(57)【要約】  本発明は、バッテリーパックに備えられるスイッチを診断する過程で効果的にスイッチを診断できるスイッチ診断装置及び方法に関する。本発明の一態様によれば、並列構造で複数のバッテリーモジュールが備えられた場合、診断対象バッテリーモジュール以外の他のバッテリーモジュールに備えられたスイッチの電圧に基づいて、診断対象バッテリーモジュールに備えられたスイッチを効果的に診断することができる。
2021512574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列で接続された複数のバッテリーモジュールに備えられたスイッチを診断する装置であって、
前記複数のバッテリーモジュールの正極端子と直接接続される正極充放電経路にそれぞれ備えられ、前記正極充放電経路を開閉するように構成された複数の正極モジュールスイッチと、
前記複数のバッテリーモジュールの負極端子と直接接続される負極充放電経路にそれぞれ備えられ、前記負極充放電経路を開閉するように構成された複数の負極モジュールスイッチと、
前記複数の正極モジュールスイッチと、前記複数のバッテリーモジュールを備えるバッテリーパックの正極端子との間の統合正極経路に備えられるように構成された正極診断端子と、
前記複数の負極モジュールスイッチと前記バッテリーパックの負極端子との間の統合負極経路に備えられるように構成された負極診断端子と、
前記正極診断端子及び前記負極診断端子の電圧を測定するように構成された電圧測定部と、
前記電圧測定部から前記正極診断端子及び前記負極診断端子の電圧を受信し、前記正極診断端子及び前記負極診断端子の電圧に基づいて、前記複数のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチの固着状態を診断するように構成されたプロセッサとを含む、スイッチ診断装置。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記正極診断端子と前記負極診断端子との間の電圧が予め決められた臨界値以上である場合、前記複数のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが固着状態であると診断する、請求項１に記載のスイッチ診断装置。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記正極診断端子と前記負極診断端子との間の電圧が予め決められた臨界値以下である場合、前記複数のバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが正常状態であると診断する、請求項１または２に記載のスイッチ診断装置。
【請求項４】
互いに並列で接続された複数のバッテリーモジュールに備えられたスイッチを診断する装置であって、
前記複数のバッテリーモジュールの正極端子と直接接続される正極充放電経路にそれぞれ備えられ、前記正極充放電経路を開閉するように構成された複数の正極モジュールスイッチと、
前記複数のバッテリーモジュールの負極端子と直接接続される負極充放電経路にそれぞれ備えられ、前記負極充放電経路を開閉するように構成された複数の負極モジュールスイッチと、
それぞれの正極モジュールスイッチと、前記複数のバッテリーモジュールを備えるバッテリーパックの正極端子との間の正極充放電経路に備えられるように構成された複数の正極診断端子と、
それぞれの負極モジュールスイッチと前記バッテリーパックの負極端子との間の負極充放電経路に備えられるように構成された複数の負極診断端子と、
前記複数の正極診断端子及び前記複数の負極診断端子の電圧を測定するように構成された電圧測定部と、
前記電圧測定部から前記複数の正極診断端子及び前記複数の負極診断端子の電圧を受信し、少なくとも一つの正極診断端子の電圧及び負極診断端子の電圧に基づいて、前記複数のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチの固着状態を診断するように構成されたプロセッサとを含む、スイッチ診断装置。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記複数のバッテリーモジュールのうち診断対象バッテリーモジュールを選択し、前記診断対象バッテリーモジュールを除いたバッテリーモジュールに備えられた正極診断端子及び負極診断端子の電圧に基づいて、前記診断対象バッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチの固着状態を診断する、請求項４に記載のスイッチ診断装置。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記診断対象バッテリーモジュールを除いたバッテリーモジュールに備えられた正極診断端子と負極診断端子との間の電圧が予め決められた臨界値以上である場合、前記診断対象バッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが固着状態であると診断する、請求項５に記載のスイッチ診断装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記診断対象バッテリーモジュールを除いたバッテリーモジュールに備えられた正極診断端子と負極診断端子との間の電圧が予め決められた臨界値以下である場合、前記診断対象バッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが正常状態であると診断する、請求項５または６に記載のスイッチ診断装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のスイッチ診断装置を含むＢＭＳ。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか一項に記載のスイッチ診断装置を含むバッテリーパック。
