(57)【要約】  本発明は、バッテリー保護システムに関し、互いに異なる二つの状態取得部を介してバッテリーの状態情報を各々取得し、二つの状態取得部を介して取得された二つの状態情報と基準状態情報に基づいてバッテリーの異常有無を診断することによって、より確実にバッテリーの状態診断をし、異常状態のバッテリーから安定的に負荷を保護することができるバッテリー保護システムに関する。
2019512998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリー保護システムであって、
バッテリーと連結されて回路上の導通状態を制御するスイッチ部、
前記バッテリーの状態情報を各々取得する第１状態取得部及び第２状態取得部、並びに、
前記第１状態取得部が取得した状態情報及び第２状態取得部が取得した状態情報のうち一つ以上を取り集め、前記取り集められた状態情報と既に設定された基準状態情報を通じて前記スイッチ部の開閉状態を制御するスイッチ制御信号を前記スイッチ部に出力する制御部を備えてなり、
前記第２状態取得部は、前記取得された状態情報と前記基準状態情報を通じて前記バッテリーの状態を診断し、前記診断されたバッテリーの状態に異常があると判断される場合に前記制御部に診断結果信号を出力することを特徴とする、バッテリー保護システム。
【請求項２】
前記スイッチ部と連結されて前記スイッチ部の開閉状態を遷移させるスイッチ駆動部を更に備えてなることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー保護システム。
【請求項３】
前記第２状態取得部は、前記診断結果信号を前記スイッチ駆動部にさらに出力し、
前記スイッチ駆動部は、前記制御部から出力されたスイッチ制御信号及び前記第２状態取得部から出力された前記診断結果信号のうち一つ以上を受信する場合に前記スイッチ部の開閉状態を遷移させることを特徴とする、請求項２に記載のバッテリー保護システム。
【請求項４】
前記第２状態取得部は、前記第１状態取得部及び前記制御部の節電モード（Ｓｌｅｅｐ  Ｍｏｄｅ）の変更有無に関係なく前記バッテリーの状態を常時に取得することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー保護システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記節電モード状態で前記第２状態取得部から前記診断結果信号を受信する場合に前記節電モードを解除することを特徴とする、請求項４に記載のバッテリー保護システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記第２状態取得部の誤作動を診断するための診断要請信号を出力し、前記第２状態取得部は、前記診断要請信号の応答として前記バッテリーの取得された状態情報を前記制御部に出力し、
前記制御部は、前記出力された状態情報に基づいて、前記第２状態取得部の誤作動有無を自己診断することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー保護システム。
【請求項７】
前記バッテリーから前記回路上に印加される過電流を遮断するヒューズ、
前記スイッチ部と隣接して位置し、前記スイッチ部の温度に応じて遮断される温度ヒューズ部、及び
前記ヒューズを制御するヒューズ制御部を更に備えてなり、
前記ヒューズ制御部は、前記温度ヒューズ部が遮断されることによって出力される信号に基づいて前記ヒューズを遮断させることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー保護システム。
【請求項８】
第１状態取得部がバッテリーの状態情報を取得するステップ、
第２状態取得部がバッテリーの状態情報を取得するステップ、
前記第１及び２状態取得部から取得された前記状態情報を制御部に提供するステップ、
前記制御部が、前記第１及び２状態取得部が取得した状態情報のうち一つ以上を取り集めるステップ、並びに
前記制御部が、前記取り集められた状態情報と既に設定された基準状態情報を通じてスイッチ部の開閉状態を制御するスイッチ制御信号を出力するステップを含んでなり、
前記取得された前記状態情報を制御部に提供するステップは、
前記第２状態取得部が前記取得された状態情報と前記基準状態情報を通じて前記バッテリーの状態を診断するステップ、並びに
前記第２状態取得部から前記診断されたバッテリーの状態に異常があると判断される場合に前記制御部に診断結果信号を出力するステップを含んでなることを特徴とする、バッテリー保護方法。
【請求項９】
スイッチ駆動部が前記スイッチ部の開閉状態を遷移させるステップを更に含んでなり、
前記開閉状態を遷移させるステップは、
前記第２状態取得部から前記診断結果信号を受信するステップ、
前記制御部から前記スイッチ制御信号を受信するステップ、並びに
前記制御部から出力されたスイッチ制御信号及び前記第２状態取得部から出力された前記診断結果信号のうち一つ以上を受信する場合に前記スイッチ部の開閉状態を遷移させるステップを含むことを特徴とする、請求項８に記載のバッテリー保護方法。
