(57)【要約】  本発明は、電圧分配を用いたヒューズ診断装置および方法に関し、並列連結された一つ以上のヒューズの状態を診断するために、バッテリーと並列連結されるようにヒューズの一側に抵抗部と診断抵抗を連結し、電圧分配を用いて診断抵抗に印加されるバッテリーの電圧を算出することによって、ヒューズの状態を診断できる電圧分配を用いたヒューズ診断装置および方法に関する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒューズ診断装置であって、
バッテリー及び一つ以上の端子と連結されてバッテリーから発生する過電圧及び過電流を遮断するヒューズ部、
前記ヒューズ部の状態を診断するための診断抵抗、
一側が前記ヒューズ部と連結され、他側が前記診断抵抗と連結された抵抗部、並びに、
電圧分配を用いて前記抵抗部及び前記診断抵抗に印加される前記バッテリーの電圧から前記診断抵抗に印加される電圧を算出し、前記算出された電圧に基づいて前記ヒューズ部の状態を診断する制御部を備えてなることを特徴とする、電圧分配を用いたヒューズ診断装置。
【請求項２】
前記ヒューズ部は、
並列連結された一つ以上のヒューズが前記一つ以上の端子と各々連結され、
前記抵抗部は、
一つ以上の抵抗の一側が前記一つ以上のヒューズと各々連結され、前記一つ以上の抵抗の大きさは互いに異なることを特徴とする、請求項１に記載の電圧分配を用いたヒューズ診断装置。
【請求項３】
前記診断抵抗に印加される前記バッテリーの電圧をデジタル信号に変換するＡＤＣ変換部を更に備え、
前記制御部は、
前記変換されたデジタル信号に基づいて前記ヒューズ部の状態を診断することを特徴とする、請求項１に記載の電圧分配を用いたヒューズ診断装置。
【請求項４】
前記ヒューズ部の状態を診断するための基準電圧を生成する基準電圧生成部を更に備え、
前記制御部は、
前記基準電圧に基づいて前記診断抵抗に印加される電圧を算出し、前記診断抵抗に印加された電圧と前記算出された電圧を比較して前記ヒューズ部の状態を診断することを特徴とする、請求項１に記載の電圧分配を用いたヒューズ診断装置。
【請求項５】
前記抵抗部と前記診断抵抗との間に位置し、前記抵抗部と前記診断抵抗を連結及び短絡するスイッチ部を更に備え、
前記制御部は、
前記スイッチ部の開閉を制御して前記診断抵抗に前記バッテリーの電圧を印加させ、前記印加された電圧に基づいて前記ヒューズ部の状態を診断することを特徴とする、請求項１に記載の電圧分配を用いたヒューズ診断装置。
【請求項６】
前記ヒューズ部、前記抵抗部及び前記診断抵抗は一つのヒューズ診断部として構成され、前記制御部は前記ヒューズ診断部の外部に位置することを特徴とする、請求項１に記載の電圧分配を用いたヒューズ診断装置。
【請求項７】
前記一つ以上の端子と連結されて前記バッテリーの充電及び放電を行う充放電部、
前記バッテリーの充電電位に基づいて前記充放電部を制御する一次保護部、並びに、
前記バッテリーの充電状態に基づいて前記ヒューズ部を動作させる二次保護部を更に備えてなり、
前記バッテリーを除いた部品は、印刷回路基板に製作された後、前記バッテリーと結合され、前記印刷回路基板に製作される時、前記ヒューズ部と前記二次保護部は、他の部品と空間的に独立するように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の電圧分配を用いたヒューズ診断装置。
【請求項８】
ヒューズ部がバッテリー及び一つ以上の端子と連結されてバッテリーから発生する過電圧及び過電流を遮断するステップ、
診断抵抗を介して前記ヒューズ部の状態を診断するステップ、
抵抗部を介して、一側が前記ヒューズ部と連結され、他側が前記診断抵抗と連結されるステップ、並びに、
制御部が、電圧分配を用いて前記抵抗部及び前記診断抵抗に印加される前記バッテリーの電圧から前記診断抵抗に印加される電圧を算出し、前記算出された電圧に基づいて前記ヒューズ部の状態を診断するステップを含んでなることを特徴とする、電圧分配を用いたヒューズ診断方法。
【請求項９】
前記遮断するステップは、
並列連結された一つ以上のヒューズが前記一つ以上の端子と各々連結されるステップ、及び
大きさが互いに異なる一つ以上の抵抗の一側が前記一つ以上のヒューズと各々連結されるステップを含んでなることを特徴とする、請求項８に記載の電圧分配を用いたヒューズ診断方法。
【請求項１０】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断方法は、
ＡＤＣ変換部が前記診断抵抗に印加される前記バッテリーの電圧をデジタル信号に変換するステップを更に含み、
前記診断するステップは、
前記変換されたデジタル信号に基づいて前記ヒューズ部の状態を診断するステップを含んでなることを特徴とする、請求項８に記載の電圧分配を用いたヒューズ診断方法。
【請求項１１】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断方法は、
前記ヒューズ部の状態を診断するための基準電圧を生成するステップを更に含み、