【請求項１０】
互いに並列で接続された複数のバッテリーモジュールに備えられたスイッチを診断する方法であって、
前記複数のバッテリーモジュールの正極端子と直接接続される正極充放電経路にそれぞれ備えられて前記正極充放電経路を開閉するように構成された複数の正極モジュールスイッチと、前記複数のバッテリーモジュールを備えるバッテリーパックの正極端子との間の統合正極経路に備えられるように構成された正極診断端子、及び前記複数のバッテリーモジュールの負極端子と直接接続される負極充放電経路にそれぞれ備えられて前記負極充放電経路を開閉するように構成された複数の負極モジュールスイッチと前記バッテリーパックの負極端子との間の統合負極経路に備えられるように構成された負極診断端子の電圧を測定する段階と、
前記電圧を測定する段階によって測定された前記正極診断端子及び前記負極診断端子の電圧に基づいて、前記複数のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチの固着状態を診断する段階とを含む、スイッチ診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ診断装置及び方法に関し、より詳しくは、バッテリーパックに備えられるスイッチを診断する過程で効果的にスイッチを診断することができるスイッチ診断装置及び方法に関する。
【０００２】
本出願は、２０１８年９月１２日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−０１０９２０６号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
【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、なか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】
バッテリーは多様な分野で用いられるが、電気駆動車両またはスマートグリッドシステムのように近年バッテリーを多く活用する分野では大きい容量を要する場合が多い。バッテリーパックの容量を増加させるためには二次電池、すなわちバッテリーセル自体の容量を増加させる方法があり得るが、この場合は容量増大の効果が大きくなく、二次電池の大きさの拡張に物理的制限があり、管理が不便であるという短所がある。したがって、通常は多数のバッテリーモジュールを直列と並列で接続したバッテリーパックが広く用いられる。
【０００６】
このようなバッテリーは、負荷または充電器などと接続されて、負荷に電力を供給して負荷を動作させるか、または、充電器から電力の供給を受けて充電される。すなわち、バッテリーは、負荷や充電器などのようなシステムと電気的に接続されて使用されることが一般的である。このとき、バッテリーとシステムとの間は電力供給のための線路で接続され、バッテリーとシステムとの間の線路にはコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）やＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを備えてスイッチング動作を行う。しかし、従来は、ＭＯＳＦＥＴを用いて電流の導通を調節するだけで、ＭＯＳＦＥＴの故障を診断する機能は提供できなかった。この場合、ＭＯＳＦＥＴの故障を診断できないため、ＭＯＳＦＥＴの発熱量によってエネルギー損失が増加する問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の背景の下でなされたものであり、バッテリーパックに備えられるスイッチを診断する過程で効果的にスイッチを診断できる改善されたスイッチ診断装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態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】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の一態様によるスイッチ診断装置は、少なくとも一つ以上の二次電池を備え、互いに並列で接続された複数のバッテリーモジュールに備えられたスイッチを診断する装置であって、前記複数のバッテリーモジュールの正極端子と直接接続される正極充放電経路にそれぞれ備えられ、前記正極充放電経路を開閉するように構成された複数の正極モジュールスイッチと、前記複数のバッテリーモジュールの負極端子と直接接続される負極充放電経路にそれぞれ備えられ、前記負極充放電経路を開閉するように構成された複数の負極モジュールスイッチと、前記複数の正極モジュールスイッチとバッテリーパックの正極端子との間の統合正極経路に備えられるように構成された正極診断端子と、前記複数の負極モジュールスイッチとバッテリーパックの負極端子との間の統合負極経路に備えられるように構成された負極診断端子と、前記正極診断端子及び前記負極診断端子の電圧を測定するように構成された電圧測定部と、前記電圧測定部から前記正極診断端子及び前記負極診断端子の電圧を受信し、前記正極診断端子及び前記負極診断端子の電圧に基づいて、前記複数のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチの固着状態を診断するように構成されたプロセッサとを含む。