【請求項１０】
前記制御部が節電モード状態で前記第２状態取得部から前記診断結果信号を受信する場合に前記節電モードを解除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に記載のバッテリー保護方法。
【請求項１１】
前記制御部が前記第２状態取得部の誤作動を診断するための診断要請信号を出力するステップ、
前記第２状態取得部が前記診断要請信号の応答として前記バッテリーの取得された状態情報を前記制御部に出力するステップ、並びに
前記制御部が前記出力された状態情報に基づいて前記第２状態取得部の誤作動有無を自己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に記載のバッテリー保護方法。
【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日付けの韓国特許出願第１０−２０１６−０１２８４９２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含まれる。
【０００２】
本発明は、バッテリー保護システムに関し、互いに異なる二つの状態取得部を介してバッテリーの状態情報を各々取得し、二つの状態取得部を介して取得された二つの状態情報と基準状態情報に基づいてバッテリーの異常有無を診断することによって、より確実にバッテリーの状態診断をし、異常状態のバッテリーから安定的に負荷を保護することができるバッテリー保護システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
自動車に対する需要が高くなるにつれて自動車産業が発展しており、自動車普及率が世帯当たりに１台を越えている。このような自動車産業の発展により、自動車は単に移動するための手段だけでなく、電装化されて顧客に便宜装置などの様々な機能を提供しており、自動車の生産原価における電子部品は「１０年４０％から２０年５０％」に次第に多くの比重を占めると展望されている。しかし、最近、自動車の急激な電装化によって電子的エラーに応じた自動車の事故危険性が高くなっており、実際に電装部品のソフトウェア問題により電装部品が誤作動を引き起こして発生した事故が急増している。このような問題を解決するために、車両を構成する電気電子システムの機能安全性を確保し、車両の構成要素の機能問題により事故が発生するのを防止するための努力がなされている。
【０００４】
新たに登場したグローバル技術標準ＩＳＯ  ２６２６２は、２０１１年１１月１５日にドイツ自動車工業協会（ＶＤＡ）が主導し、国際標準化機構（ＩＳＯ）が新たに制定した機能安全国際標準である。ＩＳＯ  ２６２６２は、車両用の電装部品システムに適用されることによって、より安全な電装部品システムを提供し、車両に対する信頼度を高めることができる。より具体的に、主な内容は、重量３５００ｋｇ以下の乗用車（商用車は除く）に設けられる電装部品システムのうち安全と関わりのある部品は必ずこの標準に従って製作しなければならないが、電装部品であっても安全と関わりがなければ標準に該当しない。特に、ＡＳＩＬ（Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｓａｆｅｔｙ  Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  Ｌｅｖｅｌ）は、ＩＳＯ  ２６２６２のアイテムやエレメントに必要な要求事項を明示する四つのレベルのうち一つであり、過度な残存危険を防止するために適用される安全手段である。ＡＳＩＬは、厳格さの程度が最も高いレベルの場合にＤで表わし、最も低いレベルの場合にＡで表わし、開発プロセスが始まる時に決定される。このようなＡＳＩＬレベルを満たせない製品は、使用できないかまたは安全性が落ちる製品に認識されて顧客に信頼感を与えることができなくなる。
【０００５】
最近、環境問題が台頭するにつれて環境に優しい車である電気自動車に対する需要が高くなっており、電装部品システムに対する依存度の高い電気自動車はこのようなＡＳＩＬ等級を満たすために持続的に技術開発が行われている。特に、バッテリーは電気自動車における最も重要な構成要素であると言えるため、バッテリーと関連した電装部品システムは高いレベルのＡＳＩＬを要求する。したがって、バッテリーの異常有無を判断し、バッテリーの異常発生時にそれを制御して負荷を保護する電装部品システムに関する開発が活発に行われている。
【０００６】
従来の特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＡＳＩＣ）とマイクロコントローラユニット（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ；ＭＣＵ）などを用いてバッテリーの状態を取得し、それに基づいてバッテリーの異常有無を診断するバッテリー保護システムは、ＡＳＩＬ  ＡおよびＡＳＩＬ  Ｂの支援が可能である。しかし、ＡＳＩＬ  ＣおよびＡＳＩＣ  Ｄのような高いレベルを満たす部品は未だに開発されていない。
