない。
【００５８】
第４電圧分配部２４０は、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に連結可能に提供される。第４電圧分配部２４０は、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に印加された電圧、すなわち、バッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢに対応する第４検出電圧Ｖ４を生成するように構成される。
【００５９】
具体的に、第４電圧分配部２４０は、第４電圧分配器及び第４スイッチＳＷ４を含むことができる。第４電圧分配器は互いに直列で連結可能に構成された第４保護抵抗Ｒ４１及び第４検出抵抗Ｒ４２を含むことができる。第４スイッチＳＷ４は、後述される制御部２７０から出力される信号に応じて、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に印加された電圧を第４電圧分配器に選択的に印加するように構成される。第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に印加された電圧ＶＢは、第４スイッチＳＷ４が閉状態であるとき、第４電圧分配器によって分配される。前記第４検出電圧Ｖ４は第４検出抵抗Ｒ４２の両端に印加される電圧を意味する。図３では、第４スイッチＳＷ４が第４保護抵抗Ｒ４１と第４検出抵抗Ｒ４２との間に連結されているが、これらの間の連結順番は限定されない。
【００６０】
制御部２７０は、第４検出電圧Ｖ４に基づいて、バッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢを演算することができる。
【００６１】
第４保護抵抗Ｒ４１の抵抗値と第４検出抵抗Ｒ４２の抵抗値との間の比率は、第３保護抵抗Ｒ３１の抵抗値と第３検出抵抗Ｒ３２の抵抗値との間の比率と同一に設計できる。例えば、第４保護抵抗Ｒ４１の抵抗値と第３保護抵抗Ｒ３１の抵抗値とが同一であり、第４検出抵抗Ｒ４２の抵抗値と第３検出抵抗Ｒ３２の抵抗値とが同一であり得る。このとき、高電圧から第４検出抵抗Ｒ４２と第３検出抵抗Ｒ３２を保護するため、第４保護抵抗Ｒ４１と第３保護抵抗Ｒ３１それぞれの抵抗値は、第４検出抵抗Ｒ４２と第３検出抵抗Ｒ３２それぞれの抵抗値より十分大きく設計され得る。
【００６２】
第３電圧分配部２３０は、第１コンタクトＳＷＣ１及び／または第２コンタクトＳＷＣ２の故障如何を診断するのに使用できる。第４電圧分配部２４０は、バッテリーモジュール１００の漏電如何と第１コンタクトＳＷＣ１及び／または第２コンタクトＳＷＣ２の故障如何を診断するのに使用できる。
【００６３】
図４は、図２に示された診断装置２００に追加的に含まれる多様な回路の構成を概略的に示した図である。
【００６４】
図４を参照すれば、診断装置２００は第５電圧分配部２５０及び第６電圧分配部２６０のうち少なくとも１つをさらに含むことができる。
【００６５】
第５電圧分配部２５０は、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に連結可能に提供される。第５電圧分配部２５０は、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に印加された電圧に対応する第５検出電圧Ｖ５を生成するように構成される。具体的に、第５電圧分配部２５０は第５電圧分配器及び第５スイッチＳＷ５を含むことができる。第５電圧分配器は、互いに直列で連結可能に構成された第５保護抵抗Ｒ５１及び第５検出抵抗Ｒ５２を含むことができる。第５スイッチＳＷ５は、後述される制御部２７０から出力される信号に応じて、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に印加された電圧を第５電圧分配器に選択的に印加するように構成される。第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に印加された電圧は、第５スイッチＳＷ５が閉状態であるとき、第５電圧分配器によって分配される。前記第５検出電圧Ｖ５は第５検出抵抗Ｒ５２の両端に印加される電圧を意味する。図４では、第５スイッチＳＷ５が第５保護抵抗Ｒ５１と第５検出抵抗Ｒ５２との間に連結されているが、これらの間の連結順番は限定されない。
【００６６】