前記診断するステップは、
前記基準電圧に基づいて前記診断抵抗に印加される電圧を算出し、前記診断抵抗に印加された電圧と前記算出された電圧を比較して前記ヒューズ部の状態を診断するステップを更に含んでなることを特徴とする、請求項８に記載の電圧分配を用いたヒューズ診断方法。
【請求項１２】
スイッチ部が、前記抵抗部と前記診断抵抗との間に位置し、前記抵抗部と前記診断抵抗を連結及び短絡するステップを更に含み、
前記診断するステップは、
前記スイッチ部の開閉を制御して前記診断抵抗に前記バッテリーの電圧を印加させ、前記印加された電圧に基づいて前記ヒューズ部の状態を診断するステップを更に含むことを特徴とする、請求項８に記載の電圧分配を用いたヒューズ診断方法。
【請求項１３】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断方法は、
前記ヒューズ部、前記抵抗部及び前記診断抵抗を一つのヒューズ診断部として構成するステップ、並びに、
前記制御部を前記ヒューズ診断部の外部に位置させるステップを更に含んでなることを特徴とする、請求項８に記載の電圧分配を用いたヒューズ診断方法。
【請求項１４】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断方法は、
充放電部が前記一つ以上の端子と連結されて前記バッテリーの充電及び放電を行うステップ、
一次保護部が前記バッテリーの充電電位に基づいて前記充放電部を制御するステップ、
二次保護部が前記バッテリーの充電状態に基づいて前記ヒューズ部を動作させるステップ、並びに、
前記バッテリーを除いた部品は、印刷回路基板に製作された後、前記バッテリーと結合され、前記印刷回路基板に製作される時、前記ヒューズ部と前記二次保護部は、他の部品と空間的に独立するように形成するステップを更に含んでなることを特徴とする、請求項８に記載の電圧分配を用いたヒューズ診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願〕
本出願は２０１６年１０月０５日付の韓国特許出願第１０−２０１６−０１２８４８８号に基づいた優先権の利益を主張し、該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として包摂される。
【０００２】
本発明は、電圧分配を用いたヒューズ診断装置および方法に関し、並列連結された一つ以上のヒューズの状態を診断するために、バッテリーと並列連結されるようにヒューズの一側に抵抗部と診断抵抗を連結し、電圧分配を用いて診断抵抗に印加されるバッテリーの電圧を算出することによって、ヒューズの状態を診断できる電圧分配を用いたヒューズ診断装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
製品群に応じた適用容易性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源により駆動する電気車両（ＥＶ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ハイブリッド車両（ＨＶ、Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）または家庭用または産業用として用いられる中大型バッテリーを用いるエネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）や無停電電源装置（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ；ＵＰＳ）システムなどに普遍的に応用されている。
【０００４】
このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に応じた副産物が全く発生しないという点で環境への優しさおよびエネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。
【０００５】
二次電池は携帯端末などのバッテリーに実現される場合は必ずしもそうであるべきではないが、上記のように電気車両またはエネルギー貯蔵源などに適用されるバッテリーは通常的に単位二次電池セル（ｃｅｌｌ）が複数集合した形態で用いられて高容量環境に適合性を高めることになる。
【０００６】
このように複数集合した形態で用いられる場合、過電流が流れるなどの動作異常が発生した場合、過熱によって単位セルが膨らんで破損するなどの問題が発生しうる。したがって、ヒューズのような保護素子を用いることによって、過電流から単位セルの破損を防止し、過電流から負荷を分離して負荷を保護しなければならない。
【０００７】