【００１０】
また、前記プロセッサは、前記正極診断端子と前記負極診断端子との間の電圧が予め決められた臨界値以上である場合、前記複数のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが固着状態であると診断し得る。
【００１１】
また、前記プロセッサは、前記正極診断端子と前記負極診断端子との間の電圧が予め決められた臨界値以下である場合、前記複数のバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが正常状態であると診断し得る。
【００１２】
また、上記の目的を達成するため、本発明の他の一態様によるスイッチ診断装置は、少なくとも一つ以上の二次電池を備え、互いに並列で接続された複数のバッテリーモジュールに備えられたスイッチを診断する装置であって、前記複数のバッテリーモジュールの正極端子と直接接続される正極充放電経路にそれぞれ備えられ、前記正極充放電経路を開閉するように構成された複数の正極モジュールスイッチと、前記複数のバッテリーモジュールの負極端子と直接接続される負極充放電経路にそれぞれ備えられ、前記負極充放電経路を開閉するように構成された複数の負極モジュールスイッチと、それぞれの正極モジュールスイッチとバッテリーパックの正極端子との間の正極充放電経路に備えられるように構成された複数の正極診断端子と、それぞれの負極モジュールスイッチとバッテリーパックの負極端子との間の負極充放電経路に備えられるように構成された複数の負極診断端子と、前記複数の正極診断端子及び前記複数の負極診断端子の電圧を測定するように構成された電圧測定部と、前記電圧測定部から前記複数の正極診断端子及び前記複数の負極診断端子の電圧を受信し、少なくとも一つの正極診断端子の電圧及び負極診断端子の電圧に基づいて、前記複数のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチの固着状態を診断するように構成されたプロセッサとを含む。
【００１３】
また、前記プロセッサは、前記複数のバッテリーモジュールのうち診断対象バッテリーモジュールを選択し、前記診断対象バッテリーモジュールを除いたバッテリーモジュールに備えられた正極診断端子及び負極診断端子の電圧に基づいて、前記診断対象バッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチの固着状態を診断し得る。
【００１４】
また、前記プロセッサは、前記診断対象バッテリーモジュールを除いたバッテリーモジュールに備えられた正極診断端子と負極診断端子との間の電圧が予め決められた臨界値以上である場合、前記診断対象バッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが固着状態であると診断し得る。
【００１５】
また、前記プロセッサは、前記診断対象バッテリーモジュールを除いたバッテリーモジュールに備えられた正極診断端子と負極診断端子との間の電圧が予め決められた臨界値以下である場合、前記診断対象バッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが正常状態であると診断し得る。
【００１６】
また、上記の目的を達成するため、本発明の他の態様によるＢＭＳは、本発明の一態様によるスイッチ診断装置を含む。
【００１７】
また、上記の目的を達成するため、本発明のさらに他の態様によるバッテリーパックは、本発明の一態様によるスイッチ診断装置を含む。
【００１８】
また、上記の目的を達成するため、本発明のさらに他の態様によるスイッチ診断方法は、少なくとも一つ以上の二次電池を備え、互いに並列で接続された複数のバッテリーモジュールに備えられたスイッチを診断する方法であって、前記複数のバッテリーモジュールの正極端子と直接接続される正極充放電経路にそれぞれ備えられて前記正極充放電経路を開閉するように構成された複数の正極モジュールスイッチとバッテリーパックの正極端子との間の統合正極経路に備えられるように構成された正極診断端子、及び前記複数のバッテリーモジュールの負極端子と直接接続される負極充放電経路にそれぞれ備えられて前記負極充放電経路を開閉するように構成された複数の負極モジュールスイッチとバッテリーパックの負極端子との間の統合負極経路に備えられるように構成された負極診断端子の電圧を測定する段階と、前記電圧を測定する段階によって測定された前記正極診断端子及び前記負極診断端子の電圧に基づいて、前記複数のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチの固着状態を診断する段階とを含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一態様によれば、並列構造の複数のバッテリーモジュールが備えられた場合、診断対象バッテリーモジュール以外の他のバッテリーモジュールに備えられたスイッチの電圧に基づいて、診断対象バッテリーモジュールに備えられたスイッチを効果的に診断することができる。これによって、本発明の一態様によるスイッチ診断装置及び方法は、診断対象バッテリーモジュールの自体診断の外にも、追加的な診断が可能であるため、安定性を向上させることができる。