第６電圧分配部２６０は、第３ノードＮ３と第４ノードＮ４との間に連結可能に提供される。第６電圧分配部２６０は、第３ノードＮ３と第４ノードＮ４との間に印加された電圧に対応する第６検出電圧Ｖ６を生成するように構成される。具体的に、第６電圧分配部２６０は第６電圧分配器及び第６スイッチＳＷ６を含むことができる。第６電圧分配器は、互いに直列で連結可能に構成された第６保護抵抗Ｒ６１及び第６検出抵抗Ｒ６２を含むことができる。第６スイッチＳＷ６は、後述される制御部２７０から出力される信号に応じて、第３ノードＮ３と第４ノードＮ４との間に印加された電圧を第６電圧分配器に選択的に印加するように構成される。第３ノードＮ３と第４ノードＮ４との間に印加された電圧は、第６スイッチＳＷ６が閉状態であるとき、第６電圧分配器によって分配される。前記第６検出電圧Ｖ６は第６検出抵抗Ｒ６２の両端に印加される電圧を意味する。図４では、第６スイッチＳＷ６が第６保護抵抗Ｒ６１と第６検出抵抗Ｒ６２との間に連結されているが、これらの間の連結順番は限定されない。
【００６７】
第５保護抵抗Ｒ５１の抵抗値と第５検出抵抗Ｒ５２の抵抗値との間の比率は、第６保護抵抗Ｒ６１の抵抗値と第６検出抵抗Ｒ６２の抵抗値との間の比率と同一に設計できる。例えば、第５保護抵抗Ｒ５１の抵抗値と第６保護抵抗Ｒ６１の抵抗値とが互いに同一であり、第５検出抵抗Ｒ５２の抵抗値と第６検出抵抗Ｒ６２の抵抗値とが互いに同一であり得る。このとき、高電圧から第５検出抵抗Ｒ５２と第６検出抵抗Ｒ６２を保護するため、第５保護抵抗Ｒ５１と第６保護抵抗Ｒ６１それぞれの抵抗値は、第５検出抵抗Ｒ５２と第６検出抵抗Ｒ６２それぞれの抵抗値より十分大きく設計され得る。
【００６８】
第５電圧分配部２５０は、第２コンタクトＳＷＣ２の故障如何を判定するのに使用できる。第６電圧分配部２６０は、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２の故障如何を判定するのに使用できる。
【００６９】
図３及び図４において、診断装置２００は基本的に第１電圧分配部２１０、第２電圧分配部２２０、第３電圧分配部２３０及び制御部２７０を含み、具現例によって、第４電圧分配部２４０、第５電圧分配部２５０及び第６電圧分配部２６０のうち少なくとも１つをさらに含むことができる。
【００７０】
以下では、第１〜第６スイッチＳＷ１〜ＳＷ６、コンタクトＳＷＣ１、ＳＷＣ２、電力ラインＬ１、Ｌ２の抵抗値は無視できるほど小さいと仮定する。
【００７１】
図５は、診断装置２００の動作を制御する制御部２７０の機能的構成を概略的に示したブロック図である。
【００７２】
図５を参照すれば、診断装置２００の制御部２７０はマイクロプロセッサ２７１、マルチプレクサ２７２及びＡＤＣ２７３を含むことができる。ＡＤＣ２７３は、アナログデジタル変換器（ａｎａｌｏｇ−ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を称する。
【００７３】
マイクロプロセッサ２７１は、診断装置２００の全般的な動作を管理することができる。マイクロプロセッサ２７１は、診断装置２００に含まれた他の構成と通信可能に連結され、電源システム１０に関連する信号の送受信を担当する。
【００７４】
マイクロプロセッサ２７１は、少なくとも１つのコンタクトＳＷＣ１、ＳＷＣ２と複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ６の動作状態を指定する信号を出力することができる。すなわち、マイクロプロセッサ２７１は、少なくとも１つのコンタクトＳＷＣ１、ＳＷＣ２と複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ６を個別的に制御し、それぞれが開状態または閉状態になるように誘導することができる。マイクロプロセッサ２７１は、所定の規則に従って、第１〜第６検出電圧Ｖ１〜Ｖ６のうち少なくとも１つの選択を命令する信号Ｓを出力することができる。
【００７５】
マイクロプロセッサ２７１は少なくとも１つのメモリを内蔵することができる。メモリには、診断装置２００によって行われる多様な動作に関連するプログラムとデータを予め記録できる。例えば、メモリには第１〜第６電圧分配部２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０それぞれに含まれた抵抗の抵抗値が記録され得る。他の例として、メモリには、検出電圧を測定し、測定された結果に基づいて多くの類型の事故発生如何を判定するためのデータとソフトウェアが予め記録され得る。