従来、バッテリーセルから発生する過電流および外部のショートから負荷を保護するために、ヒューズを含む安全装置が設計されている。しかし、ヒューズが正常動作しない場合、過電流および外部のショートから負荷を安全に保護することができないため、ヒューズの状態を診断するための別途のシステムを構築するか、またはバッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＭＳ）にヒューズを診断する構成が必要であった。ところが、別途のシステムおよび追加の構成を備えることによってバッテリーパックおよびバッテリー管理システムの体積および費用が増加するという短所がある。このような体積および費用の増加は、二次電池の高効率化および高エネルギー密度化に悪影響を及ぼすため、ヒューズ診断装置の体積を減少させ、費用を節減させる必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、並列連結された一つ以上の端子と各々連結された一つ以上のヒューズの状態を診断するために、バッテリーと並列連結されるように一つ以上のヒューズの一側に一つ以上の抵抗をおよび診断抵抗を連結し、電圧分配を用いて診断抵抗に印加されるバッテリー電圧を算出することによって、ヒューズの状態を診断できる電圧分配を用いたヒューズ診断装置および方法を提供することにある。
【０００９】
また、外部に位置する一つのＡＤＣコンバータを用いて電圧分配された電圧の入力を受け、それに基づいて一つ以上のヒューズの状態を診断することによって、体積および費用を減少できる電圧分配を用いたヒューズ診断装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置は、バッテリーおよび一つ以上の端子と連結されてバッテリーから発生する過電圧および過電流を遮断するヒューズ部、前記ヒューズ部の状態を診断するための診断抵抗、一側が前記ヒューズ部と連結され、他側が前記診断抵抗と連結された抵抗部、および電圧分配を用いて前記抵抗部および前記診断抵抗に印加される前記バッテリーの電圧から前記診断抵抗に印加される電圧を算出し、前記算出された電圧に基づいて前記ヒューズ部の状態を診断する制御部を含む。
【００１１】
前記ヒューズ部は並列連結された一つ以上のヒューズが前記一つ以上の端子と各々連結されてもよく、前記抵抗部は一つ以上の抵抗の一側が前記一つ以上のヒューズと各々連結されてもよく、前記一つ以上の抵抗の大きさは互いに異なってもよい。
【００１２】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断装置は、前記診断抵抗に印加される前記バッテリーの電圧をデジタル信号に変換するＡＤＣ変換部をさらに含んでもよく、前記制御部は、前記変換されたデジタル信号に基づいて前記ヒューズ部の状態を診断してもよい。
【００１３】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断装置は、前記バッテリーの状態を診断するための基準電圧を生成する基準電圧生成部をさらに含んでもよく、前記制御部は、前記基準電圧に基づいて前記診断抵抗に印加される電圧を算出し、前記診断抵抗に印加された電圧と前記算出された電圧を比較して前記ヒューズ部の状態を診断してもよい。
【００１４】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断装置は、前記抵抗部と前記診断抵抗との間に位置し、前記抵抗部と前記診断抵抗を連結および短絡するスイッチ部をさらに含んでもよく、前記制御部は、前記スイッチ部の開閉を制御して前記診断抵抗に前記バッテリーの電圧を印加させ、前記印加された電圧に基づいて前記ヒューズ部の状態を診断してもよい。
【００１５】
前記ヒューズ部、前記抵抗部および前記診断抵抗は一つのヒューズ診断部として構成され、前記制御部は前記ヒューズ診断部の外部に位置してもよい。
【００１６】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断装置は、前記一つ以上の端子と連結されて前記バッテリーの充電および放電を行う充放電部、前記バッテリーの充電電位に基づいて前記充放電部を制御する一次保護部、および前記バッテリーの充電状態に基づいて前記ヒューズ部を動作させる二次保護部をさらに含んでもよく、前記バッテリーを除いた部品は、印刷回路基板に製作された後、前記バッテリーと結合され、前記印刷回路基板に製作される時、前記ヒューズ部と前記二次保護部は、他の部品と空間的に独立するように形成されてもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断方法は、ヒューズ部がバッテリーおよび一つ以上の端子と連結されてバッテリーから発生する過電圧および過電流を遮断するステップ、診断抵抗を介して前記ヒューズ部の状態を診断するステップ、抵抗部を介して、一側が前記ヒューズ部と連結され、他側が前記診断抵抗と連結されるステップ、および制御部が、電圧分配を用いて前記抵抗部および前記診断抵抗に印加される前記バッテリーの電圧から前記診断抵抗に印加される電圧を算出し、前記算出された電圧に基づいて前記ヒューズ部の状態を診断するステップを含む。
【００１８】
