(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低電圧バッテリーから電圧の印加を受け、印加を受けた前記電圧と第１基準電圧に基づいて一つ以上の結果信号を出力するデイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）回路部、
出力された前記一つ以上の結果信号を受信し、受信した前記一つ以上の結果信号を変換するアイソレータ（Ｉｓｏｌａｔｏｒ）部、および
変換された前記一つ以上の結果信号を受信して前記低電圧バッテリーの状態を診断する制御部を含み、
前記デイジーチェーン回路部は前記低電圧バッテリーを含む低電圧側に備えられ、前記制御部は高電圧バッテリーを含む高電圧側に備えられ、
前記アイソレータ部は、前記デイジーチェーン回路部と前記制御部との間に位置し、
前記高電圧バッテリーは、複数のバッテリーモジュールを含む
低電圧バッテリーの状態診断システム。
【請求項２】
低電圧バッテリーから電圧の印加を受け、印加を受けた前記電圧と第１基準電圧に基づいて一つ以上の結果信号を出力するデイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）回路部、
出力された前記一つ以上の結果信号を受信し、受信した前記一つ以上の結果信号を変換するアイソレータ（Ｉｓｏｌａｔｏｒ）部、および
変換された前記一つ以上の結果信号を受信して前記低電圧バッテリーの状態を診断する制御部を含み、
前記デイジーチェーン回路部は前記低電圧バッテリーを含む低電圧側に備えられ、前記制御部は高電圧バッテリーを含む高電圧側に備えられ、
前記アイソレータ部は、
変換された前記一つ以上の結果信号と第２基準電圧を比較して一つ以上の比較結果信号を出力するシュミットトリガ（Ｓｃｈｍｉｔｔ  Ｔｒｉｇｇｅｒ）回路部を含む
低電圧バッテリーの状態診断システム。
【請求項３】
前記アイソレータ部は、
前記デイジーチェーン回路部と前記制御部との間に位置し、前記デイジーチェーン回路部と前記制御部を絶縁させて電気的に隔離する、請求項１または２に記載の低電圧バッテリーの状態診断システム。
【請求項４】
前記デイジーチェーン回路部は、
前記第１基準電圧を設定する基準電圧設定部を含み、
前記基準電圧設定部は、
前記デイジーチェーン回路部に入力される信号の大きさおよび種類のいずれか一つ以上に基づいて前記第１基準電圧の大きさを調節する、請求項１から３のいずれか一項に記載の低電圧バッテリーの状態診断システム。
【請求項５】
前記アイソレータ部は、
受信した前記一つ以上の結果信号を変換するカプラ（Ｃｏｕｐｌｅｒ）部を含む、請求項２に記載の低電圧バッテリーの状態診断システム。
【請求項６】
前記シュミットトリガ回路部は、
前記シュミットトリガ回路部に入力される信号の大きさおよび種類に応じて前記第２基準電圧の大きさを調節する、請求項２または５に記載の低電圧バッテリーの状態診断システム。
【請求項７】
前記デイジーチェーン回路部は、
前記低電圧バッテリーの電圧信号、前記デイジーチェーン回路部の入力電圧信号および前記デイジーチェーン回路部の出力電圧のフィードバックを受けた信号のいずれか一つ以上に基づいて前記一つ以上の結果信号を出力する、請求項１から６のいずれか一項に記載の低電圧バッテリーの状態診断システム。
【請求項８】
前記デイジーチェーン回路部は、
一つ以上のバッテリーモジュールと連結された一つ以上のセルモジュールコントローラ（Ｃｅｌｌ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＣＭＣ）および前記制御部とデイジーチェーン結線方式で連結され、前記一つ以上の結果信号に基づいて前記ＣＭＣ、前記制御部および前記デイジーチェーン回路部間の短絡を点検する、請求項１から７のいずれか一項に記載の低電圧バッテリーの状態診断システム。
【請求項９】
デイジーチェーン回路部が低電圧バッテリーを含む低電圧側に備えられるステップ、
制御部が高電圧バッテリーを含む高電圧側に備えられるステップ、
前記デイジーチェーン回路部が、前記低電圧バッテリーから電圧の印加を受け、印加を受けた前記電圧と第１基準電圧に基づいて一つ以上の結果信号を出力するステップ、
アイソレータ部が、出力された前記一つ以上の結果信号を受信し、受信した前記一つ以上の結果信号を変換するステップ、および
前記制御部が変換された前記一つ以上の結果信号を受信して前記低電圧バッテリーの状態を診断するステップを含み、
前記アイソレータ部は、前記デイジーチェーン回路部と前記制御部との間に位置し、
前記高電圧バッテリーは、複数のバッテリーモジュールを含む
低電圧バッテリーの状態診断方法。
【請求項１０】
デイジーチェーン回路部が低電圧バッテリーを含む低電圧側に備えられるステップ、
制御部が高電圧バッテリーを含む高電圧側に備えられるステップ、
前記デイジーチェーン回路部が、前記低電圧バッテリーから電圧の印加を受け、印加を受けた前記電圧と第１基準電圧に基づいて一つ以上の結果信号を出力するステップ、
アイソレータ部が、出力された前記一つ以上の結果信号を受信し、受信した前記一つ以上の結果信号を変換するステップ、および
前記制御部が変換された前記一つ以上の結果信号を受信して前記低電圧バッテリーの状態を診断するステップを含み、
前記一つ以上の結果信号を出力するステップは、
シュミットトリガ回路部が変換された前記一つ以上の結果信号と第２基準電圧を比較して一つ以上の比較結果信号を出力するステップを含む
低電圧バッテリーの状態診断方法。
【請求項１１】
前記一つ以上の結果信号を変換するステップは、