【００７６】
マルチプレクサ２７２は、複数の電圧入力ポートＩ１〜Ｉ６、選択入力ポートＩＳ及び出力ポートＯＵＴを含む。電圧生成部によって生成された検出電圧Ｖ１〜Ｖ６はそれぞれ電圧入力ポートＩ１〜Ｉ６に印加できる。
【００７７】
マイクロプロセッサ２７１から出力された信号Ｓは、選択入力ポートＩＳに入力される。マルチプレクサ２７２は、選択入力ポートＩＳに入力された信号Ｓに基づいて、複数の電圧入力ポートＩ１〜Ｉ６のうちいずれか１つを選択した後、選択された電圧入力ポートを出力ポートＯＵＴに連結する。すなわち、マルチプレクサ２７２は検出電圧Ｖ１〜Ｖ６のうち１つを選択的に出力するように構成される。
【００７８】
ＡＤＣ２７３は、マルチプレクサ２７２から提供されるアナログ信号Ａをデジタル信号Ｄに変換した後、マイクロプロセッサ２７１に伝達する。前記アナログ信号Ａが検出電圧Ｖ１〜Ｖ６のうちいずれか１つであり得ることは当業者にとって自明である。マイクロプロセッサ２７１は、ＡＤＣ２７３から受信したデジタル信号Ｄに基づいて検出電圧Ｖ１〜Ｖ６を個別的に測定することができる。例えば、マイクロプロセッサ２７１は、マイクロプロセッサ２７１の命令に従ってマルチプレクサ２７２によって電圧入力ポートＩ１と出力ポートＯＵＴとが連結された状態で、ＡＤＣ２７３から伝送されるデジタル信号Ｄに基づいて検出電圧Ｖ１を測定することができる。
【００７９】
マイクロプロセッサ２７１は、検出電圧Ｖ１〜Ｖ６に対する測定結果に基づいて、バッテリーモジュール１００の漏電如何及び／または少なくとも１つのコンタクトの故障如何をそれぞれ判定し、それぞれの判定結果を通知するアラーム信号Ｗ１、Ｗ２を出力することができる。
【００８０】
図６及び図７は、本発明の一実施例による診断装置２００がバッテリーモジュール１００の漏電如何を判定する動作を説明する図である。説明の便宜上、バッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢは予め測定されていると仮定する。
【００８１】
図６には、電源システム１０内に形成された第１回路６００が示されている。図２及び図３を一緒に参照すれば、制御部２７０は、第１スイッチＳＷ１を閉状態にし、他のスイッチＳＷ２〜ＳＷ６とコンタクトＳＷＣ１、ＳＷＣ２のうち少なくとも第２スイッチＳＷ２を開状態にして、第１回路６００を形成することができる。制御部２７０は、第１回路６００が形成されている間、第１電圧分配部２１０から提供される第１検出電圧Ｖ１を測定することができる。
【００８２】
バッテリーアセンブリＢａｔｔの正極が漏電する場合、第１絶縁抵抗Ｒａの抵抗値は非漏電時に比べて非常に小さくなる。それによって、バッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢの殆どが第２絶縁抵抗Ｒｂに印加されるため、漏電時に測定される第１検出電圧Ｖ１の大きさは非漏電時に測定された値より小さくなる。
【００８３】
図７には、電源システム１０内に形成された第２回路７００が示されている。図２及び図３を一緒に参照すれば、制御部２７０は、第２スイッチＳＷ２を閉状態にし、他のスイッチＳＷ１、ＳＷ３〜ＳＷ６とコンタクトＳＷＣ１、ＳＷＣ２のうち少なくとも第１スイッチＳＷ１を開状態にして、第２回路７００を形成することができる。制御部２７０は、第２回路７００が形成されている間、第２電圧分配部２２０から提供される第２検出電圧Ｖ２を測定することができる。
【００８４】
バッテリーアセンブリＢａｔｔの負極が漏電する場合、第２絶縁抵抗Ｒｂの抵抗値は非漏電時に比べて非常に小さくなる。それによって、バッテリーアセンブリＢａｔｔの負極が漏電したとき、バッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢの殆どが第１絶縁抵抗Ｒａに印加されるため、漏電時に測定される第２検出電圧Ｖ２の大きさは非漏電時に測定された値より小さくなる。
【００８５】
図８及び図９は、本発明の一実施例による診断装置２００が少なくとも１つのコンタクトの故障如何を判定する動作を説明する図である。説明の便宜上、第１絶縁抵抗Ｒａ及び第２絶縁抵抗Ｒｂの図示は省き、バッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢは予め測定されていると仮定する。
【００８６】