前記遮断するステップは、並列連結された一つ以上のヒューズが前記一つ以上の端子と各々連結されるステップ、および大きさが互いに異なる一つ以上の抵抗の一側が前記一つ以上のヒューズと各々連結されるステップを含んでもよい。
【００１９】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断方法は、ＡＤＣ変換部が前記診断抵抗に印加される前記バッテリーの電圧をデジタル信号に変換するステップをさらに含んでもよく、前記診断するステップは、前記変換されたデジタル信号に基づいて前記ヒューズ部の状態を診断するステップを含んでもよい。
【００２０】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断方法は、前記バッテリーの状態を診断するための基準電圧を生成するステップをさらに含んでもよく、前記診断するステップは、前記基準電圧に基づいて前記診断抵抗に印加される電圧を算出し、前記診断抵抗に印加された電圧と前記算出された電圧を比較して前記ヒューズ部の状態を診断するステップをさらに含んでもよい。
【００２１】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断方法は、スイッチ部が、前記抵抗部と前記診断抵抗との間に位置し、前記抵抗部と前記診断抵抗を連結および短絡するステップをさらに含んでもよく、前記診断するステップは、前記スイッチ部の開閉を制御して前記診断抵抗に前記バッテリーの電圧を印加させ、前記印加された電圧に基づいて前記ヒューズ部の状態を診断するステップをさらに含んでもよい。
【００２２】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断方法は、前記ヒューズ部、前記抵抗部および前記診断抵抗を一つのヒューズ診断部として構成するステップ、および前記制御部を前記ヒューズ診断部の外部に位置させるステップをさらに含んでもよい。
【００２３】
前記電圧分配を用いたヒューズ診断方法は、充放電部が前記一つ以上の端子と連結されて前記バッテリーの充電および放電を行うステップ、一次保護部が前記バッテリーの充電電位に基づいて前記充放電部を制御するステップ、二次保護部が前記バッテリーの充電状態に基づいて前記ヒューズ部を動作させるステップ、および前記バッテリーを除いた部品は、印刷回路基板に製作された後、前記バッテリーと結合され、前記印刷回路基板に製作される時、前記ヒューズ部と前記二次保護部は、他の部品と空間的に独立するように形成するステップをさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の一側面によれば、並列連結された一つ以上の端子と各々連結された一つ以上のヒューズの状態を診断するために、バッテリーと並列連結されるように一つ以上のヒューズの一側に一つ以上の抵抗をおよび診断抵抗を連結し、電圧分配を用いて診断抵抗に印加されるバッテリー電圧を算出することによって、ヒューズの状態を診断できる電圧分配を用いたヒューズ診断装置および方法を提供することができる。
【００２５】
また、外部に位置する一つのＡＤＣコンバータを用いて電圧分配された電圧の入力を受け、それに基づいて一つ以上のヒューズの状態を診断することによって、体積および費用を減少できる電圧分配を用いたヒューズ診断装置および方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置が適用される電気自動車を概略的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置を概略的に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置を概略的に示す図である。
【図４】本発明の他の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置１００を概略的に示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明を添付図面を参照して詳細に説明すれば以下のとおりである。ここで、繰り返される説明、本発明の要旨を不要に濁す恐れのある公知機能及び構成に関する詳細な説明は省略する。本発明の実施形態は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。よって、図面での要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００２８】
明細書の全体にかけて、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。
【００２９】
また、明細書に記載された「．．．部」という用語は一つ以上の機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアやソフトウェアまたはハードウェア及びソフトウェアの結合で実現されることができる。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置が適用される電気自動車を概略的に示す図である。