【０００７】
したがって、バッテリーが自動車の重要な構成要素であるだけにＡＳＩＬ  ＣおよびＤのように高いレベルを満たすバッテリー保護システムを開発する必要性があり、それを通じて顧客により安全なバッテリー保護システムを供給する必要性がある。
【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、バッテリーの異常状態から負荷を保護するためのバッテリー保護システムであって、二つの状態取得部を備えてバッテリーの状態情報を取得し、取得された二つの状態情報と基準状態情報を比較してバッテリーの異常有無をより正確に判断することによって、より高いレベルの安全度を有するバッテリー保護システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態による、バッテリー保護システムは、バッテリーと連結されて回路上の導通状態を制御するスイッチ部、前記バッテリーの状態情報を各々取得する第１状態取得部および第２状態取得部、および前記第１状態取得部が取得した状態情報および第２状態取得部が取得した状態情報のうち一つ以上を取り集め、前記取り集められた状態情報と既に設定された基準状態情報を通じて前記スイッチ部の開閉状態を制御するスイッチ制御信号を前記スイッチ部に出力する制御部を含み、前記第２状態取得部は、前記取得された状態情報と前記基準状態情報を通じて前記バッテリーの状態を診断し、前記診断されたバッテリーの状態に異常があると判断される場合には前記制御部に診断結果信号を出力してもよい。
【００１０】
他の一実施形態によれば、前記バッテリー保護システムは、前記スイッチ部と連結されて前記スイッチ部の開閉状態を遷移させるスイッチ駆動部をさらに含んでもよい。
【００１１】
前記第２状態取得部は、前記診断結果信号を前記スイッチ駆動部にさらに出力してもよく、前記スイッチ駆動部は、前記制御部から出力されたスイッチ制御信号および前記第２状態取得部から出力された前記診断結果信号のうち一つ以上を受信する場合に前記スイッチ部の開閉状態を遷移させてもよい。
【００１２】
また他の一実施形態によれば、前記第２状態取得部は、前記第１状態取得部および前記制御部の節電モード（Ｓｌｅｅｐ  Ｍｏｄｅ）の変更有無に関係なく前記バッテリーの状態を常時に取得してもよい。
【００１３】
また他の一実施形態によれば、前記制御部は、前記節電モード状態で前記第２状態取得部から前記診断結果信号を受信する場合に前記節電モードを解除してもよい。
【００１４】
また他の一実施形態によれば、前記制御部は、前記第２状態取得部の誤作動を診断するための診断要請信号を出力してもよく、前記第２状態取得部は、前記診断要請信号の応答として前記バッテリーの取得された状態情報を前記制御部に出力してもよく、前記制御部は、前記出力された状態情報に基づいて前記第２状態取得部の誤作動有無を自己診断してもよい。
【００１５】
また他の一実施形態によれば、前記バッテリー保護システムは、前記バッテリーから前記回路上に印加される過電流を遮断するヒューズ、前記スイッチ部と隣接して位置し、前記スイッチ部の温度に応じて遮断される温度ヒューズ部、および前記ヒューズを制御するヒューズ制御部をさらに含んでもよく、前記ヒューズ制御部は、前記温度ヒューズ部が遮断されることによって出力される信号に基づいて前記ヒューズを遮断させてもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態による、バッテリー保護方法は、第１状態取得部がバッテリーの状態情報を取得するステップ、第２状態取得部がバッテリーの状態情報を取得するステップ、前記第１および２状態取得部から取得された前記状態情報を制御部に提供するステップ、前記制御部が、前記第１および２状態取得部が取得した状態情報のうち一つ以上を取り集めるステップ、および前記制御部が、前記取り集められた状態情報と既に設定された基準状態情報を通じてスイッチ部の開閉状態を制御するスイッチ制御信号を出力するステップを含み、前記取得された前記状態情報を制御部に提供するステップは、前記第２状態取得部が前記取得された状態情報と前記基準状態情報を通じて前記バッテリーの状態を診断するステップ、および前記第２状態取得部から前記診断されたバッテリーの状態に異常があると判断される場合に前記制御部に診断結果信号を出力するステップを含んでもよい。
【００１７】
他の一実施形態によれば、バッテリー保護方法は、スイッチ駆動部が前記スイッチ部の開閉状態を遷移させるステップをさらに含んでもよく、前記開閉状態を遷移させるステップは、前記第２状態取得部から前記診断結果信号を受信するステップ、前記制御部から前記スイッチ制御信号を受信するステップ、および前記制御部から出力されたスイッチ制御信号および前記第２状態取得部から出力された前記診断結果信号のうち一つ以上を受信する場合に前記スイッチ部の開閉状態を遷移させるステップを含んでもよい。
【００１８】