図８には、第１コンタクトＳＷＣ１の故障による断線（ｏｐｅｎ）如何を判定するため、電源システム１０内に形成された第３回路８００が示されている。図２及び図３を一緒に参照すれば、制御部２７０は、第３スイッチＳＷ３及び第１コンタクトＳＷＣ１を閉状態に制御し、他のスイッチと第２コンタクトＳＷＣ２のうち少なくとも第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第２コンタクトＳＷＣ２を開状態に制御して、第３回路８００を形成することができる。第３回路８００において、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第２コンタクトＳＷＣ２が開状態であるため、第１保護キャパシタＣ１と第２保護キャパシタＣ２は第３ノードＮ３と第２ノードＮ２との間に印加される電圧に影響を及ぼさない。制御部２７０は、第３回路８００が形成されている間、第３電圧分配部２３０から提供される第３検出電圧Ｖ３を測定することができる。
【００８７】
制御部２７０は、予め測定されているバッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢと第３回路８００から測定された第３検出電圧Ｖ３とを比べて、第１コンタクトＳＷＣ１の断線如何を判定することができる。一例として、第３検出電圧Ｖ３がバッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢより所定の第１設定値以上小さい場合、第１コンタクトＳＷＣ１の断線故障が発生したと判定することができる。
【００８８】
図９には、第１コンタクトＳＷＣ１の故障による短絡（ｓｈｏｒｔ）如何を判定するため、電源システム１０内に形成された第４回路９００が示されている。故障によって短絡した状態は「ｓｔｕｃｋ ｃｌｏｓｅｄ ｓｔａｔｕｓ」とも称される。
【００８９】
図２及び図３を一緒に参照すれば、制御部２７０は、第３スイッチＳＷ３を閉状態に制御し、他のスイッチのうち少なくとも第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２、そして第１コンタクトＳＷＣ１及び第２コンタクトＳＷＣ２を開状態に制御して、第４回路９００を形成することができる。第４回路９００において、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第２コンタクトＳＷＣ２が開状態であるため、第１保護キャパシタＣ１と第２保護キャパシタＣ２は第３ノードＮ３と第２ノードＮ２との間に印加される電圧に影響を及ぼさない。制御部２７０は、第４回路９００が形成されている間、第３電圧分配部２３０から提供される第３検出電圧Ｖ３を測定することができる。
【００９０】
制御部２７０は、予め測定されているバッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢと第４回路９００から測定された第３検出電圧Ｖ３とを比べて、第１コンタクトＳＷＣ１の短絡如何を判定することができる。一例として、第３検出電圧Ｖ３とバッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢとの間の差が所定の第２設定値以下である場合、第１コンタクトＳＷＣ１の短絡が発生したと判定することができる。
【００９１】
図８及び図９では第１コンタクトＳＷＣ１の故障如何を判定するための回路８００、９００を中心に説明したが、同様の方式で第３電圧分配部２３０の代わりに第５電圧分配部２５０を用いて第２コンタクトＳＷＣ２の故障如何を判定することができる。具体的に、制御部２７０は、第２コンタクトＳＷＣ２の断線如何を判定するため、第５スイッチＳＷ５及び第２コンタクトＳＷＣ２を閉状態にし、他のスイッチと第２コンタクトＳＷＣ２のうち少なくとも第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第１コンタクトＳＷＣ１を開状態にして、その間に測定される第５検出電圧Ｖ５がバッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢより所定の第３設定値以上小さい場合、第１コンタクトＳＷＣ１の断線故障が発生したと判定することができる。
【００９２】