【００３１】
図１に本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置が電気自動車１に適用された例が示されているが、本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置は電気自動車の他にも家庭用または産業用エネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）や無停電電源装置（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ；ＵＰＳ）システムなどの二次電池が適用できる分野であれば、いかなる技術分野に適用されてもよい。
【００３２】
電気自動車１は、バッテリー１０、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）２０、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０、インバータ４０およびモータ５０を含んで構成されることができる。
【００３３】
バッテリー１０は、モータ５０に駆動力を提供して電気自動車１を駆動させる電気エネルギー源である。バッテリー１０は、モータ５０および／または内燃機関（図示せず）の駆動に応じてインバータ４０によって充電または放電される。
【００３４】
ここで、バッテリー１０の種類は特に限定されず、例えば、バッテリー１０は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で構成されることができる。
【００３５】
また、バッテリー１０は、複数の電池セルが直列および／または並列に連結された電池パックで形成される。そして、バッテリー１０は一つ以上の電池パックを含むことができる。
【００３６】
ＢＭＳ２０は、バッテリー１０の状態を推定し、推定した状態情報を用いてバッテリー１０を管理する。例えば、ＢＭＳ２０は、バッテリー１０の残存容量（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ；ＳＯＣ）、残存寿命（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ；ＳＯＨ）、最大入出力電力許容量、出力電圧などのバッテリー１０の状態情報を推定し管理する。そして、ＢＭＳ２０は、このような状態情報を用いてバッテリー１０の充電または放電を制御し、さらにはバッテリー１０の交替時期の推定も可能である。
【００３７】
ＢＭＳ２０は、後述する本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置１００を含むか、または電圧分配を用いたヒューズ診断装置１００に連結されて動作することができる。ＢＭＳ２０は、バッテリー１０と並列連結されるようにヒューズ部１１０と抵抗部１３０および診断抵抗１４０を連結し、診断抵抗１４０に印加された電圧と基準電圧を比較することによってヒューズ部１１０を診断することができる。
【００３８】
ＥＣＵ３０は、電気自動車１の状態を制御する電子的制御装置である。例えば、ＥＣＵ３０は、アクセラレータ（ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）、ブレーキ（ｂｒａｋｅ）、速度などの情報に基づいてトルク程度を決定し、モータ５０の出力がトルク情報に合うように制御する。
【００３９】
また、ＥＣＵ３０は、ＢＭＳ２０によってバッテリー１０が充電または放電されるようにインバータ４０に制御信号を送る。
【００４０】
インバータ４０は、ＥＣＵ３０の制御信号に基づいてバッテリー１０が充電または放電されるようにする。
【００４１】
モータ５０は、バッテリー１０の電気エネルギーを用いてＥＣＵ３０から伝達される制御情報（例えば、トルク情報）に基づいて電気自動車１を駆動する。
【００４２】
以下では、図２および図３を参照して本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置について説明する。
【００４３】
図２および図３は、本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置を概略的に示す図である。
【００４４】
図２および図３を参照すれば、本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置１００は、ヒューズ部１１０、基準電圧生成部１２０、抵抗部１３０、診断抵抗１４０、スイッチ部１５０、ＡＤＣ変換部１６０および制御部１７０を含むことができる。
【００４５】
図２および図３に示された電圧分配を用いたヒューズ診断装置１００は一実施形態によるものであり、その構成要素が図２および図３に示された実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて付加、変更または削除されてもよい。