他の一実施形態によれば、バッテリー保護方法は、前記制御部が節電モード状態で前記第２状態取得部から前記診断結果信号を受信する場合に前記節電モードを解除するステップをさらに含んでもよい。
【００１９】
他の一実施形態によれば、バッテリー保護方法は、前記制御部が前記第２状態取得部の誤作動を診断するための診断要請信号を出力するステップ、前記第２状態取得部が前記診断要請信号の応答として前記バッテリーの取得された状態情報を前記制御部に出力するステップ、および前記制御部が前記出力された状態情報に基づいて前記第２状態取得部の誤作動有無を自己診断するステップをさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一側面によれば、バッテリーの異常状態から負荷を保護するためのバッテリー保護システムであって、二つの状態取得部を備えてバッテリーの状態情報を取得し、取得された二つの状態情報と基準状態情報を比較してバッテリーの異常有無をより正確に判断することによって、より高いレベルの安全度を有するバッテリー保護システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態によるバッテリー保護システム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バッテリー保護システムを概略的に示す図である。
【図３】本発明の他の一実施形態によるバッテリー保護システムを概略的に示す図である。
【図４】本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法を簡略に説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法をより詳しく説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法において、第１状態取得部および制御部が節電モード状態である場合を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法において、第２状態取得部の自己診断する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】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリー保護システムが適用される電気自動車を概略的に示す図である。
【００２６】
図１には本発明の一実施形態によるバッテリー保護システム１００が電気自動車１に適用された例を示しているが、本発明の一実施形態によるバッテリー保護システム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も適用できる。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
ＢＭＳ２０は、後述する本発明の一実施形態によるバッテリー保護システム１００を含むか、またはバッテリー保護システムに連結されて動作することができる。ＢＭＳ２０は、バッテリー保護システム１００に含まれた第１および第２状態取得部を用いてバッテリーの状態情報を取得し、それに基づいてバッテリー１０の動作異常状態を判断することができる。
【００３３】
ＥＣＵ３０は、電気自動車１の状態を制御する電子的な制御装置である。例えば、ＥＣＵ３０は、アクセラレータ（ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）、ブレーキ（ｂｒｅａｋ）、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
以下、図２および図３を参照して本発明の一実施形態によるバッテリー保護システム１００について説明する。
【００３８】
図２は、本発明の一実施形態によるバッテリー保護システムを概略的に示す図である。
【００３９】
図２を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリー保護システム１００は、スイッチ部１１０、第１状態取得部１２０、第２状態取得部１３０、制御部１４０およびスイッチ駆動部１５０を含むことができる。
【００４０】
図２に示されたバッテリー保護システム１００は一実施形態によるものであり、その構成要素が図２に示された実施形態に限定されるものではなく、必要により、付加、変更または削除されてもよい。
【００４１】
スイッチ部１１０は、バッテリー１０と連結されて回路上の導通状態を制御することができる。ここで、導通状態は、スイッチ部１１０がオンまたはオフになることによって回路が連結および短絡される状態である。一例として、スイッチ部１１０は、リレー（Ｒｅｌａｙ）、コンタクタ（Ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）、トランジスタ（Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）およびサイリスタ（Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）のようなスイッチング素子であってもよく、使用者の要求および使用環境に応じて一つ以上のスイッチング素子で構成されてもよい。
