(57)【要約】  本発明は、バッテリーモニター回路を通して出力されて絶縁素子を通過するバッテリーパック診断信号を絶縁素子の入力端及び出力端から得た後、得られたバッテリーパック診断信号のビット演算値に基づいて絶縁素子の異常を診断するか、送受信される通信信号を絶縁素子の入力端及び出力端から得た後、得られた送受信用通信信号のビット演算値に基づいて絶縁素子の異常を診断することができるＢＭＳ内の絶縁素子診断システムに関する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリー管理システム（ＢＡＴＴＥＲＹ  ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ  ＳＹＳＴＥＭ；ＢＭＳ）であって、
絶縁素子によって第１電圧領域及び第２電圧領域に区切られてなり、
前記第１電圧領域から前記絶縁素子の入力端を通して入力される入力信号と、前記絶縁素子の出力端を通して前記第２電圧領域に出力される出力信号を互いに比較した後、比較結果を出力する比較部、並びに、
前記比較結果に基づいて前記絶縁素子の誤動作有無を判断する第１演算装置及び第２演算装置を備えてなることを特徴とする、ＢＭＳ内の絶縁素子診断システム。
【請求項２】
前記比較部は、
前記第１電圧領域から前記絶縁素子の入力端を通して入力される前端バッテリー診断信号と、前記絶縁素子の出力端を通して前記第２電圧領域に出力される後端バッテリー診断信号を互いに比較した後、比較結果を前記バッテリー管理システム内の第１演算装置に提供する第１比較部を備えてなることを特徴とする、請求項１に記載のＢＭＳ内の絶縁素子診断システム。
【請求項３】
前記第１比較部は、
得られた前記前端バッテリー診断信号及び後端バッテリー診断信号間の差を増幅した後、増幅された結果値を前記第１演算装置に提供する第１差動増幅比較器、又は
得られた前記前端バッテリー診断信号のビット値と前記後端バッテリー診断信号のビット値を加算した後、加算された結果値を前記第１演算装置に提供する第１加算比較器のうち少なくとも何れか一つを備えてなることを特徴とする、請求項２に記載のＢＭＳ内の絶縁素子診断システム。
【請求項４】
前記第１差動増幅比較器は差動増幅器（ＯＰ  ＡＭＰ）であり、
前記第１加算比較器は排他的論理和ゲート（ＸＯＲ  ＧＡＴＥ）であり、
前記前端バッテリー診断信号のビット値及び前記後端バッテリー診断信号のビット値を前記排他的論理和ゲート回路を用いて加算することを特徴とする、請求項３に記載のＢＭＳ内の絶縁素子診断システム。
【請求項５】
前記第１演算装置は、
前記第１差動増幅比較器を介して増幅された結果値が特定の閾値未満である場合、前記絶縁素子が誤動作すると判断することを特徴とする、請求項３に記載のＢＭＳ内の絶縁素子診断システム。
【請求項６】
前記第１演算装置は、
前記第１加算比較器を介して加算された結果値が１に該当するハイビット（ＨＩＧＨ  ＢＩＴ）値に該当する場合、前記絶縁素子が誤動作すると判断することを特徴とする、請求項３に記載のＢＭＳ内の絶縁素子診断システム。
【請求項７】
前記比較部は、
前記絶縁素子を通過して前記第１電圧領域から前記第２電圧領域に伝達される送信用通信信号と、前記絶縁素子を通過して前記第２電圧領域から前記第１電圧領域に伝達される受信用通信信号を互いに比較した後、比較結果を前記バッテリー管理システム内の第２演算装置に提供する第２比較部のうち少なくとも何れか一つ以上を備えてなることを特徴とする、請求項１に記載のＢＭＳ内の絶縁素子診断システム。
【請求項８】
前記第２比較部は、
前記送信用通信信号のうち、前記絶縁素子の入力端を介して得られた前端送信用通信信号と前記絶縁素子の出力端を介して得られた後端送信用通信信号間の差を増幅した後、増幅された結果値を出力する第２差動増幅比較器、
前記受信用通信信号のうち、前記絶縁素子の入力端を介して得られた前端受信用通信信号と前記絶縁素子の出力端を介して得られた後端受信用通信信号間の差を増幅した後、増幅された結果値を出力する第３差動増幅比較器、及び
前記第２差動増幅比較器及び前記第３差動増幅比較器から出力されるそれぞれの結果値を論理和演算した後、演算された結果値を前記第２演算装置に提供する第２加算比較器を備えてなることを特徴とする、請求項７に記載のＢＭＳ内の絶縁素子診断システム。
【請求項９】
前記第２差動増幅比較器及び前記第３差動増幅比較器は差動増幅器（ＯＰ  ＡＭＰ）であり、
前記第２加算比較器は論理和ゲート（ＯＲ  ＧＡＴＥ）であることを特徴とする、請求項８に記載のＢＭＳ内の絶縁素子診断システム。
【請求項１０】
前記第２演算装置は、