前記アイソレータ部が、前記低電圧バッテリーおよび前記デイジーチェーン回路部と前記制御部との間に位置し、前記低電圧バッテリーおよび前記デイジーチェーン回路部と前記制御部を絶縁させて電気的に隔離するステップを含む、請求項９または１０に記載の低電圧バッテリーの状態診断方法。
【請求項１２】
前記一つ以上の結果信号を出力するステップは、
基準電圧設定部が前記第１基準電圧を設定するステップを含み、
前記第１基準電圧を設定するステップは、
前記デイジーチェーン回路部に入力される信号の大きさおよび種類のいずれか一つ以上に基づいて前記第１基準電圧の大きさを調節するステップを含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の低電圧バッテリーの状態診断方法。
【請求項１３】
前記一つ以上の結果信号を出力するステップは、
カプラ部が受信した前記一つ以上の結果信号を変換するステップを含む、請求項１０に記載の低電圧バッテリーの状態診断方法。
【請求項１４】
前記一つ以上の比較結果信号を出力するステップは、
前記シュミットトリガ回路部に入力される信号の大きさおよび種類に応じて前記第２基準電圧の大きさを調節するステップを含む、請求項１３に記載の低電圧バッテリーの状態診断方法。
【請求項１５】
前記一つ以上の結果信号を出力するステップは、
前記低電圧バッテリーの電圧信号、前記デイジーチェーン回路部の入力電圧信号および前記デイジーチェーン回路部の出力電圧のフィードバックを受けた信号のいずれか一つ以上に基づいて前記一つ以上の結果信号を出力するステップを含む、請求項９から１４のいずれか一項に記載の低電圧バッテリーの状態診断方法。
【請求項１６】
前記低電圧バッテリーの状態診断方法は、
前記デイジーチェーン回路部が一つ以上のバッテリーモジュールと連結された一つ以上のセルモジュールコントローラ（Ｃｅｌｌ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＣＭＣ）および前記制御部とデイジーチェーン結線方式で連結されるステップをさらに含み、
前記一つ以上の結果信号を出力するステップは、
前記一つ以上の結果信号に基づいて前記ＣＭＣ、前記制御部および前記デイジーチェーン回路部間の短絡を点検するステップを含む、請求項９から１５のいずれか一項に記載の低電圧バッテリーの状態診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２０１７年０４月０６日付の韓国特許出願第１０−２０１７−００４４６８０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、低電圧バッテリーの状態診断システムおよび方法に関し、より具体的には、低電圧側に備えられる低電圧バッテリー（１２Ｖ  Ａｕｘ  Ｂａｔｔｅｒｙ）の状態を診断するために、デイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）回路部が低電圧バッテリーから電圧の印加を受けて一つ以上の結果信号を出力し、高電圧側と低電圧側を電気的に絶縁するアイソレータ（Ｉｓｏｌａｔｏｒ）部がデイジーチェーン回路部から出力された一つ以上の結果信号を変換して制御部に提供することによって、低電圧側に制御部をさらに備えることなく高電圧側に備えられた制御部を用いて低電圧側の低電圧バッテリーの状態を診断することができる、低電圧バッテリーの状態診断システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、バッテリー管理のために開発および量産されているバッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＭＳ）は高電圧側（Ｈｉｇｈ−Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｉｄｅ）に備えられた高電圧バッテリーの電圧を測定し、マイクロコントローラユニット（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ；ＭＣＵ）のような制御部が測定された電圧に基づいてバッテリーの電圧状態を診断し管理した。しかし、低電圧側（Ｌｏｗ−Ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｉｄｅ）にはＭＣＵのような制御部が備えられていないため、低電圧側に備えられる低電圧バッテリー（１２Ｖ  Ａｕｘ  Ｂａｔｔｅｒｙ）の電圧状態を診断できないという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、従来のＢＭＳは、低電圧バッテリーの電圧状態を診断するために、低電圧バッテリーの電圧を抵抗分配により分配し、分配された電圧を低電圧側に位置したマイクロコントローラユニット（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ；ＭＣＵ）に印加して低電圧バッテリーの電圧状態を診断する方式を用いた。
【０００５】