【００２０】
外にも本発明は他の多様な効果を有し得、このような本発明の他の効果は後述する詳細な説明によって理解でき、本発明の実施形態からより明らかに分かるであろう。
【００２１】
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形態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ものであるため、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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態によるスイッチ診断装置がバッテリーパックの一部構成要素と接続された構成を概略的に示した図である。
【図２】本発明の他の一実施形態によるスイッチ診断装置がバッテリーパックの一部構成要素と接続された構成を概略的に示した図である。
【図３】本発明の一実施形態によるスイッチ診断方法を概略的に示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。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。
【００２４】
したがって、本明細書に記載された実施形態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形態に過ぎず、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。
【００２５】
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。
【００２６】
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に言及されない限り、他の構成要素を除外するものではなく、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「プロセッサ」のような用語は、少なくとも一つの機能または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として具現され得る。
【００２７】
さらに、明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されるとするとき、これは「直接的な連結（接続）」だけではなく、他の素子を介在した「間接的な連結（接続）」も含む。
【００２８】
本明細書において、二次電池は、負極端子及び正極端子を備え、物理的に分離可能な一つの独立したセルを意味する。一例として、一つのパウチ型リチウムポリマーセルを二次電池として見なし得る。
【００２９】
本発明の一実施形態によるスイッチ診断装置は、少なくとも一つ以上の二次電池を備え、互いに並列で接続された複数のバッテリーモジュールに備えられたスイッチを診断する装置である。例えば、複数のバッテリーモジュールは、バッテリーパックに備えられて互いに電気的に並列で接続され得る。また、図１に示されたように、バッテリーパックの両端は、車両負荷５０と電気的に接続され得る。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態によるスイッチ診断装置がバッテリーパックの一部構成要素と接続された構成を概略的に示した図である。
【００３１】
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるスイッチ診断装置は、複数の正極モジュールスイッチ１１、２１、３１、複数の負極モジュールスイッチ１２、２２、３２、正極診断端子１００、負極診断端子２００、電圧測定部３００及びプロセッサ４００を含むことができる。
【００３２】
前記複数の正極モジュールスイッチ１１、２１、３１は、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０の正極端子と直接接続される正極充放電経路にそれぞれ備えられ得る。例えば、図１に示されたように、複数の正極モジュールスイッチ１１、２１、３１は、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０の各正極端子と第１ノードＮ１との間を直接接続する正極充放電経路上にそれぞれ備えられ得る。また、複数の正極モジュールスイッチ１１、２１、３１は、正極充放電経路を開閉することができる。例えば、図１に示されたように、複数の正極モジュールスイッチ１１、２１、３１は、正極充放電経路の電気的経路を開閉し得る。例えば、複数の正極モジュールスイッチ１１、２１、３１は、電気的信号を送受信できるように、プロセッサ４００と電気的に接続され得る。例えば、複数の正極モジュールスイッチ１１、２１、３１は、ゲート端子、ドレイン端子及びソース端子を備えたＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子であり得る。ここで、ＦＥＴ素子は、ゲート端子とソース端子との間に印加された電圧によるチャネル形成如何に応じてターンオン又はターンオフされる。一例として、前記ＦＥＴ素子は、ＭＯＳＦＥＴであり得る。
【００３３】