前記第２加算比較器を介して論理和演算された結果値が１に該当するハイビット値に該当する場合、前記絶縁素子が誤動作すると判断することを特徴とする、請求項８に記載のＢＭＳ内の絶縁素子診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願〕
本出願は２０１６年１１月２５日付の韓国特許出願第１０−２０１６−０１５８５０４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、ＢＭＳ内の絶縁素子診断システムに関し、ＢＭＳを電圧領域に応じて区切る絶縁素子の異常を診断するにおいて、バッテリーモニター回路を介して出力されて絶縁素子を通過するバッテリーパック診断信号を絶縁素子の入力端および出力端から得た後、得られたバッテリーパック診断信号のビット演算値に基づいて絶縁素子の異常を診断するか、あるいは送受信される通信信号を絶縁素子の入力端および出力端から得た後、得られた送受信用通信信号のビット演算値に基づいて絶縁素子の異常を診断することができるＢＭＳ内の絶縁素子診断システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、電気自動車に適用されたバッテリー管理システム（ＢＡＴＴＥＲＹ  ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ  ＳＹＳＴＥＭ；ＢＭＳ）は、複数のバッテリーセルを含むバッテリーパックと連結されることによってバッテリーパックの様々な電池状態を管理する。
【０００４】
この時、ＢＭＳは、大きく、バッテリーセルと連結されてバッテリーセルの電圧をセンシングする領域である高圧（ＨＩＧＨ  ＶＯＬＴＡＧＥ）領域と、車両と連結される低圧（ＬＯＷ  ＶＯＬＴＡＧＥ）領域に区切られ、この時、高圧領域および低圧領域は、その間に介在した絶縁素子を介して絶縁状態を維持することになる。
【０００５】
また、高圧領域でセンシングされたバッテリーセルの様々な診断情報は、絶縁素子を経て低圧領域に位置した演算処理処置（ＭＩＣＲＯ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ  ＵＮＩＴ；ＭＣＵ）に伝達されることができる。この時、絶縁素子に異常が発生する時、前記伝達されるバッテリーセルの様々な診断情報の問題発生によるＣＯＮＴＡＣＴＯＲ開放のようなＢＭＳの誤動作をもたらしうるし、絶縁素子の異常発生をそのもので診断できる技術がなく、診断結果の未受信によるバッテリーパックの爆発のような安定上の問題を引き起こすという問題点を有している現状である。
【０００６】
そこで、本発明者は、前記のような従来のＢＭＳに適用された絶縁素子が有する問題点および限界点を解決するために、バッテリーモニター回路を介して出力されて絶縁素子を通過するバッテリーパック診断信号を絶縁素子の入力端および出力端から得た後、得られたバッテリーパック診断信号のビット演算値に基づいて絶縁素子の異常を診断するか、あるいは送受信される通信信号を絶縁素子の入力端および出力端から得た後、得られた送受信用通信信号のビット演算値に基づいて絶縁素子の異常を診断することができるＢＭＳ内の絶縁素子診断システムを開発するに至った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した問題点を解決するために導き出されたものであり、本発明は、ＢＭＳを電圧領域に応じて区切る絶縁素子の異常を診断するにおいて、バッテリーモニター回路を通して出力されて絶縁素子を通過するバッテリーパック診断信号を絶縁素子の入力端および出力端から得た後、得られたバッテリーパック診断信号のビット演算値に基づいて絶縁素子の異常を診断するか、あるいは送受信される通信信号を絶縁素子の入力端および出力端から得た後、得られた送受信用通信信号のビット演算値に基づいて絶縁素子の異常を診断することができるＢＭＳ内の絶縁素子診断システムを提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態によるＢＭＳ内の絶縁素子診断システムは、絶縁素子によって第１および第２電圧領域に区切られたバッテリー管理システム（ＢＡＴＴＥＲＹ  ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ  ＳＹＳＴＥＭ；ＢＭＳ）において、前記第１電圧領域から前記絶縁素子の入力端を通して入力される入力信号と、前記絶縁素子の出力端を通して前記第２電圧領域に出力される出力信号を互いに比較した後、比較結果を出力する比較部、および前記比較結果に基づいて前記絶縁素子の誤動作有無を判断する第１および第２演算装置を含む。
【０００９】