一方、このように従来の低電圧バッテリーの状態を診断する方式は、高電圧側に備えられた制御部以外に低電圧側に制御部の役割を担当できる構成要素をさらに備えなければならないため、全体的なシステムの製作費用およびシステムの体積が増加して全体的なバッテリー管理システムの効率を落とすという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明者は、従来の低電圧バッテリーの状態診断システムおよび方法が有する問題を解決するために、低電圧側に備えられる低電圧バッテリーの状態を診断するために、デイジーチェーン回路部が低電圧バッテリーから電圧の印加を受けて一つ以上の結果信号を出力し、高電圧側と低電圧側を電気的に絶縁するアイソレータ部がデイジーチェーン回路部から出力された一つ以上の結果信号を変換して制御部に提供することによって、低電圧側に制御部をさらに備えることなく高電圧側に備えられた制御部を用いて低電圧側の低電圧バッテリーの状態を診断することができる、低電圧バッテリーの状態診断システムおよび方法を発明するに至った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した問題を解決するために導き出されたものであって、本発明は、低電圧側に備えられる低電圧バッテリー（１２Ｖ  Ａｕｘ  Ｂａｔｔｅｒｙ）の状態を診断するために、デイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）回路部が低電圧バッテリーから電圧の印加を受けて一つ以上の結果信号を出力し、高電圧側と低電圧側を電気的に絶縁するアイソレータ（Ｉｓｏｌａｔｏｒ）部がデイジーチェーン回路部から出力された一つ以上の結果信号を変換して制御部に提供することによって、低電圧側に制御部をさらに備えることなく高電圧側に備えられた制御部を用いて低電圧側の低電圧バッテリーの状態を診断することができる、低電圧バッテリーの状態診断システムおよび方法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低電圧バッテリーの状態診断システムは、低電圧バッテリーから電圧の印加を受け、印加を受けた前記電圧と第１基準電圧に基づいて一つ以上の結果信号を出力するデイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）回路部、出力された前記一つ以上の結果信号を受信し、受信した前記一つ以上の結果信号を変換するアイソレータ（Ｉｓｏｌａｔｏｒ）部、および変換された前記一つ以上の結果信号を受信して前記低電圧バッテリーの状態を診断する制御部を含み、前記デイジーチェーン回路部は前記低電圧バッテリーを含む低電圧側に備えられ、前記制御部は高電圧バッテリーを含む高電圧側に備えられる。
【０００９】
一つの実施形態において、前記アイソレータ部は、前記デイジーチェーン回路部と前記制御部との間に位置してもよく、前記デイジーチェーン回路部と前記制御部を絶縁させて電気的に隔離してもよい。
【００１０】
一つの実施形態において、前記デイジーチェーン回路部は、前記第１基準電圧を設定する基準電圧設定部を含んでもよく、前記基準電圧設定部は、前記デイジーチェーン回路部に入力される信号の大きさおよび種類のいずれか一つ以上に基づいて前記第１基準電圧の大きさを調節してもよい。
【００１１】
一つの実施形態において、前記アイソレータ部は、受信した前記一つ以上の結果信号を変換するカプラ（Ｃｏｕｐｌｅｒ）部、および変換された前記一つ以上の結果信号と第２基準電圧を比較して一つ以上の比較結果信号を出力するシュミットトリガ（Ｓｃｈｍｉｔｔ  Ｔｒｉｇｇｅｒ）回路部を含んでもよい。
【００１２】
一つの実施形態において、前記シュミットトリガ回路部は、前記シュミットトリガ回路部に入力される信号の大きさおよび種類に応じて前記第２基準電圧の大きさを調節してもよい。
【００１３】
一つの実施形態において、前記デイジーチェーン回路部は、前記低電圧バッテリーの電圧信号、前記デイジーチェーン回路部の入力電圧信号および前記デイジーチェーン回路部の出力電圧のフィードバックを受けた信号のいずれか一つ以上に基づいて前記一つ以上の結果信号を出力してもよい。
【００１４】
一つの実施形態において、前記デイジーチェーン回路部は、一つ以上のバッテリーモジュールと連結された一つ以上のセルモジュールコントローラ（Ｃｅｌｌ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＣＭＣ）および前記制御部とデイジーチェーン結線方式で連結され、前記一つ以上の結果信号に基づいて前記ＣＭＣ、前記制御部および前記デイジーチェーン回路部間の短絡を点検してもよい。
【００１５】
本発明の他の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断方法は、デイジーチェーン回路部が低電圧バッテリーを含む低電圧側に備えられるステップ、制御部が高電圧バッテリーを含む高電圧側に備えられるステップ、前記デイジーチェーン回路部が、前記低電圧バッテリーから電圧の印加を受け、印加を受けた前記電圧と第１基準電圧に基づいて一つ以上の結果信号を出力するステップ、アイソレータ部が、出力された前記一つ以上の結果信号を受信し、受信した前記一つ以上の結果信号を変換するステップ、および前記制御部が変換された前記一つ以上の結果信号を受信して前記低電圧バッテリーの状態を診断するステップを含む。
【００１６】
一つの実施形態において、前記一つ以上の結果信号を変換するステップは、前記アイソレータ部が、前記低電圧バッテリーおよび前記デイジーチェーン回路部と前記制御部との間に位置し、前記低電圧バッテリーおよび前記デイジーチェーン回路部と前記制御部を絶縁させて電気的に隔離するステップを含んでもよい。
【００１７】
一つの実施形態において、前記一つ以上の結果信号を出力するステップは、基準電圧設定部が前記第１基準電圧を設定するステップを含んでもよく、前記第１基準電圧を設定するステップは、前記デイジーチェーン回路部に入力される信号の大きさおよび種類のいずれか一つ以上に基づいて前記第１基準電圧の大きさを調節するステップを含んでもよい。
【００１８】
一つの実施形態において、前記一つ以上の結果信号を出力するステップは、カプラ部が受信した前記一つ以上の結果信号を変換するステップ、およびシュミットトリガ回路部が変換された前記一つ以上の結果信号と第２基準電圧を比較して一つ以上の比較結果信号を出力するステップを含んでもよい。
【００１９】