前記複数の負極モジュールスイッチ１２、２２、３２は、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０の負極端子と直接接続される負極充放電経路にそれぞれ備えられ得る。例えば、図１に示されたように、複数の負極モジュールスイッチ１２、２２、３２は、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０の各負極端子と第２ノードＮ２との間を直接接続する負極充放電経路上にそれぞれ備えられ得る。また、複数の負極モジュールスイッチ１２、２２、３２は、負極充放電経路を開閉することができる。例えば、図１に示されたように、複数の負極モジュールスイッチ１２、２２、３２は、負極充放電経路の電気的経路を開閉し得る。例えば、複数の負極モジュールスイッチ１２、２２、３２は、電気的信号を送受信できるように、プロセッサ４００と電気的に接続され得る。例えば、複数の負極モジュールスイッチ１２、２２、３２は、ゲート端子、ドレイン端子及びソース端子を備えたＦＥＴ素子であり得る。ここで、ＦＥＴ素子は、ゲート端子とソース端子との間に印加された電圧によるチャネル形成如何に応じてターンオン又はターンオフされる。一例として、前記ＦＥＴ素子は、ＭＯＳＦＥＴであり得る。
【００３４】
前記正極診断端子１００は、複数の正極モジュールスイッチ１１、２１、３１とバッテリーパックの正極端子との間の統合正極経路に備えられ得る。例えば、図１に示されたように、正極診断端子１００は、複数の正極モジュールスイッチ１１、２１、３１とバッテリーパックの正極端子との間を連結する経路に備えられ得る。より具体的には、図１に示されたように、複数の正極モジュールスイッチ１１、２１、３１と第１ノードＮ１との間を連結する経路が正極充放電経路であり、第１ノードＮ１とバッテリーパックの正極端子との間を連結する経路が統合正極経路であり得る。ここで、それぞれの正極充放電経路と統合正極経路とは第１ノードＮ１で接続され得る。
【００３５】
前記負極診断端子２００は、複数の負極モジュールスイッチ１２、２２、３２とバッテリーパックの負極端子との間の統合負極経路に備えられ得る。例えば、図１に示されたように、負極診断端子２００は、複数の負極モジュールスイッチ１２、２２、３２とバッテリーパックの負極端子との間を連結する経路に備えられ得る。より具体的には、図１に示されたように、複数の負極モジュールスイッチ１２、２２、３２と第２ノードＮ２との間を連結する経路が負極充放電経路であり、第２ノードＮ２とバッテリーパックの負極端子との間を連結する経路が統合負極経路であり得る。ここで、それぞれの負極充放電経路と統合負極経路とは第２ノードＮ２で接続され得る。
【００３６】
前記電圧測定部３００は、正極診断端子１００及び負極診断端子２００の電圧を測定することができる。例えば、図１に示されたように、前記電圧測定部３００は、電気的信号を送受信できるように、正極診断端子１００及び負極診断端子２００とそれぞれ電気的に接続され得る。
【００３７】
また、電圧測定部３００は、正極診断端子１００及び負極診断端子２００の電圧を測定するように構成され得る。より具体的には、電圧測定部３００は、正極診断端子１００及び負極診断端子２００から受信した電気的信号に基づいて正極診断端子１００及び負極診断端子２００の電圧を測定することができる。
【００３８】
望ましくは、電圧測定部３００は、電気的信号を送受信できるように、プロセッサ４００と電気的に接続され得る。また、電圧測定部３００は、プロセッサ４００の統制の下、時間間隔を置いて正極診断端子１００及び負極診断端子２００の電圧を測定し、測定された電圧の大きさを示す信号をプロセッサ４００に出力することができる。例えば、電圧測定部３００は、当業界で一般に使用される電圧測定回路を用いて具現され得る。
【００３９】
前記プロセッサ４００は、電圧測定部３００から正極診断端子１００及び負極診断端子２００の電圧を受信し、正極診断端子１００及び負極診断端子２００の電圧に基づいて、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０のうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチの固着状態を診断することができる。例えば、プロセッサ４００は、第１正極モジュールスイッチ１１及び第１負極モジュールスイッチ１２が固着状態である場合、正極診断端子１００及び負極診断端子２００の電圧に基づいて、第１バッテリーモジュール１０の第１正極モジュールスイッチ１１及び第１負極モジュールスイッチ１２が固着状態であると診断し得る。
【００４０】
望ましくは、本発明の一実施形態によるプロセッサ４００は、正極診断端子１００と負極診断端子２００との間の電圧が予め決められた臨界値以上である場合、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０のうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが固着状態であると診断することができる。例えば、プロセッサ４００は、正極診断端子１００と負極診断端子２００との電圧差がバッテリーモジュールの両端電圧値に該当する場合、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０のうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが固着状態であると診断し得る。
【００４１】