一実施形態において、前記比較部は、前記第１電圧領域から前記絶縁素子の入力端を通して入力される前端バッテリー診断信号と、前記絶縁素子の出力端を通して前記第２電圧領域に出力される後端バッテリー診断信号を互いに比較した後、比較結果を前記バッテリー管理システム内の第１演算装置に提供する第１比較部、および前記絶縁素子を通過して前記第１電圧領域から前記第２電圧領域に伝達される送信用通信信号と、前記絶縁素子を通過して前記第２電圧領域から前記第１電圧領域に伝達される受信用通信信号を互いに比較した後、比較結果を前記バッテリー管理システム内の第２演算装置に提供する第２比較部のうち少なくともいずれか一つ以上を含んでもよい。
【００１０】
一実施形態において、前記第１比較部は、得られた前記前端バッテリー診断信号および後端バッテリー診断信号間の差を増幅した後、増幅された結果値を前記第１演算装置に提供する第１差動増幅比較器、または得られた前記前端バッテリー診断信号のビット値と前記後端バッテリー診断信号のビット値を加算した後、加算された結果値を前記第１演算装置に提供する第１加算比較器のうち少なくともいずれか一つを含んでもよい。
【００１１】
一実施形態において、前記第１差動増幅比較器は差動増幅器（ＯＰ  ＡＭＰ）であり、前記第１加算比較器は排他的論理和ゲート（ＸＯＲ  ＧＡＴＥ）であり、前記前端バッテリー診断信号のビット値および前記後端バッテリー診断信号のビット値を前記排他的論理和ゲート回路を用いて加算してもよい。
【００１２】
一実施形態において、前記第１演算装置は、前記第１差動増幅比較器を介して増幅された結果値が特定の閾値未満である場合、前記絶縁素子が誤動作すると判断してもよい。
【００１３】
一実施形態において、前記第１演算装置は、前記第１加算比較器を介して加算された結果値が１に該当するハイビット（ＨＩＧＨ  ＢＩＴ）値に該当する場合、前記絶縁素子が誤動作すると判断してもよい。
【００１４】
一実施形態において、前記第２比較部は、前記送信用通信信号のうち、前記絶縁素子の入力端を介して得られた前端送信用通信信号と前記絶縁素子の出力端を介して得られた後端送信用通信信号間の差を増幅した後、増幅された結果値を出力する第２差動増幅比較器、前記受信用通信信号のうち、前記絶縁素子の入力端を介して得られた前端受信用通信信号と前記絶縁素子の出力端を介して得られた後端受信用通信信号間の差を増幅した後、増幅された結果値を出力する第３差動増幅比較器、および前記第２および第３差動増幅比較器から出力されるそれぞれの結果値を論理和演算した後、演算された結果値を前記第２演算装置に提供する第２加算比較器を含んでもよい。
【００１５】
一実施形態において、前記第２および第３差動増幅比較器は差動増幅器（ＯＰ  ＡＭＰ）であり、前記第２加算比較器は論理和ゲート（ＯＲ  ＧＡＴＥ）であってもよい。
【００１６】
一実施形態において、前記第２演算装置は、前記第２加算比較器を介して論理和演算された結果値が１に該当するハイビット値に該当する場合、前記絶縁素子が誤動作すると判断してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一側面によれば、バッテリーモニター回路を通して出力されて絶縁素子を通過するバッテリーパック診断信号を絶縁素子の入力端および出力端から得た後、得られたバッテリーパック診断信号のビット演算値に基づいて絶縁素子の異常を診断するか、あるいは送受信される通信信号を絶縁素子の入力端および出力端から得た後、得られた送受信用通信信号のビット演算値に基づいて絶縁素子の異常を診断することができるため、絶縁素子を用いた通信機能の異常発生を事前に予め診断してＢＭＳ動作の安定性を向上することができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態によるＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００が適用されたＢＭＳ２の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示されたＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００の一実施形態を示す図である。
【図３】図２に示されたＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００を他の実施形態によって実現したＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００’の構成を示す図である。