一つの実施形態において、前記一つ以上の比較結果信号を出力するステップは、前記シュミットトリガ回路部に入力される信号の大きさおよび種類に応じて前記第２基準電圧の大きさを調節するステップを含んでもよい。
【００２０】
一つの実施形態において、前記一つ以上の結果信号を出力するステップは、前記低電圧バッテリーの電圧信号、前記デイジーチェーン回路部の入力電圧信号および前記デイジーチェーン回路部の出力電圧のフィードバックを受けた信号のいずれか一つ以上に基づいて前記一つ以上の結果信号を出力するステップを含んでもよい。
【００２１】
一つの実施形態において、前記低電圧バッテリーの状態診断方法は、前記デイジーチェーン回路部が一つ以上のバッテリーモジュールと連結された一つ以上のセルモジュールコントローラ（Ｃｅｌｌ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＣＭＣ）および前記制御部とデイジーチェーン結線方式で連結されるステップをさらに含んでもよく、前記一つ以上の結果信号を出力するステップは、前記一つ以上の結果信号に基づいて前記ＣＭＣ、前記制御部および前記デイジーチェーン回路部間の短絡を点検するステップを含んでもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、低電圧側に備えられる低電圧バッテリー（１２Ｖ  Ａｕｘ  Ｂａｔｔｅｒｙ）の状態を診断するために、デイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）回路部が低電圧バッテリーから電圧の印加を受けて一つ以上の結果信号を出力し、高電圧側と低電圧側を電気的に絶縁するアイソレータ（Ｉｓｏｌａｔｏｒ）部がデイジーチェーン回路部から出力された一つ以上の結果信号を変換して制御部に提供することによって、低電圧側に制御部をさらに備えることなく高電圧側に備えられた制御部を用いて低電圧側の低電圧バッテリーの状態を診断することができ、低電圧側に低電圧バッテリーの状態を診断するための制御部が必要でないため、システムの費用および体積が減少するという利点がある。
【００２３】
また、本発明は、デイジーチェーン回路部の入力電圧およびデイジーチェーン回路部の出力電圧のフィードバックを受けた信号を受信し、受信した信号の種類および大きさに基づいて基準電圧を設定することによって、低電圧バッテリーの電圧だけでなく低電圧側に位置するデイジーチェーン回路部の入出力状態を診断することができ、入力される信号が変動しても本発明が有する固有の特性が変わらないため、様々な信号を受信して診断できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００の構成要素を概略的に示す図である。
【００２５】
【図２】本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００においてデイジーチェーン回路部１１０に含まれた基準電圧設定部１１１を概略的に示す図である。
【００２６】
【図３】本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００においてアイソレータ部１２０に含まれたカプラ部１２１およびシュミットトリガ回路部１２２を概略的に示す図である。
【００２７】
【図４】本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００においてアイソレータ部１２０に含まれたシュミットトリガ回路部１２２を例示的に示す図である。
【００２８】
【図５】本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００においてデイジーチェーン回路部１１０、アイソレータ部１２０および制御部１３０が一つ以上の結果信号を送受信する形態を概略的に示す図である。
【００２９】
【図６】本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００を介して低電圧バッテリー１０の状態を診断する一連の過程を説明するためのフローチャートである。
【００３０】
【図７】本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００を用いてセルモジュールコントローラ３０、制御部１３０およびデイジーチェーン回路部１１０間の断線を点検する一連の過程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】
【００３１】
以下では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、本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。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００の構成要素を概略的に示す図である。
【００３３】
図１を参照すれば、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００は、デイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）回路部１１０、アイソレータ（Ｉｓｏｌａｔｏｒ）部１２０および制御部１３０を含んで構成されることができる。
【００３４】