または、第２コンタクトＳＷＣ２の短絡如何を判定するため、第５スイッチＳＷ５を閉状態にし、他のスイッチのうち少なくとも第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２、そして第１コンタクトＳＷＣ１及び第２コンタクトＳＷＣ２を開状態にして、その間に測定される第５検出電圧Ｖ５とバッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢとの間の差が所定の第４設定値以下である場合、第２コンタクトＳＷＣ２の短絡が発生したと判定することができる。
【００９３】
図１０及び図１１は、本発明の一実施例による診断装置２００によって形成される回路を例示図であり、図１２及び図１３は、図１０及び図１１に示された回路に関連するグラフである。説明の便宜上、第１絶縁抵抗Ｒａ及び第２絶縁抵抗Ｒｂの図示は省き、バッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢは予め測定されていると仮定する。
【００９４】
図１０と一緒に図２及び図３を参照すれば、電源システム１０内に形成された第５回路１０００を確認できる。第５回路１０００は、第１スイッチＳＷ１と第３スイッチＳＷ３は閉状態であり、第２スイッチＳＷ２、第１コンタクトＳＷＣ１及び第２コンタクトＳＷＣ２は開状態である間に形成される回路である。第５回路１０００は、正極、第１ノードＮ１、第１電圧分配部２１０、接地２、第１保護キャパシタＣ１、第３ノードＮ３及び第３電圧分配部２３０からなる閉回路である。以下では、第５回路１０００が連続的に維持される区間を「第１スイッチング周期」と称する。
【００９５】
図示されたように、第５回路１０００が形成されれば、バッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢによって、バッテリーアセンブリＢａｔｔの正極から負極に向かう方向に電流Ｉ１が流れて第１保護キャパシタＣ１の充電が行われる。第１保護キャパシタＣ１が充電されるにつれて、第３検出電圧Ｖ３は正の値を有しながら漸次小さくなる。例えば、第５回路１０００が長時間維持されれば、第１保護キャパシタＣ１の電圧はバッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢと同一になり、最終的に第３検出電圧Ｖ３は０Ｖになる。
【００９６】
図１１と一緒に図２及び図３を参照すれば、電源システム１０内に形成された第６回路１１００を確認できる。第６回路１１００は、第２スイッチＳＷ２と第３スイッチＳＷ３は閉状態であり、第１スイッチＳＷ１、第１コンタクトＳＷＣ１及び第２コンタクトＳＷＣ２は開状態である間に形成される回路である。第６回路１１００は、第２ノードＮ２、第２電圧分配部２２０、接地２、第１保護キャパシタＣ１、第３ノードＮ３及び第３電圧分配部２３０からなる閉回路である。以下では、第６回路１１００が連続的に維持される区間を「第２スイッチング周期」と称する。
【００９７】
図示されたように、第６回路１１００が形成されれば、第１保護キャパシタＣ１が放電しながら電流Ｉ２の流れによって、第３検出抵抗Ｒ３２に逆方向の電圧が印加される。すなわち、制御部２７０によって検出される第３検出電圧Ｖ３は負の値を有するようになる。この場合、第１保護キャパシタＣ１が放電するにつれて、第３検出電圧Ｖ３は０Ｖに向かう。
【００９８】
前記第１スイッチング周期と第２スイッチング周期とは同じ長さに設定できる。これと共にまたは別に、制御部２７０は、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２を共に開状態に制御しながら、第１スイッチング周期と第２スイッチング周期とを交互に行うことができる。例えば、第１スイッチング周期→第２スイッチング周期→第１スイッチング周期→第２スイッチング周期の順に進行できる。
【００９９】
後述されるが、第５回路１０００は、第１回路６００が形成されている間に形成できる。すなわち、第１回路６００が形成されている期間と第５回路１０００が形成されている期間とは少なくても一部分が重畳可能である。また、第６回路１１００は、第２回路７００が形成されている間に形成できる。すなわち、第２回路７００が形成されている期間と第６回路１１００が形成されている期間とは少なくても一部分が重畳可能である。それにより、第１回路６００及び第２回路７００を用いてバッテリーモジュール１００の漏電如何を判定する間に、第５回路１０００及び第６回路１１００を用いて第１コンタクトＳＷＣ１及び第２コンタクトＳＷＣ２の短絡如何を判定することが可能である。
【０１００】