【図４】図２および３に示されたＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００、１００’をまた他の実施形態によって実現したＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００’’の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施形態を提示する。但し、下記の実施形態は本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、下記の実施形態によって本発明の内容が限定されるものではない。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態によるＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００が適用されたＢＭＳ２の構成を概略的に示す図であり、図２は図１に示されたＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００の一実施形態を示す図である。
【００２１】
図１および図２を参照すれば、本発明に係るＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００は、バッテリーパック１からバッテリーセル１ａそれぞれの電圧情報あるいは温度情報などを得るバッテリー管理システム（ＢＭＳ）２の内側に備えられることができる。
【００２２】
バッテリー管理システム２は、絶縁素子４を介して大きく第１領域および第２領域に分けられ、この時、第１領域はバッテリーモニター回路３が備えられた高圧（ＨＩＧＨ  ＶＯＬＴＡＧＥ）領域を意味し、本発明に係る比較器１１０、第１演算装置１２０および第２演算装置１３０および制御器５などが備えられた低圧（ＬＯＷ  ＶＯＬＴＡＧＥ）領域を意味する。
【００２３】
ここで、第１演算装置１２０は前記バッテリーモニター回路３と無線通信が可能な中央演算処理処置（ＭＩＣＲＯ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ  ＵＮＩＴ；ＭＣＵ）であり、第２演算装置１３０はバッテリーモニター回路３からバッテリーパック診断信号を受信する安全中央演算処理処置（ＳＡＦＥ  ＭＩＣＲＯ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ  ＵＮＩＴ）を意味する。
【００２４】
すなわち、ＢＭＳ２は、絶縁素子４を介して第１および第２領域に区切られるだけでなく、第１および第２領域は互いに絶縁された状態に該当し、前記バッテリーモニター回路３から提供されるバッテリーセル１ａの様々な情報あるいは第１演算装置１２０との通信のための通信信号は、いずれも絶縁素子４を経て第１領域から第２領域に、あるいは第２領域から第１領域に伝達されることができる。
【００２５】
一方、本発明に係るＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００は図２〜図４のように様々な実施形態による構成を有することができ、これは後述する図２〜図４に基づいてより具体的に説明する。
【００２６】
図２は図１に示されたＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００の一実施形態を示す図であり、図３は図２に示されたＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００を他の実施形態によって実現したＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００’の構成を示す図であり、図４は図２および３に示されたＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００、１００’をまた他の実施形態によって実現したＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００’’の構成を示す図である。
【００２７】
図２に示されたＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００の比較器１１０は、第１電圧領域から絶縁素子４の入力端を通して入力される前端バッテリー診断信号と、絶縁素子４の出力端を通して第２電圧領域に出力される後端バッテリー診断信号を互いに比較した後、比較結果を第１演算装置１２０に提供する第１比較部１１１を含むことができる。
【００２８】