先ず、デイジーチェーン回路部１１０は、低電圧バッテリー１０から電圧の印加を受け、デイジーチェーン回路部１１０に含まれた複数の構成要素に印加を受けた低電圧バッテリー１０の電圧を提供することができる。このために、デイジーチェーン回路部１１０は、低電圧バッテリー１０を含む低電圧側に備えられることができる。ここで、低電圧バッテリー１０は、後述する高電圧バッテリー２０に比べて相対的に低い電圧値を出力するバッテリーである。例えば、高電圧バッテリー２０に含まれた複数のバッテリーモジュールのうちの一つのバッテリーモジュールであってもよく、バッテリーモジュールに含まれた複数のバッテリーセルのうちの一つのバッテリーセルであってもよい。
【００３５】
デイジーチェーン回路部１１０は、ハードウェア装置、ソフトウェア装置および通信装置のように低電圧側に備えられる構成要素をデイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）結線方式で連結して一つの回路に構成した形態であってもよい。ここで、デイジーチェーン結線方式は構成要素が連続的に連結されている方式のバス結線方式を意味し、一例として、デイジーチェーン回路部１１０はＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）方式で構成要素を連結することができる。
【００３６】
デイジーチェーン回路部１１０は、低電圧バッテリー１０から印加を受けた電圧と第１基準電圧に基づいて一つ以上の結果信号を出力することができる。ここで、第１基準電圧は、低電圧バッテリー１０の電圧状態を診断するために基準となる電圧の大きさ値を意味する。また、第１基準電圧は、低電圧バッテリー１０が低電圧状態であるかまたは高電圧状態であるかを診断するために、高電圧基準電圧および低電圧基準電圧の２個の基準電圧を含むことができる。ここで、一つ以上の結果信号は、低電圧バッテリー１０から印加を受けた電圧と第１基準電圧を比較して出力される信号であってもよい。
【００３７】
一つの実施形態において、デイジーチェーン回路部１１０は、比較回路（Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ、図示せず）を含むことができる。デイジーチェーン回路部１１０は、比較回路を介して印加を受けた低電圧バッテリー１０の電圧と第１基準電圧を比較し、比較結果として高信号（Ｈｉｇｈ−ｓｉｇｎａｌ）または低信号（Ｌｏｗ−ｓｉｇｎａｌ）を出力することができる。この時、高信号または低信号が一つ以上の結果信号であってもよい。
【００３８】
一つの実施形態において、デイジーチェーン回路部１１０は、低電圧バッテリー１０から印加を受けた電圧信号だけでなく、デイジーチェーン回路部１１０の入力電圧信号およびデイジーチェーン回路部の出力電圧のフィードバックを受けた信号のいずれか一つ以上を受信し、それに基づいて一つ以上の結果信号を出力することができる。この時、デイジーチェーン回路部１１０が受信した信号の種類に関係なく同一の第１基準電圧を適用すれば、各々の信号ごとに正確な結果値を出力できないことがある。このために、デイジーチェーン回路部１１０は、受信する各々の信号に対応するように第１基準電圧を設定するための基準電圧設定部１１１を含むことができる。
【００３９】
一つの実施形態において、基準電圧設定部１１１は、デイジーチェーン回路部１１０に入力される信号の大きさおよび種類のいずれか一つ以上に基づいて第１基準電圧の大きさを調節することができる。以下では、図２を参照して、基準電圧設定部１１１が基準電圧の大きさを調節する一連の過程を例を挙げて説明する。
【００４０】
図２は、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００においてデイジーチェーン回路部１１０に含まれた基準電圧設定部１１１を概略的に示す図である。
【００４１】
一つの実施形態において、基準電圧設定部１１１は、デイジーチェーン回路部１１０が受信した各々の信号に対応するように第１基準電圧の大きさを調節することができ、このために、一つ以上の抵抗１１１−１〜１１１−３およびスイッチング素子１１１−４を含むことができる。基準電圧設定部１１１は、デイジーチェーン回路部１１０に入力される信号の大きさおよび種類に応じて第１基準電圧の大きさを調節することができる。例えば、基準電圧設定部１１１に一定大きさの電圧Ｖｃｃが入力されれば、第１抵抗１１１−１と第２抵抗１１１−２を介して電圧が分配されて第１基準電圧を生成する。この時、一定大きさの電圧Ｖｃｃが１０Ｖであり、第１抵抗１１１−１および第２抵抗１１１−２の大きさが各々３ＫΩおよび２ＫΩである場合、電圧分配を通じて６Ｖが生成され、基準電圧設定部１１１は、生成された６Ｖ大きさの電圧を第１基準電圧に設定することができる。この時、デイジーチェーン回路部１１０に入力される信号の大きさおよび種類に基づいて、第１基準電圧の大きさを調節しようとする場合、デイジーチェーン回路部１１０または後述する制御部１３０から出力されるスイッチング素子１１１−４制御信号に基づいてスイッチング素子１１１−４の導通状態を制御して第２抵抗１１１−２と第３抵抗１１１−３を連結して抵抗値を変更させることによって分配される電圧の大きさを調節することができ、それによって第１基準電圧の大きさを調節することができる。一例として、第３抵抗１１１−３は、可変抵抗であるかまたは一つ以上の抵抗が直列または並列に連結されることによって抵抗値を調節することができ、抵抗値を調節した第３抵抗１１１−３と第２抵抗１１１−２を連結することによって様々な抵抗値を生成することができる。
【００４２】
他の一つの実施形態において、デイジーチェーン回路部１１０は、第１基準電圧に関する情報を格納できる格納部（図示せず）を含むことができる。格納部は、デイジーチェーン回路部１１０に入力される信号の大きさおよび種類に基づいて設定される第１基準電圧をデータ化して格納することができ、基準電圧設定部１１１は、デイジーチェーン回路部１１０に特定信号が入力される場合、特定信号の種類および大きさに対応する第１基準電圧をマッチングして第１基準電圧に設定することができる。