【００４２】
第１状態取得部１２０は、バッテリー１０の状態情報を取得することができる。ここで、状態情報は、バッテリー１０の異常診断のために取得する情報を意味する。例えば、状態情報は、バッテリー１０の電圧、電流、温度、残存容量および残存寿命のうち一つ以上を含むことができる。第１状態取得部１２０は、上述のバッテリー１０の状態情報のうち一つ以上の状態情報を取得する構成要素を含むことによって、バッテリー１０の一つ以上の状態情報を取得することができる。
【００４３】
第２状態取得部１３０は、第１状態取得部１２０と同様に、バッテリー１０の状態情報を取得することができる。また、第２状態取得部１３０は、第１状態取得部１２０と同様に、バッテリー１０の状態情報のうち一つ以上の状態情報を取得する構成要素を含むことによって、バッテリー１０の一つ以上の状態情報を取得することができる。一実施形態によれば、第１状態取得部１２０と第２状態取得部１３０は、互いに異なるバッテリー１０の状態情報を取得することができる。一例として、第１状態取得部１２０を介してバッテリー１０の電圧値を取得し、第２状態取得部１３０を介して電流および温度を取得することができる。他の一実施形態によれば、第１状態取得部１２０および第２状態取得部１３０が同一のバッテリー１０の状態情報を取得することによって、より正確な状態情報を取得することができる。
【００４４】
また、第２状態取得部１３０は、取得されたバッテリー１０の状態情報と基準状態情報を通じてバッテリー１０の状態を診断することができる。第２状態取得部１３０は、バッテリー１０に異常があると判断される場合、後述する制御部１４０に診断結果信号を出力することができる。ここで、診断結果信号は、後述する制御部１４０に、バッテリー１０に異常があることを知らせる信号であってもよい。一例として、第２状態取得部１３０は、取得した状態情報を制御部１４０に提供すると共に取得した状態情報を通じてバッテリー１０の状態を診断し、診断された結果に異常がある場合に制御部１４０に診断結果信号を出力することによって、より確実にバッテリー１０の異常有無を判断することができる。
【００４５】
制御部１４０は、第１状態取得部１２０および第２状態取得部１３０が取得したバッテリー１０の状態情報のうち一つ以上を取り集めることができる。制御部１４０は、取り集められたバッテリー１０の状態情報と既に設定された基準状態情報を通じてスイッチ部１１０の開閉状態を制御することができる。ここで、既に設定された基準状態情報は、第１状態取得部１２０および第２状態取得部１３０から取得されたバッテリー１０の状態情報を通じてバッテリー１０の異常有無を判断するために既に設定されて格納された基準情報である。一例として、取得されたバッテリー１０の状態情報が温度である場合、基準状態情報は、バッテリー１０の最小許容温度である−２０度および最大許容温度である６０度であってもよく、前記制御部１４０は、取得されたバッテリー１０の温度が−２０度未満であるかまたは６０度超過である場合に、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。
【００４６】
制御部１４０は、第１状態取得部１２０および第２状態取得部１３０から取得された状態情報を通じてバッテリー１０の状態に異常があると判断される場合、後述するスイッチ駆動部１５０にスイッチ制御信号を出力することによって、スイッチ部１１０を制御することができる。ここで、スイッチ制御信号は、異常状態のバッテリー１０から負荷を保護するためにスイッチ部１１０を制御する信号である。一例として、スイッチ制御信号は、制御部１４０からバッテリー１０が過電圧状態に診断される場合、スイッチ部１１０に含まれた一つ以上のスイッチング素子をオフにすることによって、バッテリー１０と負荷を分離させるスイッチオフ信号であってもよい。
【００４７】
本発明の一実施形態によるバッテリー保護システム１００において、第１状態取得部１２０および制御部１４０は、設計上、使用者および使用環境に応じて既に設定された時間以後に節電モード（Ｓｌｅｅｐ  Ｍｏｄｅ）状態となることができる。ここで、既に設定された時間は、本発明の一実施形態によるバッテリー保護システム１００の製作者が設定した値または使用者および製作者が使用環境に応じて設定および変更した値であってもよい。一例として、第１状態取得部１２０は一つ以上の特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）であってもよく、制御部１４０は一つ以上のマイクロコントローラユニット（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ；ＭＣＵ）であってもよい。また、既に設定された時間は３０分であってもよい。ＡＳＩＣとＭＣＵは、基本処理作業を行った後、次の外部イベントが発生する前まで待機時間が既に設定された時間である３０分を超過する場合、最小限の機能だけ行って電力消費量を減らすための節電モード状態となることができる。節電モードにおいて、制御部１４０は、電力消費量を減らすためにバッテリー１０の状態を監視する動作を行わなくてもよい。このように制御部１４０が節電モード状態になる場合、バッテリー１０の状態を持続的に監視し、それによってバッテリー１０状態の異常有無を速かに判断することができないため、異常状態のバッテリー１０から速くスイッチ部１１０をオフ制御して負荷を保護することが難しい。