第１比較部１１１は、得られた前記前端バッテリー診断信号および後端バッテリー診断信号間の差を増幅した後、増幅された結果値を前記第１演算装置１２０に提供する第１差動増幅比較器１１１ａを含んでもよく、あるいは図３のように得られた前記前端バッテリー診断信号のビット値と後端バッテリー診断信号のビット値を加算した後、加算された結果値を第１演算装置１２０に提供する第１加算比較器１１１ｂを含んでもよい。
【００２９】
すなわち、図２および図３は同様の構成を有するが、図２の第１差動増幅比較器１１１ａの代わりに第１加算比較器１１１ｂが適用されることができる。
【００３０】
ここで、第１差別増幅比較器１１１ａは一般的な差動増幅器（ＯＰ  ＡＭＰ）を意味し、第１加算比較器１１１ｂは排他的論理和ゲート（ＸＯＲ  ＧＡＴＥ）を意味する。
【００３１】
第１差動増幅比較器１１１ａの場合は、前端バッテリー診断信号および後端バッテリー診断信号間の差を増幅させた後、増幅された値を第１演算装置１２０に伝達する役割をし、第１演算装置１２０は、前記第１差動増幅比較器１１１ａを介して増幅された結果値が特定の閾値未満に該当する場合に前記絶縁素子４に異常が発生したと判断する。
【００３２】
ここで、特定の閾値未満に該当するということは、絶縁素子の入力端側である第１電圧領域と絶縁素子の出力端側である第２電圧領域間の電圧差が発生せず絶縁がろくに行われないことを意味するため、第１差動増幅比較器１１１ａはこのようなことを検出するために適用される。
【００３３】
仮に第１加算比較器１１１ｂの場合は、前端バッテリー診断信号が有するビット値であるロービット（ＬＯＷ  ＢＩＴ）０とハイビット（ＨＩＧＨ  ＢＩＴ）１と、後端バッテリー診断信号が有するビット値であるロービット０とハイビット１を互いに排他的論理和演算することによって、演算結果値が１に該当するハイビット値である場合に絶縁素子４に異常が発生したと判断する。
【００３４】
次に、図４を参照すれば、図４に示されたＢＭＳ内の絶縁素子診断システム１００’’は、図２および図３に含まれた第１差動増幅比較器１１１ａおよび第１加算比較器１１１ｂの代わりに、絶縁素子を通過して第１電圧領域から第２電圧領域に伝達される送信用通信信号ＴＸと、絶縁素子を通過して第２電圧領域から第１電圧領域に伝達される受信用通信信号ＲＸを互いに比較した後、比較結果を第２演算装置１３０に提供する第２比較部１１２を含むことができる。
【００３５】
第２比較部１１２は、第１電圧領域から絶縁素子４を介して第１演算装置１２０に伝達される送信用通信信号のうち、絶縁素子４の入力端を介して得られた前端送信用通信信号と絶縁素子４の出力端を介して得られた後端送信用通信信号間の差を増幅した後、増幅された結果値を出力する第２差動増幅比較器１１２ａ、第２電圧領域から絶縁素子４を介して第１電圧領域に伝達される受信用通信信号のうち、絶縁素子４の入力端（ここで、入力端は前記後端送信用通信信号が出力される出力端を意味する）介して得られた前端受信用通信信号と絶縁素子４の出力端（ここで、出力端は前記前端送信用通信信号が入力される入力端を意味する）を介して得られた後端受信用通信信号間の差を増幅した後、増幅された結果値を出力する第３差動増幅比較器１１２ｂ、および前記第２および第３差動増幅比較器１１２ａ、１１２ｂから出力されるそれぞれの結果値を論理和（ＯＲ）演算した後、演算された結果値を第２演算装置１３０に提供する第２加算比較器１１２ｃを含むことができる。
【００３６】
ここで、第２および第３差動増幅比較器１１２ａ、１１２ｂは第１差動増幅比較器１１１ａと同様に差動増幅器（ＯＰ  ＡＭＰ）であってもよく、第２加算比較器１１２ｃは論理和ゲート（ＯＲ  ＧＡＴＥ）であってもよい。
【００３７】
したがって、第２および第３差動増幅比較器１１２ａ、１１２ｂは、各々前端および後端送信用通信信号間の差と前端および後端受信用通信信号間の差を増幅させた後、各々増幅された値を第２加算比較器１１２ｃに伝達する。
【００３８】
第２加算比較器１１２ｃは、このようなそれぞれの増幅された値が有するビット値を互いに論理和演算することによって、演算結果値が１に該当するハイビット値である場合に絶縁素子４に異常が発生したと判断する。
【００３９】
以上、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該技術分野の熟練した当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることを理解することができるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2019518935.tif 000007
2019518935.tif 000008
2019518935.tif 000009
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