望ましくは、本発明の一実施形態によるプロセッサ４００は、正極診断端子１００と負極診断端子２００との間の電圧が予め決められた臨界値以下である場合、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０のそれぞれの正極モジュールスイッチ１１、２１、３１及び負極モジュールスイッチ１２、２２、３２が正常状態であると診断することができる。例えば、プロセッサ４００は、正極診断端子１００と負極診断端子２００との電圧差が０Ｖに該当する場合、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０のうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが正常状態であると診断し得る。また、プロセッサ４００は、正極診断端子１００と負極診断端子２００との電圧差がバッテリーモジュールの両端電圧値以下に該当する場合、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０のうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが正常状態であると診断し得る。
【００４２】
望ましくは、本発明の一実施形態によるスイッチ診断装置は、図１に示されたように、メモリデバイス５００をさらに含むことができる。
【００４３】
前記メモリデバイス５００は、本発明の一実施形態によるスイッチ診断装置の動作に必要な情報を予め保存することができる。また、メモリデバイス５００は、正極診断端子１００と負極診断端子２００との間の予め決められた臨界値に該当する臨界電圧値を予め保存し得る。また、メモリデバイス５００は、バッテリーモジュールの両端電圧値を予め保存し得る。
【００４４】
一方、プロセッサ４００は、上述したような動作を実行するため、当業界に知られたプロセッサ４００、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム及び／またはデータ処理装置などを選択的に含む形態で具現され得る。
【００４５】
一方、メモリデバイス５００は、情報を記録し消去可能な保存媒体であれば、その種類に特に制限がない。例えば、メモリデバイス５００は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク、光記録媒体または磁気記録媒体であり得る。また、メモリデバイス５００は、プロセッサ４００によってそれぞれアクセスできるように、例えばデータバスなどを介してプロセッサ４００とそれぞれ電気的に接続され得る。また、メモリデバイス５００は、プロセッサ４００がそれぞれ実行する各種の制御ロジックを含むプログラム及び／または制御ロジックの実行時に発生するデータを、保存及び／または更新及び／または消去及び／または伝送することができる。
【００４６】
図２は、本発明の他の一実施形態によるスイッチ診断装置がバッテリーパックの一部構成要素と接続された構成を概略的に示した図である。また、本実施形態では、上述した実施形態についての説明を同様に適用可能な部分は詳細な説明を省略し、異なる部分を主に説明することにする。
【００４７】
図２を参照すると、本発明の一実施形態によるスイッチ診断装置は、複数の正極モジュールスイッチ１１、２１、３１、複数の負極モジュールスイッチ１２、２２、３２、複数の正極診断端子１１０、１２０、１３０、複数の負極診断端子２１０、２２０、２３０、電圧測定部３００及びプロセッサ４００を含むことができる。
【００４８】
前記複数の正極診断端子１１０、１２０、１３０は、それぞれの正極モジュールスイッチとバッテリーパックの正極端子との間の正極充放電経路に備えられ得る。例えば、図２に示されたように、複数の正極診断端子１１０、１２０、１３０は、それぞれの正極モジュールスイッチと第１ノードＮ１との間の正極充放電経路上にそれぞれ備えられ得る。
【００４９】
前記複数の負極診断端子２１０、２２０、２３０は、それぞれの負極モジュールスイッチとバッテリーパックの負極端子との間の負極充放電経路に備えられ得る。例えば、図２に示されたように、複数の負極診断端子２１０、２２０、２３０は、それぞれの負極モジュールスイッチと第２ノードＮ２との間の負極充放電経路上にそれぞれ備えられ得る。
【００５０】
前記電圧測定部３００は、複数の正極診断端子１１０、１２０、１３０及び複数の負極診断端子２１０、２２０、２３０の電圧を測定することができる。例えば、図２に示されたように、電圧測定部３００は、電気的信号を送受信できるように、複数の正極診断端子１１０、１２０、１３０及び複数の負極診断端子２１０、２２０、２３０とそれぞれ電気的に接続され得る。
【００５１】
また、電圧測定部３００は、複数の正極診断端子１１０、１２０、１３０及び複数の負極診断端子２１０、２２０、２３０の電圧を測定するように構成され得る。より具体的には、電圧測定部３００は、複数の正極診断端子１１０、１２０、１３０及び複数の負極診断端子２１０、２２０、２３０から受信した電気的信号に基づいて複数の正極診断端子１１０、１２０、１３０及び複数の負極診断端子２１０、２２０、２３０の電圧をそれぞれ測定することができる。
【００５２】
望ましくは、電圧測定部３００は、電気的信号を送受信できるように、プロセッサ４００と電気的に接続され得る。また、電圧測定部３００は、プロセッサ４００の統制の下、時間間隔を置いて複数の正極診断端子１１０、１２０、１３０及び複数の負極診断端子２１０、２２０、２３０の電圧を測定し、測定された電圧の大きさを示す信号をプロセッサ４００に出力することができる。例えば、電圧測定部３００は、当業界で一般に使用される電圧測定回路を用いて具現され得る。