以下では、制御部２７０が第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２を共に開状態に制御する区間を「非活性区間」と称し、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２を共に閉状態に制御する区間を「活性区間」と称し、バッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢは一定に維持されると仮定する。これによれば、上述した第１スイッチング周期と第２スイッチング周期はいずれも非活性区間内に属する。また、前記活性区間中にはバッテリーモジュール１００と負荷４００との間の電力供給が可能であり、前記非活性区間中にはバッテリーモジュール１００と負荷４００との間の電力供給が遮断されることは当業者にとって自明である。
【０１０１】
図１２及び図１３において、Ｔ０の前とＴ２の後は活性区間に属し、Ｔ０からＴ２までは非活性区間に属する。図１２及び図１３の非活性区間において、第１スイッチング周期と第２スイッチング周期とが重畳せずにそれぞれ一回ずつ実行されると仮定する。勿論、第１スイッチング周期と第２スイッチング周期のうち少なくとも１つは、非活性区間中に２回以上実行されても良い。
【０１０２】
まず、図１２は、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２に故障による短絡が発生していない正常状態である場合、第３検出電圧Ｖ３の経時的な変化を示したパターンである。詳しくは、Ｔ０の前とＴ２の後は、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２を通じてバッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢが第３ノードＮ３と第２ノードＮ２との間に印加されるため、第３検出電圧Ｖ３は一定の正の値ＶＳに維持される。
【０１０３】
図１０に示された第５回路１０００が形成されるＴ０からＴ１までの第１スイッチング周期の間に、制御部２７０は時間別に第３検出電圧Ｖ３を複数回測定した値を含む第１パターンを記録することができる。
【０１０４】
図１１に示された第６回路１１００が形成されるＴ１からＴ２までの第２スイッチング周期の間に、制御部２７０は時間別に第３検出電圧Ｖ３を複数回測定した値を含む第２パターンを記録することができる。このとき、第２パターンは第１パターンと別に記録される。
【０１０５】
図１２に示されたように、第１パターンは正の値（すなわち、０Ｖ超過）を有しながら漸次減少するパターンであり、第２パターンは負の値（すなわち、０Ｖ未満）を有しながら漸次増加するパターンであり得る。
【０１０６】
制御部２７０は、第１スイッチング周期中に記録された第１パターンが、図１２に示されたような形状を有する場合、第１コンタクトＳＷＣ１を正常状態であると判定することができる。
【０１０７】
制御部２７０は、第２スイッチング周期中に記録されたパターンが、図１２に示されたような形状を有する場合、第２コンタクトＳＷＣ２を正常状態であると判定することができる。
【０１０８】
制御部は、第１スイッチング周期中に記録された第１パターンと第２スイッチング周期中に記録された第２パターンが共に図１２に示されたような形状を有する場合、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２共に正常状態であると判定することができる。
【０１０９】
一方、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２のうち第１コンタクトＳＷＣ１のみが故障によって短絡した場合、制御部２７０によって指定された非活性区間であるにもかかわらず、第１コンタクトＳＷＣ１を通じて第１ノードＮ１と第３ノードＮ３とが電気的に連結される。この場合、バッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢが第３電圧分配部２３０に印加されるため、第３検出電圧Ｖ３は図１２に示されたような第１パターンに追従しなくなる。
【０１１０】
また、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２のうち第２コンタクトＳＷＣ２のみが故障によって短絡した場合、制御部２７０によって指定された非活性区間であるにもかかわらず、第２コンタクトＳＷＣ２を通じて第２ノードＮ２と第４ノードＮ４とが電気的に連結される。この場合、第２電圧分配部２２０と第２保護キャパシタＣ２とが並列連結され、第３検出電圧Ｖ３は図１２に示されたような第２パターンに追従しなくなる。例えば、第３検出電圧Ｖ３が０Ｖ以上になり得る。