【００４６】
ヒューズ部１１０は、バッテリー１０および一つ以上の端子と連結されてバッテリーから発生する過電圧および過電流を遮断することができる。このために、ヒューズ部１１０は一つ以上のヒューズを含むことができる。一つ以上のヒューズは並列連結されて一つ以上の端子と各々連結されることができる。例えば、一つのバッテリー１０に２個の端子が構成される場合、バッテリー１０と各々の端子との間にヒューズを位置させることによって、２個の端子と２個のヒューズを連結させることができる。バッテリー１０から過電圧および過電流が発生する場合、各々の２個の端子と各々連結されたヒューズが個別的に動作することによって、過電圧および過電流から負荷を保護することができる。
【００４７】
基準電圧生成部１２０は、バッテリー１０の状態を診断するための基準電圧を生成することができる。ここで、基準電圧は、バッテリー１０が正常作動する時点で測定された電圧値であってもよく、後述する制御部１７０を介してバッテリー１０の状態を診断またはヒューズ部１１０の状態を診断する基準値であってもよい。一例として、基準電圧は４００Ｖであってもよく、バッテリー１０で測定された電圧が基準直流電圧４００Ｖ以上である場合、後述する制御部１７０を介してバッテリー１０の状態を異常状態に診断することができる。また、基準電圧４００Ｖを通じて後述する診断抵抗１４０に印加される基準電圧を算出することができ、診断抵抗１４０に印加される基準電圧と診断抵抗１４０に印加された抵抗を比較することによってヒューズ部１１０の状態を診断することができる。
【００４８】
基準電圧生成部１２０は、一つ以上の抵抗を含むことができ、電圧分配法則を用いて基準電圧を生成することができる。一例として、後述する制御部１７０がマイクロコントローラユニット（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ；ＭＣＵ）である場合、ＭＣＵは４Ｖ〜５Ｖ大きさの電圧値を支援することができる。しかし、バッテリー１０は４００Ｖ〜５００Ｖ大きさとして比較的に高電圧であるため、バッテリー１０から出力される電源の印加を直ちに受けて使用するのに困難がある。したがって、電圧分配法則を用いてバッテリー１０から印加される電圧を下げることによって、ＭＣＵが支援する程度の電圧大きさに調節することができる。例えば、基準電圧生成部１２０は、１ＭΩ大きさの抵抗と１０ｋΩとを含むことができる。バッテリー１０の電圧が４００Ｖである場合、４００Ｖの電圧は１ＭΩおよび１０ｋΩに印加され、電圧分配法則によって（４００Ｖ＊１０ｋΩ）／１０１０ｋΩになることにより、３．９６Ｖの基準電圧が生成されるようになる。
【００４９】
さらに、基準電圧生成部１２０は一つ以上の抵抗の間に一つ以上のスイッチを含ませることができ、それにより、基準電圧を生成しようとする場合にのみスイッチを動作させることによって、不要な電力損失および漏れ電流が発生するのを防止することができる。
【００５０】
抵抗部１３０は、一側がヒューズ部１１０と連結され、他側が後述する診断抵抗１４０に連結されることができる。抵抗部１３０は、一つ以上のヒューズに各々連結されるために一つ以上の抵抗を含むことができる。また、一つ以上の抵抗は、並列連結された一つ以上のヒューズに各々連結するために並列連結されることができる。
【００５１】
抵抗部１３０に含まれた一つ以上の抵抗は大きさが互いに異なり、それにより、一つ以上のヒューズの状態に異常が発生した場合、後述する制御部１７０により、どのヒューズに異常が発生したかを確認することができる。
【００５２】
診断抵抗１４０は、ヒューズ部１１０の状態を診断するために抵抗部１３０に連結されることができる。ここで、抵抗部１３０と診断抵抗１４０は電圧分配のために用いられる抵抗であり、抵抗部１３０に含まれた一つ以上の抵抗の大きさが診断抵抗１４０より大きい値であってもよい。一例として、抵抗部１３０に含まれた抵抗の大きさは２ＭΩおよび３ＭΩであってもよく、診断抵抗１４０の大きさは１０ｋΩであってもよい。
【００５３】
スイッチ部１５０は、抵抗部１３０と診断抵抗１４０との間に位置し、抵抗部１３０と診断抵抗１４０を連結および短絡することができる。スイッチ部１５０は、一つ以上のスイッチング素子を含むことができる。スイッチ部１５０は、後述する制御部１７０による制御を受けてオン／オフ動作をすることによって、抵抗部１３０および診断抵抗１４０を連結および短絡することができる。それにより、ヒューズ部１１０の状態を診断しようとする場合にのみスイッチ部１５０の動作を制御して抵抗部１３０と診断抵抗１４０を連結することによって、不要な電力損失および漏れ電流が発生するのを防止することができる。
【００５４】
ＡＤＣ変換部１６０は、診断抵抗１４０に印加されるバッテリー１０の電圧をデジタル信号に変換することができる。ＡＤＣ変換部１６０は、基準電圧生成部１２０で生成された基準電圧および診断抵抗１４０で測定されたバッテリー１０の電圧をアナログとして入力を受け、それをデジタル信号化して後述する制御部１７０に出力することによって、後述する制御部１７０がデジタル信号に基づいてヒューズ部１１０の状態を診断するようにすることができる。