【００４３】
再び図１に戻り、アイソレータ部１２０は、デイジーチェーン回路部１１０から出力された一つ以上の結果信号を受信し、受信した一つ以上の結果信号を変換することができる。以下では、図３を参照して、アイソレータ部１２０がデイジーチェーン回路部１１０から受信した一つ以上の結果信号を変換する過程について説明する。
【００４４】
図３は、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００においてアイソレータ部１２０に含まれたカプラ部１２１およびシュミットトリガ回路部１２２を概略的に示す図である。
【００４５】
図３を参照すれば、アイソレータ部１２０は、カプラ（Ｃｏｕｐｌｅｒ）部およびシュミットトリガ（Ｓｃｈｍｉｔｔ  Ｔｒｉｇｇｅｒ）回路部を含むことができる。
【００４６】
カプラ部１２１は、デイジーチェーン回路部１１０から受信した一つ以上の結果信号を変換することができる。一例として、カプラ部１２１は、光源と光検出器を用いてスイッチング動作を行うオプトカプラ（Ｏｐｔｏ  Ｃｏｕｐｌｅｒ）またはフォトカプラ（Ｐｈｏｔｏ  Ｃｏｕｐｌｅｒ）であってもよい。カプラ部１２１は、デイジーチェーン回路部１１０から受信した一つ以上の結果信号に基づいて光源から光信号を生成し、光検出器が光信号を検出して電気的信号を発生させることができる。このような過程により、一つ以上の結果信号は光信号に、光信号はまた他の電気的信号に変換されることができる。
【００４７】
シュミットトリガ回路部１２２は、カプラ部１２１を介して変換された一つ以上の結果信号と第２基準電圧を比較して一つ以上の比較結果信号を出力することができる。ここで、第２基準電圧はシュミットトリガ回路部１２２の閾値電圧（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  Ｖｏｌｔａｇｅ）であってもよく、信号の低電圧状態および高電圧状態を診断するために低電圧基準電圧および高電圧基準電圧を含むことができる。また、第２基準電圧は、後述する制御部１３０において低電圧バッテリー１０の電圧状態、デイジーチェーン回路部１２０の入出力電圧状態を診断するための基準となる電圧である。
【００４８】
アイソレータ部１２０は、図３（ａ）に示すように一つのカプラ部１２１で構成されてもよく、図３（ｂ）に示すように２個のカプラ部１２１または複数のカプラ部１２１で構成されてもよい。また、図３（ｃ）に示すように複数のカプラ部１２１とシュミットトリガ回路部１２２が結合されて用いられてもよい。以下では、図４を参照して、シュミットトリガ回路部１２２についてより詳しく説明する。
【００４９】
図４は、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００においてアイソレータ部１２０に含まれたシュミットトリガ回路部１２２をより詳しく示す図である。
【００５０】
一つの実施形態において、シュミットトリガ回路部１２２は、２個のトランジスタ１２２−１および１２２−２が複数の抵抗１２２−３および１２２−４に抵抗分割およびエミッタ（Ｅｍｉｔｔｅｒ）端子間の結合により結合されることができる。変換された一つ以上の結果信号が第１トランジスタ１２２−１のベース（Ｂａｓｅ）端子に入力されて第１トランジスタ１２２−１のベース電位が低い時、第１トランジスタ１２２−１はオフ状態、第２トランジスタ１２２−２はオン状態になる。また、第１抵抗１２２−３には第２トランジスタ１２２−２のエミッタ電流が流れることによって、第１トランジスタのエミッタ電位が高くなり、第１トランジスタ１２２−１はオフ状態を維持しようとする。また、第１トランジスタのコレクタ（Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）端子が高電位であるため、第２抵抗１２２−４を介してベース電流が流れる第２トランジスタ１２２−２はオン状態を維持しようとする。したがって、第１トランジスタ１２２−１はオフ状態、第２トランジスタ１２２−２はオン状態に安定状態を維持することができる。この時、入力される一つ以上の結果信号に異常が発生して、信号の電圧大きさが増加して第２基準電圧を超過すれば、第１トランジスタ１２２−１のベース電流が流れ始め、それにより、コレクタ電圧が下がって第２トランジスタ１２２−２のベース電流およびエミッタ電流が減少するようになる。この時、第１トランジスタ１２２−１のベース電流は急に増加して瞬間的に第１トランジスタ１２２−１がオン状態になり、第２トランジスタがオフ状態になり、それにより、ヒステリシス電圧が発生するようになる。すなわち、シュミットトリガ回路部１２２が出力する一つ以上の比較結果信号は、このようなヒステリシス電圧の出力信号であってもよい。ここで、シュミットトリガ回路部１２２が受信した信号の種類に関係なく同一の第２基準電圧を適用すれば、各々の信号ごとに正確な比較結果値を出力できないことがある。したがって、シュミットトリガ回路部１２２は、シュミットトリガ回路部１２２に入力される信号の大きさおよび種類に応じて第２基準電圧の大きさを調節することができる。
【００５１】
一つの実施形態において、シュミットトリガ回路部１２２に含まれた第１トランジスタ１２２−１および第２トランジスタ１２２−２がＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である時、ＭＯＳＦＥＴのドレイン（Ｄｒａｉｎ）端子とソース（Ｓｏｕｒｃｅ）端子に並列に追加の電流が流れるように可変回路を付加設置し、ＭＯＳＦＥＴに流れる電流の割合を調節する方式により第２基準電圧を変化させることができる。
【００５２】