【００４８】
それを解決するために、第２状態取得部１３０は、第１状態取得部１２０および制御部１４０の節電モードへの変更有無に関係なく前記バッテリーの状態を常時に取得することができる。また、第２状態取得部１３０から出力される診断結果信号は、制御部１４０が節電モードの状態から、制御部１４０が節電モードを解除し動作できるようにする駆動信号であってもよい。一例として、第１状態取得部１２０および制御部１４０が次の外部イベントが発生する前まで待機時間が３０分を超過した場合、節電モード状態となり、第１状態取得部１２０および制御部１４０が節電モード状態になった場合にも、第２状態取得部１３０は常時にバッテリー１０の状態情報を取得することができる。第１状態取得部１２０および制御部１４０が節電モードの時にバッテリー１０の状態に異常が発生する場合、第２状態取得部１３０は診断結果信号を制御部１４０に出力し、第１状態取得部１２０および制御部１４０は出力された診断結果信号を通じて節電モードを解除することができる。それにより、第１状態取得部１２０および制御部１４０は、バッテリー１０の状態を取得およびスイッチ部１１０を制御することによって、異常状態のバッテリー１０から負荷を保護することができる。
【００４９】
また、第２状態取得部１２０は、診断結果信号を後述するスイッチ駆動部１５０に直接出力することができる。この場合、診断結果信号は、制御部１４０から出力されるスイッチ制御信号と同様に、スイッチ部１１０をオンまたはオフ制御できる信号である。このように第２状態取得部１２０からスイッチ部１１０をオンまたはオフ制御できる診断結果信号を後述するスイッチ駆動部１５０に直接出力することによって、制御部１４０が節電モードである場合にも異常状態のバッテリー１０から負荷を速かに保護することができる。
【００５０】
スイッチ駆動部１５０は、スイッチ部１１０と連結されてスイッチ部１１０の開閉状態を遷移させることができる。スイッチ駆動部１５０は、制御部１４０から出力されたスイッチ制御信号を通じてスイッチ部１１０をオンまたはオフ制御することができ、第１状態取得部１２０および制御部１４０が節電モードである場合、第２状態取得部１３０から診断結果信号の入力を受けてスイッチ部１１０をオンまたはオフ制御することができる。このように、スイッチ駆動部１５０は、制御部１４０から出力されたスイッチ制御信号および第２状態取得部１３０から出力された前記診断結果信号のうち一つ以上を受信する場合にスイッチ部１１０の開閉状態を遷移させることができる。
【００５１】
さらに、制御部１４０は、第２状態取得部の誤作動を診断するための診断要請信号を出力することができ、第２状態取得部１３０は、診断要請信号の応答としてバッテリー１０の取得された状態情報を制御部１４０に出力することができる。それに基づき、制御部１４０は、第２状態取得部の誤作動有無を自己診断することができる。ここで、診断要請信号は、第２状態取得部の誤作動有無を診断するための信号であってもよい。一例として、バッテリー１０が正常状態である場合、制御部１４０は、第２状態取得部１３０に診断要請信号を出力することができ、第２状態取得部１３０は、入力された診断要請信号に基づいてバッテリー１０の状態を取得し、取得したバッテリー１０の状態を制御部１４０に出力することができる。制御部１４０は、第２状態取得部１３０から取得されたバッテリー１０の状態情報と第１状態取得部１２０から取得されたバッテリー１０の状態情報および基準状態情報を比較することができる。一実施形態によれば、第１状態取得部１２０は、取得したバッテリー１０の状態情報と基準状態情報を比較してバッテリー１０の状態を診断することができる。診断結果、バッテリー１０が正常状態である場合、制御部１４０は、第１状態取得部１２０から取得された状態情報に基づいて許容誤差範囲を設定することができる。例えば、第１状態取得部から取得されたバッテリー１０の温度が４０度である場合、許容誤差範囲は３５度〜４５度に設定できる。制御部１４０は、第２状態取得部１３０から取得されたバッテリー１０の状態情報が設定された許容誤差の範囲内であるか否かを判断することができる。制御部１４０は、判断結果に基づいて、第２状態取得部１３０が誤作動したか否かを診断することができる。
【００５２】
図３は、本発明の他の一実施形態によるバッテリー保護システムを概略的に示す図である。
【００５３】
図３を参照すれば、本発明の他の一実施形態によるバッテリー保護システムは、ヒューズ１６０、温度ヒューズ部１０およびヒューズ制御部１７０をさらに含むことができる。