【００５３】
前記プロセッサ４００は、電圧測定部３００から複数の正極診断端子１１０、１２０、１３０及び複数の負極診断端子２１０、２２０、２３０の電圧を受信し、少なくとも一つの正極診断端子の電圧及び負極診断端子の電圧に基づいて複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０のうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチの固着状態を診断することができる。例えば、プロセッサ４００は、第１バッテリーモジュール１０の第１正極モジュールスイッチ１１及び第１負極モジュールスイッチ１２の固着状態を診断しようとする場合、第２正極診断端子１２０と第２負極診断端子２２０との電圧差に基づいて第１バッテリーモジュール１０の第１正極モジュールスイッチ１１及び第１負極モジュールスイッチ１２の固着状態を診断し得る。または、プロセッサ４００は、第１バッテリーモジュール１０の第１正極モジュールスイッチ１１及び第１負極モジュールスイッチ１２の固着状態を診断しようとする場合、第３正極診断端子１３０と第３負極診断端子２３０との電圧差に基づいて第１バッテリーモジュール１０の第１正極モジュールスイッチ１１及び第１負極モジュールスイッチ１２の固着状態を診断し得る。
【００５４】
望ましくは、本発明の一実施形態によるプロセッサ４００は、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０のうち診断対象バッテリーモジュールを選択し、診断対象バッテリーモジュールを除いたバッテリーモジュールに備えられた正極診断端子及び負極診断端子の電圧に基づいて診断対象バッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチの固着状態を診断することができる。例えば、プロセッサ４００は、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０のうち診断対象バッテリーモジュールを選択することができる。例えば、プロセッサ４００は、複数のバッテリーモジュール１０、２０、３０のうち一つのバッテリーモジュールを順次に診断対象バッテリーモジュールとして選択し得る。例えば、プロセッサ４００は、第１バッテリーモジュール１０を診断対象バッテリーモジュールとして選択し得る。また、プロセッサ４００は、第１バッテリーモジュール１０を除いた第２バッテリーモジュール２０及び第３バッテリーモジュール３０に備えられた第２及び第３正極診断端子１２０、１３０と第２及び第３負極診断端子２２０、２３０の電圧に基づいて、第１バッテリーモジュール１０の第１正極モジュールスイッチ１１及び第１負極モジュールスイッチ１２の固着状態を診断し得る。
【００５５】
望ましくは、本発明の一実施形態によるプロセッサ４００は、診断対象バッテリーモジュールを除いたバッテリーモジュールに備えられた正極診断端子と負極診断端子との間の電圧が予め決められた臨界値以上である場合、診断対象バッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが固着状態であると診断することができる。例えば、プロセッサ４００は、第１バッテリーモジュール１０を診断対象バッテリーモジュールとして選択する場合、第２バッテリーモジュール２０に備えられた第２正極診断端子１２０と第２負極診断端子２２０との電圧差が予め決められた臨界値以上であると、第１バッテリーモジュール１０の第１正極モジュールスイッチ１１及び第１負極モジュールスイッチ１２が固着状態であると診断し得る。また、プロセッサ４００は、第１バッテリーモジュール１０を診断対象バッテリーモジュールとして選択する場合、第３バッテリーモジュール３０に備えられた第３正極診断端子１３０と第３負極診断端子２３０との電圧差が予め決められた臨界値以上であると、第１バッテリーモジュール１０の第１正極モジュールスイッチ１１及び第１負極モジュールスイッチ１２が固着状態であると診断し得る。ここで、予め決められた臨界値は、バッテリーモジュールの両端電圧値であり得る。
【００５６】
望ましくは、本発明の一実施形態によるプロセッサ４００は、診断対象バッテリーモジュールを除いたバッテリーモジュールに備えられた正極診断端子と負極診断端子との間の電圧が予め決められた臨界値以下である場合、診断対象バッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが正常状態であると診断することができる。例えば、プロセッサ４００は、第１バッテリーモジュール１０を診断対象バッテリーモジュールとして選択する場合、第２バッテリーモジュール２０に備えられた第２正極診断端子１２０と第２負極診断端子２２０との電圧差が予め決められた臨界値以下であると、第１バッテリーモジュール１０の第１正極モジュールスイッチ１１及び第１負極モジュールスイッチ１２が正常状態であると診断し得る。また、プロセッサ４００は、第１バッテリーモジュール１０を診断対象バッテリーモジュールとして選択する場合、第３バッテリーモジュール３０に備えられた第３正極診断端子１３０と第３負極診断端子２３０との電圧差が予め決められた臨界値以下であると、第１バッテリーモジュール１０の第１正極モジュールスイッチ１１及び第１負極モジュールスイッチ１２が正常状態であると診断し得る。ここで、予め決められた臨界値は、０Ｖであり得る。