【００５５】
制御部１７０は、電圧分配を用いて抵抗部１３０および診断抵抗１４０に印加されるバッテリー１０の電圧から診断抵抗１４０に印加される電圧を算出することができる。また、算出された電圧に基づいてヒューズの状態を診断することができる。
【００５６】
また、制御部１７０は、基準電圧生成部１２０で生成された基準電圧に基づいて診断抵抗１４０に印加される電圧を算出することができる。また、診断抵抗１４０に印加された電圧と算出された基準電圧を比較してヒューズ部１１０の状態を診断することができる。
【００５７】
表１および図３を参照して例を挙げて説明すれば、バッテリー１０の基準電圧が４００Ｖである場合、第１ヒューズ１１０−１および第２ヒューズ１１０−２が並列連結された状態で第１抵抗１３０−１および第２抵抗１３０−２が各々連結されることができる。第１抵抗１３０−１および第２抵抗１３０−２の大きさは各々２ＭΩおよび３ＭΩであってもよく、実際の大きさは１．９９６ＭΩおよび２．９９４ＭΩであってもよい。また、診断抵抗１４０の大きさは１０ｋΩであってもよい。制御部１７０は、基準電圧生成部１２０から提供された基準電圧に基づいてバッテリー１０の電圧が１００Ｖ〜５００Ｖである場合ごとに診断抵抗１４０に印加される電圧を算出することができる。表１のように、バッテリー１０の電圧が４００Ｖであり、第１ヒューズ１１０−１および第２ヒューズ１１０−２に異常がない場合、診断抵抗１４０で測定される電圧値は３．３１２Ｖになることができる。しかし、仮に第２ヒューズ１１０−２に異常が発生して第２ヒューズ１１０−２がオフ状態になると、第２ヒューズ１１０−２と連結された第２抵抗１３０−２もオフ状態になって、バッテリー１０の電圧が第１ヒューズ１１０−１と第１抵抗１３０−１にのみ印加されるようになり、診断抵抗１４０に印加される電圧値は１．９８７Ｖになることができる。また、第１ヒューズ１１０−１がオフ状態になると、第１ヒューズ１１０−１と連結された第１抵抗１３０−１もオフ状態になって、バッテリー１０の電圧が第２ヒューズ１１０−２と第２抵抗１３０−２にのみ印加されるようになり、診断抵抗１４０に印加される電圧値は１．３３２Ｖになることができる。したがって、制御部１７０は、診断抵抗１４０に印加された電圧が３．３１２Ｖである場合、ヒューズ部１１０が正常状態であると診断し、１．９８７Ｖである場合、第２ヒューズ１１０−２の状態に異常があると診断することができる。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置１００はヒューズ部１１０、抵抗部１３０および診断抵抗１４０を一つのヒューズ診断部１８０として構成することができ、制御部１７０はヒューズ診断部１８０の外部に位置することができる。一例として、直列に連結された複数のヒューズに対してヒューズの状態を診断しようとする場合、複数のヒューズに抵抗部１３０および診断抵抗１４０を各々連結し、診断抵抗１４０に印加される複数の電圧を外部に位置したＡＤＣ変換部１６０および制御部１７０に提供することによって、外部に位置した一つのＡＤＣ変換部１６０および制御部１７０により複数のヒューズの状態を診断することができる。
【００６０】
他の一実施形態において、ヒューズ部１１０は、診断しようとする他の構成要素に代替して使用することができる。一例として、リレーの状態を診断しようとする場合、前記のような方法でリレーに抵抗部１３０および診断抵抗１４０を連結し、診断抵抗１４０に印加される電圧の大きさを測定することによって、リレーの状態を診断することができる。また、バッテリーと負荷を連結および短絡する端子の状態を測定しようとする場合にも使用することができる。それにより、バッテリー１０パックまたはＢＭＳの内部に位置する複数の構成要素の状態を一つの外部のＡＤＣ変換部１６０および制御部１７０により測定することができる。
【００６１】
このようにヒューズ部１１０、リレーおよび端子のようにバッテリー１０パックまたはＢＭＳの内部に位置する複数の構成要素の状態を一つの外部のＡＤＣ変換部１６０および制御部１７０により測定し、診断のための追加の構成要素を使用しないことによって、または別途のシステムを構築しないことによって、バッテリー１０パックおよびＢＭＳの体積および費用を節減させることができる。
【００６２】
図４は、本発明の他の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置１００を概略的に示す図である。
【００６３】
図４を参照すれば、本発明の他の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断装置１００は、充放電部１９０、一次保護部２００および二次保護部２１０を含むことができる。
【００６４】
充放電部１９０は、一つ以上の端子と連結されてバッテリー１０の充電および放電を行うことができる。
【００６５】