再び図１に戻り、制御部１３０は、アイソルレティオブ１２０から変換された一つ以上の結果信号を受信し、受信した一つ以上の結果信号に基づいて低電圧バッテリー１０の電圧状態を診断することができる。
【００５３】
一つの実施形態において、制御部１３０は、バッテリーモジュールを複数接合して用いる高電圧バッテリー２０を含む高電圧側に備えられることができる。例えば、制御部１３０は、複数のバッテリーモジュールが接合された高電圧バッテリー２０の状態を診断し制御するために用いられるバッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＭＳ）であってもよく、ＢＭＳ内で実質的に制御を担当する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。すなわち、制御部１３０は高電圧側に備えられ、デイジーチェーン回路部１１０は低電圧側に備えられる。一方、高電圧側と低電圧側の電圧差が大きい場合、高電圧側に印加される電圧が低電圧側に備えられる構成要素に影響を与えて故障が発生しうる。
【００５４】
一つの実施形態において、アイソレータ部１２０は、デイジーチェーン回路部１１０と制御部１３０との間に位置し、デイジーチェーン回路部１１０と制御部１３０を絶縁させて電気的に隔離させることができる。それにより、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００は、アイソレータ部１２０を介して低電圧バッテリー１０の電圧信号を絶縁させて高電圧側に位置した制御部１３０に送信することによって、低電圧側にＭＣＵのような制御素子を備えることなく高電圧側に備えられた制御部１３０を用いて低電圧バッテリー１０の電圧状態を診断することができる。
【００５５】
一つの実施形態において、デイジーチェーン回路部１１０、制御部１２０および一つ以上のセルモジュールコントローラ（Ｃｅｌｌ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＣＭＣ）３０）はデイジーチェーン結線方式で連結され、デイジーチェーン回路部１１０から出力される一つ以上の結果信号に基づいてＣＭＣ３０、制御部１３０およびデイジーチェーン回路部１２０間の短絡を点検することができる。一例として、制御部１３０がデイジーチェーン回路部１２０からＣＭＣ３０、制御部１３０およびデイジーチェーン回路部１２０間の短絡を点検するために結果信号出力要請信号を出力して結果信号出力を要請することができる。デイジーチェーン回路部１２０は、短絡点検のための結果信号出力要請信号を受信すれば、結果信号としてデイジーチェーン結線方式で連結された一つ以上のＣＭＣ３０に点検信号を送信し、ＣＭＣ３０から点検信号に対する応答信号のフィードバックを受けることができる。この時、短絡が発生した場合、点検信号の送信や応答信号のフィードバックを受けることができなくなる。したがって、デイジーチェーン回路部１２０は、点検信号が送信されないか、または点検信号に対する応答としてフィードバック信号が受信されない場合、故障信号（Ｆａｕｌｔ  ｓｉｇｎａｌ）を制御部１３０に送信することによって、制御部１３０が短絡故障が発生したことを認知することができる。ここで、デイジーチェーン回路部１２０が応答信号のフィードバックを受ける場合、デイジーチェーン回路部１２０は制御部１３０に正常動作信号を送信することができる。
【００５６】
他の一つの実施形態において、デイジーチェーン回路部１２０は、点検信号が送信されないか、または点検信号に対する応答としてフィードバック信号が受信されない場合、制御部１３０において短絡を点検するために結果信号出力を要請した信号に対する応答信号を制御部１３０に送信できないことがあり、制御部１３０は、既に設定された時間が経過する間信号を受信できない場合、短絡故障が発生したと診断することができる。
【００５７】
上述したように、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００は、デイジーチェーン回路部１１０が低電圧バッテリー１０から電圧の印加を受けて一つ以上の結果信号を出力し、高電圧側と低電圧側を電気的に絶縁するアイソレータ部１２０が出力された一つ以上の結果信号を変換して制御部１３０に提供することによって、高電圧側に位置した制御部を用いて低電圧側の低電圧バッテリー１０の状態を診断することができる。以下では、図５を参照して、低電圧バッテリー１０の電圧状態およびデイジーチェーン回路部１１０の入出力電圧状態を診断するために、低電圧バッテリー１０、デイジーチェーン回路部１１０、アイソレータ部１２０および制御部１３０により送受信される一つ以上の結果信号についてより詳しく説明する。
【００５８】
図５は、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００においてデイジーチェーン回路部１１０、アイソレータ部１２０および制御部１３０が一つ以上の結果信号を送受信する形態を概略的に示す図である。
【００５９】
図５を参照すれば、低電圧バッテリー１０からデイジーチェーン回路部に入力電圧信号を出力する。入力電圧信号の入力を受けたデイジーチェーン回路部１１０は入力電圧信号を変換して結果信号を出力し、出力された結果信号をアイソレータ部１２０に伝達する。ここで、結果信号は一つ以上出力されてもよい。例えば、結果信号は、入力電圧信号および入力電圧信号に対する出力電圧信号を含むことができる。アイソレータ部１２０は、受信した結果信号を変換して比較結果信号を出力し、制御部１３０は、比較結果信号を受信して低電圧バッテリー１０の電圧状態を診断することができる。
【００６０】