【００５７】
本発明によるスイッチ診断装置は、ＢＭＳに適用できる。すなわち、本発明によるＢＭＳは、上述した本発明によるスイッチ診断装置を含むことができる。このような構成において、本発明によるスイッチ診断装置の各構成要素のうち少なくとも一部は、従来ＢＭＳに含まれた構成の機能を補完または追加することで具現され得る。例えば、本発明によるスイッチ診断装置のプロセッサ４００及びメモリデバイス５００は、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）の構成要素として具現され得る。
【００５８】
また、本発明によるスイッチ診断装置は、バッテリーパックに備えることができる。すなわち、本発明によるバッテリーパックは、上述した本発明によるスイッチ診断装置を含むことができる。ここで、バッテリーパックは、一つ以上の二次電池、前記スイッチ診断装置、電装品（ＢＭＳやリレー、ヒューズなどを備える）及びケースなどを含むことができる。
【００５９】
図３は、本発明の一実施形態によるスイッチ診断方法を概略的に示したフロー図である。図３において、各段階の実行主体は、上述した本発明によるスイッチ診断装置の各構成要素であると言える。
【００６０】
図３に示されたように、本発明によるスイッチ診断方法は、電圧測定段階Ｓ１００及び診断段階Ｓ１１０を含む。
【００６１】
まず、電圧測定段階Ｓ１００では、前記複数のバッテリーモジュールの正極端子と直接接続される正極充放電経路にそれぞれ備えられて前記正極充放電経路を開閉するように構成された複数の正極モジュールスイッチとバッテリーパックの正極端子との間の統合正極経路に備えられるように構成された正極診断端子、及び前記複数のバッテリーモジュールの負極端子と直接接続される負極充放電経路にそれぞれ備えられて前記負極充放電経路を開閉するように構成された複数の負極モジュールスイッチとバッテリーパックの負極端子との間の統合負極経路に備えられるように構成された負極診断端子の電圧を測定することができる。次いで、診断段階Ｓ１１０では、前記電圧測定段階によって測定された前記正極診断端子及び前記負極診断端子の電圧に基づいて前記複数のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチの固着状態を診断することができる。
【００６２】
望ましくは、本発明の一実施形態による診断段階Ｓ１１０では、前記正極診断端子と前記負極診断端子との間の電圧が予め決められた臨界値以上である場合、前記複数のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが固着状態であると診断し得る。
【００６３】
望ましくは、本発明の一実施形態による診断段階Ｓ１１０では、前記正極診断端子と前記負極診断端子との間の電圧が予め決められた臨界値以下である場合、前記複数のバッテリーモジュールの正極モジュールスイッチ及び負極モジュールスイッチが正常状態であると診断し得る。
【００６４】
また、前記制御ロジックがソフトウェアとして具現されるとき、プロセッサは、プログラムモジュールの集合として具現され得る。このとき、プログラムモジュールはメモリ装置に保存され、プロセッサによって実行され得る。
【００６５】
また、プロセッサの多様な制御ロジックは少なくとも一つ以上が組み合わせられ、組み合わせられた制御ロジックは、コンピュータ可読のコード体系で作成されてコンピュータによってアクセス可能なものであれば、その種類に特に制限がない。一例として、記録媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、ハードディスク、フロッピーディスク及び光データ記録装置を含む群から選択された少なくとも一つ以上を含む。また、前記コード体系は、ネットワークで接続されたコンピュータに分散して保存されて実行され得る。また、組み合わせられた制御ロジックを具現するための機能的なプログラム、コード及びセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマによって容易に推論可能である。
【００６６】
以上のように、本発明を限定された実施形態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。
【符号の説明】
【００６７】
１０：第１バッテリーモジュール
２０：第２バッテリーモジュール
３０：第３バッテリーモジュール
１１：第１正極モジュールスイッチ
１２：第１負極モジュールスイッチ
２１：第２正極モジュールスイッチ
２２：第２負極モジュールスイッチ
３１：第３正極モジュールスイッチ
３２：第３負極モジュールスイッチ
１００：正極診断端子
１１０：第１正極診断端子
１２０：第２正極診断端子
１３０：第３正極診断端子
２００：負極診断端子
２１０：第１負極診断端子
２２０：第２負極診断端子
２３０：第３負極診断端子
３００：電圧測定部
４００：プロセッサ
５００：メモリデバイス
Ｎ１：第１ノード
Ｎ２：第２ノード
【図１】
2021512574.tif 000003
【図２】
2021512574.tif 000004
【図３】
2021512574.tif 000005
【国際調査報告】
2021512574.tif 000006
2021512574.tif 000007
2021512574.tif 000008
2021512574.tif 000009