一次保護部２００は、バッテリー１０の充電電位に基づいて充放電部１９０を制御することができる。一例として、一次保護部２００は、バッテリー１０の充電電位が基準電位以上である場合、充放電部の動作をオフ制御することによって、バッテリー１０の充電電位が高くなるのを防止することができる。
【００６６】
二次保護部２１０は、バッテリー１０の充電状態に基づいてヒューズ部１１０を制御することができる。一例として、二次保護部２１０は、バッテリー１０の充電状態が過充電状態である場合、ヒューズ部１１０を正常動作するように制御することによって、過充電されたバッテリー１０が放電して充電電位が低くなるようにすることができる。
【００６７】
ここで、二次保護部２１０およびヒューズ部１１０は、他の部品と空間的に独立するように形成されることができる。
【００６８】
一般にバッテリー１０を除いた部品は、印刷回路基板に製作された後にバッテリー１０と結合されることができる。この時、バッテリー１０から過電流および過電圧が発生する場合または温度が高くなる場合にヒューズ部１１０に影響を与える。このような影響によりヒューズ部１１０に含まれた一つ以上のヒューズは正常動作しないことがあり、異常状態のバッテリー１０から負荷を安全に保護することができない。したがって、ヒューズ部１１０およびそれを制御する二次保護部２１０を他の部品と空間的に分離して独立させることによって、異常状態のバッテリー１０から影響を受けないようにすることができる。また、それに基づいて異常状態のバッテリー１０から安全に負荷を保護することができる。
【００６９】
以下では、図５を参照して本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断方法（Ｓ１００）について説明する。
【００７０】
図５は、本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断方法を説明するためのフローチャートである。
【００７１】
図５を参照すれば、本発明の一実施形態による電圧分配を用いたヒューズ診断方法（Ｓ１１０）が開始されれば、バッテリーの電圧が診断しようとするヒューズと連結された抵抗部および診断抵抗に印加される（Ｓ１０１）。ステップ（Ｓ１０１）で印加されたバッテリーの電圧および電圧分配法則に基づいて診断抵抗に印加された電圧を算出する（Ｓ１０２）。この時、基準電圧生成部は、バッテリーの基準電圧を測定し、それに基づいて診断抵抗に印加される電圧を算出して診断抵抗に印加される基準電圧を設定する（Ｓ１０３およびＳ１０４）。ステップ（Ｓ１０２）で算出された診断抵抗に印加された電圧とステップ（Ｓ１０４）で算出された基準電圧をＡＤＣ変換部を介してデジタル信号に変換する（Ｓ１０４）。ステップ（Ｓ１０４）で変換されたデジタル信号は制御部に提供され、制御部において診断抵抗に印加された電圧と基準電圧を比較する（Ｓ１０５）。ステップ（Ｓ１０５）で診断抵抗に印加された電圧と算出された基準電圧が同一である場合または許容誤差範囲内に含まれた場合は、ヒューズの状態を正常状態に診断し、正常動作を行う（Ｓ１０６）。その反面、診断抵抗に印加された電圧と算出された基準電圧が同一でない場合または許容誤差範囲内に含まれない場合は、ヒューズの状態を異常状態に診断し、異常を診断する（Ｓ１０７）。一つ以上のヒューズを診断する場合、大きさが互いに異なる抵抗を用いることによって、ステップ（Ｓ１０７）でどのヒューズに異常が発生したかを知ることができ、それにより、異常が発生したヒューズを制御する（Ｓ１０８）。他の一実施形態において、異常が発生したヒューズに対して外部に結果を出力して、ユーザが知るようにすることができる。
【００７２】
前述した電圧分配を用いたヒューズ診断方法は、図面に提示されたフローチャートを参照にして説明された。簡単に説明するために、前記方法は一連のブロックで図示し説明されたが、本発明は前記ブロックの順に限定されず、幾つかのブロックは他のブロックと本明細書で図示し記述されたものとは異なる順にまたは同時に起こってもよく、同一または類似した結果を達成する様々な他の分枝、流れ経路およびブロックの順が実現されてもよい。また、本明細書に記述された方法を実現するために示された全てのブロックが要求されなくてもよい。
【００７３】
以上、本発明の特定の実施形態を図示し説明したが、本発明の技術思想は添付された図面と前記説明の内容に限定されず、本発明の思想を逸脱しない範囲内で様々な形態の変形が可能であるのは本分野の通常の知識を有する者にとって明らかなことであり、このような形態の変形は本発明の精神に違背しない範囲内で本発明の特許請求の範囲に属するとみなすことができる。
【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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【国際調査報告】
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