制御部１３０は、デイジーチェーン回路部１１０に結果信号出力要請信号を送信することができ、デイジーチェーン回路部１１０は、断線を点検するために点検信号を送信することができる。セルモジュールコントローラ３０は、点検信号に対する応答として応答信号をデイジーチェーン回路部１１０に送信する。この時、応答信号が受信されない場合、デイジーチェーン回路部１１０は、制御部１３０に故障信号を送信することができる。以下では、図６および７を参照して、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００を用いて低電圧バッテリー１０およびデイジーチェーン回路部１１０の入出力電圧の状態を診断する一連の過程について説明する。
【００６１】
図６は、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００を介して低電圧バッテリー１０の状態を診断する一連の過程を説明するためのフローチャートである。
【００６２】
先ず、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システムが開始されれば、低電圧バッテリーがデイジーチェーン回路部に電圧を印加する（Ｓ１１０）。デイジーチェーン回路部に含まれた基準電圧設定部は、デイジーチェーン回路部に入力される電圧の大きさおよび種類に基づいて第１基準電圧を設定し（Ｓ１２０）、デイジーチェーン回路部は、設定された第１基準電圧と印加を受けた低電圧バッテリーの電圧に基づいて一つ以上の結果信号を出力する（Ｓ１３０）。カプラ部は、Ｓ１３０ステップで出力された一つ以上の結果信号を受信して変換する（Ｓ１４０）。変換された一つ以上の結果信号はシュミットトリガ回路部に提供され、シュミットトリガ回路部はシュミットトリガ回路部に入力される信号の大きさおよび種類に基づいて第２基準電圧を調節する（Ｓ１５０）。その後、シュミットトリガ回路部は、Ｓ１４０ステップで変換された一つ以上の結果信号とＳ１５０ステップで調節された第２基準電圧に基づいて比較結果信号を出力する（Ｓ１６０）。制御部は、Ｓ１６０ステップで出力された比較結果信号に基づいて低電圧バッテリーの電圧状態およびデイジーチェーン回路部の入出力電圧状態を診断することができる。
【００６３】
図７は、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００を用いてセルモジュールコントローラ３０、制御部１３０およびデイジーチェーン回路部１１０間の断線を点検する一連の過程を説明するためのフローチャートである。
【００６４】
先ず、制御部がデイジーチェーン回路部に結果信号出力要請信号を送信する（Ｓ２１０）。デイジーチェーン回路部は、Ｓ２１０ステップで送信された結果信号出力要請信号を受信する場合、デイジーチェーン結線方式で連結された制御部およびセルモジュールコントローラに点検信号を送信する（Ｓ２２０）。セルモジュールコントローラは、デイジーチェーン回路部から点検信号を受信すれば、それに対する応答信号を制御部およびデイジーチェーン回路部に送信する（Ｓ２３０）。デイジーチェーン回路部がＳ２３０ステップでセルモジュールコントローラが送信した応答信号を受信する場合、デイジーチェーン回路部は、制御部に正常動作信号を送信し（Ｓ２４０）、正常動作を行い続ける（Ｓ２５０）。しかし、デイジーチェーン回路部がＳ２３０ステップでセルモジュールコントローラが送信した応答信号を受信しなかった場合、デイジーチェーン回路部は制御部に故障信号を送信し（Ｓ２６０）、制御部はＳ２６０ステップで送信された故障信号を受信した場合、断線故障状態に認識する（Ｓ２７０）。
【００６５】
前述したように、本発明の一実施形態による低電圧バッテリーの状態診断システム１００は、低電圧側に備えられるデイジーチェーン回路部１１０が低電圧バッテリーから電圧の印加を受けて一つ以上の結果信号を出力し、アイソレータ部１２０がデイジーチェーン回路部から出力された一つ以上の結果信号を変換して制御部１３０に提供することによって、低電圧側に制御部をさらに備えることなく高電圧側に備えられた制御部を用いて低電圧側の低電圧バッテリーの状態を診断することができる。
【００６６】
この時、アイソレータ部１２０が高電圧側と低電圧側を電気的に絶縁することによって、高電圧側に備えられた制御部１３０を用いることにより発生しうる絶縁問題を解決することができる。
【００６７】
また、デイジーチェーン回路部１１０の入力電圧およびデイジーチェーン回路部１１０の出力電圧のフィードバックを受けた信号を受信し、受信した信号の種類および大きさに基づいて基準電圧を設定することによって、低電圧バッテリー１０の電圧だけでなく低電圧側に備えられるデイジーチェーン回路部１１０の入出力状態を診断することができる。
【００６８】
この時、入力される信号が変動しても第１基準電圧と第２基準電圧を流動的に調節して設定することができ、本発明が有する固有の特性が変わらないため、様々な種類の信号を受信して診断することができる。
【００６９】
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】
0006805463.tif 000002
【図２】
0006805463.tif 000003
【図３（ａ）】
0006805463.tif 000004
【図３（ｂ）】
0006805463.tif 000005
【図３（ｃ）】
0006805463.tif 000006
【図４】
0006805463.tif 000007
【図５】
0006805463.tif 000008
【図６】
0006805463.tif 000009
【図７】
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