【００５４】
ヒューズ１６０はバッテリー１０から回路上に過電流が流れる場合にそれを遮断することができ、後述するヒューズ制御部１７０を介して遮断されてバッテリー１０から負荷を保護することができる。
【００５５】
温度ヒューズ部１７０はスイッチ部１１０と隣接して位置し、スイッチ部１１０の温度に応じて遮断されることができ、遮断される場合、後述するヒューズ制御部１８０に信号を出力することができる。このために、温度ヒューズ部１７０は、抵抗１７１および温度ヒューズ１７２を含むことができる。
【００５６】
抵抗１７１は、図３に示すように、バッテリー１０外部の電圧と温度ヒューズ１７２に連結されることができる。また、抵抗１７１は、後述するヒューズ制御部１８０と連結されることができる。
【００５７】
温度ヒューズ１７２は、スイッチ部１１０と隣接して位置し、スイッチ部１１０の温度が温度ヒューズの定格以上である場合に遮断されることができる。
【００５８】
ヒューズ制御部１８０は、温度ヒューズ１７２が遮断されることによって出力される信号に基づいてヒューズ１６０を遮断させることができる。ここで、信号は、スイッチ部１１０の異常が発生して正常にオンまたはオフ動作を行うことができない場合、さらに負荷を保護するために構成されたヒューズ１７０を遮断するための信号であってもよい。一例として、出力される信号は電気的信号であってもよい。
【００５９】
バッテリー１０の異常が発生した場合、スイッチ部１１０がオフ動作して負荷を保護しなければならないが、スイッチ部１１０が許容範囲を超過した高温状態である場合、オフ動作がろくに行われないため、異常バッテリー１０から負荷を保護することができない。この場合、さらに備えられたヒューズ１６０をオフにすることによって異常バッテリー１０から負荷を保護することができる。温度ヒューズ１７２は、抵抗１７１と接地と各々連結され、バッテリー１０の外部電圧と連結された抵抗から流れる電流を接地方向に流れるようにすることができる。温度ヒューズ１７２は、ヒューズ制御部１８０に比べて内部抵抗が低いため、抵抗１７１を通して流れる電流は温度ヒューズ１７２を通して流れることができる。しかし、スイッチ部１１０の温度が許容範囲を超過して温度ヒューズ１７２が遮断される場合、抵抗１７１を通して流れる電流はヒューズ制御部１８０にのみ流れるようになる。ヒューズ制御部１８０においては、変化した電流量を信号に認識し、信号に基づいてヒューズ１６０を遮断させることによってバッテリー１０から負荷を保護することができる。
【００６０】
以下、図４〜図７を参照して本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法（Ｓ１００）について説明する。
【００６１】
図４は、本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法を簡略に説明するためのフローチャートである。
【００６２】
図４を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法（Ｓ１００）は、第１および２状態取得部がバッテリーの状態を取得するステップ（Ｓ１１０）、第１および２状態取得部から取得された状態情報を制御部に提供するステップ（Ｓ１２０）、制御部が、第１および２状態取得部が取得した状態情報のうち一つ以上を取り集めるステップ（Ｓ１３０）、および、制御部が、取り集められた状態情報と既に設定された基準状態情報を比較し（Ｓ１５０）、スイッチ部の開閉状態を制御するスイッチ制御信号を出力するステップ（Ｓ１７０）を含むことができる。
【００６３】
以下、図５〜７を参照して本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法（Ｓ１００）についてより詳しく説明する。
【００６４】
図５は、本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法をより詳しく説明するためのフローチャートである。
【００６５】
図５を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法（Ｓ１００）が開始されれば、第１および第２状態取得部はバッテリーの状態を取得する（Ｓ２１０）。ステップ（Ｓ２１０）で取得された二つのバッテリー状態情報は制御部に伝達される（Ｓ２２０）。その後、制御部は取得されたバッテリーの状態情報を取り集める（Ｓ２３０）。その後、ステップ（Ｓ２３０）で取り集められたバッテリーの状態情報と基準状態情報を比較する（Ｓ２４０）。ステップ（Ｓ２４０）を通じて比較した結果、バッテリーの状態情報が基準状態情報の範囲内である場合、制御部はバッテリーが正常動作するようにし（Ｓ２５０〜Ｓ２６０）、基準状態情報の範囲内でない場合、スイッチ駆動部にスイッチ制御信号を出力する（Ｓ２７０）。
【００６６】