【０１１１】
図１３は、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２が共に故障によって短絡した場合、第３検出電圧Ｖ３の経時的な変化を示したパターンである。図１２と同様に、Ｔ０の前とＴ２の後は、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２を通じてバッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢが第３ノードＮ３と第２ノードＮ２との間に印加されるため、第３検出電圧Ｖ３は正の値ＶＳに一定に維持される。
【０１１２】
しかし、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２共に短絡した場合、制御部２７０によって指定された非活性区間であるにも第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２は共に閉状態で維持される。それによって、図１３に示されたように、第１スイッチング周期と第２スイッチング周期とが交互に実行されるＴ０からＴ２まで第３検出電圧Ｖ３が一定の値ＶＳに維持され、図１２に示された第３検出電圧Ｖ３の連続的な変化パターンと明らかに対照される。
【０１１３】
図１０及び図１２を参照すれば、第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２が短絡していなければ、第１スイッチング周期または第２スイッチング周期の実行中に、第３検出電圧Ｖ３が経時的に変化することを確認できる。したがって、第１スイッチング周期または第２スイッチング周期中には、予め測定されたバッテリーアセンブリＢａｔｔの電圧ＶＢと比較される第３検出電圧Ｖ３の値を特定し難い。したがって、第１スイッチング周期または第２スイッチング周期中には、経時的に変化する第３検出電圧Ｖ３を複数回測定した値を含むパターンを記録し、記録されたパターンに基づいて第１コンタクトＳＷＣ１と第２コンタクトＳＷＣ２それぞれの短絡如何を同時にまたは順次判定することができる。
【０１１４】
結果的に、バッテリーモジュール１００の漏電如何を判定する第１診断機能とコンタクトＳＷＣ１、ＳＷＣ２のうち少なくとも１つの短絡如何を判定する第２診断機能とを重畳しない別の期間に実行しなくても良い。すなわち、第１診断機能の実行中にも第２診断機能を実行するか、または、第２診断機能の実行中にも第１診断機能を実行することができる。
【０１１５】
勿論、場合によって、第１診断機能と第２診断機能それぞれの実行期間が重畳しないように、制御部２７０によって制御することもできる。
【０１１６】
再び、図５を参照すれば、制御部２７０は、前記第１診断機能の実行結果を通知する第１アラーム信号Ｗ１及び／または前記第２診断機能の実行結果を通知する第２アラーム信号Ｗ２を出力することができる。
【０１１７】
制御部２７０から出力された第１アラーム信号Ｗ１及び第２アラーム信号Ｗ２は、電源システム１０及び／または電気自動車１に備えられた情報案内装置（図示せず）を通じてユーザが認知可能な形態に変換できる。例えば、情報案内装置は前記アラーム信号Ｗ１、Ｗ２を視覚的及び／または聴覚的信号に変換して出力することができる。
【０１１８】
上述した本発明の実施例は、装置及び方法のみを通じて具現されるものではなく、本発明の実施例の構成に対応する機能を実行するプログラム又はそのプログラムが記録された記録媒体を通じても具現でき、上述した実施例の記載から本発明が属する技術分野の当業者であれば容易に具現することができる。
【０１１９】
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【０１２０】
また、上述した本発明は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であるため、上述した実施例及び添付された図面によって限定されるものではなく、多様な変形のため各実施例の全部または一部を選択的に組み合わせて構成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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