また、第２状態取得部は、第２状態取得部から取得されたバッテリー状態情報に基づいてバッテリーの状態を診断する（Ｓ２８０）。第２状態取得部は、ステップ（Ｓ２９０）で取得された状態情報と基準状態情報に基づいて状態情報が基準状態情報の範囲に含まれるか否かを判断する（Ｓ２９０）。ステップ（Ｓ２９０）を通じてバッテリーの状態情報が基準状態情報の範囲内である場合、第２状態取得部はバッテリーが正常動作するようにする（Ｓ３００）。第２状態取得部は、ステップ（Ｓ２９０）においてバッテリーの状態情報が基準状態情報の範囲内でないと判断された場合、制御部およびスイッチ駆動部に診断結果信号を出力する（Ｓ３１０）。
【００６７】
その後、スイッチ駆動部は、制御部から出力されたスイッチ制御信号および第２状態取得部から出力された診断結果信号に基づいてスイッチ部をオンオフ制御する（Ｓ３２０）。
【００６８】
図６は、本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法において、第１状態取得部および制御部が節電モード状態である場合を説明するためのフローチャートである。
【００６９】
図６を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法において、第１状態取得部および制御部が節電モード状態である時にも、第２状態取得部はバッテリーの状態を取得することができる（Ｓ４１０）。第２状態取得部は、ステップ（Ｓ４１０）で取得されたバッテリーの状態情報を診断し（Ｓ４２０）、バッテリーの状態情報および基準状態情報に基づいてステップ（Ｓ４３０）を行ってバッテリーの状態を診断する。制御部は、診断結果、バッテリーに異常がない場合、バッテリーが正常動作を行うようにする（Ｓ４４０）、第２状態取得部は、バッテリーに異常がある場合、制御部に診断結果信号を出力（Ｓ４５０）することによって、制御部の節電モードを解除させることができる（Ｓ４６０）。節電モードが解除された制御部は、図５に示されたステップ（Ｓ１１０〜Ｓ１５０）を行ってバッテリーの状態を診断する。制御部は、バッテリーに異常がある場合、スイッチ部を制御するためのスイッチ制御信号を出力する（Ｓ４７０）。さらに、第２状態取得部は、診断結果信号をスイッチ駆動部に直接出力する（Ｓ４８０）。
【００７０】
その後、スイッチ駆動部は、制御部から出力されたスイッチ制御信号および第２状態取得部から出力された診断結果信号に基づいてスイッチ部をオンオフ制御する（Ｓ４９０）。
【００７１】
図７は、本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法において、第２状態取得部の自己診断する方法を説明するためのフローチャートである。
【００７２】
図７を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリー保護方法において、第２状態取得部の自己診断ステップが開始されれば、制御部が診断要請信号を出力する（Ｓ５１０）。第２状態取得部は、制御部から診断要請信号が入力される場合、バッテリーの状態を取得する（Ｓ５２０）。第２状態取得部は、取得されたバッテリーの状態情報を制御部に伝達する（Ｓ５３０）。制御部は、伝達されたバッテリーの状態情報と第１状態取得部から取得されたバッテリーの状態情報および基準状態情報を比較する（Ｓ５４０）。第１状態取得部から取得された状態情報と基準状態情報を比較してバッテリーが正常動作を行うか否かを確認する。バッテリーが正常動作を行う場合、第１状態取得部から取得された状態情報に基づいて許容誤差範囲を設定する。制御部は、このように設定された許容誤差の範囲内に第２状態取得部から取得された状態情報が含まれるか否かを判断する。それによって判断した結果が許容誤差の範囲内である場合、第２状態取得部は正常動作を行う（Ｓ５６０）。第２状態取得部から取得された状態情報が範囲内でない場合、第２状態取得部の動作を停止させる（Ｓ５７０）。
【００７３】
前述したバッテリー保護方法（Ｓ１００）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互いに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岐、流れ経路およびブロックの順が実現されてもよい。また、本明細書で記述される方法の実現の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。
【００７４】
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上記の説明内容に限定されるものではなく、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こと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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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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